
小(xiǎo)于13mm濕粘原煤的幹法篩分(fēn)是國(guó)内國(guó)際篩分(fēn)技(jì )術的難題,因為(wèi)濕粘原煤相互粘結成團,松散困難或粘附在篩面上使有(yǒu)效篩分(fēn)面積降低,導緻篩分(fēn)效率下降。原煤不松散,不分(fēn)層,整體(tǐ)運動,使篩分(fēn)過程難以完成。因而,細粒度濕粘原煤的深度篩分(fēn)是行業急待解決的重大課題。
高幅篩是采用(yòng)大振幅、大振動強度、較低振頻和自清理(lǐ)篩面來完成濕粘原煤的篩分(fēn)過程。
傳統的篩分(fēn)理(lǐ)論認為(wèi):篩分(fēn)過程分(fēn)為(wèi)松散、分(fēn)層、透篩三個階段,松散是分(fēn)層的前提。分(fēn)層是完成篩分(fēn)過程的條件,透篩是篩分(fēn)的目的。
在原煤水份較低、灰份較小(xiǎo)的情況下,由于原煤之間、原煤與篩網之間沒有(yǒu)粘結力或粘結力很(hěn)小(xiǎo),原煤的流動性就好,隻要原煤的顆粒比篩孔的尺寸小(xiǎo),顆粒與篩網之間有(yǒu)相對的運動速度,小(xiǎo)于篩孔的原煤顆粒就可(kě)以透篩。但是,對濕粘原煤的篩分(fēn)過程就完全不同。原煤粘度增加,使松散、分(fēn)層變得困難,原煤的流動性變差,這時就需要原煤與篩網之間具(jù)有(yǒu)足夠大的加速度,才有(yǒu)可(kě)能(néng)使原煤松散、分(fēn)層。但僅有(yǒu)加速度是不夠的,因為(wèi)濕粘原煤的透篩過程還需要空間和時間,篩面振動過快,原煤抛不起來,起不到篩分(fēn)作(zuò)用(yòng)。另外,顆粒透篩也需要時間來完成,高幅篩的大振幅、大振動強度、低振頻恰好滿足了這一篩分(fēn)工(gōng)藝特點。
理(lǐ)論上,原煤之間、原煤與篩網之間的粘結力大小(xiǎo)有(yǒu)個限度,當篩面産(chǎn)生的激振力大于原煤與篩網間的粘結力時,原煤就要脫離篩網,使原煤之間相互分(fēn)離而活躍起來,篩網就不會堵,篩分(fēn)過程就能(néng)有(yǒu)效進行。但是,顆粒越小(xiǎo)、粘度越大,所獲得的慣性力也就越小(xiǎo),這使小(xiǎo)顆粒需獲得更大的加速度才有(yǒu)可(kě)能(néng),實際上,過細的顆粒不會單獨離散存在,它們總是粘結在較大的顆粒上,相互粘結。大振幅、大振動強度有(yǒu)利于切斷原煤之間的粘結力,迫使原煤強制透篩。
1.振幅
為(wèi)有(yǒu)效地消除細粒原煤堵篩孔現象,故篩機采用(yòng)較大的振幅。因為(wèi)篩分(fēn)工(gōng)藝參數的選擇,**先應考慮原煤篩分(fēn)規律的需要。原煤在篩分(fēn)過程中(zhōng),選用(yòng)多(duō)大的振幅要由試驗來決定,而不是人為(wèi)制定一個振幅。激振強度、振幅和頻率是相互聯系的,應根據原煤篩分(fēn)運動的規律來選擇振幅的調節範圍,在試驗過程中(zhōng)逐步逼近振幅值,以獲得更好的篩分(fēn)效果。我們選擇的振幅範圍,根據物(wù)料性質(zhì)的不同,可(kě)在15—25mm之間進行調節。
2.頻率
欲使篩分(fēn)效率高、處理(lǐ)量大,對濕粘物(wù)料要強制松散,應當采用(yòng)較大振幅和較低的頻率。因為(wèi)原煤的透篩需要足夠的時間和空間,頻率過高,分(fēn)層不能(néng)正常進行而影響篩分(fēn)效果,我們選擇的頻率為(wèi)12HZ。
3.振動強度
