CN100349662C - 一种煤炭干法分级装置 - Google Patents

Abstract

一种煤炭干法分级装置，其是借助从布风板喷出的气流和布风板的振动，使布风板上的煤层形成振动流化床，利用此振动流化床进行煤炭分级，本发明的改进之处在于：在煤炭给入区设置有将煤料连续播散到布风板床面上的煤炭播洒装置。该煤炭播洒装置可以安装在给料槽内的气力或机械播洒装置，也可以为安装在布风板首端的气力喷气嘴，这样一方面可有效地防止煤料仅落在窄小的给料区域内而出现的堆积现象；另一方面也保障了进料的连续性和均匀性。同时将布风板设计成中心区域开孔率小于其两侧边区域的开孔率，使沿分级室两侧壁滑落到布风板两侧边区域的煤粒重新被抛起，避免了由于边壁效应而使落到布风板两侧边区域的煤粒连同夹裹其中的细煤粒一起溜到排料口排出，从而提高分级装置的分级效果。

Description

一种煤炭干法分级装置

技术领域

本发明涉及一种对散装物料进行分离的装置，尤其是指一种适用于煤炭的干法分级装置。

背景技术

目前，对煤炭进行分级的常用方法是采用筛分机进行筛分，作业时，其虽然可根据筛孔尺寸的大小，将煤炭分成粒度大于筛孔尺寸的筛上物和粒度小于筛孔尺寸的筛下物，但当遇到潮湿煤炭时，筛分机的筛分存在着这样一个缺陷，即筛孔堵塞问题，筛孔越小越容易堵塞。因此，现有煤用筛分机的分级粒度一般大于6mm，当粒度小于6mm时，筛分机的筛分效率很低或无法正常作业。为了解决煤炭筛分机筛孔的堵塞问题，本发明人利用气力分级原理，曾提出了煤炭干法分级方法及装置，即中国专利号为93111761.5的《煤炭干法分级方法及装置》中就披露了这样一种分级器，其包括箱体，安装在箱体上的激振器、位于箱体之上的分级室和设在箱体下部的送风装置，箱体上部分别依次设有进料口和与分级室相连的出口，在箱体的中部安装由激振器驱动的、背向进料口倾斜的振动板，该振动板上间隔布置有高开孔率带和低开孔率带形成的布风区，在布风区的末端向下固定有一内隔板，而布风区末端的上方横跨有调节流化床高低的调节板，其中分隔板与箱体内侧壁之间形成与分级室相通的出料槽。使用时，潮湿混合煤炭通过进料口落入到振动板上，并随着振动板的振动，沿板面移入分级室内，由送风装置提供的空气或热烟气穿过振动板进入分级室，形成若干个高、低速带，在高、低速带气流的配合作用以及振动板的振动下，在分级室下部、振动板上面形成移动床、流化床、气流床相结合的、气流扰动强烈、颗粒间碰撞摩擦激烈的气固流场，使潮湿混合煤团快速分散，大颗粒煤呈移动状态，沿振动板移动，快速地通过调节板与振动板之间的间隙从出料槽排出，中颗粒煤以溢流方式溢入出料槽排出，小颗粒煤被气流夹带出分级室，由下游分离器和除尘器收集，调节气流速度，可使分级粒度在0.5mm～6mm范围内的任一粒径进行高效分级，且无粉尘污染，因此该装置很好地解决了传统筛分机的缺陷。但在实际使用过程中仍发现以下缺陷：①在进料时，由于气流的阻挡作用，煤料会滞积在给料槽的出料口上，即箱体上部的进料口中，以致无法实现连续给料。而一旦在给料槽内的煤量聚积到一定程度时，则煤料靠自身的重力来克服气力的阻挡而滑落到振动板上，因而在整个分级过程中会出现断断续续地进料现象。尤其当煤炭的水分较大时，这种周期性落下的煤料会堆积在布风板的首端或在布风板上出现一垅一垅的厚煤层，以致无法靠气流将其吹散，只能借助于振动板的振动力从进料端移动至出料端，即未经分级就通过出料槽排走，显然，这样的结构严重地影响了分级效果。②由于振动板采用高、低开孔率带相间的布风结构，因而当高开孔率带抛起的煤料落到相邻低开孔率带时，受高开孔率带气流的阻挡作用，积聚于低开孔率带上的煤料不能及时地转移到下一个相邻的高开孔率带，只有当煤料堆积到一定量时，靠煤料自身的重力克服高开孔率的气力而移入高开孔率带。同时对这突然移入的煤料，将使相应高开孔率带的气流骤然减小，继而大大地减弱了对煤料的冲散上抛能力，而最终降低了分级效果。③由于该装置是按颗粒沉降速度进行分级的，所以在分级室内，特别是在分级室的锥体区总悬浮着一些上不去下不来、在一定的高度区域内上下翻腾的颗粒，它的存在将会直接妨碍小颗粒煤的吹出，且使用时间一长，上述颗粒在锥体区会越积越多，严重时甚至在锥体区形成一层煤妨碍带，致使小颗粒煤无法及时排出，从而导致分级装置无法正常工作，使得其工作效率低且分级效果差。④由于分级室采用上大下小的截面以及边壁效应，所以其中心区容易出现风速大，而其两侧近壁区域则出现风速较小的现象，这使得实际分级时，一方面使大量上抛的煤粒从近壁区域回落，并沿着器壁滑落到气流速度较小的振动板两侧边，最后沿两侧边移向排料口排出，以致夹裹在其中的小煤粒不能得到充分的分离和扬析，而降低分级精度。另一方面使得中心区煤粒少，两侧近壁区煤粒多，风力分布与煤料分布匹配不当，造成中心区风力利用率低，即降低了单位风量的处理能力，导致能耗偏大。⑤低开孔率带气速小，通风孔容易出现漏料或堵塞现象。⑥由于分级室出口区与分级室主体呈直角布置，因此出口区的急转弯会影响分级室内气流的均匀分布，而降低分级效率。⑦总风室与分风室均布置在振动箱体上，参振质量大，制造成本高。且由于总风道大致呈L型，使得总风道的内外侧流动压降差别大，即外侧风速大于内侧风速，从而在进入各分风道时造成各分风道的风力不均，使得工作时难以控制各分风道的风速大小。因此上述分级装置的结构仍有不尽人意之处，需有待于进一步的改进。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的缺陷，提供一种能克服进料时的煤料堆积现象而提高分级效果的煤炭干法分级装置。

