两种煤的振动逆流干法分选对比试验研究*

邓 锋

(贵州工程应用技术学院化学工程学院，贵州省煤基新材料工程中心，

贵州省煤化工协同创新中心，贵州 毕节 551700)



两种煤的振动逆流干法分选对比试验研究*

邓 锋

(贵州工程应用技术学院化学工程学院，贵州省煤基新材料工程中心，

贵州省煤化工协同创新中心，贵州 毕节 551700)

选用了平朔煤和青海煤进行振动逆流干法分选试验，以数量效率作为评价指标，对比分析了分选筛面倾角、激振力、鼓风量、处理量4个工艺参数对煤样分选效果的影响规律。结果表明，分选筛面倾角、激振力和处理量的调节对两煤样具有普遍适用性，取得最高分选效率时的工艺参数值相等或接近，实际生产的可控性较强；鼓风量的调节应结合原煤灰分确定合理区间，高灰原煤取得最佳分选效果的风量值高于低灰原煤。

振动逆流；干法选煤；对比试验

国务院2013年发布的《大气污染防治行动计划》要求应大力推进煤炭清洁利用，到2017年，原煤入选率达到70%以上，然而目前我国煤炭入选率仅约为55%[1]。针对我国2/3的煤炭资源分布在西部干旱高寒地区，且有较大储量的低阶煤种遇水易泥化的状况，现行主要应用的湿法选煤工艺是受制约和不足的[1-2]。另外，水资源短缺是我国和诸如南非、巴西、印度、土耳其等全球不少国家面临的难题，高效干法选煤技术的开发推广具有广泛的地域意义。振动逆流干法选煤技术是由中国矿业大学自主研发，并进行了初步实验探索，工艺参数规律研究和应用研究[3-6]。前期研究虽已详细分析了操作参数和物料参数对分选效果的影响，但多煤种的对比研究不足，规律的普遍性不够。本文研究以平朔和青海两种煤样并行试验，调节参数、对比结果，以更好掌握振动逆流干法选煤技术的分选规律。

1 分选工艺

图1为振动逆流干法选煤过程示意图，可分解为气流线和煤流线来阐述。气流线：由鼓风机供风，变频器调节总风量，风阀调节风量分配。分选机的分选筛面下方正压供风，便于气流穿过筛孔和煤层，形成流态化分选；分选机的分选床面上方负压供风，便于除尘和给料。整体闭路循环，可有效回收煤粉，避免车间粉尘污染。煤流线：分选机的分选筛面具有按一定规律分布的鱼鳞状微突气孔，原煤进入分选机后，在分选筛面受给料压力、风力、激振力和气孔突起推动力等综合作用下实现按密度分层，高密度尾煤沿筛面上行排出，低密度精煤以尾煤层为相对下滑面下行排出，实现“逆流”分选。激振力和激振频率可通过振动电机偏心块和变频器进行调节，分选筛面倾角可通过悬挂支架调节。

1-变频器；2-精煤出口；3-振动电机；4-风阀；5-进料口 6-尾煤出口；7-粉煤；8-气流走向；9-滤筒式除尘器；10-风机

2 原煤性质

两煤样λ曲线的中段都较平缓，说明原煤的中间密度物料所占比例较小，低密度和高密度物料便于按密度切割分离。选择合适的分选密度，两煤样均易选。

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

3 结果与讨论

3.1 评价指标

数量效率公式[7]：

(1)

式中：γi，γ0——精煤实际产率和理论产率

3.2 分选筛面倾角对比试验

调节分选筛面倾角进行试验，结果见表1。可以看出，精煤产率均随筛面倾角的增加而增加，可见倾角的增大提高了物料向下的重力分力，增强了其下行运动趋势。在精煤产率提高的同时，精煤灰分和尾煤灰分一开始也同步增加，说明精煤质量随倾角增加而下降，但仍保持较好的分选效果。但在20°倾角时，出现了平朔煤样尾煤灰分下降的情况，说明此时尾煤排料已出现精煤夹带情况，不宜再调大筛面角度。对比来看，数量效率随筛面倾角增加会出现拐点或拖尾现象，不同煤样的适宜倾角接近，易于设备的实际生产调控。

