CN103934128A - 一种双入口有压供料重介质旋流器及选煤方法 - Google Patents

Abstract

一种双入口有压供料重介质旋流器及选煤方法，属于煤炭分选设备及选煤方法技术领域。双入口有压供料重介质旋流器包括一级旋流器、二级旋流器、重介质悬浮液与原煤混合装置，重介质悬浮液与原煤混合装置上设有主入料口和辅入料口，入料主泵和入料辅泵的配套电机均设置变频调速装置。洗选过程中，通过入料辅泵调整悬浮液量的大小，同时根据入洗原煤的情况，适当调整入料主泵与入料辅泵的悬浮液分配量，保证旋流器的高效分选。本发明可提高处理量10%以上，有效降低中煤带煤损失50%以上，降低消耗20%以上，具有分选效果高、能耗低、资源回收率高、调节方便等优点，使得有压给料重介质旋流器的优点得到充分发挥，取了显著的经济效益。

Description

一种双入口有压供料重介质旋流器及选煤方法

技术领域

本发明涉及一种用于煤炭分选的有压给料重介质旋流器及使用这种重介质旋流器的选煤方法，属于煤炭分选设备及方法技术领域。

背景技术

目前，重介质旋流器已经被广泛应用在煤炭分选上，重介质旋流器分为有压给料重介质旋流器和无压给料重介质旋流器两种，二者各有优缺点。无压给料重介质旋流器是将原煤和重介质悬浮液分开给入旋流器，采用该设备及工艺可有效降低中煤带煤损失，提高资源回收率，但洗选出来的精煤中容易受重产物污染，影响精煤质量。有压给料重介质旋流器是将原煤和重介质悬浮液体混合后由泵一起给入旋流器，采用该设备及配套工艺可以降低生产厂房的高度，减少基建投资，精煤不易受污染，质量得到保证，但容易造成中煤带煤损失高，造成资源浪费。目前这两种重介质旋流器都得到了普遍应用，但无压给料重介质旋流器及其配套工艺市场容量更大。

对于有压给料重介质旋流器来说，它的主要缺陷为中煤带煤损失高、资源浪费严重。从实际使用情况看，造成这种缺陷的原因一是旋流器采用单入料口，在单供料方式下工作，工作中要求重介质悬浮液和原煤混合均匀，供给量稳定，才能取得相对稳定的洗选效果，但当入选原煤量、洗选的难易程度、产品产率及洗选产品的指标要求等发生变化时，现有装备及配套***及方法很难适应；二是调节技术落后，调节困难，造成分选效果下降、资源浪费升高、产品质量不稳、消耗升高、管理成本提高等一系列不良的影响。同时，原煤与重介质悬浮液需要充分混合，造成***中重介质悬浮液的密度、黏度等指标检测困难。但是，由于有压给料重介质旋流器具有基建投资少、精煤不易受污染、质量好等优点，如果能够克服目前的缺点，也将会得到更广泛的应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种双入口有压供料重介质旋流器及选煤方法，这种有压供料重介质旋流器及选煤方法可以克服现有有压供料重介质旋流器的缺点，具有技术成本低、消耗低、可靠性高的优点，并在现有技术条件下很容易就实现，使得有压给料重介质旋流器的优点得到充分发挥，取得更大的经济效益。

解决上述技术问题的技术方案是：

一种双入口有压供料重介质旋流器，它包括一级旋流器、二级旋流器、重介质悬浮液与原煤混合装置，重介质悬浮液与原煤混合装置的物料出口与一级旋流器的入料口相连接，二级旋流器的入料口与一级旋流器的中矸矿物出口相连接，一级旋流器的下部有精煤出口，二级旋流器的下部有中煤出口和矸石出口，其改进之处是，重介质悬浮液与原煤混合装置上设有主入料口和辅入料口，或只设主入料口，辅入料口设在一级旋流器主体上，主入料口通过入料主泵和主管路与重介质悬浮液与原煤混合桶相连接，辅入料口通过入料辅泵和辅管路与重介质悬浮液桶相连接，入料主泵和入料辅泵出口均设有阀门，入料主泵和入料辅泵的配套电机均设置变频调速装置。

上述双入口有压供料重介质旋流器，所述一级旋流器水平或倾斜放置，倾斜放置的水平夹角                                                为0~-30°，二级旋流器水平或倾斜放置，倾斜放置的水平夹角为0~-30°，一级旋流器为圆筒形或圆台形，圆台的锥角为0~40°，二级旋流器为圆筒形或圆筒圆锥形，圆锥的锥角为0~120°。

