專利名稱：煤炭干法分級方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種物料的分離方法及其裝置，尤其是一種潮濕煤炭的干法分級方法及裝置。
煤炭分級方法有兩類一類是采用篩分機分級。對于潮濕原煤，篩分機分級有一致命弱點，就是篩孔易填塞，且分級粒度越小，篩孔堵塞越嚴重，因此，目前各類篩分機的干法分級粒度一般都不小于6mm，小于6mm時，分級效率很低或無法分級。另一類是風力或水力分級。風力分級目前只用于小于0.5mm的干煤粉分級，而水力分級是濕法分級，應用有局限性。近年來先后出現一些新的干法分級方法及其設備，如公開號為CN10520614的專利申請文件，提出的一種振動流化選粉機，是在機體內上部安裝控制篩網，將機體分隔為粗分離室和細分離室，在粗細分離室之間有分隔錐體用以調節產品粒度，并將由電動激振器驅動的振動流化床放置在粗分離室內。但該裝置僅用于分級干燥的粒度小的粉末，無法分級粒度大的、潮濕的物料。又如在《焦炭與化學》1991年第七期34～36頁介紹的“混級物料分級用的動篩風力分級機”，主要是由輸送篩帶、配氣篩、箱體、鼓風機、引風管、外殼和給料斗等組成，且在這種分級設備里，輸送機的工作帶是傾斜的，并向高的一端運動，同時由帶下向上吹風。當把物料給到輸送帶的中段時，在入料區里不僅實現了物料按不同層高的粒度分級，而且還把細粒級物料輸送到工作帶的下部排料端。細粒物料在氣墊上與篩網運動相反的方向運動。物料中的大顆粒不能被流態化而下落到入料區的動篩上，并被輸送到工作帶的上部排料端。但該分級機風速控制嚴格，這是因為空氣的流速要求小于使最小微粒流態化的臨界速度；在給料區里，吹氣的速度也僅相當于細粒物料流態化的臨界速度，如果速度過高，物料不但不能分級，反而會混合。此外物料應是干燥的，而不能是潮濕粘連的物料。又如中國專利公告號為CN2097691U提出的一種煤炭干法分級裝置，是利用由鼓風機、流化床分級器、給煤機、除塵器和引風機組成的裝置使煤在流化床分級室內在流化介質作用下呈流化狀態，顆粒間的相互碰撞以及流化介質的干燥作用，使粉煤團和粘于煤粒表面的粉煤得到快速分散與脫落，其中小于某一粒徑的粉煤隨氣流帶出室外，由除塵器收集下來，而較大粒徑的煤從分級室底部的排料器排出，從而達到粉煤與粒煤的有效分級。其中在流化床分級室內引進的攪拌漿，可強化流化床分級室內煤的橫向混合，促進煤的均勻分布使流化床分級室能在淺層下良好運行，可將大顆粒煤刮入排料器順利排出流化床分級室，并有利于粉煤團的破碎與分散。但裝置大型化困難，尤其是攪拌漿不宜作得太大，這給應用帶來了限制。
本發明的目的是為了克服上述現有技術的不足，提出一種新的煤炭干法分級方法及其裝置，以解決潮濕混合煤炭分級粒度為0.5～6mm的深度干法分級問題。
本發明的任務是這樣完成的，潮濕混合煤炭落在伸入分級室內一傾斜的振動板上，并隨著振動板的振動，沿板面移入分級室內。空氣或熱煙氣經振動板上的縫隙或孔隙由下向上穿過振動板進入分級室，形成若干高速帶和低速帶。高低速氣流的配合作用，以及振動板的振動，在分級室內下部形成移動床、氣流床、流化床三種氣固接觸方式相結合的氣固雙相流場，使不同大小的煤炭在分級室內的不同區域呈不同的運動狀態。在高速噴流帶，大顆粒煤在振動板上移動或跳動，呈移動狀態；中小顆粒煤被高速氣流吹離振動板作上拋運動，其中，中顆粒上拋一高度后，由于氣速變小，不能隨氣流繼續上升，而向相鄰的低速帶灑落，小顆粒煤則直接被氣流夾帶，呈氣力輸送狀態。