CN107042155A - 一种粗煤泥柱式分选装置及方法 - Google Patents

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    • B03B5/30—Washing granular, powdered or lumpy materials; Wet separating by sink-float separation using heavy liquids or suspensions

Abstract

本发明涉及一种粗煤泥柱式分选装置，主要包括流化床柱体(1)、环柱体给料器(2)、给水系统、浮物排料系统、沉物排料系统、电气集控系统，所述环柱体给料器(2)位于所述流化床柱体(1)的外侧中部位置，所述浮物排料系统位于所述流化床柱体(1)的上部，所述沉物排料系统位于所述流化床柱体(1)的底部；所述环柱体给料器(2)由4～8组给料枪组成，所述给料枪均匀排列在所述流化床柱体(1)的外侧中部，每组给料枪沿所述流化床柱体(1)切线给料。本发明同时提供了一种粗煤泥柱式分选装置的分选方法。本发明可实现粗煤泥高效分选，有效降低了可能偏差Ep值，提高分选精度，增加精煤产率、改善精煤质量指标，解决粗煤泥精煤“背灰”的现象。

Description

一种粗煤泥柱式分选装置及方法
技术领域
本发明涉及煤泥分选技术领域，尤其涉及一种粗煤泥柱式分选装置及方法。
背景技术
煤炭是我国储量最丰富的资源之一，燃煤带来严重的环境污染，选煤是洁净煤技术的源头，是实现煤炭清洁利用最有效、成本最低的途径。煤炭在破碎、筛分和分选过程中不可避免地产生大量粒度范围在0.25～2mm左右的煤炭颗粒，称为“粗煤泥”。
目前块煤和细粒煤泥的分选技术较为成熟，但对于粗煤泥的分选技术尚不成熟。粗煤泥的高效分选是选煤领域的热点和难点问题。目前粗煤泥分选领域主要采用的设备有TBS干扰床分选机、螺旋分选机、煤泥重介质旋流器等，但由于我国选煤厂的煤质差异较大，煤泥可选性差别也很大，因此导致粗煤泥分选设备普遍存在分选精度较低、适应性较差、分选过程难以调控等问题，以致在实际应用中遇到很多困难，目前尚未在选煤厂广泛推广应用。
发明内容
鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种粗煤泥柱式分选装置及方法，用以解决现有粗煤泥分选装置分选稳定性较差、适应性不广、难以根据需求动态调整分选过程的问题。
针对目前粗煤泥分选装置及方法存在分选精度较低、可靠性弱、适应性差的问题，本发明提出一种强化粗煤泥分选稳定性、改善分选效果的柱式煤泥流化床分选装置及方法。本发明提出的柱式煤泥流化床分选装置，通过设计新型的给料装置及方法，强化了分选入料稳定性；通过改进给水装置及水流分布器，强化了给水稳定性，在干扰沉降的基础上，强化了矿物颗粒按密度分离的趋势；通过改进浮物与沉物排料系统，抑制了浮物和沉物产品的返混，改善了煤泥的分选效果。
本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：
一种粗煤泥柱式分选装置，主要包括流化床柱体1、环柱体给料器2、给水系统、浮物排料系统、沉物排料系统、电气集控系统，所述环柱体给料器2位于所述流化床柱体1的外侧中部位置，所述浮物排料系统位于所述流化床柱体1的上部，所述沉物排料系统位于所述流化床柱体1的底部，所述电气集控系统控制所述环柱体给料器2、给水系统及沉物排料系统；
