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小于13mm濕粘原煤的干法篩分是國內國際篩分技術的難題,,因為濕粘原煤相互粘結成團,,松散困難或粘附在篩面上使有效篩分面積降低,,導致篩分效率下降,。原煤不松散,不分層,,整體運動,,使篩分過程難以完成。因而,,細粒度濕粘原煤的深度篩分是行業(yè)急待解決的重大課題,。
高幅篩是采用大振幅、大振動強度、較低振頻和自清理篩面來完成濕粘原煤的篩分過程,。
傳統(tǒng)的篩分理論認為:篩分過程分為松散,、分層、透篩三個階段,,松散是分層的前提,。分層是完成篩分過程的條件,透篩是篩分的目的,。
在原煤水份較低,、灰份較小的情況下,由于原煤之間,、原煤與篩網(wǎng)之間沒有粘結力或粘結力很小,,原煤的流動性就好,只要原煤的顆粒比篩孔的尺寸小,,顆粒與篩網(wǎng)之間有相對的運動速度,,小于篩孔的原煤顆粒就可以透篩。但是,,對濕粘原煤的篩分過程就完全不同,。原煤粘度增加,使松散,、分層變得困難,,原煤的流動性變差,這時就需要原煤與篩網(wǎng)之間具有足夠大的加速度,,才有可能使原煤松散,、分層。但僅有加速度是不夠的,,因為濕粘原煤的透篩過程還需要空間和時間,,篩面振動過快,原煤拋不起來,,起不到篩分作用,。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工藝特點,。
理論上,原煤之間,、原煤與篩網(wǎng)之間的粘結力大小有個限度,,當篩面產生的激振力大于原煤與篩網(wǎng)間的粘結力時,原煤就要脫離篩網(wǎng),使原煤之間相互分離而活躍起來,,篩網(wǎng)就不會堵,,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,,這使小顆粒需獲得更大的加速度才有可能,,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,、大振動強度有利于切斷原煤之間的粘結力,,迫使原煤強制透篩。
1.振幅
為有效地消除細粒原煤堵篩孔現(xiàn)象,,故篩機采用較大的振幅,。因為篩分工藝參數(shù)的選擇,**先應考慮原煤篩分規(guī)律的需要,。原煤在篩分過程中,,選用多大的振幅要由試驗來決定,而不是人為制定一個振幅,。激振強度,、振幅和頻率是相互聯(lián)系的,應根據(jù)原煤篩分運動的規(guī)律來選擇振幅的調節(jié)范圍,,在試驗過程中逐步逼近振幅值,,以獲得更好的篩分效果。我們選擇的振幅范圍,,根據(jù)物料性質的不同,,可在15—25mm之間進行調節(jié)。
2.頻率
欲使篩分效率高,、處理量大,,對濕粘物料要強制松散,應當采用較大振幅和較低的頻率,。因為原煤的透篩需要足夠的時間和空間,,頻率過高,分層不能正常進行而影響篩分效果,,我們選擇的頻率為12HZ,。
3.振動強度
振動強度是一個重要的指標,,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,,這個振動強度就小了,我們選擇的振動強度為5-9,。濕粘原煤的篩分需要時間和空間,,原煤拋起來產生的慣性力應能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,。我們希望料群松散后小于篩孔尺寸的原煤真正與篩網(wǎng)有接觸機會,不是料層的整起整落,。就篩分工藝而言,,振動強度提高,篩分效果也會相應地提高,,實踐已證明了這一點,。
4.物料的運動速度
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
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的范圍內,,所以高幅篩的運動速度要比普通振動篩大3倍以上。
5.物料回落到篩面時與篩面的相對運動速度
原煤在篩分過程中,,起到真正篩分作用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,,作拋射運動,,篩面則在振動力的作用下,按正弦曲線運動,。到了落點,,顆粒重新與篩面相遇,再與篩面一起運動,。此時,,在接觸的一瞬間,篩面仍做圓運動,,而顆粒則沿著拋物線軌跡向下運動,。在整個過程中,與篩分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:
V普=A ω=0.004×(π×850/30)=0.356m/s
經計算得知,,高幅篩原煤被拋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的過程中,,總會粘附在其它原煤或篩絲上,因為粘附力遠遠大于它自身的重力,。但聚集到一定尺寸,,隨著質量的增加,聚集原煤的強度和剛度也隨之減弱,。由于煤種性質的不同,,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6mm,,在高幅篩中,隨篩面運動產生的慣性力為:
F=A ω2W/g=0.0297kg
顆粒重力為:
W=π r3=0.0013kg
其產生的慣性力是重力的22.85倍,。
普通振動篩僅有:
F=0.0042kg
其產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,。
隨著技術進步,,高幅篩增加了多種自清理篩網(wǎng)技術,來適應褐煤,、煤泥,、洗中煤、等細粒度濕粘物料的深度篩分,。
高幅篩通過大量的工業(yè)應用,,得出較滿意的結果,在國內外也取得了驕人的業(yè)績,,為篩分技術進步做出來貢獻,。