CN109331989B - 一种煤炭全粒级干法脱水脱灰工艺 - Google Patents
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Abstract
一种煤炭全粒级干法脱水脱灰系统与工艺，该系统包括原煤准备与干燥部分、分选部分、介质净化循环部分；该工艺将待选原煤经破碎、筛分后分为粗、中、细、极细四个粒级产品，分别进入光电分选机、干法重介质流化床分选机、脉动/振动重介质流化床分选机和电选机/磁流化床分选机分选出精煤与尾煤；同时根据分选设备入料水分上限与入料水分情况决定是否开启干燥装置；产品带出的加重质经脱介筛脱除后一部分进入磁选机去除非磁性物后得到磁性物精矿回流进入分选机，另一部分加重质直接循环使用；本发明可实现粗、中、细、极细不同粒度煤炭的同时高效分选，解决目前干法选煤领域选别产品少、精煤质量差、介质利用率低、粉尘无度排放等问题。
Description
技术领域
本发明涉及煤炭干法分选领域，具体地，涉及一种煤炭干法分选系统及工艺，尤其涉及一种基于干法选煤设备的煤炭全粒级干法脱水脱灰系统与工艺。
背景技术
煤炭是我国主要能源，在一次能源的生产和消费结构中达到60％以上，对我国能源战略具有重要的支撑作用。我国煤炭存在着储量高、杂质高、质量差的特点，如果原煤不经过洁净分选加工直接应用，会造成十分严重的环境污染和资源浪费。选煤是煤炭洁净利用技术的基础，是洁净煤技术的源头技术。长期以来，湿法选煤技术占据主导地位，但我国2/3以上的煤炭分布在西北等干旱缺水地区，难以采用传统的耗水量大的湿法分选方法，制约了煤炭的分选洁净利用，开展高效干法选煤关键技术的研究十分迫切。
目前，国内干法选煤设备功能单一，有效分选粒度有限，只是针对全粒级原煤粗选或针对某一特定粒级原煤具有一定分选效果。传统的风力干法选煤方法 (如风力跳汰、风力摇床等)以空气作为分选介质，分选密度与介质密度相差超过1000倍，分选效率低，适用性差；依靠光电技术识别煤中不同组分的X射线、图像识别等设备分选下限高，主要适用于大块煤排矸；振动外力与自生介质的分选设备主要用于中、细粒级煤炭排矸，分选精度相对较低；以磁铁矿粉、煤粉作为混合二元加重质的重介质选煤设备可以灵活调节分选密度，分选精度高，但难以对细粒煤进行有效分选；依靠磁场、电场、振动场等外力场的选煤设备可以实现细粒煤的有效分选，但处理量低，产品附加值小。另外，由于各干法选煤设备自身的局限性，导致在基于该设备设计的分选工艺下，存在选别产品少、精煤质量差、介质利用率低、粉尘无度排放、入料受水分影响大等问题，使得煤炭资源干选提质程度与高效利用受限。因此，必须加强对煤炭的深层次干法分选加工，完善分选工艺，优化设备功能组合，以实现煤炭高效干法分选与洁净利用。
发明内容
本发明的目的是提供一种煤炭全粒级干法脱水脱灰系统。
本发明的另一目的是提供一种煤炭全粒级干法脱水脱灰工艺。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种煤炭全粒级干法脱水脱灰系统，包括原煤准备与干燥部分、分选部分、介质净化循环部分；
所述原煤准备与干燥部分包括分级筛Ⅰ、除铁器、破碎机、分级筛Ⅱ、缓冲仓Ⅱ、给料机Ⅱ、干燥器、缓冲仓Ⅲ和给料机Ⅲ；
所述分选部分包括缓冲仓Ⅰ、给料机Ⅰ、光电分选机、分级筛Ⅲ、分级筛Ⅳ、缓冲仓Ⅳ、给料机Ⅳ、电选机或磁流化床分选机、缓冲仓Ⅴ、给料机Ⅴ、缓冲仓Ⅵ、给料机Ⅵ、干法重介质流化床分选机和脉动/振动重介质流化床分选机；
所述介质净化循环部分包括脱介筛Ⅰ、脱介筛Ⅱ、分流器Ⅰ、分流器Ⅱ、循环介质仓、介质给料机Ⅰ、分流介质缓冲仓、介质给料机Ⅱ、介质磁选机、磁精矿分流器、磁精矿仓、介质给料机Ⅲ、循环介质缓冲仓、介质给料机Ⅳ、磁精矿缓冲仓、磁精矿给料机、脱介筛Ⅲ和脱介筛Ⅳ；
所述分级筛Ⅰ的筛上出料口与破碎机的入料口相连，除铁器设置在分级筛Ⅰ的筛上出料口与破碎机的入料口之间，分级筛Ⅰ的筛下出料口和破碎机的出料口均与分级筛Ⅱ的入料口相连，分级筛Ⅱ的筛下出料口与缓冲仓Ⅱ的入料口相连，缓冲仓Ⅱ的出料口与给料机Ⅱ的入料口相连，给料机Ⅱ的出料口分别与干燥器和分级筛Ⅲ的入料口相连，干燥器的出料口与缓冲仓Ⅲ的入料口相连，缓冲仓Ⅲ的出料口与给料机Ⅲ的入料口相连，给料机Ⅲ的出料与分级筛Ⅲ的入料口相连；
