[发明专利]一种重介干法分选设备

说明书

本发明公开了一种重介干法分选设备，所属设备包括：流化床，用于物料的分选；箱体，用于提供形成流化床的空间和安装设备；导料推进装置，物料沿流化床侧端通过该装置导入流化床后物料得以松散、分层并推动物料向前运动；布风装置，压缩空气通过布风板后获得压差送入流化床，流化床充分流化且均匀稳定，精煤、中煤、矸石获得最佳分选效果；刮板运输装置，一种用于干法分选设备的大型刮板输送装置，为防止较宽刮板部件变形，刮板采取防变形措施，分选后的矸石和中煤由刮板排出；取料筛分装置，物料通过分选流化床后，精煤由流化床侧端取料筛分装置取出，取料过程中重介质被筛出并返回流化床。本发明设备能避免出风口堵塞引起的无法流化、分选问题。

技术领域

本发明涉及选矿、选煤、建材和化工的分选设备，尤其涉及一种利用空气重介干法分选的分选设备。

背景技术

在选煤技术中，空气重介干法分选技术由于其能够有效的用于干旱、缺水地区，因此，受到了世界各地的广泛关注。我国一次能源储量丰富，世界许多缺水干旱地区和我国西部、西北部地区特别需要干法选煤技术，褐煤由于成煤时间短泥化程度高不适合用湿法分选，更需要干法选煤技术。重介干法选煤主要是利用煤与矸石的物理性质差别进行分选，在工业生产上应用的有风力选煤和空气重介质流化床选煤，其实两者之间有本质区别，各自采用不同的分选介质，有不同的分选机理和分选效果。我国干法选煤的研究和开发工作于1967年开始，上世纪80年代末中国矿业大学选矿工程研究中心开始进行空气重介质流化床干法选煤技术的研究和开发，在教学和理论上获得了巨大成功。美国、加拿大、南非和前苏联等国都相继进行过实验室研究，但都没有在工业中实现应用，在工业化的道路上还有许多工程技术问题没有解决。国家发改委、黑龙江七台河市、山西省西山矿业集团、中国矿业大学分别立项投入巨资集中资源优势力图攻克这一难关，在七台河市桃山和西山矿业集团白家庄矿分别建造了两座工业应用的示范重介干法选煤厂，但由于工程技术难度大，影响因素多，最终都没能实现工业化实际应用。总结经验教训，认真分析研究空气重介干法分选过程的每一项具体工程技术问题，在大量试验的基础上设计出可行的技术方案是本课题重点研究方向。北京科技大学2008年与投资方北京博后筛分工程技术有限公司合作开发进行大型空气重介流化床干法选煤设备的工业应用研究，科研人员经过五年的不懈努力，在大量反复试验的基础上完了成理论研究和设计计算工作，并在北京博后公司机械加工厂分别完成了三台不同技术方案的大型工业样机制造和半工业性试验工作，掌握了大量的可靠工程技术经验和数据，最终获得了良好的分选效果，准备投入到工业系统应用。总结以往空气重介流化床干法选煤设备工业应用的失败原因和设备技术缺陷，正是今后改进提高和研究工程技术的方向。归纳如下：1、已试验过的老型空气重介流化床干法选煤试验样机处理量小50T/H，商业价值不显著，难以满足市场需求，不能解决大规模实际工业应用问题。随着煤炭事业的飞速发展，年处理量几百万吨乃至千万吨的煤矿已经普及，对于干法选煤建设具有大处理能力的大型现代化干法选煤厂是今后研究发展的主要方向。2、老型样机入料粒度6-50mm,入料粒度范围小，由于含水分较高的6mm以下细粒煤炭筛分非常困难，限下率高，细粒级物料混入流化床中恶化分选效果，容易造成布风板出风口的堵塞。我国动力煤产量约占煤炭总产量的70％以上，末煤筛分后直接供给用户，块煤入洗将矸石和精煤选出供给用户是目前动力煤选煤厂设计的常规工艺，试验证明，利用空气重介流化床干法选煤技术对原煤进行分选，入料的分选粒度不同操作制度也有所区别。13mm以下粒级流化床分选是一种操作制度，属于浅床分选，处理量小且分选难度大，13mm以上粒级流化床分选是另外一种操作制度，属深床分选，处理量大且分选容易，空气重介流化床干法选煤分选粒级的选择对分选效果影响较大。3、老型样机从分选机中部单点入料，物料容易漂浮在流化床上层难以松散，物料不松散分层则无法进行，所以物料进入流化床后必须设计一种装置使物料全宽均匀进入流化床，并与流化床充分接触才能进行正常的分选工作，入料不均匀，容易造成已经完成分选的物料再度与入料混合在一起破坏分选效果。4、老型样机流化床高度350-400mm，属浅床分选，矸石和精煤之间容易相互污染，分选精度低，流化床工作时床层的稳定性难以保证。5、老型样机流化床分选面积仅10m²，流化床容积仅有4m³，处理能力小，且受入料组成和瞬时处理量大小波动影响敏感，不利于分选流化床稳定正常工作，流化床的工作面积和容积与入料量的比例关系有其内在规律性，流化床分选面积大容积大则流化床工作时稳定性好，流化床的设计应为物料均匀稳定工作提供良好的分选环境。6、老型样机刮板部件采用45^#钢材质，刮板部件宽2000mm，厚度60mm，高120mm，刮板笨重且对布风板磨损严重，刮板部件较宽影响上部流化，且没有解决好刮板刚性变形问题。7、老型样机刮板输送机机尾精煤排料端下层布置钢板，排料时带走介质多。8、老型样机布风板采用两块4mm厚普通A₃钢板，并配钻2mm的孔，当中布置一层尼龙布获得浅床流化床压差，在流化床中布风板的通气孔开口向上，介质和煤泥容易直接灌入孔中不容易清理，且普通金属材质的布风板磁性强，磁性介质容易磁化后相互聚集、结团，堵在孔中更难清理。9、老型样机罗茨鼓风机供风系统通过风包提供稳压压缩风，没有设计脉冲风，不利于物料定期的松散和分层，出风口不易实现自清理功能。10、老型样机机头排矸石，机尾排精煤，两端出两产品，产品单一。对煤矿而言，随着采煤机械化程度的提高开采出的原煤中大部分是煤炭，矸石的比例正常情况下约为原煤的20％-30％，而老型样机用同样宽度刮板上下两层等处理量排料，在设备的排料结构上存在着比例不合理，影响主机潜能最大处理能力的发挥。11、老型样机介质粒度范围在0.15-0.3mm，经过大量试验证明分选不同粒度、不同密度的物料对介质的粒度范围和密度范围也应有所区别，过分严格要求介质的粒度范围，在工业生产中很难实现，合理的粗细比例搭配会使得流化床分选效果更好。12、老型样机对入料水分没有设计工艺过程控制，实践证明原煤入料水分、介质水分对流化床能否正常工作影响重大，空气重介流化床干法选煤技术和分选设备必须对入料水分加以控制，才有可能在工业应用中获得成功。