復合式干法選煤技術的研究與應用
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摘要：本文介紹了復合式干法選煤技術的應用，并作了總結，形成了一種不同于任何選煤設備的綜合分選機理。關鍵詞：復合式干法;選煤技術;應用前景
復合式干法選煤是我國獨創的一種新型選煤方法，具有不用水、工藝簡單、投資少、生產成本低、回收率高、能耗低、對環境無污染、設備事故率低、建設周期短等一系列優點。受到煤礦、煤炭集運站、焦化廠、煤氣廠、選煤廠等企業的歡迎。復合式干法選煤技術能夠全面符合國家保護水資源、節能、環境保護及煤炭深加工等一系列政策，具有廣闊的應用前景。
1 復合式干選機的結構
復合式干選機采用自生介質（入選原煤中所含細粒煤）與空氣組成氣固兩相混合介質分選;借助機械振動使分選物料做螺旋翻轉運動，形成多次分選;并充分利用逐漸提高的床層密度所產生的顆粒相互作用的浮力效應而進行分選。按照這個總體思路，對床面形狀、振動形式、物料運動軌跡、床層厚度控制、風力分布、風量控制、床面角度調節以及供風除塵工藝配套等作出了相應的結構設計，創造出一種全新的復合式干法分選機。
復合式干法分選機由分選床、振動器、風室、機架和吊掛裝置等組成。分選床由床面、背板、格條、排料擋板組成。床面下有可控制風量的風室，由離心通風機供風，氣流通過床面上的風孔作用于分選物料。由吊掛裝置將分選床、振動器懸掛在機架上，可任意調節分選床的縱向和橫向角度。
2分選原理
2.1 物料在螺旋運動中的分選作用
入選物料由給料機送到分選床的給料口，在床面上形成具有一定厚度的床層。最下層的物料直接與振動的床面接觸，床面振動產生的慣性力使下層物料由排料擋板向背板運動，由于背板的阻擋，引導物料向上運動。而上層物料受背板的推力和重力作用，沿表層向排料邊下滑，在整個物料層上下形成正反方向速度梯度。最上層密度最小的煤首先通過排料擋板排出，其余物料繼續做下一周期循環運動。
由于振動力和連續進入分選床的物料壓力，使不斷翻轉的物料形成近似螺旋運動，并向矸石端移動。因床面寬度逐漸減縮，上層密度相對較低的煤不斷排出，直到最后排出密度大的矸石和黃鐵礦。風力的作用一方面加強粒群的松散，另一方面就是與細粒煤組成氣固兩相混合介質，提高分選精度。
2.2 自生介質的分選作用
傳統風力跳汰機的人料粒度比為2.5：1，粒度上限20mm，而復合式干選機人料粒度是80—0mm，大大突破了風力跳汰機的人料粒度范圍。在干選機床面上方，由細粒物料和空氣組成了氣固兩相混合介質，形成具有一定密度、相對穩定的氣固懸浮體，加上風力向上的托力，使密度低的煤上浮，而密度高的物料下沉。隨著分選過程進行，細粒粉煤不斷隨大粒度精煤排出，剩余粒度較粗、密度較高的中等顆粒又與空氣組成新的密度更高的氣固懸浮體。有利于中煤和矸石的分選。
2.3 離析作用及風力作用的綜合效應
復合式干法分選機床面上物料的松散與分層是由機械振動和上升氣流的懸浮作用而實現的，松散強度隨機械振動強度和風速的提高而增加。
根據熱力學第二定律，任何體系都傾向于自由能降低。分層前床層的位能高于分層后的位能，只要給以適當的松散條件，重礦物就要進入下層，從而實現分層，即通過不同密度礦粒的再分布達到位能降低的過程。如果僅靠振動松散，就不可避免使礦粒群造成“離析分層”，密度小的大顆粒被擠入上層，密度小的細粒煤漏到底層，達不到按密度分層的目的。如果僅有風力作用，只能是將細粒物料吹向上層，也不能按密度分層。只有在風力和振動力的綜合作用下，物料才能按密度分層。由于綜合作用的結果，使分選過程趨于完善，并在床面上形成一層矸石床層。矸石床層主要是由密度較高的矸石、黃鐵礦組成。高密度顆粒相互作用產生的浮力效應可以有效地阻止低密度煤再混入矸石產品中，從而保證了排出矸石的純度。
綜上所述，復合式干選機的分選原理就是在使物料做螺旋翻轉運動的條件下，利用振動力和風力的綜合作用造成床層松散和礦粒按密度分層。在不同區段有自生介質（粉煤）與空氣形成的混合介質分選作用（精煤段），又利用了顆粒相互作用的浮力效應（中煤段）。形成了一種不同于任何選煤設備的綜合分選機理。
3 復合式干法選煤對傳統風力選煤的創新和發展
復合式干法選煤突破了國內外傳統風力選煤的模式，創造出一種分選原理獨特的新型干法選煤設備。與傳統風選相比，主要創新點如下：
1復合式干選機采用入選原煤中所含細粒煤（自生介質）與空氣組成氣固兩相混合介質分選，而不是單以空氣做分選介質，因此分選物料粒度范圍寬，可達到80-0mm，而傳統風選只能分選較窄粒級;
2復合式干法選煤可用常規重力選煤指標衡量其分選效果，可能偏差Ep=0.20，不完善度I=0.1，數量效率，η=95%，分選粒度下限3mm，大大優于傳統風選;
3復合式干選機采用機械振動使物料做螺旋運動，在多次循環過程中，分選物料受到多次分選，可以生產出灰分由低到高的多種產品，中煤再選可保證精煤和矸石的質量;
4復合式干選機所需風量僅用于松散床層和與細粒煤組成混合介質，不需要將物料懸浮，風量僅為傳統風選的1/3，因而除塵系統的規模大大減小。
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