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大型潮濕細粒物料篩分機的研制和應用

時間:2017-08-09  來源:中國振動篩網  瀏覽次數:1979

  煤炭加工與綜合利用大型潮濕細粒物料篩分機的研制和應用孫剛(北京科技大學設備工程系,北京海淀區100083)應該采用大振幅、大振動強度和彈性篩面的工藝參數,并采用篩板振動而篩箱不振動的機械結構形式,實現難篩物料的篩分;研制的大型博后篩用于潮濕細粒物料的篩分,取得了良好的效果。

  表1改造前。后過濾效果的比較項目改造前改造后123456入料中各粒級現在其它操作條件相同時,真空度波動較大,有到650g/L以上時,有時真空度也會降到0.時會降到0:10以下fle另外當入料\'濃(度(提咿下加這些問題有待進一步解決。://.1.11過1研制博后篩的背景潮濕細粒級粘性物料的干法篩分是當今國內外研究篩分技術的難點。這是因為潮濕細粒級粘性物料互相粘結成團,松散困難,或粘附在篩面上堵塞篩孔,使篩面的有效篩分面積降低,導致篩分效率下降,料群不松散、不分層,整體運動,使篩分過程難以完成。因而潮濕細粒粘性物料的篩分是年北京科技大學博士后出站,北京科技大學副教授,主要從事選煤篩分設備的研宄,電話:01062332675.一項急需解決的重大課題。煤炭的深度篩分是選煤的一個重要環節。隨著采煤機械化程度的提高,煤粉量不斷加,加上環保要求灑水除塵,使得井下原煤水分迅速提高,有些礦區原煤水分己達到12 ~14.這些又濕又粘的原煤給選煤廠和篩選廠的篩分作業帶來極大困難,用普通篩分方法即使是以13mm分級也有相當難度。為解決這些問題,世界各煤炭生產大國都進行了廣泛研究,并設計出十幾種不同類型的篩分設備。但潮濕物料的篩分仍然面臨很大困難。

  篩子能否大型化標志著一個國家的工業發展水平。篩子的大型化是指篩子單位面積處理能力的大型化和篩分面積的大型化。篩子運動參數的粒之間本來就存在的較大孔隙被進1八擴大小Kblishing說〉限下I率大型化主要解決難篩物料的篩分問題,篩子面積大型化主要解決篩子處理能力問題。篩子大型化給篩分機械結構強度提出了更高要求。難篩物料運動規律表明,要獲得良好的篩分效果和大的處理能力,篩子必須有足夠大的振幅和振動強度。

  根據振動強度的計算公式可知,振動篩的寬度加一倍,管梁的應變則要加16倍,顯然這給機械制造業帶來了困難。為了解決上述問題,北京博后篩分公司研制了一種適用于潮濕細粒物料篩分的新型篩分機博后篩。博后篩的運動參數和機械結構設計不但滿足了篩分設備大型化的要求,而且符合潮濕細粒粘性物料的篩分規律。

  2博后篩的篩分機理傳統的篩分設備都是篩面與篩箱一起振動,而博后篩改變了傳統篩子的機械結構。它采用多段獨立篩面振動而篩箱和機架不振動的運動方式,從入料口到排料端多段篩面各自獨立振動,每段篩面的振幅、振動強度可調,振動強度逐級遞減。篩面振動而篩箱不振動的結構方式,使篩子的參振質量減少,容易實現大的處理能力和篩分設備的大型化。博后篩選用大振幅、大振動強度和彈性篩面的運動參數,解決了難篩物料的篩分問題,理論和實踐證明這是一種可行的方法。料群運動有其自身規律,在物料水分較低的情況下,由于物料之間、物料與篩絲之間沒有粘結力或粘結力很小,料群的流動性好,只要顆粒比篩孔尺寸小,而且顆粒與篩網間存在相對運動,小于篩孔的物料就可以透篩。當物料水分大,物料之間、物料與篩網之間的粘結力大時,上述情況就發生了改變。此時的篩分過程分為松散、分層和透篩三個階段。松散是分層的前提,物料分層是完成篩分過程的條件,物料透篩是篩分的目的。物料在篩面上受外力作用處于一定的松散狀態,使每一顆粒都能獲得相互位移所必需的能量和空間,以保證細顆粒順利透篩。大量粒度不同、粗細混雜的散狀物料進入篩面,只有其中一部分顆粒與篩面直接接觸,而接觸篩面的這部分物料中,又不全是小于篩孔尺寸的細粒物料,大部分小于篩孔的細粒物料分布在料層的各個部位。但是由于物料與篩面作相對運動,篩面上的料層松散后,大顆顆粒乘機穿過孔隙進入到下層;由于小顆粒孔隙小,大顆粒不能穿過,因此大顆粒在運動中位置不斷升高。于是,原來雜亂排列的料群經過一段時間的析離,按粒度分層,基本形成小顆粒在下、大顆粒在上的有序排列。這樣,小于篩孔的細粒得到透篩,實現了粗、細顆粒分離,即完成篩分過程。