分级筛Ⅱ的筛上出料口与缓冲仓Ⅰ的入料口相连，缓冲仓Ⅰ的出料口与给料机Ⅰ的入料口相连，给料机Ⅰ的出料口与光电分选机的入料口相连；分级筛Ⅲ的筛上出料口与缓冲仓Ⅴ的入料口相连，缓冲仓Ⅴ的出料口与给料机Ⅴ的入料口相连，给料机Ⅴ的出料口与干法重介质流化床分选机的入料口相连，分级筛Ⅲ的筛下出料口与分级筛Ⅳ的入料口相连，分级筛Ⅳ的筛上出料口与缓冲仓Ⅵ的入料口相连，缓冲仓Ⅵ的出料口与给料机Ⅵ的入料口相连，给料机Ⅵ的出料口与脉动/振动重介质流化床分选机的入料口相连，分级筛Ⅳ的筛下出料口与缓冲仓Ⅳ的入料口相连，缓冲仓Ⅳ的出料口与给料机Ⅳ的入料口相连，给料机Ⅳ的出料口与电选机或磁流化床分选机的入料口相连，干法重介质流化床分选机的重产物出口与脱介筛Ⅰ的入料口相连，干法重介质流化床分选机的轻产物出口与脱介筛Ⅱ的入料口相连，脉动/振动重介质流化床分选机的重产物出口与脱介筛Ⅲ的入料口相连，脉动/振动重介质流化床分选机的轻产物出口与脱介筛Ⅳ的入料口相连；
脱介筛Ⅰ、脱介筛Ⅱ、脱介筛Ⅲ和脱介筛Ⅳ的筛下出料口均与分流器Ⅰ的入料口相连，分流器Ⅰ的出料口分别与分流器Ⅱ、分流介质缓冲仓的入料口相连，分流器Ⅱ的出料口分别与循环介质仓、循环介质缓冲仓的入料口相连，循环介质仓的出料口与介质给料机Ⅰ的入料口相连，循环介质缓冲仓的出料口与介质给料机Ⅳ的入料口相连，分流介质缓冲仓的出料口与介质给料机Ⅱ的入料口相连，介质给料机Ⅱ的出料口与介质磁选机的入料口相连，介质磁选机的磁性物出料口与磁精矿分流器的入料口相连，磁精矿分流器的出料口分别与磁精矿仓、磁精矿缓冲仓的入料口相连，磁精矿仓的出料口与介质给料机Ⅲ的入料口相连，磁精矿缓冲仓的出料口与磁精矿给料机的入料口相连，介质给料机Ⅰ和介质给料机Ⅲ的出料口均与干法重介质流化床分选机的介质添加口相连，介质给料机Ⅳ和磁精矿给料机的的出料口均与脉动/振动重介质流化床分选机的介质添加口相连。
进一步的，所述系统还包括供风除尘部分，所述供风除尘部分包括除尘器Ⅱ、引风机Ⅱ、流量计、风包和鼓风机；
所述除尘器Ⅱ的入口分别与光电分选机、干法重介质流化床分选机和脉动/ 振动重介质流化床分选机的粉尘排放口相连，除尘器Ⅱ的出口与引风机Ⅱ相连，除尘器Ⅱ的粉尘排放口与分流器Ⅰ的入料口相连；鼓风机通过风包连接流量计的一端，流量计的另一端分别连接干法重介质流化床分选机和脉动/振动重介质流化床分选机的通风口；
进一步的，所述供风除尘部分还包括除尘器Ⅰ、引风机Ⅰ，除尘器Ⅰ的入口与干燥器的出风口相连，除尘器Ⅰ的出风口与引风机Ⅰ相连，除尘器Ⅰ的粉尘排放口与缓冲仓Ⅳ的入料口相连。
进一步的，所述分级筛Ⅰ的筛孔孔径为200mm，所述分级筛Ⅱ的筛孔孔径为 100mm，所述分级筛Ⅲ的筛孔孔径为6mm，所述分级筛Ⅳ的筛孔孔径为3mm、 1mm或0.5mm，所述脱介筛Ⅰ和脱介筛Ⅱ的筛孔孔径为2mm，所述脱介筛Ⅲ和脱介筛Ⅳ的筛孔孔径为0.5mm。
进一步的，所述干法重介质流化床分选机内部设有测压计Ⅰ，所述脉动/振动重介质流化床分选机内部设有测压计Ⅱ。
优选的，所述光电分选机为X射线分选机或图像分选机。
优选的，所述干燥器为振动混流干燥器。
利用上述煤炭全粒级干法脱水脱灰系统进行煤炭全粒级干法脱水脱灰的工艺，包括以下步骤：
(1)原煤准备与干燥：矿井或储煤场来煤首先通过孔径为200mm的分级筛Ⅰ分级，筛上+200mm原煤经破碎机破碎至-200mm，与筛下-200mm原煤混合后进入孔径为100mm的分级筛Ⅱ筛分；筛下物即-100mm原煤外在水分Mf高于8％的进行预先干燥处理，水分降至8％以下之后排出干燥器，-100mm原煤外在水分Mf低于8％的直接进入后续步骤；
