鄧 鋒

(貴州工程應用技術學院化學工程學院，貴州省煤基新材料工程中心，

貴州省煤化工協(xié)同創(chuàng)新中心，貴州 畢節(jié) 551700)

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兩種煤的振動逆流干法分選對比試驗研究*

鄧 鋒

(貴州工程應用技術學院化學工程學院，貴州省煤基新材料工程中心，

貴州省煤化工協(xié)同創(chuàng)新中心，貴州 畢節(jié) 551700)

選用了平朔煤和青海煤進行振動逆流干法分選試驗，以數(shù)量效率作為評價指標，對比分析了分選篩面傾角、激振力、鼓風量、處理量4個工藝參數(shù)對煤樣分選效果的影響規(guī)律。結果表明，分選篩面傾角、激振力和處理量的調節(jié)對兩煤樣具有普遍適用性，取得最高分選效率時的工藝參數(shù)值相等或接近，實際生產的可控性較強；鼓風量的調節(jié)應結合原煤灰分確定合理區(qū)間，高灰原煤取得最佳分選效果的風量值高于低灰原煤。

振動逆流；干法選煤；對比試驗

國務院2013年發(fā)布的《大氣污染防治行動計劃》要求應大力推進煤炭清潔利用，到2017年，原煤入選率達到70%以上，然而目前我國煤炭入選率僅約為55%[1]。針對我國2/3的煤炭資源分布在西部干旱高寒地區(qū)，且有較大儲量的低階煤種遇水易泥化的狀況，現(xiàn)行主要應用的濕法選煤工藝是受制約和不足的[1-2]。另外，水資源短缺是我國和諸如南非、巴西、印度、土耳其等全球不少國家面臨的難題，高效干法選煤技術的開發(fā)推廣具有廣泛的地域意義。振動逆流干法選煤技術是由中國礦業(yè)大學自主研發(fā)，并進行了初步實驗探索，工藝參數(shù)規(guī)律研究和應用研究[3-6]。前期研究雖已詳細分析了操作參數(shù)和物料參數(shù)對分選效果的影響，但多煤種的對比研究不足，規(guī)律的普遍性不夠。本文研究以平朔和青海兩種煤樣并行試驗，調節(jié)參數(shù)、對比結果，以更好掌握振動逆流干法選煤技術的分選規(guī)律。

1 分選工藝

圖1為振動逆流干法選煤過程示意圖，可分解為氣流線和煤流線來闡述。氣流線：由鼓風機供風，變頻器調節(jié)總風量，風閥調節(jié)風量分配。分選機的分選篩面下方正壓供風，便于氣流穿過篩孔和煤層，形成流態(tài)化分選；分選機的分選床面上方負壓供風，便于除塵和給料。整體閉路循環(huán)，可有效回收煤粉，避免車間粉塵污染。煤流線：分選機的分選篩面具有按一定規(guī)律分布的魚鱗狀微突氣孔，原煤進入分選機后，在分選篩面受給料壓力、風力、激振力和氣孔突起推動力等綜合作用下實現(xiàn)按密度分層，高密度尾煤沿篩面上行排出，低密度精煤以尾煤層為相對下滑面下行排出，實現(xiàn)“逆流”分選。激振力和激振頻率可通過振動電機偏心塊和變頻器進行調節(jié)，分選篩面傾角可通過懸掛支架調節(jié)。

1-變頻器；2-精煤出口；3-振動電機；4-風閥；5-進料口 6-尾煤出口；7-粉煤；8-氣流走向；9-濾筒式除塵器；10-風機

2 原煤性質

兩煤樣λ曲線的中段都較平緩，說明原煤的中間密度物料所占比例較小，低密度和高密度物料便于按密度切割分離。選擇合適的分選密度，兩煤樣均易選。

λ-灰分特性曲線；δ-密度曲線；β-浮物曲線；θ-沉物曲線；ε-(δ±0.1)曲線

3 結果與討論

3.1 評價指標

數(shù)量效率公式[7]：

(1)

式中：γi，γ0——精煤實際產率和理論產率

3.2 分選篩面傾角對比試驗

調節(jié)分選篩面傾角進行試驗，結果見表1?？梢钥闯?，精煤產率均隨篩面傾角的增加而增加，可見傾角的增大提高了物料向下的重力分力，增強了其下行運動趨勢。在精煤產率提高的同時，精煤灰分和尾煤灰分一開始也同步增加，說明精煤質量隨傾角增加而下降，但仍保持較好的分選效果。但在20°傾角時，出現(xiàn)了平朔煤樣尾煤灰分下降的情況，說明此時尾煤排料已出現(xiàn)精煤夾帶情況，不宜再調大篩面角度。對比來看，數(shù)量效率隨篩面傾角增加會出現(xiàn)拐點或拖尾現(xiàn)象，不同煤樣的適宜傾角接近，易于設備的實際生產調控。

