CN110605177A - 一种差动式气固分选振动流化床煤炭分选装置及方法 - Google Patents

一种差动式气固分选振动流化床煤炭分选装置及方法 Download PDF

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张亚东
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    • B03B—SEPARATING SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS
    • B03B4/00—Separating by pneumatic tables or by pneumatic jigs
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Abstract

本发明提供了一种差动式气固分选振动流化床煤炭分选装置及方法，属于煤炭干法分选技术领域。装置包括流化床、预布风室、差动式振动台、空气压缩机和电脑控制台；流化床垂直设在差动式振动台上方，预布风室设在柱状流化床与差动式振动台之间，预预布风室内设有与柱状流化床底部相通的气体布风板，预布风室的侧面设有进风口，进风口经气管与空气压缩机相连，分选物料给入到流化床内后，在振动和气流的协同作用下，分选物料按照物料密度差异进行分选，起到促进颗粒流化，减少沟流死区的作用。其结构简单，操作方便，分选效果好，适用于煤炭干法分选，也适用于流化床干燥领域，具有广泛的实用性。

Description

一种差动式气固分选振动流化床煤炭分选装置及方法
技术领域
本发明涉及一种差动式气固分选振动流化床煤炭分选方法，尤其适用我国西部干旱缺水地区煤炭的分选，也适用于化工与农业等行业的干法分选领域。
背景技术
煤炭是我国重要的一次能源，我国有2/3的煤炭分布在西部干旱缺水地区，高效的干法选煤技术的应用与推广对于煤炭资源的深加工起到重要作用。气固分选流化床中的固相加重质可以利用流经气体气体布风板的气体形成似流体的性质，以达到按密度分选的先决条件。振动能量以气体布风板强制运动和空气压力波的形式在流化床中传递，振动能量由振动台振动产生经由气体气体布风板传递到流化床中的颗粒，起到减少颗粒团聚、增加颗粒活性、强化流化效果的作用，所以振动能量的引入对于气固分选流化床具有重要意义。常规振动流化床是以正弦简谐振动为主，正弦振动由激振装置振动台产生，振动台与流化床体非刚性连接，流化床内颗粒受到气流与振动的协同作用，进行流化作业。传统的气固振动流化床产生的正弦振动的特点是频率高、振幅小，床体内颗粒受到振动台产生的正弦高频率低振幅振动作用后，在气流的协同作用下，会在流化床内形成振荡悬浮状态，从而实现原煤在振动悬浮体内完成分选。而差动式振动流化床是指激振装置振动台通过非刚性连接给流化床提供了差动式振动形式，差动式振动产生的空气压力波的特点是大振幅、小频率，床体内颗粒受到振动台产生的差动低频率高振幅振动后，在气流的协同作用下，颗粒在单一周期内会先做先上升运动后呈现自由落体的运动，而分选过程则是依靠颗粒在受到振动-气流的协同作用后，产生自由落体过程中重力的差异性而完成。
发明内容
技术问题：本发明的目的是要克服现有技术中的不足处，提供一种简单易行、分选效果良好、且适合细粒煤分选的差动式气固分选振动流化床煤炭分选方法。
技术方案：本发明的一种差动式气固分选振动流化床煤炭分选装置，包括流化床、预布风室、差动式振动台、空气压缩机和电脑控制台；所述的流化床为柱状流化床，垂直设在差动式振动台上方，弹性连接，所述的预布风室设在柱状流化床与差动式振动台之间，预预布风室内设有与柱状流化床底部相通的气体布风板，预布风室的侧面设有进风口，进风口经气管与空气压缩机相连，所述的差动式振动台经线路与电脑控制台相连接，由电脑控制台控制差动式振动台产生差动式的锯齿振动压力波进入预布风室内，进入预布风室内的压缩空气经气体布风板均匀向柱状流化床内送风，并在锯齿振动压力波的作用下对柱状流化床内的物料进行差动式气固振动分选；由空气压缩机产生的压缩空气由气管引入到流化床预预布风室内，经气体布风板均匀布风后，气流给入到流化床中中，流化床中中的物料在差动式振动台产生差动式的锯齿振动压力波与气流的共同形成空气压力波的作用下进行流化，实现按密度分选。
所述的气体气体布风板的开孔率为20％-25％。
所述的气管为塑料软管或橡胶软管。
一种使用上述的差动式气固分选振动流化床煤炭分选装置的分选方法，包括如下步骤：
步骤一：将粒度为0.3-0.074mm的磁铁矿作为加重质加入到流化床内，将空气压缩机产生的压缩空气由气管引入到流化床的预布风室内，压缩空气通过气体布风板进入到流化床内；
步骤二：通过电脑控制台按程序设定锯齿波振动模式，启动差动式振动台产生差动式的锯齿振动压力波，在锯齿振动压力波与气流协同作用下促使柱状流化床内颗粒床层形成均匀流化状态，当床层流化稳定后，将粒度为-6+1mm的待分选原煤加入到流化床体内；
步骤三：入料原煤根据矸石与精煤间的物理密度差异，在流化床的床层中实现按密度分选，密度较大的物料下沉至床层的底部，密度较小的物料上浮到床层的顶部，当分选持续进行5-10分钟后，同时关闭差动式振动台和空气压缩机，停止床层振动与气流供应，对分选后的床层进行取样，从上到下均匀分四层取样，第一层与第二层为精煤，第三层为中煤，第四层为矸石。