所述环柱体给料器2由4～8组给料枪组成，所述给料枪均匀排列在所述流化床柱体1的外侧中部，每组给料枪沿所述流化床柱体1切线给料。
进一步的，每组给料枪都能独立控制给料，所述给料方式为正压给料，入料压力为0.1～0.2MPa。
每组给料枪都能独立控制给料，可以实现单组或者多组给料枪同时给料，便于调整给料量，多段同时沿分选床体切线给料，强化了入料均匀性；沿切线给料能够使粗煤泥产生初步的离心分离效应，重颗粒、大粒级颗粒集中在外侧，轻颗粒、小粒级颗粒向中心运动；给料方式属于正压给料，给料压力可根据煤质可选性调控，从而利用离心旋流作用初步分离粗煤泥物料。
进一步的，所述给水系统包括顶部给水装置7、顶部给水缓冲仓3、顶部给水稳流板5、底部给水缓冲仓4、底部给水稳流板6及底部给水装置9；所述顶部给水装置7和底部给水装置9分别与所述顶部给水缓冲仓3和底部给水缓冲仓4相连接；所述顶部给水缓冲仓3位于所述流化床柱体1的顶部；所述底部给水缓冲仓4位于所述流化床柱体1的底部。
顶部给水装置7和底部给水装置9注水后经顶部给水缓冲仓3和底部给水缓冲仓4进入柱体内，分别形成下降水流和上升水流，上升水流是通过底部中心给入，经底部给水缓冲仓进入柱体，水流量和给水压力可以根据入料性质灵活调整，随后保持恒定，而下降水流是脉动水流，脉动水流初始速度不为0，采用从顶部周边外环给入的方式，经顶部给水缓冲仓压入柱体周边；切线给入的物料经过初步离心分离后，在上升和下降水流流场中，水流与物料充分接触，物料在液固流化床层中干扰沉降，分选柱体周边物料在下降脉冲水流作用下，在脉冲峰值时向下沉降，而在脉冲谷值时，在上升水流作用下，密度较小的大粒级颗粒和错配的低密度颗粒将再次向上运动，并在离心旋流作用下，带入柱体中部，进入溢流，而密度较大的颗粒则进入底流；柱体中部物料在上升水流提升作用下上浮，而在上升过程中，上升水流被下降脉冲水流弱化，由于夹杂在其中的部分小粒级高灰细泥和错配的高密度颗粒密度高于床层密度，因此发生沉降，并在离心旋流作用下，甩到边壁，进入底流。整个分选柱体内的物料能够在自身重力和水流浮力共同作用下按床层密度双重离析，实现高效分选，可有效降低可能偏差Ep值，提高分选精度，增加精煤产率、改善精煤质量指标，解决粗煤泥精煤“背灰”的现象。
进一步的，所述顶部给水缓冲仓3为环状结构，其外环为所述流化床柱体1的内壁；所述顶部给水缓冲仓3通过所述顶部给水稳流板5与所述流化床柱体1相连通；所述底部给水缓冲仓4为圆形槽结构，与所述流化床柱体1同心；所述底部给水缓冲仓4通过所述底部给水稳流板6与所述流化床柱体1相连通。
进一步的，所述顶部给水稳流板5和底部给水稳流板6的材质均为钨钴类硬质合金板，所述顶部给水稳流板5和底部给水稳流板6上开有孔，开孔形状为圆形，孔径范围为1～2mm，开孔率为10～20％，厚度为5～10mm。
稳流板的作用在于增强分选床顶部与底部给水的均匀稳定性，避免产生剧烈的水流湍动；钨钴类硬质合金板强度较高、耐磨性较好，抗弯强度和抗粘结能力较强，能够在水流冲击下保证稳流板的质量和寿命；开孔率为10～20％的优势在于保证给水的均匀稳定，避免水流湍动。
进一步的，所述浮物排料系统包括浮物溢流槽11和溢流稳流板14，所述浮物溢流槽11通过所述溢流稳流板14与所述流化床柱体1的内部相连通；所述沉物排料系统包括沉物卸料槽12、底流稳流板15及底流流量控制阀13，所述沉物卸料槽12为环状结构，其外环为所述流化床柱体1的内壁，内环与底部给水缓冲仓4相连，所述沉物卸料槽12通过所述底流稳流板15与所述流化床柱体1的内部相连通。
