CN114308659A - 一种磁辅助气固干扰流化床分选装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磁辅助气固干扰流化床分选装置，属于煤粉分选技术领域。该分选装置包括自上而下依次设计的流化床分选室、布风板、风室、介质给料装置和煤粉给料装置；轻产物排料单元的排料轮位于流化床分选室顶部的进料口下方，溢流槽设在流化床分选室顶部的外周壁上，且溢流槽与流化床分选室连通，清扫器位于溢流槽内，且与排料轮固定连接，多个轻产物排料口均设于溢流槽的底部；重产物排料通道上端与流化床分选室连通，底部延伸至风室的底部；磁辅助单元为置于流化床分选室外周的赫姆霍兹线圈，所述赫姆霍兹线圈与直流稳压电源连接。本发明的磁辅助气固干扰流化床分选装置实现细颗粒煤炭按密度的分离与富集。
Description
技术领域
本发明涉及煤粉分选技术领域，具体涉及一种磁辅助气固干扰流化床分选装置。
背景技术
气固流化床干法分选技术可有效分选粒度在6mm以上的煤炭，但不能对粒度在6mm以下的煤炭进行有效分选，更不能分选3mm以下的煤粉。原因在于其使用粒度较粗的Geldart B类磁铁矿粉作为加重质。如果要解决6mm以下的细颗粒煤炭或3mm以下的煤粉的干法分选则必须使用粒度更细的磁铁矿粉作为加重质，如Geldart C类磁铁矿粉。但是Geldart C类磁铁矿粉在普通气固流化床中不能流化，因此本发明提出一种磁辅助气固干扰流化床分选装置。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的问题，提供一种磁辅助气固干扰流化床分选装置。
本发明提供了一种磁辅助气固干扰流化床分选装置，包括：
分选单元，包括自上而下依次设计的流化床分选室、布风板和风室，所述流化床分选室、布风板以及风室固定连接；
给料单元，包括介质给料装置和煤粉给料装置，所述介质给料装置和煤粉给料装置的出料口均位于流化床分选室的上方中心位置；
供风单元，与风室连通，用于给风室供风；
轻产物排料单元，包括排料轮、溢流槽、清扫器和多个轻产物排料口，所述排料轮位于所述流化床分选室顶部的进料口下方，所述溢流槽设在所述流化床分选室顶部的外周壁上，且溢流槽与流化床分选室连通，所述清扫器位于溢流槽内，且通过连接杆与排料轮固定连接，所述多个轻产物排料口均设于溢流槽的底部，排料轮由电机驱动；
重产物排料通道，上端与流化床分选室连通，底部延伸至风室的底部；
磁辅助单元，设于流化床分选室外周的赫姆霍兹线圈，所述赫姆霍兹线圈与直流稳压电源连接。
较佳地，所述供风单元包括罗茨风机、稳压风包和环形进风管，所述稳压风包与罗茨风机的出风口连接，稳压风包的出风口与环形进风管连接，稳压风包和环形进风管之间还设有风阀，所述环形进风管位于风室内侧与重产物排料通道之间，且所述环形进风管上均匀开设多个出风口。
较佳地，重产物排料通道为上小下大的喇叭状通道，且重产物排料通道内设有重力传感器和排料阀，所述重力传感器和排料阀均与控制单元信号连接。
较佳地，所述流化床分选室为圆柱形流化床分选室，所述布风板为倒圆台形布风板，且倒圆台形布风板的锥角>160°。
较佳地，所述介质给料装置包括介质料斗和介质输送机，所述煤粉给料装置包括煤粉料斗和煤粉输送机，所述介质输送机和煤粉输送机均设于流化床分选室顶部进料口的上方。
较佳地，所述介质输送机和煤粉输送机的出料口均位于流化床分选室上方的中心位置。
较佳地，所述清扫器通过弹簧与连接杆连接。
较佳地，所述流化床分选室、布风板以及风室通过螺栓连接。
较佳地，所述布风板为双层，开孔率为20-30％，中间夹滤布。
