CN104549708B - 一种螺旋升流式液固流化床分选设备与方法 - Google Patents
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Abstract
一种螺旋升流式液固流化床分选设备和方法，该设备主要由分选室、动力部分和传动装置构成。分选室外部为有机玻璃制成的柱体，内部装有可旋转的螺旋叶片。动力部分由变频调速三相异步电动机和变频调速器组成。传动装置由传动轴、联轴器、轴承和填料密封装置构成。分选时，水流由入水管给入，电动机通过联轴器带动传动轴上的螺旋叶片一起转动，带动水流在柱体内部沿螺旋向上流动，矿浆由入料管给入，在螺旋上升水流作用下形成流化床，精煤由溢流堰排出，尾煤由底流管排出，该设备结构简单、操作方便、无药剂消耗，且分选精度高，尤其适用于直径为2‑0.3mm的粗煤泥进行分选。
Description
技术领域
本发明涉及液固流化床分选设备与方法，尤其是一种适用于颗粒直径为2-0.3mm的粗煤泥进行分选的螺旋升流式液固流化床分选设备与方法。
背景技术
随着采煤机械化程度的提高，原煤中细粒含量不断增多，给煤泥水处理***带来困难。目前，我国的重介选煤工艺大多采取不分级入选和不脱泥入选，设备趋向大型化。这种做法虽然简化了工艺，但是不利于提高全粒级煤炭的分选效率，而且现有设备分选精度也达不到工艺要求。重介质旋流器的分选粒度范围是50～0.15mm，但是生产实践表明,重介旋流器直径超过750mm时，对于<3mm粒级(3～0.15mm)物料的分选精度较差，浮选机的分选粒度范围是<0.5mm，但在生产中仅仅能对<0.3mm物料实现有效分选，而>0.3mm的粗煤泥在浮选过程中极易因气泡的携载能力不足而损失在尾矿中。因此，在重选和浮选之间存在一个有效分选粒度的缺口，即重选随着粒度的减小，分选效率下降，而浮选则随着粒度的增大，分选效率逐步降低。因而粒度处于重选和浮选有效分选范围交界附近的煤粒分选效率最低。因此，实现粗煤泥的有效分选是目前选煤行业亟待解决的问题之一。
对2—0.25mm粒度范围内粗煤泥的分选，是现有选煤工艺的薄弱环节。缺乏对这一粒度范围高分选精度的设备严重制约了选煤工艺的发展，逐渐成为选煤厂保证产品质量、提高经济效益的瓶颈问题。只有解决粗煤泥处理环节的有效分选问题，才能减少对精煤的污染，保证全粒级精煤质量和产率的最大化。
目前，>0.3mm粒级煤泥的分选设备主要有：螺旋分选机、煤泥重介质旋流器、干扰床分选机等。螺旋分选机，分选原理是不同密度颗粒在螺旋槽面上受力的差异而产生其运动分速度的差异，最终体现为沿螺旋槽面半径方向的分布不同，从而使不同密度的颗粒完成分选。对于易选煤具有较好的分选效果，但机身高度大，煤质变化时工艺参数不易调节，分选密度较低时，分选效果较差。其对入料波动适应性差、分选密度偏高，制约其在粗煤泥分选中应用的关键；煤泥重介旋流器的重悬浮液的密度接近分选密度，因而分选精度高。其缺点是分选效果易受煤泥加重质的粒度和分选密度控制等因素的影响；干扰床分选机处理能力大，就其分选原理来说，上升水流流速是影响其精煤质量和产率的重要操作参数，而对底流的控制又直接影响上升水流速，干扰床分选机的底流控制是靠对流速的测定来进行自动调节的，但是现行的自动检测和控制***并不完善，对底流的控制不能完全实时跟踪，这样就会导致整个分选过程的不稳定，影响精煤的质量和产率。
发明内容