(2)分选原煤：100mm分级筛Ⅱ的筛上物即100～200mm原煤给入到光电分选机，排出粒度为100～200mm的精煤产品1和尾煤产品1；Mf低于8％的-100mm 原煤通过孔径为6mm的分级筛Ⅲ分级，筛上物即6～100mm物料进入干法重介质流化床分选机，按密度分选得到精煤与尾煤；分选浮物与沉物分别经孔径为 2mm的脱介筛脱除加重质后得到精煤产品2和尾煤产品2，脱除的加重质进入 1#加重质净化循环系统；6mm分级筛Ⅲ的筛下物即-6mm物料继续通过孔径为 3mm/1mm/0.5mm的分级筛Ⅳ分级，筛上物进入脉动重介质流化床/振动重介质流化床分选机分选，分选浮物与沉物分别经0.5mm脱介筛脱除加重质后得到精煤产品3与尾煤产品3，脱除的加重质进入2#加重质净化循环系统； 3mm/1mm/0.5mm分级筛Ⅳ的筛下物进入电选/磁选设备继续分选，得到精煤产品 4和尾煤产品4；
(3)介质净化循环：将脱介筛脱除的加重质混合后通过分流器重新分流，一部分送入介质磁选机去除其中的非磁性物后得到磁性物精煤，另一部分加重质送入干法重介质流化床分选机和脉动重介质流化床/振动重介质流化床分选机循环使用，实现对干法重介质流化床分选机和脉动重介质流化床/振动重介质流化床分选机内部流化床层高度和密度的控制。
进一步地，通过供风设备对干法重介质流化床分选机、脉动/振动重介质流化床分选机提供空气动力。
进一步地，通过除尘设备收集光电分选机、干法重介质流化床分选机、脉动重介质流化床/振动重介质流化床分选机、电选/磁选设备产生的粉尘，然后将有用成分送回系统循环利用。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)在环保方面，本发明联合选煤工艺系统采用全封闭式设计，原煤从入料- 分级-干燥-分选-脱介-装车(储存)全程不与外界接触，达到煤不落地的目的。干选系统配备了引风除尘系统来解决粉尘污染问题，避免粉尘外溢与扬尘，满足环评要求；
(2)在管理成本方面，采用本发明联合选煤工艺系统可以实现全程自动化操作，代替人工捡矸，提高企业生产的科技含量，大大降低人力成本与人力资源的不确定性影响(如职工安置、岗资矛盾、劳动强度、职工情绪等)，减少人员管理上的成本支出与精力支出(如工人保险、工伤等支出)；
(3)在产品收益方面，本发明联合选煤工艺系统处理量大，精度高，稳定性好，可根据原煤性质及时调控操作参数，有效应对煤质的变化，保障产品质量稳定，提高售价，应对瞬息万变的煤炭市场。
(4)与传统的湿法选煤技术相比，本发明将干燥设备、干法选煤设备与相关辅助设备集成化、模块化、系统化，对粒度为-200mm的煤炭按照目标组分 (精煤)与其它组分(尾煤)的密度、粒度、形状、光电效应差异进行分选，具有不用水，无污染，操作维护简单，投资和运行成本低等特点，经济、社会和环境效益显著。
(5)本全粒级干法脱水脱灰工艺同时适用于高岭土、油页岩、硅铁矿、硫铁矿等基于相似分选原理分选加工的非金属矿产资源与金属矿产资源。
附图说明
图1是本发明方法的工艺流程图；
图2是本发明系统的结构示意图；
图中，1-分级筛Ⅰ；2-除铁器；3-破碎机；4-分级筛Ⅱ；5-缓冲仓Ⅰ；6-给料机Ⅰ； 7-光电分选机；8-缓冲仓Ⅱ；9-给料机Ⅱ；10-干燥器；11-缓冲仓Ⅲ；12-给料机Ⅲ； 13-除尘器Ⅰ；14-引风机Ⅰ；15-分级筛Ⅲ；16-分级筛Ⅳ；17-缓冲仓Ⅳ；18-给料机Ⅳ；19-电选机；20-磁流化床分选机；21-缓冲仓Ⅴ；22-给料机Ⅴ；23-干法重介质流化床分选机；24-测压计Ⅰ；25-脱介筛Ⅰ；26-脱介筛Ⅱ；27-分流器Ⅰ；28-分流器Ⅱ；29-循环介质仓；30-介质给料机Ⅰ；31-分流介质缓冲仓；32-介质给料机Ⅱ； 33-介质磁选机；34-磁精矿分流器；35-磁精矿仓；36-介质给料机Ⅲ；37-循环介质缓冲仓；38-介质给料机Ⅳ；39-磁精矿缓冲仓；40-磁精矿给料机；41-缓冲仓Ⅵ；42-给料机Ⅵ；43-脉动/振动重介质流化床分选机；44-测压计Ⅱ；45-脱介筛Ⅲ；46-脱介筛Ⅳ；47-除尘器Ⅱ；48-引风机Ⅱ；49-流量计；50-风包；51-鼓风机。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明的一种煤炭全粒级干法脱水脱灰的工艺，包括以下步骤：