较佳地，所述介质为Geldart C类磁铁矿粉，煤粉粒度小于3mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的磁辅助气固干扰流化床分选装置利用赫姆霍兹线圈提供均匀磁场，使Geldart C类磁铁矿粉在气流和磁场的作用下形成稳定的分选流化床。环形进风管均匀间隔开孔，向下反吹风，使进入流化床的气流更均匀分布。给料机从流化床上方的中心位置均匀给料，且给料量可调。倒圆台形布风板锥角>160°，既能使气流均匀穿过布风板维持流化床稳定分选，又能使底部介质和重产物向中部汇聚而排出流化床。轻产物和部分介质经排料轮的作用越过圆柱形流化床边缘流入溢流溜槽，由清扫器将轻产物和介质归集到溢流溜槽的最低端，由排料口排出。重产物和部分介质在重力作用下向流化床底部中心位置聚集，排料阀门由传感器控制自动开启排料和关闭。排料管设计为上小下大的喇叭状，防止重产物排出时堵塞。当3mm以下的煤粉在磁辅助气固流化床进行分选时，煤粉会受到干扰沉降作用，轻产物和重产物分别上浮和下沉，通过排料机构实现有效分选，并且该分选装置能使煤粉的分选下限突破0.5mm。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的环形进风管结构示意图；
图3为本发明布风板的结构示意图；
图4为本发明轻产物排料机构的结构示意图；
图5为本发明重产物排料机构的结构示意图。
附图标记说明：
1.流化床分选室，2.布风板，3.风室，5.介质给料装置，51.介质料斗，52.介质输送机，6.煤粉给料装置，61.煤粉料斗，62.煤粉输送机，7.排料轮，8.溢流槽，9.清扫器，10.轻产物排料口，11.重产物排料通道，12.赫姆霍兹线圈，13.环形进风管，14.出风口，15.排料阀，16.弹簧，17.螺栓，18.螺栓孔。
具体实施方式
下面结合附图1-5，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供的一种磁辅助气固干扰流化床分选装置，包括分选单元，分选单元包括自上而下依次设计的流化床分选室1、布风板2和风室3，所述流化床分选室1、布风板2以及风室3固定连接；
给料单元，包括介质给料装置5和煤粉给料装置6，所述介质给料装置5和煤粉给料装置6的出料口均位于流化床分选室1的上方中心位置；
供风单元，与风室3连通，用于给风室3供风；
轻产物排料单元，包括排料轮7、溢流槽8、清扫器9和多个轻产物排料口10，所述排料轮7位于所述流化床分选室1顶部的进料口下方，所述溢流槽8设在所述流化床分选室1顶部的外周壁上，且溢流槽8与流化床分选室1连通，所述清扫器9位于溢流槽8内，且通过连接杆与排料轮7固定连接，所述多个轻产物排料口10均设于溢流槽8的底部；
重产物排料通道11，上端与流化床分选室1连通，底部延伸至风室3的底部；
磁辅助单元，设于流化床分选室1外周的赫姆霍兹线圈12，所述赫姆霍兹线圈12与直流稳压电源连接。
本实施例将直流电输入赫姆霍兹线圈，在线圈内部一定区域内形成均匀磁场，使Geldart C类磁铁矿粉在气流和磁场的作用下形成稳定的分选流化床。3mm以下的煤粉在磁辅助气固流化床中受到干扰沉降作用，轻产物和重产物分别上浮和下沉，实现有效分选，并且该分选装置能使煤粉的分选下限突破0.5mm。
进一步地，所述供风单元包括罗茨风机、稳压风包和环形进风管13，所述稳压风包与罗茨风机的出风口连接，稳压风包的出风口与环形进风管13连接，稳压风包和环形进风管13之间还设有风阀，所述环形进风管13位于风室3内侧与重产物排料通道11之间，且所述环形进风管13上均匀开设多个出风口14。
进一步地，重产物排料通道11为上小下大的喇叭状通道，且重产物排料通道11内设有重力传感器和排料阀15，所述重力传感器和排料阀15均与控制单元信号连接。