本发明所要解决的第二个技术问题是针对现有技术的缺陷，提供一种能克服进料时的煤料滞积现象且又能使煤料得到充分扬析的煤炭干法分级装置。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该煤炭干法分级装置包括箱体、位于箱体之上的分级室和设于箱体下部的送风装置，所述的箱体内安装有布风板，在该布风板上布置有与上述分级室底部及送风装置相对应的布风区，且该布风板的首端和与其相对应的给料槽组成了煤炭给入区，而与其末端相对应的箱体上则设有便于布风板上的颗粒煤排出的出料槽，其特征在于：所述的煤炭给入区设置有将煤料连续播散到布风板床面上的煤炭播洒装置。

所述的煤炭播洒装置可以是位于所述布风板首端处的气力喷嘴，该气力喷嘴通过安装在所述布风板下方的独立风道与独立风机相连。

所述的煤炭播洒装置也可以是位于所述的给料槽内的气力播洒装置，即为与气源相连且设置在给料槽相应壁面上的喷气嘴。或者是位于给料槽内的机械播洒装置，即为一由驱动机构带动的旋转叶轮。或者为一可绕其上端轴摆动的溜煤板。或者为一组在高度方向上间隔放置的倾斜状导向板，各导向板之间依次形成相应高度下的倾斜出煤口。或者是上述气力播洒装置和机械播洒装置的相互组合，即可以由上述的喷气嘴与旋转叶轮组合而成；或者由上述喷气嘴与上述的溜煤板组合而成，或者由上述的喷气嘴与上述的一组导向板组合而成。

