中煤科工集团北京华宇工程有限公司西安分公司 陕西西安 710075
摘要：论述了常用的几种动力煤分选工艺，介绍了常用分选设备的工作原理及优缺点，并对选煤方法的制定做了分析。
关键词：选煤工艺；分选设备；动力煤
1.干法选煤工艺
干法选煤主要是利用煤与矸石的物理性质差异而采用风或硫化状态微粒作为分选介质实现分选。干法分选主要包括风选、空气重介质流化床、X‐射线选、电选、磁选等。风力分选工艺成熟，具有代表性的有风力摇床、复合式干法分选机等。因湿法洗选用水量较大，在严重缺水地区很难实现，此外，有些煤种如褐煤、部分气煤、长焰煤遇水极易崩解、泥化的煤质均不适用湿法选煤，因此干法选煤的研究很有必要[1]。
1.1复合式干法分选机
分选原理：设备床面上的格条迫使物料形成规律的螺旋运动，每一格条间都使物料分选一次。原煤在振动床面上使大颗粒被挤到上层，同时受底部较强上升气流作用细粒物料与空气组合成了混合介质并产生浮力，从而强化物料以密度分层。高密度物料在床面与背板夹角中形成小螺旋运动在矸石端排出。上层低密度物料在振动作用下在外围形成大螺旋运动，因床面逐渐变窄，轻物料不断通过排料挡板排出。
复合式干法分选机具有多次分选的功能，分选效率、精度高，适用性强，实现全封闭式运行，环保高效，生产成本低，维修量少，处理能力大，适于大中型干选厂。同时针对寒冷地区有防冻、防堵相关产品。
1.2TDS智能干选机
TDS智能干选机由给料、识别、执行、供风、除尘、配电和控制等七个部分组成。该机是基于朗伯比尔定律，利用X射线透射检测技术进行煤、矸识别，针对不同的煤质特征建立与之相适应的分析模型，通过大数据分析，对煤与矸石进行数字化识别，最终通过高压风智能排矸系统将矸石排出实现分选，分选中可通过调整质量吸收系数比值而调整分选密度[2]。TDS智能干选机适于300-25mm块煤分选，具有不用水，节约水资源并避免煤的泥化；不用介，没有介质回收系统，系统简洁；不产生煤泥，降低煤泥水系统负荷；全过程智能控制，无人值守；加工成本低；可提高块煤产率[3]。
该设备于2016年成熟定型，目前已经在晋煤赵庄、晋煤坪上、哈尔乌素、华晟荣等多座选煤厂投入使用。
1.3风力摇床干法分选机
风力摇床干法分选机主要由摇床、除尘、送风、入料、排料及电气系统组成。改进型的风力摇床干法分选机可通过调节入料端和排料端的振动方向角能调节入料端和排料端的振幅大小，达到调节风力摇床分选机的处理量和分选精度，提高了风力摇床对煤质的适应性。
综上所述的常用干法分选设备的分选下限较高，不适于粉煤分选。随着机械化采煤的发展，煤炭中粉煤所占的比例越来越高，大量粉煤不分选势必造成资源浪费和效益损失。此外，风力选煤效果主要受原煤颗粒形状和水分影响。原煤外水高时，粘度增加使得游动能力变差，以及片状矸石含量高都使分选效率和处理能力大大降低。因此，干法选煤的研究仍然任重道远。
2.细筛设备
2.1驰张筛的应用
弛张筛的独特之处在于利用一个振动器，形成两个振动源，一个基本的筛体线性振动，一个是附加的浮动筛框振动。两者产生相对运动，形成共振系统，柔性的筛面不断的张紧、松弛，从而使筛面的物料获得更大的加速度，能有效的防止筛孔堵塞，提高分级效率。
相比于传统分级筛，弛张筛有筛面振动强度高、分级效率高、处理量大等特点，更适合于小粒度的干法筛分。近年来，随着驰张筛技术的成熟与推广，使重介分选工艺做出调整，脱粉入洗成为可能，脱粉使得煤泥水系统负担减小，降低运营成本同时提高了产品质量，增加企业收益。
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2.2交叉筛的应用