技术问题：本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种结构简单、操作便捷、生产成本低、处理量大、产品结构易于调整的螺旋升流式液固流化床分选设备及方法。
技术方案：本发明的种螺旋升流式液固流化床分选设备，包括机架、设在机架上部的分选柱和设在机架下部的电动机，所述的分选柱内设有穿过分选柱体的传动轴，传动轴下部依次经轴承、联轴器与电动机输出轴相连，传动轴上端经轴承固定在机架顶端；所述分选柱内的传动轴上固定有螺旋叶片，分选柱的下部设有底流管，底流管上部设有入水管，分选柱的溢流堰侧壁上设有向分选柱投料的入料管，分选柱的底部设有防止矿浆流出的密封座。
所述的分选柱的柱体为有机玻璃制成。
所述的电动机由变频调速三相异步电动机和变频调速器构成。
使用上述设备的螺旋升流式液固流化床分选方法，包括如下步骤：
a.通过加压泵将水流从入水管打入分选柱内，电动机通过联轴器带动传动轴上的螺旋叶片一起转动，带动水流在分选柱内螺旋向上流动，在分选柱内形成稳定的液固流化床；
b.将入选煤泥通过入料管送入液固流化床的分选柱内，在螺旋叶片的搅动下，与向上的水流和向上运动的螺旋叶片接触并发生干扰沉降，粗煤泥颗粒与水流相向运动，低密度的颗粒物受上升水流和螺旋叶片的共同作用上升至溢流堰并排出，高密度的颗粒物料继续向下沉降，由底流管排出；
c.低密度的颗粒物在螺旋向上水流作用下向上运动并随溢流由溢流堰排除，高密度的尾煤由分选柱底部的底流管排出，实现粗煤泥按密度的分离。
所述入选煤泥的粒径为2-0.3mm的粗煤泥。
有益效果：本发明是在干扰床分选机的基础上，加入了一组向上转动的螺旋叶片，在一定程度上强化颗粒上升的动力，降低分选机底部颗粒的固体溶剂浓度，更有利于不同密度颗粒的置换。在螺旋叶片旋流提升与上升水流共同作用下，在分选机体内形成了稳定的流化床，有效地降低了柱体高度方向上的固体溶剂浓度梯度变化，改善了流态化床层的松散状态，促进了颗粒置换运动的流畅性，从而显著提高分选效果，使得分选机在入料粒度范围较宽时仍能取得良好的分选效果，能够保证流化床稳定，使得分选机在入料粒度范围较宽时仍能取得良好的分选效果，通过调节电动机的转速能方便地根据原料煤的煤质情况及产品的质量要求来调整分选机的状况，入料粒度的适应范围大，分选精度高，可以有效的对宽级别、难选粗煤泥进行分选，满足实际生产的需要，同时，本发明结构简单、操作便捷、不需外加药剂，流程简单，占地较少，经济耐用，较好地解决了分选效率与药耗之间的矛盾。有效的降低了精煤灰分，减少了重介背会现象，增加了选煤厂的精煤产率，提高了经济效益。
附图说明
图1是本发明的螺旋升流式液固流化床结构示意图；
图中：1-传动轴；2-轴承；3-入料管；4-螺旋叶片；5-填料密封；6-轴承；7-联轴器；
8-电动机；9-机架；10-溢流堰；11-入水管；12-底流管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步描述：