进一步地，所述流化床分选室1为圆柱形流化床分选室，所述布风板2为倒圆台形布风板，且倒圆台形布风板的锥角>160°。
进一步地，所述介质给料装置5包括介质料斗51和介质输送机52，所述煤粉给料装置6包括煤粉料斗61和煤粉输送机62，所述介质输送机52和煤粉输送机62均设于流化床分选室1顶部进料口的上方。
进一步地，所述介质输送机52和煤粉输送机62的出料口均位于流化床分选室1上方的中心位置。
进一步地，所述清扫器9通过弹簧16与连接杆连接。
进一步地，所述流化床分选室1、布风板2以及风室3通过螺栓连接。
进一步地，所述布风板2为双层，开孔率为20-30％，中间夹滤布。
进一步地，所述介质为Geldart C类磁铁矿粉，煤粉粒度小于3mm。
磁辅助单元包括直流稳压电源和霍姆赫兹线圈。直流稳压电源向霍姆赫兹线圈输入直流电，产生稳定磁场。电压可调，磁场强度可调。
供风单元包括罗茨风机、稳压风包、风阀、风室、环形进风管。为了保证风室中布风均匀，在矸石排料管和风室器壁之间将进风管环绕一圈，进风管上均匀间隔开孔，向下吹风。
给料单元包括介质料斗和介质给料机、煤粉料斗和煤粉给料机。介质为Geldart C类磁铁矿粉，煤粉粒度为3mm以下。给料机可均匀给料，给料量可调。从流化床上方的中心位置给料。
分选单元包括圆柱形流化床分选室和倒圆台形布风板。分选室、布风板和风室由螺栓连结固定。倒圆台形布风板的锥角>160°，既能使气流均匀穿过布风板维持流化床稳定分选，又能使底部介质和重产物向中部汇聚而排出流化床。布风板有双层，开孔率为20-30％，中间夹滤布。
轻产物排料单元包括溢流溜槽、排料轮、清扫器。轻产物和部分介质经排料轮的作用越过圆柱形流化床边流入溢流溜槽，由清扫器将轻产物和介质归集到溢流溜槽的最低端，由排料口排出。清扫器和排料拨轮同轴同向运动。
重产物排料单元包括排料阀门和排料管。重产物和部分介质在重力作用下向流化床底部中心位置聚集，排料阀门由传感器控制自动开启排料和关闭。排料管设计为上小下大的喇叭状，防止重产物排出时堵塞。
本发明的分选原理和工作过程：
分选原理：首先，向分选室中加入一定量的微细磁铁矿粉(Geldart C类颗粒)，在气流和外加磁场的作用下微细磁铁矿粉形成具有一定密度(ρ0)的拟流体流化床。然后向分选室中添加-3mm粒级的细颗粒煤炭。细颗粒煤炭在拟流体流化床受到干扰沉降作用，密度小于ρ0的轻产物会浮在分选室上层，密度大于ρ0的重产物会沉降到分选室底部，分别由排料机构排出分选室，实现细颗粒煤炭按密度的分离与富集。
工作过程：介质料斗中的微细磁铁矿粉(Geldart C类颗粒)经介质给料机均匀定量地由分选室的中心部位给入。罗茨风机产生的气流先经稳压风包稳压后，再由风阀控制流量经过环形进风管均匀进入气室。环形进风管均布多个下吹风口，气流向下反吹，然后均匀分布在气室中。气室中的气流经倒圆锥形布风板均匀进入分选室，使微细磁铁矿粉流化。直流稳压电源向霍姆赫兹线圈输入直流电，产生稳定且强度可调的磁场，辅助微细磁铁矿粉形成的气固流化床。微细磁铁矿粉在气流和磁场的耦合作用下稳定流化，形成密度均匀稳定的具有流体性质的拟流体气固流化床。增大介质给料量，使流化的磁铁矿粉充满分选室并溢出。
煤粉料斗中的-3mm细颗粒煤炭经煤粉给料机向分选室中定量给料。煤粉中不同密度的物料在拟流体流化床中受到干扰沉降作用而按密度分层，并向不同的方向运动。小于拟流体流化床密度的轻产物运动至分选室上层，随着微细磁铁矿粉的溢流而运动到分选室边缘，并由排料轮刮出分选室进入溢流槽。再由清扫器归集至轻产物排料口排出。大于拟流体流化床密度的重产物向分选室底部沉降。分选室底部结构为倒圆台形布风板——周围高、中间低，有利于重产物沉降到分选室底部时向重产物排料口归集。重产物排料口的排料阀门由传感器控制自动开启排料和关闭。当重产物在排料口处堆积超过设定的最大重量值时，排料阀门打开，排出重产物和部分磁铁矿粉。当排料口物料低于设定的最小重量值时，排料阀门关闭。排料管设计为上小下大的喇叭状，防止重产物排出时堵塞。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种磁辅助气固干扰流化床分选装置，其特征在于，包括：