(1)原煤准备与干燥：矿井或储煤场来煤首先通过孔径为200mm的分级筛Ⅰ分级，筛上+200mm原煤经破碎机破碎至-200mm，与筛下-200mm原煤混合后进入孔径为100mm的分级筛Ⅱ筛分；筛下物即-100mm原煤外在水分Mf高于8％的进行预先干燥处理，水分降至8％以下之后排出干燥器，-100mm原煤外在水分Mf低于8％的直接进入后续步骤；
(2)分选原煤：100mm分级筛Ⅱ的筛上物即100～200mm原煤给入到光电分选机，排出粒度为100～200mm的精煤产品1和尾煤产品1；Mf低于8％的-100mm 原煤通过孔径为6mm的分级筛Ⅲ分级，筛上物即6～100mm物料进入干法重介质流化床分选机，按密度分选得到精煤与尾煤；分选浮物与沉物分别经孔径为 2mm的脱介筛脱除加重质后得到精煤产品2和尾煤产品2，脱除的加重质进入 1#加重质净化循环系统；6mm分级筛Ⅲ的筛下物即-6mm物料继续通过孔径为 3mm/1mm/0.5mm的分级筛Ⅳ分级，筛上物进入脉动重介质流化床/振动重介质流化床分选机分选，分选浮物与沉物分别经0.5mm脱介筛脱除加重质后得到精煤产品3与尾煤产品3，脱除的加重质进入2#加重质净化循环系统； 3mm/1mm/0.5mm分级筛Ⅳ的筛下物进入电选/磁选设备继续分选，得到精煤产品 4和尾煤产品4；
(3)介质净化循环：将脱介筛脱除的加重质混合后通过分流器重新分流，一部分送入介质磁选机去除其中的非磁性物后得到磁性物精煤，另一部分加重质送入干法重介质流化床分选机和脉动重介质流化床/振动重介质流化床分选机循环使用，分别实现对干法重介质流化床分选机和脉动重介质流化床/振动重介质流化床分选机内部流化床层高度和密度的控制。
通过供风设备对干法重介质流化床分选机、脉动重介质流化床/振动重介质流化床分选机提供空气动力。
通过除尘设备收集光电分选机、干法重介质流化床分选机、脉动重介质流化床/振动重介质流化床分选机、电选/磁选设备产生的粉尘，然后将有用成分送回系统循环利用。
如图2所示，本发明的煤炭全粒级干法脱水脱灰系统，包括原煤准备与干燥部分、分选部分、介质净化循环部分、供风除尘部分；
所述原矿准备与干燥部分包括分级筛Ⅰ1、除铁器2、破碎机3、分级筛Ⅱ4、缓冲仓Ⅱ8、给料机Ⅱ9、干燥器10、缓冲仓Ⅲ11和给料机Ⅲ12，所述分级筛Ⅰ1的筛孔孔径为200mm，所述分级筛Ⅱ4的筛孔孔径为100mm，所述干燥器10为振动混流干燥器；
所述分选部分包括缓冲仓Ⅰ5、给料机Ⅰ6、光电分选机7、分级筛Ⅲ15、分级筛Ⅳ16、缓冲仓Ⅳ17、给料机Ⅳ18、电选机19或磁流化床分选机20、缓冲仓Ⅴ21、给料机Ⅴ22、缓冲仓Ⅵ41、给料机Ⅵ42、干法重介质流化床分选机23和脉动/振动重介质流化床分选机43；所述光电分选机7是基于射线透射、衍射、反射特性与物料成像颜色、形状差异识别有用矿物的干法分选设备，如X射线分选机、图像分选机等；所述分级筛Ⅲ15的筛孔孔径为6mm，所述分级筛Ⅳ16的筛孔孔径为3mm、1mm或0.5mm，所述干法重介质流化床分选机23内部设有测压计Ⅰ24，所述脉动/振动重介质流化床分选机43内部设有测压计Ⅱ44；
所述介质净化循环部分包括脱介筛Ⅰ25、脱介筛Ⅱ26、分流器Ⅰ27、分流器Ⅱ28、循环介质仓29、介质给料机Ⅰ30、分流介质缓冲仓31、介质给料机Ⅱ32、介质磁选机33、磁精矿分流器34、磁精矿仓35、介质给料机Ⅲ36、循环介质缓冲仓37、介质给料机Ⅳ38、磁精矿缓冲仓39、磁精矿给料机40、脱介筛Ⅲ45和脱介筛Ⅳ46，所述脱介筛Ⅰ25和脱介筛Ⅱ26的筛孔孔径为2mm，所述脱介筛Ⅲ45和脱介筛Ⅳ46 的筛孔孔径为0.5mm；
所述供风除尘部分包括除尘器Ⅰ13、引风机Ⅰ14、除尘器Ⅱ47、引风机Ⅱ48、流量计49、风包50和鼓风机51；
所述分级筛Ⅰ1的筛上出料口与破碎机3的入料口相连，除铁器2设置在分级筛Ⅰ1的筛上出料口与破碎机3的入料口之间，分级筛Ⅰ1的筛下出料口和破碎机3 的出料口均与分级筛Ⅱ4的入料口相连，分级筛Ⅱ4的筛下出料口与缓冲仓Ⅱ8的入料口相连，缓冲仓Ⅱ8的出料口与给料机Ⅱ9的入料口相连，给料机Ⅱ9的出料口分别与干燥器10和分级筛Ⅲ15的入料口相连，干燥器10的出料口与缓冲仓Ⅲ11的入料口相连，缓冲仓Ⅲ11的出料口与给料机Ⅲ12的入料口相连，给料机Ⅲ12的出料与分级筛Ⅲ15的入料口相连；