表1 分選篩面傾角對比試驗結果

3.3 激振力對比試驗

調節(jié)激振力進行試驗，結果見表2?？梢钥闯觯寒a率、精煤灰分和數(shù)量效率均出現(xiàn)拐點值。兩煤樣數(shù)量效率的極大值都出現(xiàn)在激振力為4.2 kN時，此時平朔煤的精煤灰分為極小值，精煤產率接近極大值；青海煤的精煤灰分為次小值，精煤產率為極大值?？梢娂ふ窳υ?.2 kN附近取值可以獲得最佳分選效果，激振力的變化雖然對分選效果的影響頗為明顯，但其參數(shù)調節(jié)對煤樣的普遍適應性較好，一個最優(yōu)參數(shù)可以適用不同煤種。

表2 激振力對比試驗結果

3.4 風量對比試驗

調節(jié)鼓風量進行試驗，結果見表3。由于平朔煤和青海煤的原煤灰分相差較大，堆密度相差也必然大，而鼓風量是決定物料流態(tài)化和按密度分層的關鍵因素。結合前期研究，分析認為，兩煤樣的起止風量的取值和調節(jié)過程的取值間隔應有所不同。高灰的平朔原煤的風量取值間隔應較低灰的青海原煤大，以便于準確觀察。結果顯示，平朔煤數(shù)量效率取得極大值時，精煤產率為接近極大值，精煤灰分為極小值；青海煤數(shù)量效率取得極大值時，精煤產率為極大值，精煤灰分為次小值?？梢婏L量較小時，床層松散度低，孔隙度小，不利于物料交換位置而分層；風量過大時，物料翻滾沸騰嚴重，床層穩(wěn)定性差，也不利于分選，高灰原煤取得最佳分選效果的風量值高于低灰原煤。實際生產中可根據(jù)原煤性質加以調節(jié)。

表3 風量對比試驗結果

3.5 處理量對比試驗

表4 處理量對比試驗結果

給料量的大小通過調頻螺旋給料機進行調節(jié)，故用調頻頻率Hz表征，試驗結果見表4。

從表4可以看出，隨著處理量的增加，精煤產率均呈上升趨勢，說明一定的給料壓力便于流態(tài)化分層和精煤排料。但并非精煤產率高時分選效果就好，結果顯示，精煤灰分隨著精煤產率的提高先降后升，對應的尾煤灰分先升后降，說明拐點之后精煤、尾煤排料夾帶情況嚴重，分選效果變差。兩煤樣數(shù)量效率的極大值均出現(xiàn)在精煤灰分取得極小值時，可見分選機的處理量參數(shù)的煤種適應性也較好，便于實際生產調控。

4 結 論

(1)分選篩面傾角、激振力和處理量的調節(jié)對兩煤樣具有普遍適用性，取得最高分選效率時的工藝參數(shù)值相等或接近，實際生產的可控性較強。

(2)鼓風量的調節(jié)應結合原煤灰分確定合理區(qū)間，高灰原煤取得最佳分選效果的風量值高于低灰原煤。

[1] 趙躍民,李功民,駱振福,等.模塊式干法重介質流化床選煤理論與工業(yè)應用[J].煤炭學報,2014(8):1566-1571.

[2] 陳清如,楊玉芬.21世紀高效干法選煤技術的發(fā)展[J].中國礦業(yè)大學學報,2001(6):527-530.

[3] 鄧鋒.操作參數(shù)對煤的振動逆流干法分選效果的影響[J].中國煤炭,2013(1):86-90.

[4] 鄧鋒.振動逆流干法降灰脫粉技術與火電廠制粉系統(tǒng)的集成研究[J].中國礦業(yè),2013(11):131-135.

[5] 鄧鋒,章新喜,王進松,等.一種新型煤炭干法分級設備的試驗研究[J].煤炭技術,2010(11):109-110.

[6] 鄧鋒.物料參數(shù)對振動逆流干法選煤效果的影響[J].煤炭技術,2015(12):270-272.

[7] 謝廣元,張明旭.選礦學[M].徐州:中國礦業(yè)大學出版社, 2001:304-309.

Contrast Experiment on Vibrating Adverse-flow Dry Coal Beneficiation with Two Kinds of Coal*

DENGFeng

(Chemical Engineering Institute, Guizhou University of Engineering, Guizhou Engineering Centre of Coal-based New Materials, Guizhou Collaborative Innovation Center of Coal Chemical Engineer, Guizhou Bijie 551700, China)

Separation experiments were studied with two kinds of coal, which were chosen from Pingshuo and Qinghai. Quantity efficiency as evaluation indexes, the affection of four process parameters (bed surface obliquity, exciting force, airflow and feeding speed) on the efficiency of separation were contrast analyzed. Results showed that bed surface obliquity, exciting force and feeding speed were easy for operation with different kinds of coal, those process parameter values were equal or close to equal while the best quantity efficiency are achieved. Operation of airflow should be combined with the raw coal ash to choose reasonable range. Airflow value of high-ash coal was lower than low-ash coal while the best quantity efficiency was achieved.

vibrating adverse-flow; dry coal preparation; contrast experiment

貴州省科學技術基金項目(黔科合J字LKB[2013]06號)；貴州工程應用技術學院教學研究與改革課題(JG2015017)。

鄧鋒(1986-)，講師，研究生，研究方向：主要從事煤炭清潔加工研究。

TD94

A

1001-9677(2016)023-0070-03