所述的煤炭播洒装置还可以为上述位于布风板首端的气力喷嘴与给料槽内的气力播洒装置或机械播洒装置的相互结合。

作为本发明的进一步改进，所述布风板的中心布风区域开孔率可以小于其两侧边区域的开孔率。

作为本发明的另一种改进，所述出料槽上方的箱体和分级室锥体部位处可以沿高度方向依次设有上端背向出料槽倾斜的多个栅隔栏，各栅隔栏之间依次形成相应高度的颗粒煤的出料口。

作为本发明的再一次改进，所述分级室又可以包括下部呈上大下小的锥体区和上部的稳流区和出口区，所述锥体区的上部对称设置有上端向该锥体区的两侧倾斜板倾斜的导流板。

在上述各方案中，所述的送风装置包括位于布风板下方分隔成多个渐进式过渡的L型分风道和安装在各分风道进风口处的分风阀，而各分风道的出风口对应于布风板上的布风区。

与现有技术相比，本发明的优点在于：①可借助于煤炭播洒装置的作用力，将给料槽内落下的煤料散播到布风板的床面上，这样一方面有效地防止煤料仅落在窄小的给料区域内而出现的滞积现象，避免了堆积成的厚煤层无法被气流冲散的缺陷；另一方面也保障了进料的连续性和均匀性，从而可大大提高本发明的分级处理能力和分级效果。②利用布风板的中心布风区开孔率小于其两侧边区域开孔率的结构，可使中心布风区上抛到分级室渐扩段并沿分级室两侧壁滑落到布风板相应两侧边的煤料，重新回到中心区而被再次的抛起，以形成颗粒的大循环，经过这样多次循环后，使其中的细颗粒得到充分分离，避免了由于边壁效应而使落到布风板两侧边的煤料连同夹裹其中的细煤料一起从出料槽排出，从而提高了分级效果。③由于设置有多个栅隔栏，因此那些在分级室内滞留在不同高度的大小颗粒则可以通过相应栅隔栏之间的出料口得以及时排出，由此消除了现有技术中该区域所形成的妨碍带，使得小颗粒煤顺畅地从分级室的出口区排出，因此采用该栅隔栏后，可使得本发明的分级器工作效率高，分级效果好。④设置的导流板促使分级室截面上的气流分布趋于均匀，同时也使得被气流弹射到导流板上的大颗粒煤及时回落，起到拦截大颗粒煤的作用。⑤将各分风道设计成渐进式过渡的L型风道，使各分风道在渐近式过渡区之间相互隔离，完全消除了各分风道之间风速不均的现象，从而更有利于各分风道的风速控制，使得分级效果更好。同时使得整个风室风道阻力小，能耗低，结构紧凑。

附图说明

图1为本发明第一实施例的结构示意图；

图2为图1的A-A向剖视图；

图3为图1中给料槽处的结构示意图；

图4为图1中布风板的结构示意图；

图5为图4中B-B向结构示意图；

图6为本发明第二实施例的结构示意图；

图7为本发明第三实施例的结构示意图；

图8为图7中给料槽处的结构示意图；

图9为图7中叶轮的结构示意图；

图10为本发明第四实施例中给料槽处的结构示意图；

图11为本发明第五实施例中给料槽处的结构示意图；

图12为本发明第六实施例中给料槽处的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1，如图1和图2所示，该煤炭干法分级装置包括箱体1、位于箱体1之上的分级室2和设于箱体下部的送风装置3，其中，分级室2又由下部呈上大下小的锥体区、中部为等截面的稳流区和上部的出口区组成，分级室2底部与箱体1上部相连，在这里，分级室2正对于箱体1，使分级的有效面积更大，并在其前壁设有给料槽21，在给料槽21处安装有煤料输送带，以便于煤料的输入。而所述的箱体1内安装有布风板4，在该布风板4上布置有与上述分级室2底部及送风装置3相对应的布风区，同时该布风板4的首端和上述给料槽21对应后形成了煤炭给入区，在该煤炭给入区上设置有将煤料连续播散到布风板4床面上的煤炭播洒装置。而与布风板4末端相对应的箱体上则设有便于布风板上的颗粒煤排出的出料槽11。在本实施例中，上述煤炭播洒装置是一与气源相连喷气嘴5，如图3所示，该喷气嘴5位于给料槽的壁面上，即位于输送带下方的给料槽壁面上，当煤料从输送带上落下时，通过喷气嘴5喷出的气流，将煤料撒落在布风板4的床面上，且大颗粒煤被撒得离进料口近一些，细颗粒煤播撒得离进料口远一些。