传统干法筛分中对水分高、粘度大的细粒物料的筛分效果一直不理想。而交叉筛的创新点在于不是利用振动筛分，而是通过相邻筛片“手搓式”作用完成强制透筛。交叉筛的筛面由多组同向旋转的筛轴组成，每根筛轴安装若干等距筛片，相邻筛片交叉排列形成“动态筛孔”。交叉筛的“动态筛孔”使得筛面上的物料受筛轴动力牵引输送同时被搅动，细粒受重力、摩擦力和筛片向下“搓动”作用被分离沿筛孔加速透筛[4]。
3.湿法选煤工艺
3.1重介浅槽分选
重介浅槽分选机是处理块煤的高效分选设备，近年广泛应用于动力煤选煤厂块煤分选作业。具有入料粒级范围宽，其分选上限可达200mm，有效分选下限可达6mm；单台设备处理能力大，能及时排掉矸石，减少矸石泥化；分选效率高，对原煤数量和质量的波动适应性强；煤和矸石在悬浮液中停留时间短，分选作业产生的次生煤泥量少；自动化程度高，重介悬浮液密度可自动调节；结构简单，易于操作和维修。
3.2动筛跳汰分选
动筛跳汰机以水为介质进行分选，是代替人工拣矸的块煤排矸设备。动筛跳汰分选具有处理量大，单台处理能力达300～350t／h?台；入洗粒级宽，上限可达400mm，下限到30mm，最佳入料粒度范围为300-50mm；分选上限高，能有效减少大块煤和矸石的破碎，降低能耗，对降低最终产品水分有利，适应块煤中矸石较多的情况；吨煤循环用水量少，系统简单；与一般跳汰分选相比不需配置鼓风机等辅助设备，耗电量低，更加节能；投资少，生产费用低。
3.3. 跳汰机分选
跳汰机分选是一种成熟的选煤方法，有块煤跳汰、混煤跳汰和末煤跳汰等各种类型。跳汰选的主要优点：适合高密度排矸，排矸密度可达到2.0以上；处理量大，且对煤质波动适应能力强，能及时排出大量矸石；以水为分选介质，系统简单；设备大型化，技术成熟、使用可靠。跳汰选不足之处在于分选精度低于重介浅槽分选机，系统自动化水平低；跳汰分选循环水用量大，煤泥水系统复杂；设备体积大；跳汰作业过程中煤和水接触时间长，产生的次生煤泥量较大。
3.4重介旋流器分选
重介旋流器分选工艺具有分选精度高，产品回收率高，对煤质变化适应能力强；与跳汰相比较，循环水量少、煤泥水处理系统投资省；没有细颗粒透筛现象，矸石纯度高，精煤产品回收率高，自动化程度高。重介旋流器处理能力大，有助于末煤系统的简化，降低基建投资。
我国选煤技术成熟并日趋完善，比如在动力煤分选中可采用工艺：弛张筛脱粉+重介浅槽；重介浅槽+末煤旋流器（或弛张筛脱粉后入洗）；TDS+末煤旋流器；块煤动筛排矸+末煤旋流器；复合式干法分选机等工艺。每种选煤方法各有利弊，选煤方法制定应针对不同的煤质、产品要求，根据实际情况合理确定[5]。
4.结论
选煤厂设计采用可靠的大型化设备、简洁合理的工艺流程和控制系统的自动化、智能化，为实现现代化高效选煤厂奠定基础。随着设备大型化发展，分选作业环节单系统化，这种布置减少中间分配转运环节，降低厂房高度，不仅节省投资而且降低生产成本。
参考文献：
[1]戴少康，选煤工艺设计适用技术手册[M].北京：煤炭工业出版社，2010.
[2]乔治忠,刘利波，TDS智能干选机在准能哈尔乌素选煤厂的应用研究[J].煤质技术，2017(5):35-37.
[3]李慧，TDS智能干选机分选原理[J].山东煤炭科技，2017(10):111-113.
[4]贾光华，细粒交叉筛替代滚筒筛的改造[J].电力安全技术，2018(2):65-67.
[5]袁红军，高鸿，动力煤洗选工艺分析[J].煤炭加工与综合利用，2018(5):19-25.
作者简介：吕进云（1982— ），男，甘肃临夏人，硕士，中煤科工集团北京华宇工程有限公司选煤工程师。
论文作者:吕进云
论文发表刊物:《防护工程》2019年第3期
论文发表时间:2019/5/24
标签：选煤论文; 矸石论文; 块煤论文; 干法论文; 物料论文; 煤质论文; 设备论文; 《防护工程》2019年第3期论文;