溢流稳流板14和底流稳流板15分别与浮物溢流槽与沉物卸料槽固定联接，实现粗精煤收集与尾煤排料，稳流板的作用在于强化浮物排料和沉物排料的稳定性，抑制浮物和沉物产品的返混，提高分选效率。
进一步的，所述溢流稳流板14和底流稳流板15的材质均为钨钴类硬质合金板，开孔形状为圆形，孔径范围为2～3mm，开孔率为10～20％，所述钨钴类硬质合金板的厚度为3～8mm。
开孔率为10％～20％有利于强化浮物和沉物排料的稳定性，防止产品返混，保证精煤质量；钨钴类硬质合金板强度较高、耐磨性较好，抗弯强度和抗粘结能力较强，能够在水流冲击下保证稳流板的质量和寿命。
进一步的，所述流化床柱体1内壁固定有柱体周边倾斜叶片16，所述柱体周边倾斜叶片16采用耐腐蚀304不锈钢冲孔板制成，厚度为2～3mm，所述柱体周边倾斜叶片16为面积10～20cm2的方形叶片，其上分布有鱼鳞孔，孔径范围为1～1.5mm，开孔率为10％～20％。
安装柱体周边倾斜叶片16的目的在于降低液固流化床的边壁效应，强化柱式分选装置的稳定性。
进一步的，所述电气集控系统主要包括顶部给水变频控制器8、底部给水变频控制器10、底部流量控制阀13、密度测控装置17、PID控制器18和集控计算机19；所述顶部给水变频控制器8和底部给水变频控制器10分别通过顶部给水装置7和底部给水装置9控制所述顶部给水缓冲仓3和底部给水缓冲仓4的给水量、给水压力和给水频率；所述底部流量控制阀13控制所述沉物卸料槽12；所述密度测控装置17有2个密度传感器，所述密度传感器的测定范围在1.2～2.2g/cm3之间，分别进入流化床柱体1自下而上的1/3～2/3处，实时监测流化床柱体1内的悬浮液体密度；所述集控计算机19通过所述PID控制器18控制所述顶部给水变频控制器8、底部给水变频控制器10、底部流量控制阀13和密度测控装置17。
密度传感器分别浸入到紊流层不同高度，对柱体内的床层密度进行实时监测，当床层的密度达到或超过设定值，控制器即送出一个4～20mA的信号到执行机构，执行机构开始动作，打开底流流量控制阀13排料，直至床层密度降低至设定值，排料阀门关闭。集控计算机统一调度、PID控制器实时控制密度测控装置与底流流量控制阀协同作用，通过PID控制器控制排料阀的开启，直到分选柱体内的干扰床层保持稳定的设定密度，保证床层分选密度稳定，从而实现根据煤质特征及入料浓度实时准确调整操作参数，有效提高分选效率，提高经济效益。
一种粗煤泥柱式分选方法，包括以下步骤：
步骤1、选择入料质量浓度为40％～60％之间，入料粒度在0.25～2mm之间的粗煤泥物料；
步骤2、由变频控制器8与变频控制器10控制给水量和给水压力，将水经顶部给水装置7与底部给水装置9给入顶部给水缓冲仓3和底部给水缓冲仓4，经顶部给水稳流板5和底部给水稳流板6给入流化床柱体1内，从而使得整个床层在上升水流和下降水流作用下形成稳定的液固流化床；
步骤3、由环柱体给料器2沿柱体切线给料，入料压力控制在0.1MPa～0.2MPa之间；
步骤4、待水流与物料充分接触后，物料在干扰沉降和旋流离心耦合作用下按照密度进行双重离析，并高效分选；
步骤5、密度测控装置17对流化床柱体1内悬浮液体密度进行检测，当悬浮液体密度达到或超过设定值时，则进行下一步；若悬浮液体密度未达到设定值，则继续步骤4，并根据实际情况适当调整上升水流压力；
步骤6、轻产物排至浮物溢流槽11；同时，底流流量控制阀13开启，重产物经沉物卸料槽12排料，直至悬浮液体密度降低至设定值，关闭底流流量控制阀13，底流流量控制阀与密度测控装置协同作用，实时检测床层密度，保证分选密度稳定；