表1 分选筛面倾角对比试验结果

3.3 激振力对比试验

调节激振力进行试验，结果见表2。可以看出，精煤产率、精煤灰分和数量效率均出现拐点值。两煤样数量效率的极大值都出现在激振力为4.2 kN时，此时平朔煤的精煤灰分为极小值，精煤产率接近极大值；青海煤的精煤灰分为次小值，精煤产率为极大值。可见激振力在4.2 kN附近取值可以获得最佳分选效果，激振力的变化虽然对分选效果的影响颇为明显，但其参数调节对煤样的普遍适应性较好，一个最优参数可以适用不同煤种。

表2 激振力对比试验结果

3.4 风量对比试验

调节鼓风量进行试验，结果见表3。由于平朔煤和青海煤的原煤灰分相差较大，堆密度相差也必然大，而鼓风量是决定物料流态化和按密度分层的关键因素。结合前期研究，分析认为，两煤样的起止风量的取值和调节过程的取值间隔应有所不同。高灰的平朔原煤的风量取值间隔应较低灰的青海原煤大，以便于准确观察。结果显示，平朔煤数量效率取得极大值时，精煤产率为接近极大值，精煤灰分为极小值；青海煤数量效率取得极大值时，精煤产率为极大值，精煤灰分为次小值。可见风量较小时，床层松散度低，孔隙度小，不利于物料交换位置而分层；风量过大时，物料翻滚沸腾严重，床层稳定性差，也不利于分选，高灰原煤取得最佳分选效果的风量值高于低灰原煤。实际生产中可根据原煤性质加以调节。

表3 风量对比试验结果

3.5 处理量对比试验

表4 处理量对比试验结果

给料量的大小通过调频螺旋给料机进行调节，故用调频频率Hz表征，试验结果见表4。

从表4可以看出，随着处理量的增加，精煤产率均呈上升趋势，说明一定的给料压力便于流态化分层和精煤排料。但并非精煤产率高时分选效果就好，结果显示，精煤灰分随着精煤产率的提高先降后升，对应的尾煤灰分先升后降，说明拐点之后精煤、尾煤排料夹带情况严重，分选效果变差。两煤样数量效率的极大值均出现在精煤灰分取得极小值时，可见分选机的处理量参数的煤种适应性也较好，便于实际生产调控。

4 结 论

(1)分选筛面倾角、激振力和处理量的调节对两煤样具有普遍适用性，取得最高分选效率时的工艺参数值相等或接近，实际生产的可控性较强。

(2)鼓风量的调节应结合原煤灰分确定合理区间，高灰原煤取得最佳分选效果的风量值高于低灰原煤。

[1] 赵跃民,李功民,骆振福,等.模块式干法重介质流化床选煤理论与工业应用[J].煤炭学报,2014(8):1566-1571.

[2] 陈清如,杨玉芬.21世纪高效干法选煤技术的发展[J].中国矿业大学学报,2001(6):527-530.

[3] 邓锋.操作参数对煤的振动逆流干法分选效果的影响[J].中国煤炭,2013(1):86-90.

[4] 邓锋.振动逆流干法降灰脱粉技术与火电厂制粉系统的集成研究[J].中国矿业,2013(11):131-135.

[5] 邓锋,章新喜,王进松,等.一种新型煤炭干法分级设备的试验研究[J].煤炭技术,2010(11):109-110.

[6] 邓锋.物料参数对振动逆流干法选煤效果的影响[J].煤炭技术,2015(12):270-272.

[7] 谢广元,张明旭.选矿学[M].徐州:中国矿业大学出版社, 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

贵州省科学技术基金项目(黔科合J字LKB[2013]06号)；贵州工程应用技术学院教学研究与改革课题(JG2015017)。

邓锋(1986-)，讲师，研究生，研究方向：主要从事煤炭清洁加工研究。

TD94

A

1001-9677(2016)023-0070-03