黑龙江龙煤双鸭山矿业有限责任公司 新安煤矿 黑龙江省双鸭山市 155138
摘要：重介质分选设备的种类较多。在离心力场中进行分选的设备一般称为重介质旋流器,主要用于分选末煤。主要讨论了圆筒——圆锥形重介质旋流器、圆筒形重介质旋流器、三产品重介质旋流器等几类重介质旋流器,比较分析了不同设备在选煤技术方面的差异。
关键词：选煤厂；重介质旋流器;
重介质分选设备的种类较多,按其工作原理可分为两类:一是在重力场中进行分选的设备,一般称为重介质分选机,主要用于分选块煤;二是在离心力场中进行分选的设备,一般称为重介质旋流器,主要用于分选末煤。
1 圆筒———圆锥形重介质旋流器
圆筒———圆锥形重介质旋流器是目前国内使用非常广泛的一种重介质选煤设备,也是产生最早、用于选煤工业生产最早的重介质选煤设备。
圆筒主体由圆筒、圆锥、溢流室三部分组成。在旋流器的上部开设入料口,筒体内有溢流管通向溢流室,圆锥顶角为20°,锥体下部设沉物排出口,机体本身无运动部件,如图1所示。
同类的重介质旋流器的外形变化较小,工作原理相同。这类型的重介质旋流器其锥体部分的锥角是20°,若D是旋流器的直径,那么入料口的直径d入(或等量直径)则为(0.2～0.3)D,溢流口直径d溢则为(0.3～0.4)D,底流口直径d底与溢流口直径d溢的比值d底/d溢为锥比,一般为0.5～0.8。但其组件结构和尺寸随型号不同而略有差异。如入料的流线有切线形、摆线形、渐开线形和弧形等。这种旋流器的安装方式多为卧式,旋流器的轴线与水平夹角为10°。
图1 圆筒———圆锥形重介质旋流器结构图
1-入料口;2-锥体;3-底流口;4-溢流管;5-溢流室;6-机架
选煤生产实践表明,这种旋流器生产安全可靠,稳定性强,分选精度较高。但是当沉物排料量(底流产物)超过入选原煤量的50%时,处理量明显降低。而且要求分选悬浮液中加重质粒度较细。
属于圆筒———圆锥形旋流器类型的还有日本田川机械厂研制的倒立型圆筒———圆锥形旋流器,亦称涡流旋流器。将旋流器的圆锥顶口向上垂直倒立安装,重产物从顶部排出,轻产物从下部排出,原煤与悬浮液混合后,用泵或定压箱沿旋流器圆柱壁成切线压入旋流器内。在倒立旋流器的内部安装一条与大气相通的空气柱调节管,目的是使旋流器内空气柱压力与外部大气压相等,用来消除给料量和给料速度变化给旋流器内空气柱带来的影响。在距离旋流器溢流管近处的空气导管为喇叭形,调节它与溢流管的距离,可改变旋流器内径、重产物的分配产率。这种重介质旋流器的特点是:旋流器的底流口直径比通常的旋流器底流口直径大,最大可与旋流器溢流口直径相等,故入选粒度上限可适当加大,使用的加重质粒度也可稍粗一点,生产能力也较大。但是,入料压力也较一般重介质旋流器的要大一些,分选悬浮液的循环量也大。
2 圆筒形重介质旋流器
圆筒形重介质旋流器与圆筒———圆锥形重介质旋流器在外形上相比,圆筒形重介质旋流器不带圆锥体,机体主要是一圆筒。按其给料方式的不同,圆筒形重介质旋流器可分成中心无压给料和周边有压给料两种。
2.1 无压给料圆筒形重介质旋流器
DWP型介质旋流器的结构如图2所示。这是一根直管,其长度一般为直径的3～5倍,与水平成25°～30°安装。下端装有带切线入口的介质头,上端装有带切线出口的沉物头。大部分介质(约90%)用泵从下端介质口切线给入,用其余介质把原煤经上端中心管送入旋流器。由下端切线给入的介质强烈旋转,顺轴心产生一个贯通整个旋流器的空气柱。
图2 DWP重介质旋流器
靠近内壁旋转上升的介质从上部矸石口排出,随中心空气柱旋转下降的介质经中心精煤管排出。原煤被少量的介质经中心给料管带入旋流器后被介质带动旋转,在离心力作用下产生分选。比介质密度低的浮煤顺着空气柱附近旋转向下,由下端精煤口排出,与旋流器的内壁无接触。比介质密度高的沉物穿过上升介质层向旋流器壁运动,并迅速经矸石排出孔排出。由于矸石排放口很接近入料端,而且在旋流器内停留时间极短,所以大大减轻了旋流器的磨损。因为精煤口和矸石口都是全敞开的,所以,这种旋流器能处理沉物含量变化很大的原煤。
2.2 有压给料圆筒形重介质旋流器
属于这类的旋流器有英国的沃赛尔重介质旋流器,这是一个直立式的圆筒形旋流器。原煤和重介质按一定比例混合,用泵或定压箱沿切线方向给入,从而形成向下运动的外旋流和向上运动的内旋流。煤进入旋流器后,沉煤迅速移向筒壁,向下运动和部分被浓缩的介质一起由底部的环形口和旋涡排料器排出。而浮煤则向中心运动和部分较稀的介质一起由圆筒中心的溢流管穿过底部排出。中间密度物则被内旋流带动,在中心溢流管附近由下(较高密度区)而上(较低密度区)做剧烈旋转运动,从而进入浮物或重新被抛向筒壁向下运动进入沉物,最终完成精确分选。
3 三产品重介质旋流器
三产品重介质旋流器是由两个两产品重介质旋流器组合而成的。按组合的形式可以分为扫选型和精选型。前者是第一段先选出低密度精煤,其他产物和被浓缩的介质进入第二段旋流器,分选出中煤和矸石。后者是第一段先出高密度的矸石,其低密度产物进入第二段选出精煤和中煤。此外,在三产品重介质旋流器中也有煤和介质分开给料的所谓无压给料式和煤介混合用泵给入的所谓有压给料式两种,它们的分选特点基本上与相应的两产品重介质旋流器相同。
我国生产的三产品重介质旋流器也有无压给料和有压给料两种。无压给料的三产品旋流器的第一段是无压(中心)给料的圆筒形旋流器,而其第二段可以是圆筒形或圆筒———圆锥形旋流器。有压给料三产品旋流器的二段多采用圆筒———圆锥形旋流器。一般认为采用圆筒———圆锥形旋流器,可以提高介质浓缩度,能扩大两段的分选密度差,即能获得较纯的矸石。我国生产的无压给料和有压给料三产品重介质旋流器各种系列的技术规格略有区别。
参考文献:
[1]王玉鑫,赵秀芳.重力选煤技术[M].北京:煤炭工业出版社,2015.
[2]中国煤炭教育协会职业教育教材编审委员会.选煤工艺———重选[M].北京:煤炭工业出版社,2007.
[3]彭荣任,何青松.重介质旋流器选煤理论与实践[M].北京:冶金工业出版社,2012.
[4]田涛.重介选煤工艺系统改造与完善研究[J].能源技术与管理，2018，43（3）：139-140+161.
论文作者:谢翰俊
论文发表刊物:《防护工程》2019年14期
论文发表时间:2019/11/15
标签：介质论文; 旋流器论文; 圆筒论文; 圆锥形论文; 选煤论文; 切线论文; 矸石论文; 《防护工程》2019年14期论文;