CN114904778A - 一种流化床煤炭分选处理装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种流化床煤炭分选处理装置，其包括流化床体、第一布风板和矸石收集装置，第一布风板设置在流化床体内且将流化床体的内部分隔成上部的流化腔和下部的第一空气室；矸石收集装置包括刮板和链条且所述矸石收集装置用于收集流化床分选出来的分选物，刮板与链条固定连接且在所述链条的带动下沿第一布风板的上表面移动、以将落到第一布风板上的分选物移动至预设位置，刮板包括第一刮板臂和第二刮板臂，第一刮板臂和第二刮板臂对称设置、且第一刮板臂与链条前进方向的垂直方向成预定夹角。本发明还公开了该流化床煤炭分选处理装置的分选方法。本发明能够减少了刮板的刚性折断与磨损及提高该流化床煤炭分选处理装置的分选处理能力。

Description

一种流化床煤炭分选处理装置及方法

技术领域

本发明属于煤炭分选技术领域，具体是涉及一种流化床煤炭分选处理装置及方法，适合于干旱缺水地区煤炭高产量干法分选作业。

背景技术

煤炭资源是我国极为重要的一次能源，在未来相当长的一段时期内，煤炭仍是保障我国能源安全的基础性战略资源。而煤炭资源的开发利用带来的环境问题影响着生态环境的发展，因此，煤炭的清洁高效利用可有效减少煤中微量元素和CO₂、SOx、粉尘等污染物的排放量，减轻大气环境污染。

选煤技术是煤炭清洁高效利用的源头技术，尤其在干法分选领域中的流化床选煤技术在针对高寒、干旱缺水地区的选煤作业有明显的工艺技术优势。在分选过程中，刮板的特性及运行工况对煤炭处理量则起着重要的作用，一方面，传统的刮板机，在超负荷生产的影响下，刮板磨损现象非常严重；另一方面，在床层内电动机持续输出动力的情况下，运输煤炭/矸石物料的过程中，物料容易掉落入链条的缝隙造成刮板卡顿，严重时会使链条发生断裂的问题。这就造成在增大煤炭处理量的同时必然伴随刮板的损耗与维修难度的增大，影响正常作业和浪费大量人力。因此，开发一种提高流化床煤炭处理量的分选装置在减少刮板损耗的同时并能维持较高煤炭处理量，实现流化床分选宽粒级煤炭的连续性及稳定性是提升流化床煤炭处理量的有效途径之一。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供了一种流化床煤炭分选处理装置及方法，其能够减少了刮板的刚性折断与磨损及提高该流化床煤炭分选处理装置的分选处理能力。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种流化床煤炭分选处理装置，其特征在于：包括流化床体、第一布风板和矸石收集装置，所述第一布风板设置在流化床体内且将流化床体的内部分隔成上部的流化腔和下部的第一空气室；所述矸石收集装置包括刮板和链条且所述矸石收集装置用于收集流化床分选出来的分选物，所述刮板与链条固定连接且在所述链条的带动下沿第一布风板的上表面移动、以将落到第一布风板上的分选物移动至预设位置，所述刮板包括第一刮板臂和第二刮板臂，所述第一刮板臂和第二刮板臂对称设置、且所述第一刮板臂与链条前进方向的垂直方向成预定夹角，所述预定夹角的角度为30°～45°。

上述的一种流化床煤炭分选处理装置，其特征在于：所述链条包括第一链条、第二链条和第三链条，所述第一链条位于第一刮板臂和第二刮板臂之间且与第一刮板臂和第二刮板臂铰接，所述第二链条位于第一刮板臂远离第一链条的一端且与第一刮板臂连接，所述第三链条位于第二刮板臂远离第一链条的一端且与第二刮板臂第一刮板臂连接。

上述的一种流化床煤炭分选处理装置，其特征在于：所述刮板的数量为多个，多个所述刮板间隔设置在链条上、且相邻两个刮板之间的距离为刮板宽度的2.5倍～3.5倍。

上述的一种流化床煤炭分选处理装置，其特征在于：所述刮板的宽度为300mm～500mm。

上述的一种流化床煤炭分选处理装置，其特征在于：所述流化床煤炭分选处理装置还包括第二布风板，所述第二布风板倾斜设置在流化腔的底部且第二布风板的上端与流化床体的内壁连接、第二布风板的下端与第一布风板连接，以使落在第二布风板上的分选物能够沿第二布风板滑落至刮板所能刮到的区域。

上述的一种流化床煤炭分选处理装置，其特征在于：所述流化床体为长方体结构。

上述的一种流化床煤炭分选处理装置，其特征在于：所述第二布风板与第一布风板之间的夹角为35°～55°且所述第二布风板位于流化腔底部的左右两侧，所述第二布风板、至少部分流化床体的内壁以及至少部分第一布风板围城第二空气室。