为了使本实施例具有更好的分级效果，将上述布风板4结构设计成中心布风区开孔率小于其两侧边区域的开孔率，如图4和图5所示，该布风板4包括多个筛条41、紧固条42和垫块44，各筛条41和垫块44依次间隔地套在紧固条42上并紧固成一体，以形成条形筛，各筛条41之间形成的缝隙即为通风长条孔。筛条以0°～30°的倾斜角放置。这样，改变垫块44厚度即可调节相邻筛条41之间的缝隙宽度，也就是调节通风孔的大小。同时，为使布风板中心布风区的开孔率小于其两侧边区域的开孔率，在布风板中心布风区可以每隔若干通风长条孔后，用垫片43堵塞一条长条孔，以减小该区域内的出风量。这样由于布风区两侧边区域的开孔率较大，消除了边壁效应，使滑落到布风区两侧边的煤料又能被重新被抛起或回到中心区，致使其被再次的抛起，从而形成颗粒的多次循环上抛，使其中的细颗粒得到充分分离，避免了由于边壁效应而使细煤料从出料槽11中排出，最终确保了分级效果。

同时，在出料槽11上方相对应的分级室部位处沿高度方向依次设有上端背向出料槽倾斜的多个栅隔栏22(见图1和图2)，各栅隔栏22之间依次形成相应高度的颗粒煤出料口，考虑到分级室整体的封闭性，在这里，该栅隔栏位于箱体1和分级室2锥体区之内，而各栅隔栏22与箱体及分级室内壁之间形成与出料槽11相连通的出料通道，这样从各出料口分离出的大小颗粒煤通过出料通道，由出料槽11排出。

为了提高分级处理能力和分级效果，在锥体区的上部对称设置有上端向该锥体区的两侧倾斜板倾斜的导流板23，而在出口区设置有四棱柱状的导流体24，这样从下向上吹的风在导流板23的作用下，较均匀地进入稳流区。而在导流体24的作用下，可克服拐角处风向变化而产生对稳流区流场的影响，在确保细煤粒完全排出的同时，又能防止大颗粒煤的夹带短路。

而所述的送风装置3包括将布风板下方分隔成多个渐进式过渡的L型分风道31和安装在各分风道进风口处的分风阀32，各分风道的出风口对应于所述的布风板的布风区，这样各分风道之间的风速互不影响，以便于风量的调节，还可以减小风道阻力，降低能耗。

为了加快粗颗粒煤在布风板4上的移动，将该布风板设计成振动式，即通过安装在箱体内的激振器6来实现的，该激振器采用电机带动偏心块的激振方式，也可以采用振动电机等公知技术。当激振器6通电振动时，可驱动箱体1及布风板4振动，以加速粗颗粒煤料在布风板4上的移动，使大颗粒煤顺利地排出。由于箱体1在工作过程中一直处于振动状态，因此其与分级室2之间采用挠性盖板25密封连接，如图1和图2所示，该盖板25覆盖在二者的连接口之外，其一端固定于箱体1上，另一端与分级室2呈脱开状，为了消除振动时发出的噪音，在盖板与分级室、箱体之间的接触面上设有消音片。由于分级室在工作时呈负压，因此在工作过程中，该盖板25始终盖住连接口。而箱体与风室之间通过外包式结构来代替上述盖板，即在箱体与风室的连接口上用螺栓固定有柔性的包片12，从而克服了现有技术中帆布容易损坏的缺陷。