上述双入口有压供料重介质旋流器，所述重介质悬浮液与原煤混合装置由主入料筒、辅入料筒、混料筒组成，主入料筒、辅入料筒、混料筒均为圆筒体，主入料筒的上端有主入料口，辅入料筒的上端有辅入料口，主入料筒的下端、辅入料筒的下端分别连接到混料筒的上端，混料筒的下端到通过物料出口与一级旋流器相连接，混料筒的长度为0.1-50米。

上述双入口有压供料重介质旋流器，所述重介质悬浮液与原煤混合装置由主入料筒、辅入料筒、混料筒组成，主入料筒、辅入料筒、混料筒均为圆筒体，主入料筒的上端有主入料口，主入料筒的下端连接到混料筒的上端，混料筒的下端到通过物料出口与一级旋流器相连接，混料筒的长度为0.1-50米，辅入料筒的上端有辅入料口，辅入料筒的下端的物料出口直接连接到一级旋流器上，混料筒的物料出口中心线与辅入料筒的物料出口中心线之间的间距为0≤m≤0.1L，L为一级旋流器有效长度，两物料出口分别沿一级旋流器筒壁的切线方向相连接。

    一种采用上述双入口有压供料重介质旋流器的选煤方法，它采用以下步骤：

（1）安装相关的选煤设备，包括双入口有压供料重介质旋流器、重介质悬浮液与原煤混合桶、重介质悬浮液桶、入料主泵、入料辅泵、悬浮液转送泵、主管路、辅管路、原煤输送带、密度计、磁性物含量计，入料主泵的一端通过主管路与双入口有压供料重介质旋流器的重介质悬浮液与原煤混合装置的主入料口相连接，入料主泵的另一端通过管路与重介质悬浮液与原煤混合桶相连接，入料辅泵的一端通过辅管路与双入口有压供料重介质旋流器的重介质悬浮液与原煤混合装置的辅入料口相连接，入料辅泵的另一端通过管路与重介质悬浮液桶相连接，重介质悬浮液与原煤混合桶通过悬浮液转送泵与重介质悬浮液桶相连接，通过开关入料主泵和入料辅泵出口的阀门或对电机进行变频调速，调节入料辅泵的输出压力或流量及两个泵的重介质悬浮液流量分配；

（2）启动入料主泵、入料辅泵及悬浮液转送泵，使重介质悬浮液在***中循环；

（3）启动原煤输送带，将入洗原煤加入到重介质悬浮液与原煤混料桶中，原煤与重介质悬浮液混合由入料主泵在一定压力下供入双入口有压给料重介质旋流器，按密度正常分选，入料压力为0.08-0.30MPa；

（4）洗选过程中，根据入选原煤量的多少、洗选的难易程度、产品产率的变化及洗选产品的指标变化等情况通过入料辅泵调整悬浮液量的大小，其入料压力为主入料主泵所供压力的1.0-1.2倍，同时根据入洗原煤的情况，适当调整入料主泵与入料辅泵的悬浮液分配量，保证旋流器的高效分选；

（5）综合入料主泵与入料辅泵的压力之和为0.08-0.31MPa。

本发明的有益效果是：

本发明与已有技术相比，充分显示了如下优点：

1、重介质悬浮液密度、黏度等性能参数检测方便；

2、弥补了已有有压重介质旋流器技术缺陷，降低了中煤带煤损失，提高了分选精度，提高了资源回收率；

3、入料辅泵功率小，采用变频调速，调节方便，且其调节时不影响旋流***的整体平衡。

4、可提高处理量10%以上，有效降低中煤带煤损失50%以上，降低消耗20%以上。

综上所述，本发明具有分选效果高、能耗低、资源回收率高、调节方便等优点，并在现有技术条件下容易实现。

附图说明

    图1是本发明的双入口有压供料重介质旋流器的结构示意图；

图2是图1的局部剖视图；

图3是本发明的双入口有压供料重介质旋流器的另一种结构示意图；

图4是图3的a-a剖视图；

图5是本发明的双入口有压供料重介质旋流器的第三种结构示意图；

图6是图5的b-b剖视图；

图7是本发明的采用双入口有压供料重介质旋流器的选煤方法的设备连接示意图；

图8是本发明的采用双入口有压供料重介质旋流器的选煤方法的另一种设备连接示意图；

图9是本发明的采用双入口有压供料重介质旋流器的选煤方法的第三种设备连接示意图。

图中标记如下：一级旋流器1、二级旋流器2、精煤出口3、主入料口4、辅入料口5、重介质悬浮液与原煤混合装置6、一级旋流器入料口7、中矸矿物出口8、中煤出口9、矸石出口10、重介质悬浮液与原煤混料桶11、重介质悬浮液桶12、入料主泵13、入料辅泵14、悬浮液转送泵15、主管路16、辅管路17、原煤输送带18、密度计19、磁性物含量计20。