在低速帶，大顆粒煤在振動板上始終保持移動狀態，而中小顆粒在振動板上方一定高度的空域內呈流態化，其中，中顆粒煤主要作向下回落運動，而小顆粒煤則被進一步揚棄。這種氣固流場氣流擾動強烈，顆粒間碰撞摩擦激烈，使粘連的粉煤團易于沖散，使粘于大顆粒煤表面的粉煤易于脫落，這是實現潮濕混合煤炭高效干法分級的關鍵。分級室內上部為氣速分布均勻的氣力輸送區，沉降速度小于分級室內上部氣流速度的小顆粒煤由氣流帶出分級室，并由細粒分離器和除塵器收集；呈流化床狀態的中顆粒煤以溢流方式溢入出料槽；沿振動板移動的大顆粒煤移至排料端靠自重落入出料槽，與中粒煤一起排出分級室，出料槽內的上升氣速與分級室上部氣速相同，以防止小顆粒混入出料管，影響分級效率。
當被氣流帶出分級室的小顆粒煤需要進一步分級時(例如，從0～6mm的小顆粒中分離出1～6mm的細粒煤)，細粒煤分離器下部可連接一分級管，從細粒分離器分離出來的細粒煤以灑落方式均勻地落入分級管作沉降運動，沉降速度大于分級管內上升氣流速度的細粒煤在分級管內沉降下來，從分級管下部排出，沉降速度小于分級管內上升氣流速度的粉煤則繼續被氣流帶走，由除塵器收集下來，達到細粒煤與粉煤進一步分級的目的。
本發明與已有技術相比具有以下優點高低速氣流的配合作用和振動板的振動，所形成的分級室內的移動床、氣流床、流化床三種方式相結合的氣固雙相流場，使粘連的粉煤團易于沖散，使粘于大顆粒煤表面的粉煤易于脫落，從而可有效地解決潮濕混合煤炭的干法分級，分級粒度可通過調節風速在0.5～6mm范圍內任意調節，且分級效率高。當煤炭外在水分過大時，可以采用熱煙氣，邊干燥邊分級，對于任何難篩煤均可達到高效分級。另外，采用負壓操作，沒有粉塵外泄，無污染。本發明在煤炭篩選廠、型煤廠以及動力煤加工廠等有廣泛的用途。也可作為空氣重介質流化床煤炭干法分選技術重要的前置技術。
本發明的實施例結合附圖作進一步詳細說明，其中
圖1為煤炭干法分級裝置的結構示意圖。
圖2為煤炭干法分級裝置的振動板結構示意圖。
如圖1和圖2所示煤炭干法分級裝置是由出料槽鎖氣排料器1、包括出料槽4、總風室3、分風室7、分風閥6、振動板9及激振器5的振動箱體21、分級室13、分級管鎖氣排料器14、分級管16、細料分離器17、除塵器19、除塵器鎖氣排料器18、引風機20組成。振動箱體21的上蓋開有兩口使箱體21上部分別與分級室13和煤斗12連通，連接處用軟材料8(如帆布等)密封。在振動箱體21內的中上部固定安裝一傾斜的振動板9，該振動板9為一振動平面給料板，板面與水平面成0°～20°夾角；振動板9分成布風區26和給料區27兩部分，布風區26位于分級室13的正下方，給料區27一部分位于煤斗12出料口下方，另一部分與振動箱體21的上蓋構成給料槽22。振動板9的布風區26是若干個在煤的移動方向上交替相間的呈帶狀分布的高開孔率帶24和低開孔率帶25，其個數分別為2～6條；高開孔率帶24的開孔率為25%～50%，低開孔率帶25的開孔率為高開孔率帶開孔率的1/4～1/2，高開孔率帶和低開孔率帶的寬度分別為40～160mm。在振動板9的布風區26上表面有若干個平行均勻排列的擋板28，擋板28的走向與煤的移動方向相同，各擋板28之間的間距為100～200mm，擋板28的自身高度為50～150mm，擋板28的設置可使煤粒在沿振動板9移動時，在振動板的寬度方向始終保持均勻分布。在振動板9的布風區26下面用隔板把箱體21分隔成若干個與高開孔率帶和低開孔率帶對應的分風室7；并用隔板把箱體21下部分隔成總風室3，在總風室3與分風室7連接口處安裝分風閥6，以調節各分風室的風量；在振動箱體21的左下部開有總風室3的進風口23。