步骤7、分别收集轻产物和重产物。
本发明有益效果如下：
(1)本发明一种粗煤泥柱式分选装置与方法设置环柱体给料器，给料枪均沿柱体切线给料，任意一组给料枪都可以独立控制给料，可以实现单组或者多组给料枪同时给料，便于调整给料量；多段同时沿分选床体切线给料，提高了入料均匀性；沿切线给料能够使粗煤泥产生初步的离心分离效应，重颗粒、大粒级颗粒集中在外侧，轻颗粒、小粒级颗粒向中心运动；同时，给料为正压给料，给料压力可根据煤质可选性调控，从而利用离心旋流作用初步分离粗煤泥物料。
(2)本发明一种粗煤泥柱式分选装置与方法的顶部给水装置和底部给水装置根据需求由变频控制器控制给水量、给水压力和给水频率，满足了不同煤质粗煤泥的分选要求，提高粗煤泥分选精度和精煤产率；同时设置顶部给水稳流板、底部给水稳流板增强分选床顶部与底部给水的均匀稳定性，避免产生剧烈的水流湍动；设置溢流稳流板与底流稳流板，强化浮物排料和沉物排料的稳定性，抑制浮物和沉物产品的返混，提高分选效率。
(3)本发明一种粗煤泥柱式分选装置与方法的柱体内壁设置有倾斜耐腐蚀不锈钢冲孔板鱼鳞孔叶片，有利于降低液固流化床的边壁效应，强化柱式分选装置的稳定性。
(4)本发明一种粗煤泥柱式分选装置与方法，流化床柱体在整个液固流化床层中，同时存在上升和下降水流，在上升和下降水流流场中，水流与物料充分接触，强化物料在液固流化床层中的干扰沉降；上升和下降水流流场中的干扰沉降作用与切线入料产生的离心旋流流场的离心分选作用相耦合，使得在整个分选柱体内的物料能够在干扰沉降和旋流离心耦合作用下按照密度进行双重离析，实现高效分选，有效降低可能偏差Ep值，提高分选精度，增加精煤产率、改善精煤质量指标，解决粗煤泥精煤“背灰”的现象。
(5)本发明一种粗煤泥柱式分选装置结构设计独特、操作方便、控制精确、分选精度高、应用范围广，适用于不同煤质粗煤泥的精选，具有潜在的应用前景。
附图说明
图1为本发明粗煤泥柱式分选装置示意图；
图2为本发明粗煤泥柱式分选装置A-A平面示意图；
图3为本发明粗煤泥柱式分选装置B-B平面示意图；
图4为本发明粗煤泥柱式分选装置C-C平面示意图。
其中，1-流化床柱体、2-环柱体给料器，3-顶部给水缓冲仓、4-底部给水缓冲仓、5-顶部给水稳流板、6-底部给水稳流板、7-顶部给水装置、8-顶部给水变频控制器、9-底部给水装置、10-底部给水变频控制器、11-浮物溢流槽、12-沉物卸料槽、13-底流流量控制阀、14-溢流稳流板、15-底流稳流板、16-柱体周边倾斜叶片、17-密度测控装置、18-PID控制器、19-集控计算机。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。
一种粗煤泥柱式分选装置，如图1所示，主要包括流化床柱体1、环柱体给料器2、顶部给水缓冲仓3、底部给水缓冲仓4、顶部给水稳流板5、底部给水稳流板6、顶部给水装置7、顶部给水变频控制器8、底部给水装置9、底部给水变频控制器10、浮物溢流槽11、沉物卸料槽12、底流流量控制阀13、溢流稳流板14、底流稳流板15、柱体周边倾斜叶片16、密度测控装置17、PID控制器18和集控计算机19；