具体实施方式

本发明包括一级旋流器1、二级旋流器2、重介质悬浮液与原煤混合装置6，重介质悬浮液与原煤混合装置6的物料出口与一级旋流器入料口7相连接，二级旋流器的入料口与一级旋流器1的中矸矿物出口8相连接，一级旋流器1的下部有精煤出口3，二级旋流器2的下部有中煤出口9和矸石出口10。

图中显示，本发明的改进之处是，重介质悬浮液与原煤混合装置6上设有两个入料口，分别是主入料口4和辅入料口5，或只设主入料口4，辅入料口5设在一级旋流器1主体上，重介质悬浮液与原煤混合装置6可与一级旋流器1的主体重合。

图中显示，主入料口4通过入料主泵13和主管路16与重介质悬浮液与原煤混合桶11相连接，将重介质悬浮液与原煤混合液输送到重介质悬浮液与原煤混合装置6中。辅入料口5通过入料辅泵14和辅管路17与重介质悬浮液桶12相连接，将重介质悬浮液输送到重介质悬浮液与原煤混合装置6中。在入料主泵13和入料辅泵14出口均设有阀门，入料主泵13和入料辅泵14的配套电机均设置变频调速装置，用于调整入料主泵13与入料辅泵14的悬浮液分配量，保证旋流器的高效分选。

图中显示，一级旋流器1水平或倾斜放置，倾斜放置的水平夹角为0~-30°，一级旋流器1为圆筒形或圆台形，圆台的锥角为0~40°。二级旋流器2水平或倾斜放置，倾斜放置的水平夹角为0~-30°，二级旋流器为圆筒形或圆筒圆锥形，圆锥的锥角为0~120°。

图中显示，本发明的采用双入口有压供料重介质旋流器的重介质悬浮液与原煤混合装置6有多种结构形式，其中图1、2、图3、4、图5、6分别显示了三种不同的结构，本发明不限于上述三种结构及变换。

在图1、2中，重介质悬浮液与原煤混合装置6由主入料筒、辅入料筒、混料筒组成。主入料筒、辅入料筒、混料筒均为圆筒体，主入料筒的上端有主入料口，辅入料筒的上端有辅入料口，主入料筒的下端连接到混料筒的上端，辅入料筒在主入料筒的一侧，辅入料筒的下端斜向插到混料筒的上端，主入料筒和辅入料筒的夹角小于90°。混料筒的下端到通过物料出口与一级旋流器1相连接，混料筒的长度为0.1-50米。

该重介质悬浮液与原煤混合装置6的工作过程是：原煤和部分重介质悬浮液混合后由主入料口4在一定压力下供入，另一部分重介质悬浮液由辅入料口5在一定压力下供入，两者在重介质悬浮液与原煤混合装置6中完成混合后，通过出料口沿切线进入一级旋流器1，在离心力的作用下，经浓缩作用，重介质悬浮液在一级旋流器1内部形成具有一定梯度的密度场，原煤中具有不同密度的精煤、中煤、矸石便按照密度大小逐渐分层，密度较小的精煤处于中心区域，从精煤出口3中排出，中煤和矸石由于密度较大，被甩在密度场的外层旋转，从中矸矿物出口8中排出，和浓缩后密度较高的部分悬浮液通过连接管进入二级旋流器2中，在残余压力的作用下形成具有较高的密度梯度场，密度不同的中煤和矸石旋转过程中，逐步分层，密度相对较底的中煤处于中心区域由中煤出口9排出，密度较大的矸石沿器壁向下运动从矸石出口10排出，从而完成原煤的分选工作。

在图3、4中，重介质悬浮液与原煤混合装置6由主入料筒、辅入料筒、混料筒组成，它与图1、2的结构的不同之处是主入料筒和辅入料筒均在混料筒的上部，相互平行，下端与混料筒的上端相连接。

在图5、6中，重介质悬浮液与原煤混合装置6一端设有能与供料管道相连接的混合物料主入料口4，另一端通过物料出口与一级旋流器1相连，中间部分为混料筒，辅入料口5设在一级旋流器1本体上，两入口中心线间距为0≤m≤0.1L，其中L为一级旋流器1有效长度。两入口中心线沿一级旋流器1中心轴线方向投影夹角0°≤θ<360°，此时，重介质悬浮液与原煤混合装置6延伸至与一级旋流器1重合。