有益效果：由于采用了上述技术方案，本发明能达到煤炭高效干法分选的效果，提高分选效率、减小设备磨损，为煤炭高效干法分选提供新的方法，也对振动流化床的多领域应用拓展新的思路。常规正弦式振动流化床产生的正弦式振动作用力会使待分选煤炭颗粒在空气压力波的作用下产生周期性规律运动，适用于煤炭颗粒密度与粒度均匀条件下分选。当待分选煤炭颗粒密度与粒度区间分布较大时，由差动式振动流化床提供的差动式振动形式会对煤炭进行更好的分选。煤炭颗粒在差动式振动流化床中受到差动式振动作用力与气流的协同作用后，单一周期内，煤炭颗粒在由磁铁矿颗粒组成的加重质中做自由落体运动，由于差动式振动形式的振幅较大，而且待分选煤炭颗粒密度与粒度相差较大，其运动末速度差异更大，所以待分选煤炭颗粒所经历的自由落体时间更长，在流化床中的分层更明显，分选效果更好。流化床体与振动台非刚性连接，供风装置产生的气流经由气管通入流化床的预预布风室，后由流化床的气体布风板通入流化床体内，物料在振动压力波与气流的协同作用下按照密度分层，达到分选的效果。本发明与与现有的传统正弦式振动流化床相比具有以下特点：
1)本差动式振动流化床煤炭干法分选方法原理简单，实施设备方便，在传统的振动台上即可操作。
2)相比较传统的正弦式振动流化床，本发明提供了一种新的振动台振动方式用于流化床煤炭分选领域，对煤炭干法分选提供了新的方式。
3)物料在差动式振动流化床内受到振动与气流的协同作用，单一周期内，煤炭颗粒在由磁铁矿颗粒组成的加重质中做自由落体运动，由于差动式振动形式的振幅较大，而且待分选煤炭颗粒密度与粒度相差较大，其运动末速度差异更大，所以待分选煤炭颗粒所经历的自由落体时间更长，在流化床中的分层更明显，分选效果更好。
4)对振动流化床分选-6+1mm宽粒级细粒煤炭提供了新的方法。
5)通过增大振动台振幅来保障分选的精度，以此减小振动台振动频率，通过加大振动来分选物料，减轻设备磨损，增加设备使用年限，节约成本。
6)适合于煤炭干法分选领域以及流化床干燥等行业。
附图说明
图1是本发明的一种差动式气固分选振动流化床煤炭分选装置结构示意图。
图2是本发明的振动台产生的锯齿波振动波形图。
图中：1-流化床；2-物料；3-预布风室；4-差动式振动台；5-气流；6-空气压缩机；7-锯齿振动压力波；8-气管；9-气体布风板；10-电脑控制台。
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，本发明的差动式气固分选振动流化床煤炭分选装置，主要由流化床1、预布风室3、差动式振动台4、空气压缩机6和电脑控制台10构成，所述的流化床1为柱状流化床，垂直设在差动式振动台4上方，弹性连接，所述的预布风室3设在柱状流化床与差动式振动台4之间，预预布风室3内设有与柱状流化床底部相通的气体布风板9，所述的气体气体布风板9的开孔率为20％-25％。预布风室3的侧面设有进风口，进风口经气管8与空气压缩机6相连，所述的气管8为塑料软管或橡胶软管。所述的差动式振动台4经线路与电脑控制台10相连接，由电脑控制台10控制差动式振动台4产生差动式的锯齿振动压力波7进入预布风室3内，进入预布风室3内的压缩空气经气体布风板9均匀向柱状流化床内送风，并在锯齿振动压力波的作用下对柱状流化床内的物料2进行差动式气固振动分选；由空气压缩机6产生的压缩空气由气管8引入到流化床预预布风室3内，经气体布风板9均匀布风后，气流5给入到流化床中1中，流化床中1中的物料2在差动式振动台4产生差动式的锯齿振动压力波与气流5的共同形成空气压力波的作用下进行流化，实现按密度分选。
使用上述的差动式气固分选振动流化床煤炭分选装置的分选方法，具体步骤如下：
步骤一：将粒度为0.3-0.074mm的磁铁矿作为加重质加入到流化床1内，将空气压缩机6产生的压缩空气由气管8引入到流化床的预布风室3内，压缩空气通过气体布风板9进入到流化床1内；
步骤二：通过电脑控制台10按程序设定锯齿波振动模式，如图2所示，启动差动式振动台4产生差动式的锯齿振动压力波7，由于流化床体1与差动式振动台4弹性连接，流化床1中的物料2受到差动式振动台4振动作用而开始振动，产生的振动压力波7与空气压缩机6产生的气流5协同作用在流化床体内的物料2上，在锯齿振动压力波7与气流协同作用下促使柱状流化床内颗粒床层形成均匀流化状态，差动式振动流化床振动波形为锯齿波，标准锯齿波的波形先呈直线上升，随后陡落，再上升，再陡落，如此反复，形成周期振动；锯齿波能为振动流化床在垂直方向上提供较大的冲击力，促使颗粒运动活跃，增加颗粒活性，以达到减少颗粒团聚、床内大面积流化死区的目的；当床层流化稳定后，将粒度为-6+1mm的待分选原煤加入到流化床体内；
步骤三：入料原煤根据矸石与精煤间的物理密度差异，在流化床1的床层中实现按密度分选，密度较大的物料下沉至床层的底部，密度较小的物料上浮到床层的顶部，当分选持续进行5-10分钟后，同时关闭差动式振动台4和空气压缩机6，停止床层振动与气流供应，对分选后的床层进行取样，从上到下均匀分四层取样，第一层与第二层为精煤，第三层为中煤，第四层为矸石。