分选单元，包括自上而下依次设计的流化床分选室(1)、布风板(2)和风室(3)，所述流化床分选室(1)、布风板(2)以及风室(3)固定连接；
给料单元，包括介质给料装置(5)和煤粉给料装置(6)，所述介质给料装置(5)和煤粉给料装置(6)的出料口均位于流化床分选室(1)的上方中心位置；
供风单元，与风室(3)连通，用于给风室(3)供风；
轻产物排料单元，包括排料轮(7)、溢流槽(8)、清扫器(9)和多个轻产物排料口(10)，所述排料轮(7)位于所述流化床分选室(1)顶部的进料口下方，所述溢流槽(8)设在所述流化床分选室(1)顶部的外周壁上，且溢流槽(8)与流化床分选室(1)连通，所述清扫器(9)位于溢流槽(8)内，且通过连接杆与排料轮(7)固定连接，所述多个轻产物排料口(10)均设于溢流槽(8)的底部，排料轮(7)由电机驱动；
重产物排料通道(11)，上端与流化床分选室(1)连通，底部延伸至风室(3)的底部；
磁辅助单元，包括设于流化床分选室(1)外周的赫姆霍兹线圈(12)，所述赫姆霍兹线圈(12)与直流稳压电源连接。
2.如权利要求1所述的磁辅助气固干扰流化床分选装置，其特征在于，所述供风单元包括罗茨风机、稳压风包和环形进风管(13)，所述稳压风包与罗茨风机的出风口连接，稳压风包的出风口与环形进风管(13)连接，稳压风包和环形进风管(13)之间还设有风阀，所述环形进风管(13)位于风室(3)内侧与重产物排料通道(11)之间，且所述环形进风管(13)上均匀开设多个出风口(14)。
3.如权利要求1所述的磁辅助气固干扰流化床分选装置，其特征在于，所述重产物排料通道(11)为上小下大的喇叭状通道，且重产物排料通道(11)内设有重力传感器和排料阀(15)，所述重力传感器和排料阀(15)均与控制单元信号连接。
4.如权利要求1所述的磁辅助气固干扰流化床分选装置，其特征在于，所述流化床分选室(1)为圆柱形流化床分选室，所述布风板(2)为倒圆台形布风板，且倒圆台形布风板的锥角>160°。
5.如权利要求1所述的磁辅助气固干扰流化床分选装置，其特征在于，所述介质给料装置(5)包括介质料斗(51)和介质输送机(52)，所述煤粉给料装置(6)包括煤粉料斗(61)和煤粉输送机(62)，所述介质输送机(52)和煤粉输送机(62)均设于流化床分选室(1)顶部进料口的上方。
6.如权利要求1所述的磁辅助气固干扰流化床分选装置，其特征在于，所述介质输送机(52)和煤粉输送机(62)的出料口均位于流化床分选室(1)上方的中心位置。
7.如权利要求1所述的磁辅助气固干扰流化床分选装置，其特征在于，所述清扫器(9)通过弹簧(16)与连接杆连接。
8.如权利要求1所述的磁辅助气固干扰流化床分选装置，其特征在于，所述流化床分选室(1)、布风板(2)以及风室(3)通过螺栓连接。
9.如权利要求1所述的磁辅助气固干扰流化床分选装置，其特征在于，所述布风板(2)为双层，开孔率为20-30％，中间夹滤布。
10.如权利要求1所述的磁辅助气固干扰流化床分选装置，其特征在于，所述介质为Geldart C类磁铁矿粉，煤粉粒度小于3mm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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