图7、图8、图9是采用上述双入口有压供料重介质旋流器的选煤方法的设备连接示意图。设备包括双入口有压供料重介质旋流器，重介质悬浮液与原煤混合桶11，重介质悬浮液桶12，入料主泵13，入料辅泵14，悬浮液转送泵15，主管路16，辅管路17，原煤输送带18，密度计19，磁性物含量计20。

图7中显示的是图1、2中的主入料筒、辅入料筒、混料筒结构。

图8中显示的是图3、4中的主入料筒、辅入料筒、混料筒结构。

图9中显示的是图5、6中的主入料筒、辅入料筒、混料筒结构。

重介质悬浮液与原煤混合桶11与入料主泵12的入料口相连，入料主泵12的出料口通过主管路16与双入口有压供料重介质旋流器装置的主入料口4相连，入料辅泵14的入口与重介质悬浮液桶12相连，出口通过辅管路17与双入口有压供料重介质旋流器装置的辅入料口5相连，其中辅管路17的合适位置装有密度计19和磁性物含量计20，悬浮液转送泵15的入口与重介质悬浮液桶12相连，出口通过管路直接进入重介质悬浮液与原煤混合桶11，原煤输送带18直接设置在重介质悬浮液与原煤混合桶11上方，原煤经输送带18直接输送至重介质悬浮液与原煤混合桶11内。

工作时，由入料主泵13和入料辅泵14同时向双入口有压供料重介质旋流器装置供入物料，其中入料主泵13供入原煤和重介质悬浮液混合物料，入料辅泵14供入重介质悬浮液，其中重介质悬浮液与原煤混合桶11中的悬浮液由重介质悬浮液桶12通过悬浮液转送泵15供给，洗选过程中，当入选原煤量、洗选的难易程度、产品产率、洗选产品要求的指标等发生变化时，可适当调整入料辅泵14的供给压力或同时调整悬浮液转送泵15和入料主泵13以匹配流量，从而保证***正常的运行效果及分选指标。

采用上述双入口有压供料重介质旋流器的选煤方法，它采用以下步骤：

（1）安装相关的选煤设备，包括双入口有压供料重介质旋流器、重介质悬浮液与原煤混合桶11、重介质悬浮液桶12、入料主泵13、入料辅泵14、悬浮液转送泵15、主管路16、辅管路17、原煤输送带18、密度计19、磁性物含量计20。

入料主泵13的一端通过主管路16与双入口有压供料重介质旋流器的重介质悬浮液与原煤混合装置6的主入料口4相连接，入料主泵13的另一端通过管路与重介质悬浮液与原煤混合桶11相连接，入料辅泵14的一端通过辅管路17与双入口有压供料重介质旋流器的重介质悬浮液与原煤混合装置6的辅入料口5相连接，入料辅泵14的另一端通过管路与重介质悬浮液桶12相连接，重介质悬浮液与原煤混合桶11通过悬浮液转送泵15与重介质悬浮液桶12相连接，通过开关入料主泵13和入料辅泵14出口的阀门或对电机进行变频调速，以调节入料辅泵14的输出压力或流量及两个泵的重介质悬浮液流量分配；

（2）启动入料主泵13、入料辅泵14及悬浮液转送泵15，使重介质悬浮液在***中循环；

（3）启动原煤输送带18，将入洗原煤加入到重介质悬浮液与原煤混料桶11中，原煤与重介质悬浮液混合由入料主泵13在一定压力下供入双入口有压给料重介质旋流器，按密度正常分选，入料压力为0.08-0.30MPa；

（4）洗选过程中，根据入选原煤量的多少、洗选的难易程度、产品产率的变化及洗选产品的指标变化等情况通过入料辅泵14调整悬浮液量的大小，其入料压力为主入料主泵13所供压力的1.0-1.2倍，同时根据入洗原煤的情况，调整入料主泵13与入料辅泵14的悬浮液分配量，保证旋流器的高效分选；

（5）综合入料主泵13与入料辅泵14的压力之和为0.08-0.31MPa，与现有技术相比，压力可降低20%以上，具体如下表。

*所列技术数据来自中国煤炭加工利用协会组织编写的《重介质选煤技术》。

Claims (5)