分级筛Ⅱ4的筛上出料口与缓冲仓Ⅰ5的入料口相连，缓冲仓Ⅰ5的出料口与给料机Ⅰ6的入料口相连，给料机Ⅰ6的出料口与光电分选机7的入料口相连；分级筛Ⅲ15的筛上出料口与缓冲仓Ⅴ21的入料口相连，缓冲仓Ⅴ21的出料口与给料机Ⅴ22的入料口相连，给料机Ⅴ22的出料口与干法重介质流化床分选机23的入料口相连，分级筛Ⅲ15的筛下出料口与分级筛Ⅳ16的入料口相连，分级筛Ⅳ16 的筛上出料口与缓冲仓Ⅵ41的入料口相连，缓冲仓Ⅵ41的出料口与给料机Ⅵ42 的入料口相连，给料机Ⅵ42的出料口与脉动/振动重介质流化床分选机43的入料口相连，分级筛Ⅳ16的筛下出料口与缓冲仓Ⅳ17的入料口相连，缓冲仓Ⅳ17的出料口与给料机Ⅳ18的入料口相连，给料机Ⅳ18的出料口与电选机19或磁流化床分选机20的入料口相连，干法重介质流化床分选机23的重产物出口与脱介筛Ⅰ25的入料口相连，干法重介质流化床分选机23的轻产物出口与脱介筛Ⅱ26的入料口相连，脉动/振动重介质流化床分选机43的重产物出口与脱介筛Ⅲ45的入料口相连，脉动/振动重介质流化床分选机43的轻产物出口与脱介筛Ⅳ46的入料口相连；
脱介筛Ⅰ25、脱介筛Ⅱ26、脱介筛Ⅲ45和脱介筛Ⅳ46的筛下出料口均与分流器Ⅰ27的入料口相连，分流器Ⅰ27的出料口分别与分流器Ⅱ28、分流介质缓冲仓31 的入料口相连，分流器Ⅱ28的出料口分别与循环介质仓29、循环介质缓冲仓37 的入料口相连，循环介质仓29的出料口与介质给料机Ⅰ30的入料口相连，循环介质缓冲仓37的出料口与介质给料机Ⅳ38的入料口相连，分流介质缓冲仓31的出料口与介质给料机Ⅱ32的入料口相连，介质给料机Ⅱ32的出料口与介质磁选机 33的入料口相连，介质磁选机33的磁性物出料口与磁精矿分流器34的入料口相连，磁精矿分流器34的出料口分别与磁精矿仓35、磁精矿缓冲仓39的入料口相连，磁精矿仓35的出料口与介质给料机Ⅲ36的入料口相连，磁精矿缓冲仓39的出料口与磁精矿给料机40的入料口相连，介质给料机Ⅰ30和介质给料机Ⅲ36的出料口均与干法重介质流化床分选机23的介质添加口相连，介质给料机Ⅳ38和磁精矿给料机40的的出料口均与脉动/振动重介质流化床分选机43的介质添加口相连；
所述除尘器Ⅱ47的入口分别与光电分选机7、干法重介质流化床分选机23 和脉动/振动重介质流化床分选机43的粉尘排放口相连，除尘器Ⅱ47的出口与引风机Ⅱ48相连，除尘器Ⅱ47的粉尘排放口与分流器Ⅰ27的入料口相连；鼓风机51 通过风包50连接流量计49的一端，流量计49的另一端分别连接干法重介质流化床分选机23和脉动/振动重介质流化床分选机43的通风口；
除尘器Ⅰ13的入口与干燥器10的出风口相连，除尘器Ⅰ13的出风口与引风机Ⅰ14相连，除尘器Ⅰ13的粉尘排放口与缓冲仓Ⅳ17的入料口相连。
本发明系统的工作过程如下：
矿井或储煤场来煤首先给入孔径为200mm的分级筛Ⅰ1，经初步筛分后，筛上物即+200mm原煤经除铁器2清除掉铁磁性杂物后由破碎机3破碎至-200mm，与筛下物即-200mm原煤混合后给入孔径为100mm的分级筛Ⅱ4，经筛分后，筛上物即-100mm原煤送入缓冲仓Ⅱ8备选。干法选煤设备要求入料外在水分Mf低于8％，因此如果原煤外在水分过高，通过给料机Ⅱ9均匀给入干燥器10中对其进行预先干燥处理，水分降至8％以下之后送入缓冲仓Ⅲ11，通过给料机Ⅲ12给入分选设备。如果原煤外在水分Mf低于8％，可直接通过给料机Ⅱ9进入后续分选流程。
分级筛Ⅱ4的筛上物即+100mm原煤送入缓冲仓Ⅰ5，通过给料机Ⅰ6给入光电分选机7进行分选；
Mf低于8％的-100mm原煤给入孔径为6mm的分级筛Ⅲ15进行分级，+6mm 的筛上物进入缓冲仓Ⅴ21备选，-6mm的筛上物给入分级筛Ⅳ16进行再次分级，筛上物进入缓冲仓Ⅵ41备选，筛下物进入缓冲仓Ⅳ17备选。为提高分选效率，优化各分选设备的入料分配，根据分级筛Ⅲ15筛下物(-6mm)的粒度组成与各粒度灰分分布来确定分级筛Ⅳ16的分级粒度，其筛孔尺寸可以根据实际工艺需要选择3mm、1mm或0.5mm。
