CN110586311B - 一种细粒煤声场流化床分选方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种细粒煤声场流化床分选方法及装置，适合于高寒、干旱缺水地区的干法选煤作业。该装置由进气口、出气口、流化床体、入料和介质漏斗、声波发生器、气体分布板、精煤刮板、拨料轮、密度自动调控组件、精煤产品、矸石组成；所述声波发生器布置于床层顶部，产生的声波可减小细颗粒间作用力，有效地抑制沟流、节涌和降低临界流化速度，改善颗粒的流化质量，形成稳定的气固两相分选流化床；分布板倾斜布置于床体底部，并覆盖有两层滤布；所述密度自动调控组件(包括密度球、V型弹簧夹杆、阀门)可有效维持床层密度的均匀稳定，提高细粒煤在流化床床层内的分选精度。其结构简单，操作容易，具有广泛的实用性。

Description

一种细粒煤声场流化床分选方法及装置

技术领域

本发明涉及一种细粒煤声场流化床分选方法及装置，适合于对高寒、干旱缺水地区细粒煤进行干法选煤作业。

背景技术

干法选煤技术对我国高寒、干旱缺水地区的煤炭资源的高效分选有明显的工艺优势。而气固分选流化床干法选煤是将气固流态化技术运用于选煤技术领域的一项高效干法分选技术，其利用压缩空气实现固体加重质的流态化，在床层内形成一种“似流体”，使床层具有一定密度，根据物料间密度的差异在床层内实现按一定密度分选出轻重产物。床层的均匀稳定在分选过程中至关重要，但在实际分选过程中，气流经分布板布风后易在床层中形成气泡，气泡在上升过程中发生聚并形成大气泡，引起加重质返混，影响床层的均匀稳定，且床层局部存在的未流化区域(死区)也会进一步造成床层的密度波动，尤其当流化过程中细颗粒产生团聚效应时，将会严重阻碍床层正常流化。利用分选流化床对+6mm的煤炭进行干法分选，能够取得较为理想的分选精度，但对-6mm的细粒煤的分选结果较差，因此开发一种声场气固分选流化床装置以降低细颗粒对流化床层的影响，实现流化床床层密度的自我调控，进而促进床层的均匀稳定是提升气固分选流化床分选细粒煤的有效途径之一。

发明内容

技术问题：本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种细粒煤声场流化床分选方法及装置，该装置能够通过声场和床层密度的自我调控改善流化质量，维持分选流化床的床层密度稳定性，提升细粒煤分选效率，结构简单、操作方便，且易于实现过程应用及放大。

技术方案：本发明的细粒煤声场流化床分选装置，包括声波发生器、盛放介质和分选物料的流化床体、设在流化床体下部的空气室和空气室侧壁上的进气口，空气室上部设有气体分布板，所述的声波发生器设在流化床体的顶部，流化床体的内部设有密度自动调控组件，流化床体壁的一侧依次设有出气口和精煤产品出口，流化床体壁的另一侧依次设有入料和介质漏斗和矸石出口，所述的气体分布板倾斜设置，倾斜角正对矸石出口，矸石出口处设有拨料轮，所述的精煤产品出口处设有精煤刮板。

所述密度自动调控组件包括浮在介质和分选物料上的密度球，设在密度球上方的V型弹簧夹杆和与V型弹簧夹杆相连的弹性阀门，所述的V型弹簧夹杆的一端连杆与密度球相连，V型弹簧夹杆的另一端连杆与弹性阀门相连。

所述气体分布板倾斜设置的水平夹角为25～40°。

所述气体分布板上覆盖有均匀布风的两层30～100μm滤布。

所述的拨料轮的数量为1～2个。

使用上述细粒煤声场流化床分选装置的分选方法，包括如下步骤：

a.按预设流化床床层密度要求，向流化床体内送入介质和分选物料，从进气口以0.02Mpa的风压向空气室内通入气体，进入空气室内的气体从气体分布板穿过，向介质和分选物料均匀送风，使介质和分选物料流动，形成流体；

b.启动布置在流化床体顶部的声波发生器，声波发生器产生的声波控制减小细颗粒间作用力，有效抑制沟流、节涌和降低临界流化速度，改善床层的流化质量，形成稳定的气固两相分选流化床；

c.将6mm～0.5mm的细粒煤经入料和介质漏斗给料到流化床体内，根据分选物料间密度的差异在床层内按密度进行分层；

d.流化床床体内的介质和分选物料通过由密度球、V型弹簧夹杆和阀门构成的密度自动调控组件自动调控，当浮在介质和分选物料上的密度球下降时，拉动V型弹簧夹杆一端连杆，经V型弹簧夹杆拉动与弹性阀门相连的另一端连杆，并克服弹性阀门自身的弹簧弹力，弹性阀门被拉起，打开入料和介质漏斗的入口，向流化床床体内补加介质和物料，当密度球上升时，弹性阀门经自身弹簧弹力作用被缓慢拉下，停止补加介质和物料；

