振动流化床细粒煤干式分选方法及装置

摘要

一种可使细粒煤按密度进行分选的振动流化床干式分选方法及装置，它是采用振动流态化技术，在分选槽中形成振动流化床似流体，细粒煤在一定密度的似流体中按密度大小分成浮物及沉物，浮物通过叶轮刮出，沉物由于振动方向和一定的床体倾角而向排料端移动，经排料口排出。振动流化床形成散式流化状态，无气泡或含有微小气泡，密度可调。其分选率高，不用水，无环境污染，投资省，特别适用于严寒、缺水地区及遇水易泥化的煤炭分选。

说明书

本发明涉及一种固体松散物料的分离方法及其装置，尤其是一种细粒煤的流化床干式分选方法及其装置。

现有的煤炭分选方法大多数都采用湿法分选，对细粒煤的分选一般采用重介旋流器、末煤跳汰机及摇床等，但都需要用水，且耗水量大，不适用于严寒、缺水地区及遇水易泥化煤种的煤炭分选，煤泥水处理系统复杂，往往给周围环境造成严重的污染，选后产品需要脱水，其成本高。近年来先后出现了新型的干式分选方法及设备，如中国专利：干式流化床选煤方法及其装置，专利号：CN    87101056A及美国专利第4194917都是利用流态化技术，分选不同密度组成的颗粒物料或煤炭，虽然二者实质有很多不同之处，但都是在鼓泡床中分选，这种鼓泡床没有散式流化区域，气速大于起始流化速度的气流量以气泡的形式排出，形成鼓泡床。较大的气泡直径和鼓泡的搅动对细粒煤的分选有很大影响，容易使细粒煤与介质产生混合或按粒度大小分级，无法实现按密度分选。又如中国专利87207129的设计是采用埋入床层内的链条刮板刮出浮煤和矸石的，当刮板移动速度大时，对流化床层有较大的扰动，影响流化床层的稳定性和均匀性，导致流化床层紊乱，使分选带中上浮精煤及下沉的矸石会相互污染，降低了分选精度。其预布风室采用玻璃球作充填物以改善布风性能，但增加了流化床的重量；该分选机自分选带中部给料，影响了流化床中部的流化稳定性，缩短了分选长度及分选时间，分选槽利用率较低，且设备体积较大。

本发明的目的是为了克服上述现有技术中的不足之处而设计一种新型的振动流化床，在普通流化床中去掉锚链刮板装置后，引入振动源构成振动流化床，它是利用振动流化床能够形成散式流化状态和均匀稳定似流体密度的特征，解决细粒煤的干法分选问题，它可减少环境污染，降低选煤成本。

本发明的任务是以如下方式实现的，它主要是由流化床壳体、布风装置、振动装置、给料装置、排料装置及上封罩组成的。在流化床壳体内，物料在处于流化状态下的空气重介流化床中按密度大小分层，同时因给料在沿床长度方向上存在的压差和在振动的作用下使物料从床的一端向另一端移动，在流化床壳体内沿床长度方向的分选带两端各设有给料口和轻物料排卸口，在轻物料排卸口的下方设有重物料排料口，重物料排料口下外接溜槽及底流排料叶轮；轻物料口处设溢流排料叶轮，给料口处连接有给料溜槽。流化床壳体的上部固定有带排气管的上封罩，在与床长度方向垂直的两侧面上各固定有一台振动电机，床槽下底固定有布风装置，布风装置包括布风板、稳压布风室及气室，气室中设有布风管及与其垂直连接的进气管，布风管上有许多方向向下的小孔，稳压布风室为中空长方型框体，其上底及下底安装有布风板及预布风板，稳压布风室上顶与布风板及流化床壳体下底螺栓连接，下底与预布风板及气室螺栓连接。流化床整体底部安装在隔震弹簧上，隔震弹簧为橡胶弹簧或金属弹簧。

在流化床壳体内装有一定高度的粉体加重物，当向气室通入压缩空气时，压缩空气经过预布风板及布风板向流化床槽体均匀布风，气流均匀地流过粉体各颗粒介面，当气流大于起始流化速度时，颗粒粉体悬浮，形成气流与粉体的混合物，具有流动性，并有一定的悬浮体密度，与流体具有相似的特性，形成流化床似流体；此时在流化床内入料口加入的物料，在空气重介流化床中按密度大小分成浮物和沉物；本发明的特征在于在普通流化床中引入振动源装置，构成振动流化床，强化流化特性，它能够形成无泡或微小泡流化状态，即散式或准散式流化状态，振动本身的流化特性，强化了流化床似流体的稳定性和密度均一性。适当状态下的振动，改善了气固两相的接触性能，消除了气泡产生与合并的机制，故气流大于起始化速度并增大时，似流体的空隙率基本上呈线性增加，悬浮体密度降低，调节气流速度即可调节似流体的密度。故振动流化床分选煤炭，其工作状态是散式流化或准散式流化，密度均匀稳定，尤其适用于细粒煤的分选。可根据需要调节振动电机内激振块的重合角度调节振幅，调节可调底盘可调节振动方向，改变供电频率可改变振次。底部沉物采取振动方向角和一定的流化床倾角，实现沉物在床内向排料端运动，通过底流排料叶轮排出沉物，浮物通过溢流排料叶轮从浮物排料口排出床槽外。