缓冲仓Ⅴ21中的6～100mm粗精煤通过给料机Ⅴ22均匀给入干法重介质流化床分选机23。细粒固体加重质在经均匀布风后的上升气流的作用下，形成具有似流体特性的气-固两相流，入选物料在气-固两相流床层中受到流化床层整体密度的浮力作用，从而按照床层密度分层，小于床层密度的物料上浮成为轻产物(浮物)，大于床层密度的物料下沉成为重产物(沉物)，分层后的轻重产物分别通过排料机构排出，完成分选过程。在分选过程中，通过测压计Ⅰ24实时监测干法重介质流化床分选机23中分选床层的密度与高度，并及时反馈并调节1#加重质净化循环系统的操作参数，确保干法重介质流化床分选机23内床层密度与高度符合分选要求。重产物和轻产物分别给入到分级粒度为2mm的脱介筛Ⅰ25和脱介筛Ⅱ26，脱除分选产品自分选机中带出的介质与细粒煤粉-2mm后得到尾煤产品2 和精煤产品2。脱介筛筛下物进入1#加重质净化循环系统中的介质净化循环流程。
缓冲仓Ⅳ17中的细粒粗精煤(-3mm/-1mm/-0.5mm)通过给料机Ⅳ18均匀给入电选机19或磁流化床分选机20进行分选得到精煤产品4和尾煤产品4。电选机 19利用煤中不同成分电性质不同而进行物质分离，可有效分选0～6mm细粒煤。磁流化床分选机20是在不均匀磁场中利用煤中不同组分的磁性差异实现物质分离。
缓冲仓Ⅵ41中的3～6mm、1～6mm或0.5～6mm粗精煤通过给料机Ⅵ42 均匀给入到脉动/振动重介质流化床分选机43中进行分选。在脉动/振动重介质流化床分选机43中，外加振动与上升气流协同作用加强了床层活性与颗粒密度离析作用，促使物料快速、有效分离，振动能量有效抑制了大量气泡的产生，改善了加重质床层流化质量，消除了因介质宏观返混造成的产品污染，避免入选物料遇到气泡而产生短路。粗精煤在外加振动、介质颗粒的作用下分选得到尾煤产品 3与精煤产品3，尾煤产品3与精煤产品3分别通过脱介筛Ⅲ45和脱介筛Ⅳ46 去除介质，脱除的介质进入2#加重质净化循环系统。同时，脉动/振动重介质流化床分选机43工作过程中，通过测压计Ⅱ44实时监测分选机中分选床层的密度与高度，为实时调控床层参数提供依据。
加重质净化循环系统的工艺流程为：脱介筛Ⅰ25、脱介筛Ⅱ26、脱介筛Ⅲ45 和脱介筛Ⅳ46脱除的加重质混合后通过分流器Ⅰ27重新分流，一部分给入到分流器Ⅱ28进行再次分流，另一部分脱介筛脱除的加重质进入分流介质缓冲仓31后通过介质给料机Ⅱ32均匀给入介质磁选机33，去除其中的非磁性物(煤粉、黏土) 后得到磁性物精矿(磁铁矿粉)，给入到磁精矿分流器34进行再次分流，一部分给入到磁精矿仓35，以备干法重介质流化床分选机23使用，另一部分给入到磁精矿缓冲仓39，以备脉动/振动重介质流化床分选机43使用。分流器Ⅱ28分流出的一部分给入到循环介质仓29，以备干法重介质流化床分选机23使用，另一部分给入到循环介质缓冲仓37，以备脉动/振动重介质流化床分选机43使用。
当系统运行时间过长，介质损耗过大时，需要向磁精矿分流器34中补加磁性介质以避免分选机中床层密度过度波动。循环介质分流量、磁精矿与循环介质的给料量根据测压计反馈的干法重介质流化床分选机23与脉动/振动重介质流化床内流化床层43的高度和密度进行调节，实现对流化床层高度和密度的控制。
在干燥作业中产生的粉尘与烟气通过除尘器Ⅰ13和引风机Ⅰ14收集并将其中的粉尘颗粒与空气分离后给入到缓冲仓Ⅳ17，以便通过电选机19或磁流化床分选机20回收精煤。
流量计49、风包50和鼓风机51为干法重介质流化床分选机23和脉动/振动重介质流化床分选机43提供空气动力；分选系统在干法重介质流化床分选机23、脉动/振动重介质流化床分选机43工作过程中产生的粉尘主要源于细粒矿粉，通过除尘器Ⅱ47、引风机Ⅱ48等对其收集并进行工业分析，如果有用成分较多可以送回介质净化循环部分循环利用。
Claims (6)
1.一种煤炭全粒级干法脱水脱灰工艺，其特征在于，使用的装置包括原煤准备与干燥部分、分选部分、介质净化循环部分；