流化床柱体1为圆柱形腔体结构，顶部设有环形结构的顶部给水缓冲仓3，其中顶部给水缓冲仓3的外环为流化床柱体1的内壁，顶部给水缓冲仓3的下部安装有顶部给水稳流板5，并通过顶部给水稳流板5与流化床柱体1连通；浮物溢流槽11位于流化床柱体1的上部，并通过溢流稳流板14与流化床柱体1连通，溢流稳流板14与顶部给水缓冲仓3的内环相连；底部给水缓冲仓4为圆形槽结构，位于流化床柱体1的底部中心位置，在圆形槽上部安装有底部给水稳流板6，底部给水缓冲仓4通过底部给水稳流板6与流化床柱体1连通；沉物卸料槽12为环形结构，外环是流化床柱体1的内壁，内环与底部缓冲仓4相连，沉物卸料槽12的上部安装有底流稳流板15，沉物卸料槽12通过底流稳流板15与流化床柱体1连通；环柱体给料器2设置在流化床柱体1外侧中部位置，用于给料；密度测控装置17安装在流化床柱体1内部，密度测控装置17包含两个密度传感器，密度测控装置17的密度传感器分别设在流化床柱体1自下而上1/3和1/2处，实时监测流化床层密度大小和密度稳定性，传感器的监测范围在1.2～2.2g/cm3之间；顶部给水变频控制器8控制顶部给水装置7为顶部给水缓冲仓3提供水量，底部给水变频控制器10通过装置9为底部给水缓冲仓4提供水量；集控计算机19通过PID控制器18控制顶部给水变频控制器8、底部给水变频控制器10、底流流量控制阀13和密度测控装置17。
流化床柱体1内壁焊接有柱体周边倾斜叶片16，柱体周边倾斜叶片16采用耐腐蚀304不锈钢冲孔板制成，厚度为2mm，柱体周边倾斜叶片16为面积16cm2的方形叶片，其上分布有鱼鳞孔，鱼鳞孔的孔径为1mm，开孔率约为10％。
溢流稳流板14和底流稳流板15的材质均为钨钴类硬质合金板，开孔形状为圆形，孔径为2.5mm，开孔率约为15％，钨钴类硬质合金板的厚度为6mm。
顶部给水稳流板5和底部给水稳流板6的材质均为钨钴类硬质合金板，开孔形状为圆形，孔径是1.2mm，开孔率约为15％，厚度为5mm。
图3中箭头方向是指入料方向。
环柱体给料器2设置在流化床柱体1外侧中部位置，由8组均匀排列的给料枪组成，每组给料枪均沿柱体切线给料,任意一组给料枪都可以独立控制给料，可以实现单组或者多组给料枪同时给料，便于调整给料量，给料方式属于正压给料,多段同时沿分选床体切线给料，强化了入料均匀性；沿切线给料能够使粗煤泥产生初步的离心分离效应，重颗粒、大粒级颗粒集中在外侧，轻颗粒、小粒级颗粒向中心运动；切线给入的物料经过初步离心分离后，在上述液固流化阶段的所形成的上升和下降水流流场中，水流与物料充分接触，物料在液固流化床层中干扰沉降，分选柱体周边物料在下降脉冲水流作用下，在脉冲峰值时向下沉降，而在脉冲谷值时，在上升水流作用下，密度较小的大粒级颗粒和错配的低密度颗粒将再次向上运动，并在离心旋流作用下，带入柱体中部，进入溢流，而密度较大的颗粒则进入底流；柱体中部物料在上升水流提升作用上浮，而在上升过程中，上升水流被下降脉冲水流弱化，由于夹杂在其中的部分小粒级高灰细泥和错配的高密度颗粒密度高于床层密度，因此发生沉降，并在离心旋流作用下，甩到边壁，进入底流。此时，上升和下降水流流场中的干扰沉降作用与切线入料产生的离心旋流流场的离心分选作用相耦合，流化床内部流场形成环流，进一步强化整个液固流化床的稳定性。
流化床柱体1内壁设置有耐腐蚀不锈钢冲孔板鱼鳞孔柱体周边倾斜叶片16，目的在于降低液固流化床的边壁效应，强化柱式分选装置的稳定性。整个分选柱体内的物料能够在自身重力和水流浮力共同作用下按床层密度双重离析，实现高效分选，可有效降低可能偏差Ep值，提高分选精度，增加精煤产率、改善精煤质量指标，解决粗煤泥精煤“背灰”的现象。
集控计算机19统一分配各执行部件任务，根据入料煤质的性质及入料浓度集控计算机下达指令，由PID控制器传递到给水变频控制器调控给水量及给水压力及给水频率，从而形成一定密度的液固流化床层。