工作时，煤炭通过输送带4运至给料槽21内落下，通过喷气嘴5喷出的气流，将煤料撒落在布风板4的床面上，而空气或热烟气经各分风道31沿布风板4上的通风孔由下向上穿过布风板4进入分级室2内，在上述气流和激振器6振动力的共同作用下，使布风板上的煤层形成振动流化床，使不同大小的煤炭呈不同的运动状态，即大颗粒煤在布风板4上移动或跳动，呈移动状态，最终通过自重由布风板4末端与其上方栅隔栏之间的出料口落入出料槽11内；中小颗粒煤被高速气流吹离布风板4作上抛运动，其中，当从布风板4的中心区上抛到分级室锥体区的中小颗粒煤滑落到布风板4两侧边区域后，又被两侧边区域的高速气流带上抛或吹回到布风板中心区域而上抛，以形成颗粒的大循环，就这样经过多次循环的中颗粒被上抛到一定高度后，一部分由于气速变小，不能随气流继续上升，通过相应高度的各栅隔栏22之间的出料口及出料通道进入出料槽11中排走；而细小颗粒煤则直接被气流夹带，呈气力输送状态，依次通过稳流区和出口区，从出口排走。从出口处排走的细煤粒经过下一级的分离器分离出来排出，而未分离出来的煤粉再由旋风除尘器收集，大部分气流通过循环风机再循环到分级器，少量气流经布袋除尘器后由引风机排空，所以整个系统为负压操作，无粉尘污染。

实施例2：如图6所示，其与上述第一实施例不同之处在于：所述的煤炭播洒装置是位于布风板首端处的气力喷嘴，该气力喷嘴通过安装在布风板4下方的独立风道7与独立风机(图中没显示)相连。这样从输送带上落下的煤料，由独立风机通过独立风道向气力喷嘴提供风力，即给布风板的首端处提供足够的风力，将该处的煤层向上抛散，使得煤料连续播散到布风板的床面上，从而有效地避免了布风板首端处的煤料堆积现象，以确保分级工作的正常进行。接下来的分级过程与上述第一实施例中相同，在此不再累述。

实施例3，如图7至图9所示，其与上述第一实施例不同之处在于：所述的煤炭播洒装置为安装在给料槽21内的旋转叶轮8，该旋转叶轮8由电机等常规驱动机构带动，且叶轮8上设置有四个叶片81，叶片平面与叶轮径向的夹角为-25°～25°，如图8和图9所示。这样，从输送带上落下的煤料，在叶轮8的转动过程中，通过叶片81的击打，将煤料连续地播散到布风板4的床面上。其分级过程与上述第一实施例中相同，在此也不再累述。

实施例4，如图10所示，其与上述第一实施例不同之处在于：所述的煤炭播洒装置采用一溜煤板9，该溜煤板9的上端部固接在转轴上，转轴由常规机构带动，使其连续摆动，从而实现溜煤板9绕其转轴摆动。当煤料从输送带上落下时，通过溜煤板9的摆动，使煤料以不同的倾角洒向布风板4的床面上。接下来的分级过程与上述第一实施例中相同，在此不再累述。

实施例5，如图11所示，其与上述第一实施例不同之处在于：所述的煤炭播洒装置采用位于给料槽内的叶轮8与喷气嘴5相结合的装置，即将上述第一实施例和第三实施例相组合的播洒方式，采用这样的播洒装置，可使得粗、细煤粒播散的更加均匀。其结构和分级原理与上述实施例相同，在这里不再详述。

实施例6，如图12所示，其与上述第一实施例不同之处在于：所述的煤炭播洒装置采用安装在给料槽内的一组高度方向间隔放置的倾斜状导向板10，各导向板之间依次形成相应高度的倾斜出煤口。这样，当煤料从送输送带上落下时，通过该各导向板10的分隔，将煤流柱分成若干股煤流，且该若干股煤流从不同高度的倾斜出煤口散落到布风板4的床面上，其分级过程与上述第一实施例相同，在此也不再累述。

本发明的保护范围并不局限于上述实施例，如煤炭播洒装置采用布风板4首端处的气力喷嘴与位于给料槽21内的气力播洒装置或机械播洒装置相结合的方案。或者采用溜煤板与喷嘴的结合。或者采用喷嘴与一组导向板的结合。或者在第一实施例中的栅隔栏设计在分级室的后端板上，即将位于锥体区的后端板上设计有栅隔栏，这样的方案均属于本发明所保护的范围之内。

