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大型潮湿细粒物料筛分机的研制和应用

时间:2017-08-09  来源:中国振动筛网  作者:admin  浏览次数:543

  煤炭加工与综合利用大型潮湿细粒物料筛分机的研制和应用孙刚(北京科技大学设备工程系,北京海淀区100083)应该采用大振幅、大振动强度和弹性筛面的工艺参数,并采用筛板振动而筛箱不振动的机械结构形式,实现难筛物料的筛分;研制的大型博后筛用于潮湿细粒物料的筛分,取得了良好的效果。

  表1改造前。后过滤效果的比较项目改造前改造后123456入料中各粒级现在其它操作条件相同时,真空度波动较大,有到650g/L以上时,有时真空度也会降到0.时会降到0:10以下fle另外当入料'浓(度(提咿下加这些问题有待进一步解决。://.1.11过1研制博后筛的背景潮湿细粒级粘性物料的干法筛分是当今国内外研究筛分技术的难点。这是因为潮湿细粒级粘性物料互相粘结成团,松散困难,或粘附在筛面上堵塞筛孔,使筛面的有效筛分面积降低,导致筛分效率下降,料群不松散、不分层,整体运动,使筛分过程难以完成。因而潮湿细粒粘性物料的筛分是年北京科技大学博士后出站,北京科技大学副教授,主要从事选煤筛分设备的研宄,电话:01062332675.一项急需解决的重大课题。煤炭的深度筛分是选煤的一个重要环节。随着采煤机械化程度的提高,煤粉量不断加,加上环保要求洒水除尘,使得井下原煤水分迅速提高,有些矿区原煤水分己达到12% ~14%.这些又湿又粘的原煤给选煤厂和筛选厂的筛分作业带来极大困难,用普通筛分方法即使是以13mm分级也有相当难度。为解决这些问题,世界各煤炭生产大国都进行了广泛研究,并设计出十几种不同类型的筛分设备。但潮湿物料的筛分仍然面临很大困难。

  筛子能否大型化标志着一个国家的工业发展水平。筛子的大型化是指筛子单位面积处理能力的大型化和筛分面积的大型化。筛子运动参数的粒之间本来就存在的较大孔隙被进1八扩大小Kblishing说〉限下I率大型化主要解决难筛物料的筛分问题,筛子面积大型化主要解决筛子处理能力问题。筛子大型化给筛分机械结构强度提出了更高要求。难筛物料运动规律表明,要获得良好的筛分效果和大的处理能力,筛子必须有足够大的振幅和振动强度。

  根据振动强度的计算公式可知,振动筛的宽度加一倍,管梁的应变则要加16倍,显然这给机械制造业带来了困难。为了解决上述问题,北京博后筛分公司研制了一种适用于潮湿细粒物料筛分的新型筛分机博后筛。博后筛的运动参数和机械结构设计不但满足了筛分设备大型化的要求,而且符合潮湿细粒粘性物料的筛分规律。

  2博后筛的筛分机理传统的筛分设备都是筛面与筛箱一起振动,而博后筛改变了传统筛子的机械结构。它采用多段独立筛面振动而筛箱和机架不振动的运动方式,从入料口到排料端多段筛面各自独立振动,每段筛面的振幅、振动强度可调,振动强度逐级递减。筛面振动而筛箱不振动的结构方式,使筛子的参振质量减少,容易实现大的处理能力和筛分设备的大型化。博后筛选用大振幅、大振动强度和弹性筛面的运动参数,解决了难筛物料的筛分问题,理论和实践证明这是一种可行的方法。料群运动有其自身规律,在物料水分较低的情况下,由于物料之间、物料与筛丝之间没有粘结力或粘结力很小,料群的流动性好,只要颗粒比筛孔尺寸小,而且颗粒与筛网间存在相对运动,小于筛孔的物料就可以透筛。当物料水分大,物料之间、物料与筛网之间的粘结力大时,上述情况就发生了改变。此时的筛分过程分为松散、分层和透筛三个阶段。松散是分层的前提,物料分层是完成筛分过程的条件,物料透筛是筛分的目的。物料在筛面上受外力作用处于一定的松散状态,使每一颗粒都能获得相互位移所必需的能量和空间,以保证细颗粒顺利透筛。大量粒度不同、粗细混杂的散状物料进入筛面,只有其中一部分颗粒与筛面直接接触,而接触筛面的这部分物料中,又不全是小于筛孔尺寸的细粒物料,大部分小于筛孔的细粒物料分布在料层的各个部位。但是由于物料与筛面作相对运动,筛面上的料层松散后,大颗颗粒乘机穿过孔隙进入到下层;由于小颗粒孔隙小,大颗粒不能穿过,因此大颗粒在运动中位置不断升高。于是,原来杂乱排列的料群经过一段时间的析离,按粒度分层,基本形成小颗粒在下、大颗粒在上的有序排列。这样,小于筛孔的细粒得到透筛,实现了粗、细颗粒分离,即完成筛分过程。