密度的测定是由密度测控装置17测定，密度测控装置17中两个密度传感器分别浸入到紊流层不同高度，对柱体内的床层密度进行实时监测，当床层的密度达到或超过设定值，控制器即送出一个4～20mA的信号到执行机构，执行机构开始动作，打开底流流量控制阀13排料，直至床层密度降低至设定值，排料阀门关闭。通过PID控制器控制排料阀的开启，直到分选柱体内的干扰床层保持稳定的设定密度。故密度测控装置与底流流量控制阀协同作用，保证床层分选密度稳定，从而实现根据煤质特征及入料浓度实时准确调整操作参数，有效提高分选效率，提高经济效益。
一种粗煤泥式分选装置的分选方法，具体步骤为：
步骤1、选择入料为内蒙古某矿的水力分级旋流器底流粗煤泥物料，粗煤泥物料的灰分为29.34％，粗煤泥物料的质量浓度为49％、入料粒度在1～0.25mm之间；
步骤2、由变频控制器8与变频控制器10控制给水量和给水压力，将水经顶部给水装置7与底部给水装置9给入顶部给水缓冲仓3和底部给水缓冲仓4，经顶部给水稳流板5和底部给水稳流板6给入流化床柱体1内，其中底部给水为中心上升水流，设置为恒定给水量为100m3/h；顶部给水为环柱下降水流，在变频控制器的作用下实现周期正弦脉冲给水，给水量峰值为60m3/h、谷值为10m3/h，给水频率0.25Hz，脉冲水流峰值低于底部上顶水，从而避免周边物料在下降脉冲水流作用下急剧沉降，影响分选效果，脉冲水流谷值不为0，保证下降水流具有一定强度，从而使得整个床层在上升水流和下降水流作用下形成稳定的液固流化床，此时床层密度为1.45g/cm3；
步骤3、由环柱体给料器2沿柱体切线给料，入料压力控制在0.15MPa；多组给料枪均沿柱体切线给料；任意一组给料枪都可以独立控制给料，可以实现单组或者多组给料枪同时给料，便于调整给料量；
步骤4、待水流与物料充分接触后，物料在自身重力和水流浮力共同作用下进行离析，并高效分选；粗煤泥沿切线给料产生初步的离心分离效应，重颗粒、大粒级颗粒集中在外侧，轻颗粒、小粒级颗粒向中心运动；同时在上述液固流化阶段所形成的上升和下降水流流场中，水流与物料充分接触，物料在液固流化床层中干扰沉降，重颗粒、大粒级颗粒沿边壁向下沉降，轻颗粒、小粒级颗粒在上升水流作用下，进入溢流，向上运动；此外，分选柱体周边物料在下降脉冲水流作用下，在脉冲峰值时向下沉降，而在脉冲谷值时，在上升水流作用下，密度较小的大粒级颗粒和错配的低密度颗粒将再次向上运动，并在离心旋流作用下，带入柱体中部，进入溢流，而密度较大的颗粒则进入底流；而柱体中部物料在上升水流提升作用下，物料会上浮，而在上升过程中，上升水流被下降脉冲水流弱化，夹杂在其中的部分小粒级高灰细泥和错配的高密度颗粒密度高于床层密度，发生沉降，并在离心旋流作用下，甩到边壁，进入底流；此时，上升和下降水流流场中的干扰沉降作用与切线入料产生的离心旋流流场的离心分选作用耦合，流化床内部流场形成环流，物料在干扰沉降和旋流离心耦合作用下按照密度进行双重离析，得到进一步分选；
步骤5、密度测控装置17对流化床柱体1内悬浮液体密度进行检测，当悬浮液体密度达到或超过设定值1.45g/cm3时，则进行下一步；若悬浮液体密度未达到设定值，则继续步骤4，并根据实际情况适当上调上升水水量，上升水量调整范围是0～20m3/h，并高效分选；