图1所示，本发明的螺旋升流式液固流化床分选设备，主要由传动轴1、轴承2、入料管3、螺旋叶片4、填料密封5、轴承6、联轴器7、电动机8、机架9、分选柱构成。所述的分选柱的柱体为有机玻璃制成，所述的电动机由变频调速三相异步电动机和变频调速器构成。分选柱设在机架9的上部，电动机8设在机架9的下部，所述的分选柱内设有穿过分选柱体的传动轴1，传动轴1下部依次经轴承6、联轴器7与电动机8输出轴相连，传动轴1上端经轴承2固定在机架9顶端；所述分选柱内的传动轴1上固定有螺旋叶片4，分选柱的下部设有底流管12，底流管12上部设有入水管11，分选柱的溢流堰10侧壁上设有向分选柱投料的入料管3，分选柱的底部设有防止矿浆流出的密封座5。分选柱体的下部设有入水管11，水流由其给入，变频调速三相异步电动机8通过联轴器7带动传动轴1上的螺旋叶片4一起转动，带动水流在分选柱体内部沿螺旋向上流动。
本发明的螺旋升流式液固流化床分选方法，具体步骤如下：
a.通过加压泵将水流从入水管11打入分选柱内，进入分选室，变频调速三相异步电动机8通过联轴器7带动传动轴1上的螺旋叶片4一起转动，带动水流在分选柱内螺旋向上流动，在分选柱内形成稳定的液固流化床的分选环境；
b.将入选煤泥通过入料管3送入液固流化床的分选柱内，入选煤泥的粒径为2-0.3mm的粗煤泥，在螺旋叶片4的搅动下，与向上的水流和向上运动的螺旋叶片4接触并发生干扰沉降，形成稳定的流态化床层，矿浆与水流相向运动，粗煤泥颗粒与水流相向运动，低密度的颗粒物受上升水流和螺旋叶片的共同作用上升至溢流堰10并排出，高密度的颗粒物料继续向下沉降，由底流管12排出；
c.低密度的颗粒物在螺旋向上水流作用下向上运动并随溢流由溢流堰10排除，高密度的尾煤由分选柱底部的底流管12排出，形成矿浆的分选过程，最终实现粗煤泥按密度的分离。
Claims (5)
1.一种螺旋升流式液固流化床分选设备，其特征在于：它包括机架（9）、设在机架（9）上部的分选柱和设在机架（9）下部的电动机（8），所述的分选柱内设有穿过分选柱体的传动轴（1），传动轴（1）下部依次经轴承（6）、联轴器（7）与电动机（8）输出轴相连，传动轴（1）上端经轴承（2）固定在机架（9）顶端；所述分选柱内的传动轴（1）上固定有螺旋叶片（4），分选柱的下部设有底流管（12），底流管（12）上部设有入水管（11），分选柱的溢流堰（10）侧壁上设有向分选柱投料的入料管（3），分选柱的底部设有防止矿浆流出的密封座（5）。
2.根据权利要求1所述的螺旋升流式液固流化床分选设备，其特征在于：所述的分选柱的柱体为有机玻璃制成。
3.根据权利要求1所述的螺旋升流式液固流化床分选设备，其特征在于，所述的电动机由变频调速三相异步电动机和变频调速器构成。
4.一种使用权利要求1所述设备的螺旋升流式液固流化床分选方法，其特征在于，包括如下步骤：
a．通过加压泵将水流从入水管（11）打入分选柱内，电动机（8）通过联轴器（7）带动传动轴（1）上的螺旋叶片（4）一起转动，带动水流在分选柱内螺旋向上流动，在分选柱内形成稳定的液固流化床；
b．将入选煤泥通过入料管（3）送入液固流化床的分选柱内，在螺旋叶片（4）的搅动下，与向上的水流和向上运动的螺旋叶片（4）接触并发生干扰沉降，粗煤泥颗粒与水流相向运动，低密度的颗粒物受上升水流和螺旋叶片的共同作用上升至溢流堰（10）并排出，高密度的颗粒物料继续向下沉降，由底流管（12）排出；
c．低密度的颗粒物在螺旋向上水流作用下向上运动并随溢流由溢流堰（10）排除，高密度的尾煤由分选柱底部的底流管（12）排出，实现粗煤泥按密度的分离。
5.根据权利要求4所述的螺旋升流式液固流化床分选方法，其特征在于：所述入选煤泥的粒径为2-0.3mm的粗煤泥。
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