在箱體21內，從振動板9的布風區26末端向下固定一隔板，把振動箱體21分隔出與分級室13連通的出料槽4，出料槽4下部側壁開有能調節氣流量的進氣口2，以調節出料槽4內上升氣速與分級室13上部平均氣速相等。出料槽4與出料槽鎖氣排料器1的連接處用軟材料8密封。流化床床高調節板10為一長擋板，它橫跨于振動板9末端出料口的正上方，調節板10的兩側嵌于振動箱體21兩側壁上的滑槽內，且上下可調；改變調節板10的自身高度，即可調節流化床床高，調節調節板10下沿與振動板9的間隙，以保證沿振動板9振動的大顆粒煤順利通過，而呈流化床狀態的中小顆粒煤無法通過。在振動板9的給料區27下面箱體21上固定安裝激振器5，激振器5的振次為750～1500r/min，振幅范圍為2～6mm；使振動箱體21和振動板9隨之振動。
分級室13為截面上大下小的箱體，上下截面的變化應使下截面處平均冷態氣速為6～12m/s，上截面處平均冷態氣速與分級粒度對應煤粒的沉降速度相等。
分級管16是被氣流帶出分級室13的小顆粒需要進一步分級時而設定的，分級管16的下部側壁開有可調節進氣量的進風口15，分級管16的上部與細粒分離器17的下部連通。與分級室13連通的細粒分離器17經風管引入到除塵器19，除塵器19再經風管與引風機20連通。
出料槽鎖氣排料器1、分級管鎖氣排料器14、除塵器鎖氣排料器18的設置可實現順利排料而不漏氣的目的。它們分別對應與出料槽4、分級管16、除塵器19連通。
本發明的工作過程為潮濕混合煤炭從煤斗12落入振動板9上，振動板9隨激振器5一起振動，使煤沿振動板9移動，通過給料槽22連續進入分級室13，安裝在給料槽22處的煤閘11的調節，可控制進煤量。冷風或熱煙氣經總風室3、分風室7穿過振動板9進入分級室13，再經細粒分離器17和除塵器19，最后由引風機20引出。整個系統為負壓操作，無粉塵污染。
利用分風閥6及振動板9高低開孔率的帶狀分布，穿過振動板的氣流在煤的移動方向上分為若干交替相間的高低速帶(各為2～6條)，高速帶的氣流速度可為分級室上部平均氣流速度的1～5倍(分級粒度小時取大值)，低速帶的氣流速度為分級室內上部平均氣流速度的0.5～1倍，分級室上部平均氣流速度等于與分級粒度相對應的小顆粒煤的最小輸送氣速(沉降速度)。例分級室的上部平均冷態氣速在1mm分級時，為4.3m/s左右，3mm分級時，為6.8m/s左右，6mm分級時，為8.5m/s左右。高低速帶的交替作用以及振動板的振動，使分級室下部、振動板9的布風區26上面形成移動床、流化床、氣流床相結合的氣固流場；大顆粒煤始終沿振動板跳動或滾動，呈移動狀態；中顆粒煤在高速帶作上拋運動，在低速帶作下落運動，在振動板布風區上方形成一個淺流化床；小顆粒煤由氣流夾帶或揚棄，呈氣力輸送狀態。這種大中小顆粒煤具有不同運動狀態的氣固流場為潮濕混合煤炭干法分級創造了極好的條件。這是因為該流場氣流擾動大，顆粒間碰撞摩擦激烈，使粘連的粉煤團易于分散，使粘于大顆粒煤表面的粉煤易于脫落，這是實現潮濕煤炭高效干法分級的關鍵。
大中小煤粒經上述流場作用后，最后以不同方式、不同出口排出分級室沿振動板移動的大粒煤經流化床床高調節板10下沿與振動板9的間隙，落入出料槽4，呈流化床狀態的中粒煤以溢流方式溢入出料槽4；利用流化床床高調節板10，可調節流化床床高及中顆粒煤在分級室13內的停留時間，使粉煤團分散更完全，粘于大粒煤表面的粉煤脫落更充分；沉降速度小于分級室13上部氣速的小顆粒煤由氣流夾帶出分級室13，進入細粒分離器17。調節出料槽4下部側壁進風口12的進風量，使出料槽4內的上升氣速與分級室13上部氣速相等，混入出料槽4的小顆粒煤得到進一步揚棄，提高分級效率。落入出料槽的煤由出料槽鎖氣排料器1排出。