Claims (10)

1、一种煤炭干法分级装置，其包括箱体(1)、位于箱体之上的分级室(2)和设于箱体下部的送风装置(3)，所述的箱体内安装有布风板(4)，在该布风板上布置有与上述分级室底部及送风装置相对应的布风区，且该布风板(4)的首端和与其相对应的给料槽组成了煤炭给入区，而与其末端相对应的箱体上则设有便于布风板上的颗粒煤排出的出料槽(11)，其特征在于：所述的煤炭给入区设置有将煤料连续播散到布风板(4)床面上的煤炭播洒装置，所述的煤炭播洒装置是位于所述布风板(4)首端处的气力喷嘴，该气力喷嘴通过安装在所述布风板下方的独立风道(7)与独立风机相连。

2、根据权利要求1所述的煤炭干法分级装置，其特征在于：所述布风板(4)的中心布风区开孔率小于其两侧边区域的开孔率。

3、根据权利要求1所述的煤炭干法分级装置，其特征在于：所述出料槽(11)上方的箱体和分级室部位处沿高度方向依次设有上端背向出料槽倾斜的多个栅隔栏(22)，各栅隔栏之间依次形成相应高度的颗粒煤的出料口。

4、根据权利要求1所述的煤炭干法分级装置，其特征在于：所述的送风装置(3)包括位于布风板(4)下方分隔成多个渐进式过渡的L型分风道(31)和安装在各分风道进风口处的分风阀(32)，而各分风道的出风口对应于布风板(4)上的布风区。

5、根据权利要求1所述的煤炭干法分级装置，其特征在于：所述的给料槽(21)内还设置有由驱动机构带动的旋转叶轮(8)。

6、一种煤炭干法分级装置，其包括箱体(1)、位于箱体之上的分级室(2)和设于箱体下部的送风装置(3)，所述的箱体内安装有布风板(4)，在该布风板上布置有与上述分级室底部及送风装置相对应的布风区，且该布风板(4)的首端和与其相对应的给料槽组成了煤炭给入区，而与其末端相对应的箱体上则设有便于布风板上的颗粒煤排出的出料槽(11)，其特征在于：所述的煤炭给入区设置有将煤料连续播散到布风板(4)床面上的煤炭播洒装置，所述的煤炭播洒装置位于所述的给料槽(21)内，且所述的煤炭播洒装置为一与气源相连且设置在给料槽相应壁面上的喷气嘴(5)。

7、根据权利要求6所述的煤炭干法分级装置，其特征在于：所述的给料槽(21)内还设置有由驱动机构带动的旋转叶轮(8)。

8、根据权利要求6所述的煤炭干法分级装置，其特征在于：所述出料槽(11)上方的箱体和分级室部位处沿高度方向依次设有上端背向出料槽倾斜的多个栅隔栏(22)，各栅隔栏之间依次形成相应高度的颗粒煤的出料口。

9、一种煤炭干法分级装置，其包括箱体(1)、位于箱体之上的分级室(2)和设于箱体下部的送风装置(3)，所述的箱体内安装有布风板(4)，在该布风板上布置有与上述分级室底部及送风装置相对应的布风区，且该布风板(4)的首端和与其相对应的给料槽组成了煤炭给入区，而与其末端相对应的箱体上则设有便于布风板上的颗粒煤排出的出料槽(11)，其特征在于：所述的煤炭给入区设置有将煤料连续播散到布风板(4)床面上的煤炭播洒装置，所述的煤炭播洒装置位于所述的给料槽(21)内，且为一由驱动机构带动的旋转叶轮(8)。

10、根据权利要求9所述的煤炭干法分级装置，其特征在于：所述出料槽(11)上方的箱体和分级室部位处沿高度方向依次设有上端背向出料槽倾斜的多个栅隔栏(22)，各栅隔栏之间依次形成相应高度的颗粒煤的出料口。

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