本发明与现有技术相比具有以下优点，振动引入流化床，改善似流体特性，形成散式流化状态，特别适用于按密度连续分选细粒煤炭；能在微泡及无泡流化床中分选，其密度可调，分选效率高；本发明特别适用于分选6～1mm细粒煤，与已有干选技术配套，实现煤炭全级干法入选，投资省，无污染。经半工业性试验，能实现连续稳定的分选，效果良好。

附图说明：

图1是本发明的外型图。

图2是本发明的外型图的A-A剖视图。

下面将结合附图对本发明的实施例作进一步的详细描述，如图1及图2所示，它是由振动电机1、固定底盘2、流化床壳体3、上封罩4、布风板5、橡胶垫6、可调底盘7、稳压布风室8、预布风板9、隔震弹簧10、布风管11、进气管12、气室13、给料溜槽14、浮煤排料叶轮15、底流溜槽16及底流排料叶轮17等组成的。流化床壳体3是长方型中空框体，床内无构件，流化床倾角为0～20°，使沉煤在床内顺利向排料方向运动，并通过底流溜槽16及底流排料叶轮17排出，床体上顶用螺栓固定有上封罩4，上封罩上有可与除尘装置连接的排气管，它与流化床壳体3上顶的上封罩连接处用橡胶垫密封；流化床壳体3下底有布风板5、稳压布风室8、预布风板9及气室13，稳压布风室8上顶为布风板5，下底为预布风板9，它构成双层稳压布风，改善了布风性能，使压缩空气通过预布风板进入稳压气室后压力稳定，能实现布风均匀；布风板及预布风板均系由具有多孔的烧结板做成的；稳压布风室8与气室13是由多个相互独立分隔的、上下对应的气室组成的长方体和倒梯型槽体，气室13上顶与预布板9及稳压布风室8下底、稳压布风室8上顶与布风板5及流化床壳体下底间均用橡胶垫密封并螺栓固定，气室13中部有横穿各气室的布风管11与它垂直连接的多个进气管12，布风管11上有许多方向朝下的小孔。沿流化床壳体3床长度方向两端有给料口及轻物排料口，在轻物排料口的下方有重物排料口，其下方连接有底流溜槽16及底流排料叶轮17，叶轮传动通过万向联轴节与电机联接，电机不参与振动。为了使底流排料畅通，在底流溜槽16出口处下底设置一个畅流装置，它包括布风室及进气管，布风室与溜槽16底部之间连接一块多孔的烧结板并用螺栓固定；当压缩空气从进气室给入后，通过多孔烧结板流入溜槽底部，以助排料畅通，浮煤排料叶轮15安装在轻物排料口内侧，它主要是将浮煤刮至排料口排出床外；给料口外接一个给料溜槽14，为了给料顺畅而在该溜槽底部设置一个包括布风室及进气管的畅流装置，它的连接方式与溜槽16底部畅流装置相同；在与床长度方向相垂直的相对两侧面各安装有一个固定底盘2、可调底盘7及振动电机1，流化床整体的底部四个角安装在四个隔震弹簧10上，隔振弹簧采用橡胶弹簧或金属弹簧。隔震弹簧安装在基础上。

在流化床壳体3内装有一定的粉体加重物，经进气管12、布风管11、气室13及稳压布风室8送入压缩空气，使粉体加重物流化，给入流化床壳体3中的物料在空气重介质流化床中按密度分成浮物和沉物（煤和矸石）并分别通过浮物排料叶轮15和沉物排料口的底流溜槽16及底流排料叶轮17排出，本发明的特征是将振动引入流化床，强化流化特性，使流化床形成散式或准散式流化状态，其密度均匀稳定，用作细粒煤密度的分选。密度可通过改变气速调节；调节振动电机1内激振块的重合角度，可调节振幅，最佳振幅在0～4mm之间；改变供电频率，可调节振次，振动频率在10～100HZ之间。通过调节可调底盘2调节振动方向；底部沉物采取振动方向角和一定的流化床倾角，实现沉物在床内向排料端运动，通过底流排料叶轮17排出沉物。