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小于13mm濕粘原煤的干法篩分是國內(nèi)國際篩分技術(shù)的難題,,因為濕粘原煤相互粘結(jié)成團(tuán),,松散困難或粘附在篩面上使有效篩分面積降低,導(dǎo)致篩分效率下降,。原煤不松散,,不分層,整體運(yùn)動,,使篩分過程難以完成,。因而,細(xì)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(qiáng)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(rèn)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(jié)力或粘結(jié)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(yùn)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(qiáng)度、低振頻恰好滿足了這一篩分工藝特點(diǎn),。
理論上,,原煤之間,、原煤與篩網(wǎng)之間的粘結(jié)力大小有個限度,當(dāng)篩面產(chǎn)生的激振力大于原煤與篩網(wǎng)間的粘結(jié)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(jìn)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(xì)的顆粒不會單獨(dú)離散存在,,它們總是粘結(jié)在較大的顆粒上,,相互粘結(jié)。大振幅,、大振動強(qiáng)度有利于切斷原煤之間的粘結(jié)力,,迫使原煤強(qiáng)制透篩。
1.振幅
為有效地消除細(xì)粒原煤堵篩孔現(xiàn)象,,故篩機(jī)采用較大的振幅,。因為篩分工藝參數(shù)的選擇,**先應(yīng)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(qiáng)度,、振幅和頻率是相互聯(lián)系的,,應(yīng)根據(jù)原煤篩分運(yùn)動的規(guī)律來選擇振幅的調(diào)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(zhì)的不同,,可在15—25mm之間進(jìn)行調(diào)節(jié),。
2.頻率
欲使篩分效率高、處理量大,,對濕粘物料要強(qiáng)制松散,,應(yīng)當(dāng)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(jìn)行而影響篩分效果,我們選擇的頻率為12HZ,。
3.振動強(qiáng)度
振動強(qiáng)度是一個重要的指標(biāo),,振動強(qiáng)度是篩箱運(yùn)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(qiáng)度在3—4.2之間,。但對于濕粘原煤來說,,這個振動強(qiáng)度就小了,我們選擇的振動強(qiáng)度為5-9,。濕粘原煤的篩分需要時間和空間,,原煤拋起來產(chǎn)生的慣性力應(yīng)能夠克服濕粘原煤與篩絲間的粘結(jié)力,振動強(qiáng)度大,,原煤回落時與篩面之間的相對運(yùn)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(jī)會,不是料層的整起整落,。就篩分工藝而言,,振動強(qiáng)度提高,篩分效果也會相應(yīng)地提高,,實踐已證明了這一點(diǎn),。
4.物料的運(yùn)動速度
原煤顆粒脫離篩面,是在向上運(yùn)動速度達(dá)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(yùn)動速度一般在0.15-0.3m/s的范圍內(nèi),,所以高幅篩的運(yùn)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(yùn)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(yùn)動速度,。當(dāng)顆粒開始與篩面一起運(yùn)動時,顆粒和篩面運(yùn)動的速度和加速度是一樣的,,但是到了脫離點(diǎn),,當(dāng)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(yùn)動,,篩面則在振動力的作用下,,按正弦曲線運(yùn)動。到了落點(diǎn),,顆粒重新與篩面相遇,,再與篩面一起運(yùn)動。此時,,在接觸的一瞬間,,篩面仍做圓運(yùn)動,而顆粒則沿著拋物線軌跡向下運(yùn)動,。在整個過程中,,與篩分效果直接相關(guān)的是篩面和顆粒間的相對運(yùn)動速度。
單個顆粒在篩面上的運(yùn)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(jīng)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(xì)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(yuǎn)遠(yuǎn)大于它自身的重力。但聚集到一定尺寸,,隨著質(zhì)量的增加,聚集原煤的強(qiáng)度和剛度也隨之減弱,。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6mm,,在高幅篩中,隨篩面運(yùn)動產(chǎn)生的慣性力為:
F=A ω2W/g=0.0297kg
顆粒重力為:
W=π r3=0.0013kg
其產(chǎn)生的慣性力是重力的22.85倍,。
普通振動篩僅有:
F=0.0042kg
其產(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,。
隨著技術(shù)進(jìn)步,,高幅篩增加了多種自清理篩網(wǎng)技術(shù),來適應(yīng)褐煤,、煤泥,、洗中煤、等細(xì)粒度濕粘物料的深度篩分,。
高幅篩通過大量的工業(yè)應(yīng)用,,得出較滿意的結(jié)果,,在國內(nèi)外也取得了驕人的業(yè)績,為篩分技術(shù)進(jìn)步做出來貢獻(xiàn),。