e.细粒煤分层结束后，分选物料中的精煤上浮经精煤刮板从精煤产品出口排出流化床床体，分选物料中的矸石下沉至底部，经拨料轮从矸石出口排出流化床床体。

有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1、本装置结构简单，设计合理，操作可控性强，投资和运行成本低，经济效益显著，适用于高寒、干旱缺水地区煤炭高效干法分选；

2、本装置将声波引入流化床，并将声波发生器进行一体式设计，便于操作，其产生的声振动可使细颗粒形成的聚团分散，抑制沟流、大气泡产生，而且声能不受颗粒物性限制，可采用辐射的方式引入流化床，进而改善床层流化质量，维持床层密度的稳定；

3、与普通流化床相比，本装置在分选过程中，床层密度可由密度球、V型弹簧夹杆、阀门、入料和介质漏斗组件进行调控，实现了床层密度的自我调节；

4、本装置分布板为倾斜设计，物料在床层底部滑向排料口，避免物料堆积，且排料口布置有拨料轮，实现了物料的连续分选；

5、自动补料、排料装置使流化床床层整体维持在动态流动过程中，可大大减少死区数量，克服边壁效应，从而提高流化床的分选性能。

附图说明

图1是本发明一种细粒煤声场流化床分选装置的结构示意图。

图中:1—进气口；2—出气口；3—流化床体；4—入料和介质漏斗；5—声波发生器；6—气体分布板；7—精煤刮板；8—拨料轮；9—密度球；10—V型弹簧夹杆；11—弹性阀门；12—精煤产品出口；13—矸石出口。

具体实施方式

下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的描述：

如图1所示，本发明的细粒煤声场流化床分选装置，主要由入料和介质漏斗4、声波发生器5、气体分布板6、精煤刮板7、拨料轮8、密度自动调控组件、盛放介质和分选物料的流化床体3构成，所述的声波发生器5设在流化床体3的顶部，流化床体3的内部设有密度自动调控组件，所述密度自动调控组件包括浮在介质和分选物料上的密度球9，设在密度球9上方的V型弹簧夹杆10和与V型弹簧夹杆10相连的弹性阀门11，所述的V型弹簧夹杆10的一端连杆与密度球9相连，V型弹簧夹杆10的另一端连杆与弹性阀门11相连。流化床体3壁的一侧依次设有出气口2和精煤产品出口12，流化床体3壁的另一侧依次设有入料和介质漏斗4和矸石出口13，所述的流化床体3为圆柱形，流化床体3的下部留有空气室，空气室的侧壁上的进气口1，空气室的上部布置有倾斜度为25°～40°的气体分布板6，气体分布板6上覆盖有均匀布风的两层30～100μm滤布，倾斜角正对矸石出口13，矸石出口13处设有拨料轮8，拨料轮8的数量为1～2个；所述的精煤产品出口12处设有精煤刮板7。所述声波发生器5产生的声波以辐射的方式引入流化床；在床层流化分选过程中，分选后的物料经精煤刮板7、两个拨料轮8分别排出，床体实现了自动补料与排料。

使用上述细粒煤声场流化床分选装置的分选方法，包括如下步骤：

a.按预设流化床床层密度要求，向流化床体3内送入0～0.3mm磁铁矿粉介质(-0.074mm粒级占15％)和分选物料到流化床体3内，压缩空气从进气口1以0.02Mpa的风压向空气室内通入气体，进入空气室内的气体经30°倾斜角的气体分布板6均匀布风后进入床层，向磁铁矿粉颗粒介质和分选物料均匀送风，使介质和分选物料流动，使其流化形成具有“似流体”性质的气固分选流化床；

b.启动布置在流化床体3顶部的声波发生器5，声波发生器5产生的声波控制减小细颗粒间作用力，有效抑制沟流、节涌和降低临界流化速度，改善床层的流化质量，形成稳定的气固两相分选流化床；

c.将入选的6mm～0.5mm的细粒煤经入料和介质漏斗4给料到流化床体3内，根据分选物料间密度的差异在床层内按密度进行分层；

d.流化床床体3内的介质和分选物料通过由密度球9、V型弹簧夹杆10和阀门11构成的密度自动调控组件自动调控，当浮在介质和分选物料上的密度球9下降时，拉动V型弹簧夹杆10一端连杆，经V型弹簧夹杆10拉动与弹性阀门11相连的另一端连杆，并克服弹性阀门11自身的弹簧弹力，弹性阀门11被拉起，打开入料和介质漏斗4的入口，向流化床床体3内补加介质和物料，当密度球9上升时，弹性阀门11经自身弹簧弹力作用被缓慢拉下，停止补加介质和物料；