本发明还公开了一种使用上述流化床煤炭分选处理装置的分选方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一：启动供气，气体进入流化床体底部的第一空气室，经过第一空气室顶部的第一布风板，一部分气体进入流化腔，一部分气体进入第二空气室，进入第二空气室的气体再经过第二布风板从侧边进入流化腔，两部分气体作用在流化腔内的床层介质上，形成具有一定密度流态化环境；

步骤二：送料装置将待分选的物料送入流化腔内，依据阿基米德原理，密度大于流化腔内的流态化环境密度的分选物下沉至底部，密度小于流化腔内的流态化环境密度的分选物上浮至床层表面，落在第二布风板上的分选物，受到上升气流的作用，沿第二布风板滑移至底部刮板的刮料区域内；

步骤三：启动用于驱动刮板移动的驱动装置，所述驱动装置带动链条移动，链条带动刮板将第一布风板上刮板的刮料区域内的分选物移动至预设位置，同时，刮板的运动带动床层上部产生与刮板运动方向相反的涌流，床层上部的分选物移动至上层物料收集处。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明能够减少了刮板的刚性折断与磨损及提高该流化床煤炭分选处理装置的分选处理能力。

2、本发明结构简单，操作方便，投资和运行成本低，对干法分选煤炭的处理量的提高提供一种新方法；

下面通过附图和实施例，对本发明做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明流化床体内刮板、链条的连接关系示意图。

图3为本发明第一布风板与第二布风板连接关系示意图。

附图标记说明:

10—流化床体； 11—流化腔； 12—第一空气室；

13—第二空气室； 20—第一布风板； 30—矸石收集装置；

31—刮板； 311—第一刮板臂； 312—第二刮板臂；

32—链条； 321—第一链条； 322—第二链条；

323—第三链条； 40—第二布风板； 51—轨道

52—驱动装置； 53—圆柱状内心； 54—圆弧结构。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明公开了一种流化床煤炭分选处理装置，包括流化床体10、第一布风板20和矸石收集装置30，所述流化床体10用于盛放介质和分选物料；所述第一布风板20设置在流化床体10内且将流化床体10的内部分隔成上部的流化腔11和下部的第一空气室12；所述矸石收集装置30包括刮板31和链条32且所述矸石收集装置30用于收集流化床分选出来的分选物，所述刮板31与链条32固定连接且在所述链条32的带动下沿第一布风板20的上表面移动、以将落到第一布风板20上的分选物移动至预设位置，所述刮板31包括第一刮板臂311和第二刮板臂312，所述第一刮板臂311和第二刮板臂312对称设置、且在第一布风板20平行的平面内所述第一刮板臂311与链条32前进方向的垂直方向成预定夹角，所述预定夹角的角度为30°～45°。

本实施例中的第一刮板臂311和第二刮板臂312对称设置且向着链条32前进的方向有一个向前的倾角，在刮料过程中使得物料沿第一刮板臂311和第二刮板臂312向中心位置滚动，避免刮板卡顿、刮板与第一布风板20之间夹料等问题，减少了刮板及布风板的磨损。同时，刮板的前倾设置，在刮料过程中能够有效的在床层上部产生与刮板运动方向相反的涌流，使得床层上部的分选物即精煤，能够快速的涌向精煤收集口，然后被精煤收装置收集，进而提高该流化床煤炭分选处理装置的分选处理能力。

如图1和图2所示，所述链条32包括第一链条321、第二链条322和第三链条323，所述第一链条321位于第一刮板臂311和第二刮板臂312之间且与第一刮板臂311和第二刮板臂312铰接，所述第二链条322位于第一刮板臂311远离第一链条321的一端且与第一刮板臂311连接，所述第三链条323位于第二刮板臂312远离第一链条321的一端且与第二刮板臂312第一刮板臂311连接。

本实施例中刮板31被三条链条牵引移动，位于中间的链条与连接部313连接，处于两边的链条分别与第一刮板臂311和第二刮板臂312远离连接部313的一端连接，我们可以通过改变处于两边的两条链条距离中间链条的距离来改变第一刮板臂311和第二刮板臂312与前进方向的夹角。