Claims (4)

1.一种差动式气固分选振动流化床煤炭分选装置，包括流化床(1)、预布风室(3)、差动式振动台(4)、空气压缩机(6)和电脑控制台(10)，其特征在于：所述的流化床(1)为柱状流化床，垂直设在差动式振动台(4)上方，弹性连接，所述的预布风室(3)设在柱状流化床与差动式振动台(4)之间，预预布风室(3)内设有与柱状流化床底部相通的气体布风板(9)，预布风室(3)的侧面设有进风口，进风口经气管(8)与空气压缩机(6)相连，所述的差动式振动台(4)经线路与电脑控制台相连接，由电脑控制台(10)控制差动式振动台(4)产生差动式的锯齿振动压力波(7)进入预布风室(3)内，进入预布风室(3)内的压缩空气经气体布风板(9)均匀向柱状流化床内送风，并在锯齿振动压力波的作用下对柱状流化床内的物料(2)进行差动式气固振动分选；由空气压缩机(6)产生的压缩空气由气管(8)引入到流化床预预布风室(3)内，经气体布风板(9)均匀布风后，气流(5)给入到流化床中(1)中，流化床中(1)中的物料(2)在差动式振动台(4)产生差动式的锯齿振动压力波与气流(5)的共同形成空气压力波的作用下进行流化，实现按密度分选。
2.根据权利要求1所述的一种差动式气固分选振动流化床煤炭分选装置，其特征在于：所述的气体气体布风板(9)的开孔率为20％-25％。
3.根据权利要求1所述的一种差动式气固分选振动流化床煤炭分选装置，其特征在于：所述的气管(8)为塑料软管或橡胶软管。
4.一种使用权利要求1所述的差动式气固分选振动流化床煤炭分选装置的分选方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一：将粒度为0.3-0.074mm的磁铁矿作为加重质加入到流化床(1)内，将空气压缩机(6)产生的压缩空气由气管(8)引入到流化床的预布风室(3)内，压缩空气通过气体布风板(9)进入到流化床(1)内；
步骤二：通过电脑控制台(10)按程序设定锯齿波振动模式，启动差动式振动台(4)产生差动式的锯齿振动压力波(7)，在锯齿振动压力波(7)与气流协同作用下促使柱状流化床内颗粒床层形成均匀流化状态，当床层流化稳定后，将粒度为-6+1mm的待分选原煤加入到流化床体内；
步骤三：入料原煤根据矸石与精煤间的物理密度差异，在流化床(1)的床层中实现按密度分选，密度较大的物料下沉至床层的底部，密度较小的物料上浮到床层的顶部，当分选持续进行5-10分钟后，同时关闭差动式振动台(4)和空气压缩机(6)，停止床层振动与气流供应，对分选后的床层进行取样，从上到下均匀分四层取样，第一层与第二层为精煤，第三层为中煤，第四层为矸石。
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