e.细粒煤分层结束后，分选物料中的精煤上浮经精煤刮板7从精煤产品出口12排出流化床床体3，分选物料中的矸石与加重质磁铁矿粉下沉至底部，经拨料轮8从矸石出口13排出流化床床体3；

f.密度球9下降拉动V型弹簧夹杆10一端连杆，经V型弹簧夹杆10自身弹簧拉动另一端连杆，并克服弹性阀门11弹簧弹力，弹性阀门11被拉起，在入料和介质漏斗4中的细粒煤和补充介质磁铁矿粉进入床体3，床层高度上升，在浮力作用下密度球9上升，弹性阀门11经自身弹簧弹力被缓慢拉下，给料停止，新添加的细粒煤在床体3中再次分层上浮，入料和介质的自动补料与排料，实现了细粒煤在声场流化床中的连续分选。

Claims (5)

1.一种细粒煤声场流化床分选装置，包括声波发生器（5）、盛放介质和分选物料的流化床体（3）、设在流化床体（3）下部的空气室和空气室侧壁上的进气口（1），空气室上部设有气体分布板（6），其特征在于：所述的声波发生器（5）设在流化床体（3）的顶部，流化床体（3）的内部设有密度自动调控组件，流化床体（3）壁的一侧依次设有出气口（2）和精煤产品出口（12），流化床体（3）壁的另一侧依次设有入料和介质漏斗（4）和矸石出口（13），所述的气体分布板（6）倾斜设置，倾斜角正对矸石出口（13），矸石出口（13）处设有拨料轮（8），所述的精煤产品出口（12）处设有精煤刮板（7）；

所述密度自动调控组件包括浮在介质和分选物料上的密度球（9），设在密度球（9）上方的V型弹簧夹杆（10）和与V型弹簧夹杆（10）相连的弹性阀门（11），所述的V型弹簧夹杆（10）的一端连杆与密度球（9）相连，V型弹簧夹杆（10）的另一端连杆与弹性阀门（11）相连。

2.根据权利要求1所述的一种细粒煤声场流化床分选装置，其特征在于：所述气体分布板（6）倾斜设置的水平夹角为25～40°。

3.根据权利要求1所述的一种细粒煤声场流化床分选装置，其特征在于：所述气体分布板（6）上覆盖有均匀布风的两层30～100μm滤布。

4.根据权利要求1所述的一种细粒煤声场流化床分选装置，其特征在于：所述的拨料轮（8）的数量为1～2个。

5.一种使用权利要求1所述细粒煤声场流化床分选装置的分选方法，其特征在于包括如下步骤：

a. 按预设流化床床层密度要求，向流化床体（3）内送入介质和分选物料，从进气口（1）以0.02Mpa的风压向空气室内通入气体，进入空气室内的气体从气体分布板（6）穿过，向介质和分选物料均匀送风，使介质和分选物料流动，形成流体；

b. 启动布置在流化床体（3）顶部的声波发生器（5），声波发生器（5）产生的声波控制减小细颗粒间作用力，有效抑制沟流、节涌和降低临界流化速度，改善床层的流化质量，形成稳定的气固两相分选流化床；

c.将6mm～0.5mm的细粒煤经入料和介质漏斗（4）给料到流化床体（3）内，根据分选物料间密度的差异在床层内按密度进行分层；

d.流化床床体（3）内的介质和分选物料通过由密度球（9）、V型弹簧夹杆（10）和阀门（11）构成的密度自动调控组件自动调控，当浮在介质和分选物料上的密度球（9）下降时，拉动V型弹簧夹杆（10）一端连杆，经V型弹簧夹杆（10）拉动与弹性阀门（11）相连的另一端连杆，并克服弹性阀门（11）自身的弹簧弹力，弹性阀门（11）被拉起，打开入料和介质漏斗（4）的入口，向流化床床体（3）内补加介质和物料，当密度球（9）上升时，弹性阀门（11）经自身弹簧弹力作用被缓慢拉下，停止补加介质和物料；

e. 细粒煤分层结束后，分选物料中的精煤上浮经精煤刮板（7）从精煤产品出口（12）排出流化床床体（3），分选物料中的矸石下沉至底部，经拨料轮（8）从矸石出口（13）排出流化床床体（3）。

Images