本实施例中，所述刮板31的数量为多个，多个所述刮板31间隔设置在链条32上、且相邻两个刮板31之间的距离为刮板宽度的2.5倍～3.5倍。

在本实施例中，当刮板刮料时，床层内加重质整体上会产生一个物料大循环过程，即床层下半部分颗粒顺着矸石流方向移动，床层上半部分颗粒顺着精煤流方向移动，这样就完成了煤炭分选的过程。然而，气流经过普通刮板时会在刮板附近产生绕流，附近原本向前移动的颗粒受到绕流的作用(低压)被吸入刮板后侧角心位置，普通刮板间距相对较小，绕流作用明显会阻碍下半部颗粒的正常大循环运动，影响床层流化。本实施例中的刮板，一方面倾斜设置，因为刮板与链条前进方向处在并非垂直设置，而是与链条前进方向成预定夹角，这使得绕流对附近颗粒沿矸石流运动方向的阻碍作用相对明显减弱，整体上可减少绕流的影响提升流化效果。另一方面，本实施例中的刮板，采用大间距排列，这样很大概率上就能避免部分矸石因直接掉落在刮板上反弹阻而挡后续矸石的滑落，还可减少矸石卡阻概率，及减少绕流的影响。

本实施例中，所述刮板31的宽度为300mm～500mm。

如图1至图3所示，所述流化床煤炭分选处理装置还包括第二布风板40，所述第二布风板40倾斜设置在流化腔11的底部且第二布风板40的上端与流化床体10的内壁连接、第二布风板40的下端与第一布风板20连接，以使落在第二布风板40上的分选物能够沿第二布风板40滑落至刮板31所能刮到的区域。

如图1至图3所示，所述第二布风板40与第一布风板20之间的夹角为35°～55°且所述第二布风板40位于流化腔11底部的左右两侧，所述第二布风板40、至少部分流化床体10的内壁以及至少部分第一布风板20围城第二空气室13。

本实施例中，设置第二布风板40，第二布风板40、至少部分流化床体10的内壁以及至少部分第一布风板20围城第二空气室13，一方面，第二空气室13相当于一个缓冲空室，它是经过第一空气室12布风以后，气流进入第二空气室13进行缓存(相当于一个压力罐)，然后再进入床体，这样做的好处是第二空气室13中的气体压力是比第一空气室12更加稳定的，可以更为平缓的、稳定输送气流从侧边进入流化床体。而经过第一空气室12直接进入床层的流化气体与颗粒相互作用，使颗粒逐渐悬浮，最终整个床层的颗粒都被流化气体托举(受到气体曳力)处于悬浮状态，当供气压力不稳时，会直接导致颗粒的悬浮状态受到波及，进而造成床层压力波动，压力的波动是不利于煤炭颗粒离析分层的，采用局部二次布风的方式可以在一定程度上降低床层压力波动，提高了床层流化质量。另一方面，二次布风气体产生的气体曳力使完成离析过程落在倾斜布风板上的矸石有向底部刮板区域的倾向，因此，也可以通过控制气速间接控制矸石滑向底部刮板区域的速度大小。同时，布风板倾斜设置可以使原本竖直向上进入床层的流化气体变为倾斜进入床层，相当于一股射流，可有效减少床层死区与沟流现象，破碎床层大气泡，减少颗粒返混，维持床层密度稳定，进而提升床层流化质量。

为了便于调节第二布风板40的角度，本实施例中，在第二布风板40的上端与流化床体10的侧壁滑动密封连接，在流化床体10的侧壁上设置轨道51和驱动装置52，所述第二布风板40的上端能够在驱动装置52的带动下沿所述轨道51滑动进而调整第二布风板40的角度，所述驱动装置52可以是电机带动的丝杠、液压或气压带动的气缸等能够驱动第二布风板40沿所述轨道51上下滑动的设备。所述第二布风板40的下端与第一布风板20可转动密封连接，具体连接是在第二布风板40和第一布风板20之间采用一个圆柱状的关节结构，该关节结构包括了圆柱状内心53和包覆在圆柱状内心外侧的圆弧结构54，圆柱状内心53可以相对于圆弧结构54转动，所述第二布风板40伸入该关节结构内心53内且与该关节结构内心滑动连接，该关节结构的圆弧结构54与第一布风板20固定连接，从而实现第二布风板40自动调节。当原煤通过床层分选后，矸石沉降至第二布风板40上，受到二次布风的上升气流作用，矸石沿倾斜布风板滑移至底部刮板区域内。处理过程中水平夹角越大，矸石在倾斜布风板的滑落速度越快，处理量越大。如果矸石块特大，则需要减小水平夹角。

如图1和图2所示，所述流化床体10为长方体结构。

本发明还公开了一种使用上所述流化床煤炭分选处理装置的分选方法，其包括如下步骤：

步骤一：流化气体在气室1中经预布风通过布风板2一部分进入流化床体3，一部分经二次气室5进入流化床体3，二次气室5相当于一个缓冲空室，可以更为平缓的稳定输送气流从侧边进入流化床体3，当床层介质—B类磁铁矿粉被气流完全流化后，颗粒处于悬浮状态，形成一种“似流体”的流态化环境，并具有一定密度；