所述原煤准备与干燥部分包括分级筛Ⅰ(1)、除铁器(2)、破碎机(3)、分级筛Ⅱ(4)、缓冲仓Ⅱ(8)、给料机Ⅱ(9)、干燥器(10)、缓冲仓Ⅲ(11)和给料机Ⅲ(12)，
所述分选部分包括缓冲仓Ⅰ(5)、给料机Ⅰ(6)、光电分选机(7)、分级筛Ⅲ(15)、分级筛Ⅳ(16)、缓冲仓Ⅳ(17)、给料机Ⅳ(18)、电选机(19)或磁流化床分选机(20)、缓冲仓Ⅴ(21)、给料机Ⅴ(22)、干法重介质流化床分选机(23)、缓冲仓Ⅵ(41)、给料机Ⅵ(42)和脉动/振动重介质流化床分选机(43)；
所述介质净化循环部分包括脱介筛Ⅰ(25)、脱介筛Ⅱ(26)、分流器Ⅰ(27)、分流器Ⅱ(28)、循环介质仓(29)、介质给料机Ⅰ(30)、分流介质缓冲仓(31)、介质给料机Ⅱ(32)、介质磁选机(33)、磁精矿分流器(34)、磁精矿仓(35)、介质给料机Ⅲ(36)、循环介质缓冲仓(37)、介质给料机Ⅳ(38)、磁精矿缓冲仓(39)、磁精矿给料机(40)、脱介筛Ⅲ(45)和脱介筛Ⅳ(46)；
所述分级筛Ⅰ(1)的筛上出料口与破碎机(3)的入料口相连，除铁器(2)设置在分级筛Ⅰ(1)的筛上出料口与破碎机(3)的入料口之间，分级筛Ⅰ(1)的筛下出料口和破碎机(3)的出料口均与分级筛Ⅱ(4)的入料口相连，分级筛Ⅱ(4)的筛下出料口与缓冲仓Ⅱ(8)的入料口相连，缓冲仓Ⅱ(8)的出料口与给料机Ⅱ(9)的入料口相连，给料机Ⅱ(9)的出料口分别与干燥器(10)和分级筛Ⅲ(15)的入料口相连，干燥器(10)的出料口与缓冲仓Ⅲ(11)的入料口相连，缓冲仓Ⅲ(11)的出料口与给料机Ⅲ(12)的入料口相连，给料机Ⅲ(12)的出料与分级筛Ⅲ(15)的入料口相连；
分级筛Ⅱ(4)的筛上出料口与缓冲仓Ⅰ(5)的入料口相连，缓冲仓Ⅰ(5)的出料口与给料机Ⅰ(6)的入料口相连，给料机Ⅰ(6)的出料口与光电分选机(7)的入料口相连；分级筛Ⅲ(15)的筛上出料口与缓冲仓Ⅴ(21)的入料口相连，缓冲仓Ⅴ(21)的出料口与给料机Ⅴ(22)的入料口相连，给料机Ⅴ(22)的出料口与干法重介质流化床分选机(23)的入料口相连，分级筛Ⅲ(15)的筛下出料口与分级筛Ⅳ(16)的入料口相连，分级筛Ⅳ(16)的筛上出料口与缓冲仓Ⅵ(41)的入料口相连，缓冲仓Ⅵ(41)的出料口与给料机Ⅵ(42)的入料口相连，给料机Ⅵ(42)的出料口与脉动/振动重介质流化床分选机(43)的入料口相连，分级筛Ⅳ(16)的筛下出料口与缓冲仓Ⅳ(17)的入料口相连，缓冲仓Ⅳ(17)的出料口与给料机Ⅳ(18)的入料口相连，给料机Ⅳ(18)的出料口与电选机(19)或磁流化床分选机(20)的入料口相连，干法重介质流化床分选机(23)的重产物出口与脱介筛Ⅰ(25)的入料口相连，干法重介质流化床分选机(23)的轻产物出口与脱介筛Ⅱ(26)的入料口相连，脉动/振动重介质流化床分选机(43)的重产物出口与脱介筛Ⅲ(45)的入料口相连，脉动/振动重介质流化床分选机(43)的轻产物出口与脱介筛Ⅳ(46)的入料口相连；
脱介筛Ⅰ(25)、脱介筛Ⅱ(26)、脱介筛Ⅲ(45)和脱介筛Ⅳ(46)的筛下出料口均与分流器Ⅰ(27)的入料口相连，分流器Ⅰ(27)的出料口分别与分流器Ⅱ(28)、分流介质缓冲仓(31)的入料口相连，分流器Ⅱ(28)的出料口分别与循环介质仓(29)、循环介质缓冲仓(37)的入料口相连，循环介质仓(29)的出料口与介质给料机Ⅰ(30)的入料口相连，循环介质缓冲仓(37)的出料口与介质给料机Ⅳ(38)的入料口相连，分流介质缓冲仓(31)的出料口与介质给料机Ⅱ(32)的入料口相连，介质给料机Ⅱ(32)的出料口与介质磁选机(33)的入料口相连，介质磁选机(33)的磁性物出料口与磁精矿分流器(34)的入料口相连，磁精矿分流器(34)的出料口分别与磁精矿仓(35)、磁精矿缓冲仓(39)的入料口相连，磁精矿仓(35)的出料口与介质给料机Ⅲ(36)的入料口相连，磁精矿缓冲仓(39)的出料口与磁精矿给料机(40)的入料口相连，介质给料机Ⅰ(30)和介质给料机Ⅲ(36)的出料口均与干法重介质流化床分选机(23)的质添加口相连，介质给料机Ⅳ(38)和磁精矿给料机(40)的出料口均与脉动/振动重介质流化床分选机(43)的介质添加口相连；