振動強度是一個重要的指标,振動強度是篩箱運動的加速度與重力加速度的比值,通常我國(guó)振動篩的振動強度在3—4.2之間。但對于濕粘原煤來說,這個振動強度就小(xiǎo)了,我們選擇的振動強度為(wèi)5-9。濕粘原煤的篩分(fēn)需要時間和空間,原煤抛起來産(chǎn)生的慣性力應能(néng)夠克服濕粘原煤與篩絲間的粘結力,振動強度大,原煤回落時與篩面之間的相對運動速度加快。我們希望料群松散後小(xiǎo)于篩孔尺寸的原煤真正與篩網有(yǒu)接觸機會,不是料層的整起整落。就篩分(fēn)工(gōng)藝而言,振動強度提高,篩分(fēn)效果也會相應地提高,實踐已證明了這一點。
4.物(wù)料的運動速度
原煤顆粒脫離篩面,是在向上運動速度達到頂峰值時開始的,此時篩面的速度為(wèi)
V=A ω=0.012×(π×740/30)=0.93m/s
而普通振動篩的運動速度一般在0.15-0.3m/s的範圍内,所以高幅篩的運動速度要比普通振動篩大3倍以上。
5.物(wù)料回落到篩面時與篩面的相對運動速度
原煤在篩分(fēn)過程中(zhōng),起到真正篩分(fēn)作(zuò)用(yòng)的速度是原煤與篩面間的相對運動速度。當顆粒開始與篩面一起運動時,顆粒和篩面運動的速度和加速度是一樣的,但是到了脫離點,當顆粒所受的慣性力大于本身的重力時,顆粒就要脫離篩面,作(zuò)抛射運動,篩面則在振動力的作(zuò)用(yòng)下,按正弦曲線(xiàn)運動。到了落點,顆粒重新(xīn)與篩面相遇,再與篩面一起運動。此時,在接觸的一瞬間,篩面仍做圓運動,而顆粒則沿着抛物(wù)線(xiàn)軌迹向下運動。在整個過程中(zhōng),與篩分(fēn)效果直接相關的是篩面和顆粒間的相對運動速度。
單個顆粒在篩面上的運動:
Vx=A ωsinωt
Vy=A ωcosωt
ax=A ω2cosωt
ay=A ω2sinωt
沿y軸方向速度時:
Vy=A ω=0.012×(π×740/30)=0.93m/s
而普通振動篩速度為(wèi):
V普=A ω=0.004×(π×850/30)=0.356m/s
經計算得知,高幅篩原煤被抛起的速度比普通振動篩大出2.72倍。
實踐證明,濕粘的細粒級原煤在篩分(fēn)的過程中(zhōng),總會粘附在其它原煤或篩絲上,因為(wèi)粘附力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于它自身的重力。但聚集到一定尺寸,随着質(zhì)量的增加,聚集原煤的強度和剛度也随之減弱。由于煤種性質(zhì)的不同,如水份和泥化程度等,其聚集的尺寸也是不同的。若聚集的顆粒直徑為(wèi)6mm,在高幅篩中(zhōng),随篩面運動産(chǎn)生的慣性力為(wèi):
F=A ω2W/g=0.0297kg
顆粒重力為(wèi):
W=π r3=0.0013kg
其産(chǎn)生的慣性力是重力的22.85倍。
普通振動篩僅有(yǒu):
F=0.0042kg
其産(chǎn)生的慣性力是重力的3.23倍。
故掙脫粘附力,高幅篩是普通篩子的7倍。
随着技(jì )術進步,高幅篩增加了多(duō)種自清理(lǐ)篩網技(jì )術,來适應褐煤、煤泥、洗中(zhōng)煤、等細粒度濕粘物(wù)料的深度篩分(fēn)。
高幅篩通過大量的工(gōng)業應用(yòng),得出較滿意的結果,在國(guó)内外也取得了驕人的業績,為(wèi)篩分(fēn)技(jì )術進步做出來貢獻。