被氣流帶至細粒分離器17的小顆粒煤需進一步分級時，可調節分級管16下部進風口15的進氣量，使分級管16內的上升氣速與分級粒度對應煤粒的沉降速度相等。沉降速度大于該上升氣速的細粒煤沉降下來，由分級管鎖氣排料器14排出；沉降速度小于分級管上升氣速的粉煤繼續被氣流夾帶，由除塵器19收集，再從除塵器鎖氣排料器18排出。
權利要求
1.一種煤炭干法分級裝置，是由出料槽鎖氣排料器(1)、包括出料槽(4)、總風室(3)、分風室(7)、分風閥(6)、振動板(9)及激振器(5)的振動箱體(21)、分級室(13)、分級管鎖氣排料器(14)、分級管(16)、細料分離器(17)、除塵器鎖氣排料器(18)、除塵器(19)、引風機(20)組成，其特征在于a.振動箱體(21)的上蓋開有兩口，使箱體(21)上部分別與分級室(13)和煤斗(12)連通，連接處用軟材料(8)密封；在振動箱體(21)內的中上部固定安裝一傾斜的振動板(9)，該振動板(9)為一振動平面給料板且分成布風區(26)和給料區(27)兩部分，布風區(26)位于分級室(13)的正下方，給料區(27)一部分位于煤斗(12)出料口下方，另一部分與振動箱體(21)的上蓋構成給料槽(22)；振動板(9)的布風區(26)是若干個在煤的移動方向上交替相間的呈帶狀分布的高開孔率帶(24)和低開孔率帶(25)；在布風區(26)的上表面有若干個平行均勻排列的擋板(28)，擋板(28)的走向與煤的移動方向相同；在布風區(26)的下面用隔板把箱體(21)分隔成若干個與高開孔率帶和低開孔率帶對應的分風室(7)；并用隔板把箱體(21)下部分隔成總風室(3)，在總風室(3)與分風室(7)連接口處安裝分風閥(6)，在振動箱體(21)的左下部開有總風室(3)的進風口(23)；在箱體(21)內從振動板(9)的布風區(26)末端向下固定一隔板，把振動箱體(21)分隔出與分級室(13)連通的出料槽(4)，出料槽(4)下部側壁開有能調節氣流量的進氣口(2)，出料槽(4)與出料槽鎖氣排料器(1)的連接處用軟材料(8)密封；流化床床高調節板(10)為一長擋板，它橫跨于振動板(9)末端出料口的正上方，調節板(10)的兩側嵌于振動箱體(21)兩側壁上的滑槽內，且上下可調；在振動板(9)的給料區(27)下面箱體(21)上固定安裝激振器(5)；b.分級室(13)為截面上大下小的箱體，分級室(13)連通的細粒分離器(17)經風管引入到除塵器(19)，除塵器(19)再經風管與引風機(20)連通；分級管(16)的上部與細粒分離器(17)的下部連通，且在分級管的下部側壁開有可調節進氣量的進風口(15)；c.為實現順利排料而不漏氣的目的而設置的出料槽鎖氣排料器(1)、分級管鎖氣排料器(14)、除塵器鎖氣排料器(18)分別對應與出料槽(4)、分級管(16)、除塵器(19)連通；d.用于控制進煤量的煤閘(11)是安裝在給料槽(22)處。
2.根據權利要求1所述的煤炭干法分級裝置，其特征在于振動板(9)的板面與水平面成0°～20°夾角；振動板(9)的布風區(26)上的高開孔率帶(24)的開孔率為25%～50%，低開孔率帶(25)的開孔率為高開孔率帶開孔率的1/4～1/2，高開孔率帶和低開孔率帶的寬度為40～160mm；位于振動板(9)的布風區(26)上表面的各擋板(28)之間間距為100～200mm，擋板(28)的自身高度為50～150mm。