1.一种双入口有压供料重介质旋流器，它包括一级旋流器（1）、二级旋流器（2）、重介质悬浮液与原煤混合装置（6），重介质悬浮液与原煤混合装置（6）的物料出口与一级旋流器（1）的入料口相连接，二级旋流器（2）的入料口与一级旋流器（1）的中矸矿物出口（8）相连接，一级旋流器（1）的下部有精煤出口（3），二级旋流器（2）的下部有中煤出口（9）和矸石出口（10），其特征在于：重介质悬浮液与原煤混合装置（6）上设有主入料口（4）和辅入料口（5），或只设主入料口（4），辅入料口（5）设在一级旋流器（1）主体上，主入料口（4）通过入料主泵（13）和主管路（16）与重介质悬浮液与原煤混合桶（11）相连接，辅入料口（5）通过入料辅泵（14）和辅管路（17）与重介质悬浮液桶（12）相连接，入料主泵（13）和入料辅泵（14）出口均设有阀门，入料主泵（13）和入料辅泵（14）的配套电机均设置变频调速装置。

2.根据权利要求1所述的双入口有压供料重介质旋流器，其特征在于：所述一级旋流器（1）水平或倾斜放置，倾斜放置的水平夹角                                                为0~-30°，二级旋流器（2）水平或倾斜放置，倾斜放置的水平夹角为0~-30°，一级旋流器（1）为圆筒形或圆台形，圆台的锥角为0~40°，二级旋流器（2）为圆筒形或圆筒圆锥形，圆锥的锥角为0~120°。

3.根据权利要求2所述的双入口有压供料重介质旋流器，其特征在于：所述重介质悬浮液与原煤混合装置（6）由主入料筒、辅入料筒、混料筒组成，主入料筒、辅入料筒、混料筒均为圆筒体，主入料筒的上端有主入料口（4），辅入料筒的上端有辅入料口（5），主入料筒的下端、辅入料筒的下端分别连接到混料筒的上端，混料筒的下端到通过物料出口与一级旋流器（1）相连接，混料筒的长度为0.1-50米。

4.根据权利要求2所述的双入口有压供料重介质旋流器，其特征在于：所述重介质悬浮液与原煤混合装置（6）由主入料筒、辅入料筒、混料筒组成，主入料筒、辅入料筒、混料筒均为圆筒体，主入料筒的上端有主入料口（4），主入料筒的下端连接到混料筒的上端，混料筒的下端到通过物料出口与一级旋流器（1）相连接，混料筒的长度为0.1-50米，辅入料筒的上端有辅入料口（5），辅入料筒的下端的物料出口直接连接到一级旋流器（1）上，混料筒的物料出口中心线与辅入料筒的物料出口中心线之间的间距为0≤m≤0.1L，L为一级旋流器（1）有效长度，两物料出口分别沿一级旋流器（1）筒壁的切线方向相连接。

5.    一种采用权利要求1-5任意一项所述的双入口有压供料重介质旋流器的选煤方法，其特征在于：它采用以下步骤：

A．安装相关的选煤设备，包括双入口有压供料重介质旋流器、重介质悬浮液与原煤混合桶（11）、重介质悬浮液桶（12）、入料主泵（13）、入料辅泵（14）、悬浮液转送泵（15）、主管路（16）、辅管路（17）、原煤输送带（18）、密度计（19）、磁性物含量计（20），入料主泵（13）的一端通过主管路（16）与双入口有压供料重介质旋流器的重介质悬浮液与原煤混合装置（6）的主入料口（4）相连接，入料主泵（13）的另一端通过管路与重介质悬浮液与原煤混合桶（11）相连接，入料辅泵（14）的一端通过辅管路（17）与双入口有压供料重介质旋流器的重介质悬浮液与原煤混合装置（6）的辅入料口（5）相连接，入料辅泵（14）的另一端通过管路与重介质悬浮液桶（12）相连接，重介质悬浮液与原煤混合桶（11）通过悬浮液转送泵（15）与重介质悬浮液桶（12）相连接，通过开关入料主泵（13）和入料辅泵（14）出口的阀门或对电机进行变频调速，调节入料辅泵（14）的输出压力或流量及两个泵的重介质悬浮液流量分配；

B．启动入料主泵（13）、入料辅泵（14）及悬浮液转送泵（15），使重介质悬浮液在***中循环；

C．启动原煤输送带（18），将入洗原煤加入到重介质悬浮液与原煤混料桶（11）中，原煤与重介质悬浮液混合由入料主泵（13）在一定压力下供入双入口有压给料重介质旋流器，按密度正常分选，入料压力为0.08-0.30MPa；

D．洗选过程中，根据入选原煤量的多少、洗选的难易程度、产品产率的变化及洗选产品的指标变化等情况通过入料辅泵（14）调整悬浮液量的大小，其入料压力为主入料主泵（13）所供压力的1.0-1.2倍，同时根据入洗原煤的情况，调整入料主泵（13）与入料辅泵（14）的悬浮液分配量，保证旋流器的高效分选；

E．综合入料主泵（13）与入料辅泵（14）的压力之和为0.08-0.31MPa。