  筛分物料的首要条件是松散。物料的粘度加后,要使其松散就会很困难,此时的物料流动性变差,必须在物料之间及物料与筛网之间施加足够大的动力,即筛面要赋予料层足够大的能量,才可能使料层松散。如果筛子的振幅过小,物料抛不起来,物料整体向前滑动,分层就很困难,筛分过程也就难以完成。

  博后筛采用大振幅、大振动强度和弹性筛面的设计,恰好符合上述潮湿难筛物料的筛分特点。当筛面产生的激振力大于物料与筛丝间的粘结力时,物料就要脱离筛丝,物料之间的相互分离活跃起来,筛网就不会堵塞,筛分过程就能有效进行。

  但是,颗粒越小,粘度越大,所获得的惯性力也就越小,这使小颗粒必需获得很大的加速度才有可能相互分离。而普通的筛箱结构此时己难以满足大振动强度的要求。博后筛采用大振幅、大振动强度和弹性筛面的运动参数,有利于切断物料之间的粘结力,强制物料分层。博后筛强调采用快速薄料层筛分方法,即物料进入筛子后,在筛面大振动强度作用下,物料迅速沿筛面展开,加快了物料与筛面间的相对运动速度,快速的薄料层筛分,使细粒粘性物料的分层变得非常容易,小于筛孔尺寸的细颗粒可以获得更多的透筛机会。物料的快速筛分过程,实际上也是不断清理筛孔的过程,因此潮湿细粒级粘性物料难以在筛丝上架桥联网,筛分过程中筛面始终保持最大的开孔率,整个筛面得以充分利用。由此可见,博后筛的独特工作原理有效地解决了难筛物料的筛分问题。

  3博后筛的主要技术参数煤炭加工与综合利用振动方式:筛面振动,筛箱不振动,各段筛面独立振动;减振方式:设计有二次减振系统。

  4博后筛的应用目前,博后筛已先后在山西阳城大宁煤矿,河南义马煤业集团千秋矿选煤厂、常村煤矿、杨村煤矿,河南永城煤业集团城郊矿选煤厂,安徽淮南煤业集团谢桥矿选煤厂、祁南矿选煤厂,宁夏太西煤业集团大武口选煤厂,山东淄博煤业集团许厂矿选煤厂,山东兖州矿业集团北宿煤矿,山东肥城煤业集团桃阳煤矿,重庆广安龙滩煤矿,邯郸煤业集团云驾岭煤矿等企业得到广泛应用,分别用于0.5~35mm各粒级潮湿煤炭的筛分,处理能力在120~450t,筛分面积在10~37m2.博后筛在这些企业应用后,显示出了很大优势。它能在大处理量的前提下,有效地处理潮湿物料而不堵筛孔,工作过程中始终保持最大的开孔率,筛分效率高;大振动强度和物料运动的高速度,使细粒物料快速分层、透筛,从而把水分和粘度对筛分效果的影响降到最低限度。实践表明,博后筛是处理潮湿细粒级粘性物料最有效的筛分设备。

  5结论从博后筛的研究和工业应用结果可以得出以下主要结论:对潮湿细粒级粘性物料的筛分,博后筛可以获得良好的筛分效果和大的处理能力,是目前最有效的筛分设备。

  采用大振幅、大振动强度和弹性筛面,筛分潮湿细粒级粘性物料,是目前最有效的筛分方法。

  在筛分过程中仅筛面振动、筛箱和机架不参振的方式,降低了筛子的参振质量。多段筛面独立振动,采取二次减振措施后,大大减少了筛子对地基的动负荷。

  多段筛面的结构设计,满足了大振幅、大振动强度的筛分工艺要求和筛分机械强度要求,实现了筛子的大型化。博后筛筛分面积目前可达到60m2,是目前世界上难筛物料筛分面积最大的筛分设备。

  物料在博后筛中存在复杂的运动。有分叉、混沌现象,单颗粒、薄料层与料群有不同的运动规律。颗粒运动的混沌现象有利于粘性物料的松散和透筛。

  分析建立博后筛数学模型的因素,考虑到颗粒本身的形状、筛网结构、弹性系数和运动速度等因素,揭示了颗粒几何透筛概率的内在规律接近于真实的物料透筛过程。

  博后筛机械结构的设计、计算及刚度、强度满足了大振动强度的要求。

  由于博后筛是当前世界上问世不久的处理潮湿难筛细粒物料的最大筛分设备,所以本文涉及一些问题还有待于进一步完善,许多理论和工程实际问题还需要更深入的研究。

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