3.根據權利要求1或2所述的煤炭干法分級裝置，其特征在于激振器(5)的振次為750～1500r/min，振幅范圍為2～6mm。
4.根據權利要求1或2所述的煤炭干法分級裝置，其特征在于軟材料(8)可采用帆布等。
5.根據權利要求1或2所述的煤炭干法分級裝置，其特征在于高開孔率帶(24)和低開孔率(25)分別為2～6條。
6.一種煤炭干法分級方法，是將潮濕混合煤炭從煤斗(12)落入振動板(9)上，振動板(9)隨激振器(5)一起振動，使潮濕混合煤炭沿振動板(9)移動，通過給料槽(22)連續進入分級室(13)，冷風或熱煙氣經總風室(3)、分風室(7)穿過振動板(9)進入分級室(13)，再經細粒分離器(17)和除塵器(19)，最后由引風機(20)引出，其特征在于利用調節分風室(7)風量的分風閥(6)及振動板(9)布風區(26)的若干個交替相間的高開孔率帶(24)和低開孔率帶(25)，使穿過振動板(9)的氣流在煤的移動方向上分為若干個交替相間的高低速帶；高低速帶的交替作用以及振動板(9)的振動下，在分級室(13)下部、振動板(9)的布風區(26)上面形成移動床、流化床、氣流床相結合的、氣流擾動強烈、顆粒間碰撞摩擦激烈的氣固流場，使潮濕混合煤團快速分散，其中大顆粒煤始終沿振動板(9)跳動或滾動，到振動板(9)排料端靠自重落入出料槽(4)；中顆粒煤在高速帶作上拋運動，在低速帶作回落運動，在振動板(9)布風區(26)上方形成一個淺流化床，并以溢流方式溢入出料槽(4)；小顆粒煤則直接被氣流夾帶出分級室(13)，由細粒分離器(17)和除塵器(19)收集；整個系統為負壓操作。
7.根據權利要求6所述的煤炭干法分級方法，其特征在于分級室(13)上部為氣速分布均勻的氣力輸送區，其平均氣流速度等于與分級粒度相對應的小顆粒煤的最小輸送氣速即沉降速度，高速帶的氣流速度為分級室(13)上部平均氣流速度的1～5倍，低速帶的氣流速度為分級室(13)上部平均氣流速度的0.5～1倍。
8.根據權利要求6或7所述的煤炭干法分級方法，其特征在于分級室(13)上部平均冷態氣速在1mm分級時，為4.3m/s左右；在3mm分級時，為6.8m/s左右；在6mm分級時，為8.5m/s左右。
9.根據權利要求6或7所述的煤炭干法分級方法，其特征在于出料槽(4)的上升氣速與分級室的上部氣速相等，高低速帶分別為2～6條。
10.根據權利要求6或7所述的煤炭干法分級方法，其特征在于被氣流帶至細粒分離器(17)的小顆粒煤需進一步分級時，在細粒分離器(17)的下部連接一分級管(16)，分級管(16)的上升氣速與分級粒度對應煤粒的沉降速度相等；沉降速度大于上升氣速的細粒煤沉降下來，從分級管(16)下部排出；沉降速度小于分級管(16)上升氣速的粉煤繼續被氣流帶走，由除塵器(19)收集下來。
全文摘要
一種煤炭干法分級方法及其裝置，是利用穿過振動板的交替相間的高低速氣流的配合作用，以及振動板的振動，在分級室下部和振動板上面形成移動床、流化床、氣流床相結合的、氣流擾動強烈、顆粒間碰撞摩擦激烈的氣固流場，使潮濕混合煤團快速分散；大顆粒煤沿振動板移動至出料槽排出，中顆粒煤以溢流方式溢入出料槽排出，小顆粒煤被氣流夾帶出分級室，由除塵器收集，調節氣流速度，可使分級粒度在0.5～6mm范圍任一粒徑高效分級，且無粉塵污染。
文檔編號B07B4/08GK1100971SQ9311176
公開日1995年4月5日 申請日期1993年9月29日 優先權日1993年9月29日
發明者楊國華, 仇潤鶴 申請人:中國礦業大學