步骤6、轻产物排至浮物溢流槽11；同时，底流流量控制阀13开启，重产物经沉物卸料槽12排料，直至悬浮液体密度降低至设定值1.45g/cm3，关闭底流流量控制阀13；排料阶段中溢流经溢流稳流板14进入浮物溢流槽11，底流经底流稳流板15进入沉物卸料槽12，溢流稳流板与底流稳流板分别与浮物溢流槽与沉物卸料槽固定联接，实现精矿收集与尾矿排料；
步骤7、分别收集轻产物和重产物，经过粗煤泥柱式分选装置的分选，轻产物与重产物的产率-灰分如表1所示。
表1轻产物与重产物的产率-灰分
产品 产率/％ 灰分/％
轻产物 62.89 7.51
重产物 37.11 66.34
由表1分选指标可以看出，分选效果较好，精煤质量达到要求，回收率较高，尾煤灰分较高，符合分选要求。
综上所述，本发明实施例提供了一种粗煤泥柱式分选装置及方法，通过中部旋流入料，强化了入料的均匀稳定；分选中，上升和下降水流流场中的干扰沉降作用与切线入料产生的离心旋流流场的离心分选作用相耦合，整个分选柱体内的物料能够在干扰沉降和旋流离心耦合作用下按照密度进行双重离析，实现高效分选，可有效降低可能偏差Ep值，提高分选精度，增加精煤产率、改善精煤质量指标，解决粗煤泥精煤“背灰”的现象；
同时，本发明结构设计独特、操作方便、控制精确、分选精度高、应用范围广，可适用于不同煤质粗煤泥的分选，具有潜在的应用前景。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种粗煤泥柱式分选装置，其特征在于，主要包括流化床柱体(1)、环柱体给料器(2)、给水系统、浮物排料系统、沉物排料系统、电气集控系统，所述环柱体给料器(2)位于所述流化床柱体(1)的外侧中部位置，所述浮物排料系统位于所述流化床柱体(1)的上部，所述沉物排料系统位于所述流化床柱体(1)的底部，所述电气集控系统控制所述环柱体给料器(2)、给水系统及沉物排料系统；
所述环柱体给料器(2)由4～8组给料枪组成，所述给料枪均匀排列在所述流化床柱体(1)的外侧中部，每组给料枪沿所述流化床柱体(1)切线给料。
2.根据权利要求1所述的一种粗煤泥柱式分选装置，其特征在于，每组给料枪都能独立控制给料，所述给料方式为正压给料，入料压力为0.1～0.2MPa。
3.根据权利要求2所述的一种粗煤泥柱式分选装置，其特征在于，所述给水系统包括顶部给水装置(7)、顶部给水缓冲仓(3)、顶部给水稳流板(5)、底部给水缓冲仓(4)、底部给水稳流板(6)及底部给水装置(9)；所述顶部给水装置(7)和底部给水装置(9)分别与所述顶部给水缓冲仓(3)和底部给水缓冲仓(4)相连接；所述顶部给水缓冲仓(3)位于所述流化床柱体(1)的顶部；所述底部给水缓冲仓(4)位于所述流化床柱体(1)的底部。
4.根据权利要求3所述的一种粗煤泥柱式分选装置，其特征在于，所述顶部给水缓冲仓(3)为环状结构，其外环为所述流化床柱体(1)的内壁；所述顶部给水缓冲仓(3)通过所述顶部给水稳流板(5)与所述流化床柱体(1)相连通；所述底部给水缓冲仓(4)为圆形槽结构，与所述流化床柱体(1)同心；所述底部给水缓冲仓(4)通过所述底部给水稳流板(6)与所述流化床柱体(1)相连通。
5.根据权利要求4所述的一种粗煤泥柱式分选装置，其特征在于，所述顶部给水稳流板(5)和底部给水稳流板(6)的材质均为钨钴类硬质合金板，所述顶部给水稳流板(5)和底部给水稳流板(6)上开有孔，开孔形状为圆形，孔径范围为1～2mm，开孔率为10～20％，厚度为5～10mm。