步骤二：将200-13mm的宽粒级原煤给入流化床体3，依据阿基米德原理，精煤4和矸石8之间存在密度差异，在预设密度的床层中可以实现轻重产物分离，轻产物上浮至床层表面，重产物下沉至底部，当矸石8沉降至二次气室5上的布风板时，受到上升气流的作用，矸石8沿倾斜布风板滑移至底部刮板6区域内；

步骤三：启动锁链7开关，锁链7带动刮板6将布风板2表面上沉降的矸石8输送至矸石收集装置9，刮板6在底部运行的同时，床层上部产生与刮板6运动方向相反的涌流，带动精煤4输送至精煤收集装置10。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种流化床煤炭分选处理装置，其特征在于：包括：

流化床体(10)；

第一布风板(20)，所述第一布风板(20)设置在流化床体(10)内且将流化床体(10)的内部分隔成上部的流化腔(11)和下部的第一空气室(12)；

矸石收集装置(30)，所述矸石收集装置(30)包括刮板(31)和链条(32)且所述矸石收集装置(30)用于收集流化床分选出来的分选物，所述刮板(31)与链条(32)固定连接且在所述链条(32)的带动下沿第一布风板(20)的上表面移动、以将落到第一布风板(20)上的分选物移动至预设位置，所述刮板(31)包括第一刮板臂(311)和第二刮板臂(312)，所述第一刮板臂(311)和第二刮板臂(312)对称设置、且所述第一刮板臂(311)与链条(32)前进方向的垂直方向成预定夹角，所述预定夹角的角度为30°～45°。

2.根据权利要求1所述的一种流化床煤炭分选处理装置，其特征在于：所述链条(32)包括第一链条(321)、第二链条(322)和第三链条(323)，所述第一链条(321)位于第一刮板臂(311)和第二刮板臂(312)之间且与第一刮板臂(311)和第二刮板臂(312)铰接，所述第二链条(322)位于第一刮板臂(311)远离第一链条(321)的一端且与第一刮板臂(311)连接，所述第三链条(323)位于第二刮板臂(312)远离第一链条(321)的一端且与第二刮板臂(312)第一刮板臂(311)连接。

3.根据权利要求1所述的一种流化床煤炭分选处理装置，其特征在于：所述刮板(31)的数量为多个，多个所述刮板(31)间隔设置在链条(32)上、且相邻两个刮板(31)之间的距离为刮板宽度的2.5倍～3.5倍。

4.根据权利要求1所述的一种流化床煤炭分选处理装置，其特征在于：所述刮板(31)的宽度为300mm～500mm。

5.根据权利要求1所述的一种流化床煤炭分选处理装置，其特征在于：所述流化床煤炭分选处理装置还包括第二布风板(40)，所述第二布风板(40)倾斜设置在流化腔(11)的底部且第二布风板(40)的上端与流化床体(10)的内壁连接、第二布风板(40)的下端与第一布风板(20)连接，以使落在第二布风板(40)上的分选物能够沿第二布风板(40)滑落至刮板(31)所能刮到的区域。

6.根据权利要求5所述的一种流化床煤炭分选处理装置，其特征在于：所述流化床体(10)为长方体结构。

7.根据权利要求6所述的一种流化床煤炭分选处理装置，其特征在于：所述第二布风板(40)与第一布风板(20)之间的夹角为35°～55°且所述第二布风板(40)位于流化腔(11)底部的左右两侧，所述第二布风板(40)、至少部分流化床体(10)的内壁以及至少部分第一布风板(20)围城第二空气室(13)。

8.一种使用权利要求1所述流化床煤炭分选处理装置的分选方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一：启动供气，气体进入流化床体(10)底部的第一空气室(12)，经过第一空气室(12)顶部的第一布风板(20)，一部分气体进入流化腔(11)，一部分气体进入第二空气室(12)，进入第二空气室(12)的气体再经过第二布风板(40)从侧边进入流化腔(11)，两部分气体作用在流化腔(11)内的床层介质上，形成具有一定密度流态化环境；

步骤二：送料装置将待分选的物料送入流化腔(11)内，依据阿基米德原理，密度大于流化腔(11)内的流态化环境密度的分选物下沉至底部，密度小于流化腔(11)内的流态化环境密度的分选物上浮至床层表面，落在第二布风板(40)上的分选物，受到上升气流的作用，沿第二布风板(40)滑移至底部刮板(31)的刮料区域内；

步骤三：启动用于驱动刮板(31)移动的驱动装置，所述驱动装置带动链条(32)移动，链条(32)带动刮板(31)将第一布风板(20)上刮板(31)的刮料区域内的分选物移动至预设位置，同时，刮板(31)的运动带动床层上部产生与刮板(31)运动方向相反的涌流，床层上部的分选物移动至上层物料收集处。

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