所述分级筛Ⅰ(1)的筛孔孔径为200mm，所述分级筛Ⅱ(4)的筛孔孔径为100mm，所述分级筛Ⅲ(15)的筛孔孔径为6mm，所述分级筛Ⅳ(16)的筛孔孔径为3mm、1mm或0.5mm，所述脱介筛Ⅰ(25)和脱介筛Ⅱ(26)的筛孔孔径为2mm，所述脱介筛Ⅲ(45)和脱介筛Ⅳ(46)的筛孔孔径为0.5mm；
包括以下步骤：
(1)原煤准备与干燥：矿井或储煤场来煤首先通过孔径为200mm的分级筛Ⅰ分级，筛上+200mm原煤经破碎机破碎至-200mm，与筛下-200mm原煤混合后进入孔径为100mm的分级筛Ⅱ筛分；筛下物即-100mm原煤外在水分Mf高于8％的进行预先干燥处理，水分降至8％以下之后排出干燥器，-100mm原煤外在水分Mf低于8％的直接进入后续步骤；
(2)分选原煤：100mm分级筛Ⅱ的筛上物即100～200mm原煤给入到光电分选机，排出粒度为100～200mm的精煤产品1和尾煤产品1；Mf低于8％的-100mm原煤通过孔径为6mm的分级筛Ⅲ分级，筛上物即6～100mm物料进入干法重介质流化床分选机，按密度分选得到精煤与尾煤；分选浮物与沉物分别经孔径为2mm的脱介筛脱除加重质后得到精煤产品2和尾煤产品2，脱除的加重质进入1#加重质净化循环系统；6mm分级筛Ⅲ的筛下物即-6mm物料继续通过孔径为3mm/1mm/0.5mm的分级筛Ⅳ分级，筛上物进入脉动重介质流化床/振动重介质流化床分选机分选，分选浮物与沉物分别经0.5mm脱介筛脱除加重质后得到精煤产品3与尾煤产品3，脱除的加重质进入2#加重质净化循环系统；3mm/1mm/0.5mm分级筛Ⅳ的筛下物进入电选/磁选设备继续分选，得到精煤产品4和尾煤产品4；
(3)介质净化循环：将脱介筛脱除的加重质混合后通过分流器重新分流，一部分送入介质磁选机去除其中的非磁性物后得到磁性物精煤，得到的磁性物精煤一部分给入到磁精矿仓，以备干法重介质流化床分选机使用，另一部分给入到磁精矿缓冲仓，以备脉动/振动重介质流化床分选机使用；另一部分加重质送入干法重介质流化床分选机和脉动重介质流化床/振动重介质流化床分选机循环使用，实现对干法重介质流化床分选机和脉动/振动重介质流化床分选机内部流化床层高度和密度的控制。
2.根据权利要求1所述的一种煤炭全粒级干法脱水脱灰工艺，其特征在于，使用的装置还包括供风除尘部分，所述供风除尘部分包括除尘器Ⅱ(47)、引风机Ⅱ(48)、流量计(49)、风包(50)和鼓风机(51)；
所述除尘器Ⅱ(47)的入口分别与光电分选机(7)、干法重介质流化床分选机(23)和脉动/振动重介质流化床分选机(43)的粉尘排放口相连，除尘器Ⅱ(47)的出口与引风机Ⅱ(48)相连，除尘器Ⅱ(47)的粉尘排放口与分流器Ⅰ(27)的入料口相连；鼓风机(51)通过风包(50)连接流量计(49)的一端，流量计(49)的另一端分别连接干法重介质流化床分选机(23)和脉动/振动重介质流化床分选机(43)的通风口。
3.根据权利要求2所述的一种煤炭全粒级干法脱水脱灰工艺，其特征在于，所述供风除尘部分还包括除尘器Ⅰ(13)、引风机Ⅰ(14)，除尘器Ⅰ(13)的入口与干燥器(10)的出风口相连，除尘器Ⅰ(13)的出风口与引风机Ⅰ(14)相连，除尘器Ⅰ(13)的粉尘排放口与缓冲仓Ⅳ(17)的入料口相连。
4.根据权利要求1所述的一种煤炭全粒级干法脱水脱灰工艺，其特征在于，所述干法重介质流化床分选机(23)内部设有测压计Ⅰ(24)，所述脉动/振动重介质流化床分选机(43)内部设有测压计Ⅱ(44)。
5.根据权利要求1所述的一种煤炭全粒级干法脱水脱灰工艺，其特征在于，所述光电分选机(7)为X射线分选机或图像分选机。
6.根据权利要求1所述的一种煤炭全粒级干法脱水脱灰工艺，其特征在于，所述干燥器(10)为振动混流干燥器。
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