  篩分物料的首要條件是松散。物料的粘度加后,要使其松散就會很困難,此時的物料流動性變差,必須在物料之間及物料與篩網之間施加足夠大的動力,即篩面要賦予料層足夠大的能量,才可能使料層松散。如果篩子的振幅過小,物料拋不起來,物料整體向前滑動,分層就很困難,篩分過程也就難以完成。

  博后篩采用大振幅、大振動強度和彈性篩面的設計,恰好符合上述潮濕難篩物料的篩分特點。當篩面產生的激振力大于物料與篩絲間的粘結力時,物料就要脫離篩絲,物料之間的相互分離活躍起來,篩網就不會堵塞,篩分過程就能有效進行。

  但是,顆粒越小,粘度越大,所獲得的慣性力也就越小,這使小顆粒必需獲得很大的加速度才有可能相互分離。而普通的篩箱結構此時己難以滿足大振動強度的要求。博后篩采用大振幅、大振動強度和彈性篩面的運動參數,有利于切斷物料之間的粘結力,強制物料分層。博后篩強調采用快速薄料層篩分方法,即物料進入篩子后,在篩面大振動強度作用下,物料迅速沿篩面展開,加快了物料與篩面間的相對運動速度,快速的薄料層篩分,使細粒粘性物料的分層變得非常容易,小于篩孔尺寸的細顆粒可以獲得更多的透篩機會。物料的快速篩分過程,實際上也是不斷清理篩孔的過程,因此潮濕細粒級粘性物料難以在篩絲上架橋聯網,篩分過程中篩面始終保持大的開孔率,整個篩面得以充分利用。由此可見,博后篩的工作原理有效地解決了難篩物料的篩分問題。

  3博后篩的主要技術參數煤炭加工與綜合利用振動方式:篩面振動,篩箱不振動,各段篩面獨立振動;減振方式:設計有二次減振系統。

  4博后篩的應用目前,博后篩已先后在山西陽城大寧煤礦,河南義馬煤業集團千秋礦選煤廠、常村煤礦、楊村煤礦,河南永城煤業集團城郊礦選煤廠,安徽淮南煤業集團謝橋礦選煤廠、祁南礦選煤廠,寧夏太西煤業集團大武口選煤廠,山東淄博煤業集團許廠礦選煤廠,山東兗州礦業集團北宿煤礦,山東肥城煤業集團桃陽煤礦,重慶廣安龍灘煤礦,邯鄲煤業集團云駕嶺煤礦等企業得到廣泛應用,分別用于0.5~35mm各粒級潮濕煤炭的篩分,處理能力在120~450t,篩分面積在10~37m2.博后篩在這些企業應用后,顯示出了很大優勢。它能在大處理量的前提下,有效地處理潮濕物料而不堵篩孔,工作過程中始終保持大的開孔率,篩分效率高;大振動強度和物料運動的高速度,使細粒物料快速分層、透篩,從而把水分和粘度對篩分效果的影響降到低限度。實踐表明,博后篩是處理潮濕細粒級粘性物料有效的篩分設備。

  5結論從博后篩的研究和工業應用結果可以得出以下主要結論:對潮濕細粒級粘性物料的篩分,博后篩可以獲得良好的篩分效果和大的處理能力,是目前有效的篩分設備。

  采用大振幅、大振動強度和彈性篩面,篩分潮濕細粒級粘性物料,是目前有效的篩分方法。

  在篩分過程中僅篩面振動、篩箱和機架不參振的方式,降低了篩子的參振質量。多段篩面獨立振動,采取二次減振措施后,大大減少了篩子對地基的動負荷。

  多段篩面的結構設計,滿足了大振幅、大振動強度的篩分工藝要求和篩分機械強度要求,實現了篩子的大型化。博后篩篩分面積目前可達到60m2,是目前世界上難篩物料篩分面積大的篩分設備。

  物料在博后篩中存在復雜的運動。有分叉、混沌現象,單顆粒、薄料層與料群有不同的運動規律。顆粒運動的混沌現象有利于粘性物料的松散和透篩。

  分析建立博后篩數學模型的因素,考慮到顆粒本身的形狀、篩網結構、彈性系數和運動速度等因素,揭示了顆粒幾何透篩概率的內在規律接近于真實的物料透篩過程。

  博后篩機械結構的設計、計算及剛度、強度滿足了大振動強度的要求。

  由于博后篩是當前世界上問世不久的處理潮濕難篩細粒物料的大篩分設備,所以本文涉及一些問題還有待于進一步完善,許多理論和工程實際問題還需要更深入的研究。

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