6.根据权利要求5所述的一种粗煤泥柱式分选装置，其特征在于，所述浮物排料系统包括浮物溢流槽(11)和溢流稳流板(14)，所述浮物溢流槽(11)通过所述溢流稳流板(14)与所述流化床柱体(1)的内部相连通；所述沉物排料系统包括沉物卸料槽(12)、底流稳流板(15)及底流流量控制阀(13)，所述沉物卸料槽(12)为环状结构，其外环为所述流化床柱体(1)的内壁，内环与底部给水缓冲仓(4)相连，所述沉物卸料槽(12)通过所述底流稳流板(15)与所述流化床柱体(1)的内部相连通。
7.根据权利要求6所述的一种粗煤泥柱式分选装置，其特征在于，所述溢流稳流板(14)和底流稳流板(15)的材质均为钨钴类硬质合金板，开孔形状为圆形，孔径范围为2～3mm，开孔率为10～20％，所述钨钴类硬质合金板的厚度为3～8mm。
8.根据权利要求7所述的一种粗煤泥柱式分选装置，其特征在于，所述的流化床柱体(1)内壁固定有柱体周边倾斜叶片(16)，所述柱体周边倾斜叶片(16)采用耐腐蚀304不锈钢冲孔板制成，厚度为2～3mm，所述柱体周边倾斜叶片(16)为面积10～20cm2的方形叶片，其上分布有鱼鳞孔，孔径范围为1～1.5mm，开孔率为10％～20％。
9.根据权利要求8所述的一种粗煤泥柱式分选装置，其特征在于，所述电气集控系统主要包括顶部给水变频控制器(8)、底部给水变频控制器(10)、底部流量控制阀(13)、密度测控装置(17)、PID控制器(18)和集控计算机(19)；所述顶部给水变频控制器(8)和底部给水变频控制器(10)分别通过顶部给水装置(7)和底部给水装置(9)控制所述顶部给水缓冲仓(3)和底部给水缓冲仓(4)的给水量、给水压力和给水频率；所述底部流量控制阀(13)控制所述沉物卸料槽(12)；所述密度测控装置(17)有2个密度传感器，所述密度传感器的测定范围在1.2～2.2g/cm3之间，分别进入流化床柱体(1)自下而上的1/3～2/3处，实时监测流化床柱体(1)内的悬浮液体密度；所述集控计算机(19)通过所述PID控制器(18)控制所述顶部给水变频控制器(8)、底部给水变频控制器(10)、底部流量控制阀(13)和密度测控装置(17)。
10.根据权利要求1-9所述的一种粗煤泥柱式分选装置的分选方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、选择入料质量浓度为40％～60％之间，入料粒度在0.25～2mm之间的粗煤泥物料；
步骤2、由变频控制器(8)与变频控制器(10)控制给水量和给水压力，将水经顶部给水装置(7)与底部给水装置(9)给入顶部给水缓冲仓(3)和底部给水缓冲仓(4)，经顶部给水稳流板(5)和底部给水稳流板(6)给入流化床柱体(1)内，从而使得整个床层在上升水流和下降水流作用下形成稳定的液固流化床；
步骤3、由环柱体给料器(2)沿柱体切线给料，入料压力控制在0.1MPa～0.2MPa之间；
步骤4、待水流与物料充分接触后，物料在干扰沉降和旋流离心耦合作用下按照密度进行双重离析，并高效分选；
步骤5、密度测控装置(17)对流化床柱体(1)内悬浮液体密度进行监测，当悬浮液体密度达到或超过设定值时，则进行下一步；若悬浮液体密度未达到设定值，则继续步骤4，并根据实际情况适当调整上升水流压力；
步骤6、轻产物排至浮物溢流槽(11)；同时，底流流量控制阀(13)开启，重产物经沉物卸料槽(12)排料，直至悬浮液体密度降低至设定值，关闭底流流量控制阀(13)，底流流量控制阀与密度测控装置协同作用，实时监测床层密度，保证分选密度稳定；
步骤7、分别收集轻产物和重产物。
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