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小于13mm濕粘原煤的干法篩分是國(guó)內(nèi)國(guó)際篩分技術(shù)的難題,,因?yàn)闈裾吃合嗷フ辰Y(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(dòng),,使篩分過(guò)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(dòng)強(qiáng)度,、較低振頻和自清理篩面來(lái)完成濕粘原煤的篩分過(guò)程,。
傳統(tǒng)的篩分理論認(rèn)為:篩分過(guò)程分為松散、分層,、透篩三個(gè)階段,,松散是分層的前提。分層是完成篩分過(guò)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(méi)有粘結(jié)力或粘結(jié)力很小,,原煤的流動(dòng)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(duì)的運(yùn)動(dòng)速度,,小于篩孔的原煤顆粒就可以透篩。但是,,對(duì)濕粘原煤的篩分過(guò)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(dòng)性變差,這時(shí)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?yàn)闈裾吃旱耐负Y過(guò)程還需要空間和時(shí)間,,篩面振動(dòng)過(guò)快,原煤拋不起來(lái),,起不到篩分作用,。另外,顆粒透篩也需要時(shí)間來(lái)完成,,高幅篩的大振幅,、大振動(dòng)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(gè)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(shí),,原煤就要脫離篩網(wǎng),使原煤之間相互分離而活躍起來(lái),,篩網(wǎng)就不會(huì)堵,,篩分過(guò)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(shí)際上,,過(guò)細(xì)的顆粒不會(huì)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(dòng)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?yàn)楹Y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(guò)程中,,選用多大的振幅要由試驗(yàn)來(lái)決定,而不是人為制定一個(gè)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(dòng)的規(guī)律來(lái)選擇振幅的調(diào)節(jié)范圍,,在試驗(yàn)過(guò)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(duì)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?yàn)樵旱耐负Y需要足夠的時(shí)間和空間,,頻率過(guò)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(dòng)強(qiáng)度
振動(dòng)強(qiáng)度是一個(gè)重要的指標(biāo),振動(dòng)強(qiáng)度是篩箱運(yùn)動(dòng)的加速度與重力加速度的比值,,通常我國(guó)振動(dòng)篩的振動(dòng)強(qiáng)度在3—4.2之間,。但對(duì)于濕粘原煤來(lái)說(shuō),這個(gè)振動(dòng)強(qiáng)度就小了,,我們選擇的振動(dòng)強(qiáng)度為5-9,。濕粘原煤的篩分需要時(shí)間和空間,原煤拋起來(lái)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(dòng)強(qiáng)度大,,原煤回落時(shí)與篩面之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)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(huì),不是料層的整起整落,。就篩分工藝而言,,振動(dòng)強(qiáng)度提高,篩分效果也會(huì)相應(yīng)地提高,,實(shí)踐已證明了這一點(diǎn),。
4.物料的運(yùn)動(dòng)速度
原煤顆粒脫離篩面,是在向上運(yùn)動(dòng)速度達(dá)到頂峰值時(shí)開始的,,此時(shí)篩面的速度為
V=A ω=0.012×(π×740/30)=0.93m/s
而普通振動(dòng)篩的運(yùn)動(dòng)速度一般在0.15-0.3m/s的范圍內(nèi),,所以高幅篩的運(yùn)動(dòng)速度要比普通振動(dòng)篩大3倍以上。
5.物料回落到篩面時(shí)與篩面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度
原煤在篩分過(guò)程中,,起到真正篩分作用的速度是原煤與篩面間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度,。當(dāng)顆粒開始與篩面一起運(yùn)動(dòng)時(shí),顆粒和篩面運(yùn)動(dòng)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(shí),顆粒就要脫離篩面,,作拋射運(yùn)動(dòng),,篩面則在振動(dòng)力的作用下,按正弦曲線運(yùn)動(dòng),。到了落點(diǎn),,顆粒重新與篩面相遇,再與篩面一起運(yùn)動(dòng),。此時(shí),,在接觸的一瞬間,篩面仍做圓運(yùn)動(dòng),,而顆粒則沿著拋物線軌跡向下運(yùn)動(dòng),。在整個(gè)過(guò)程中,與篩分效果直接相關(guān)的是篩面和顆粒間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度,。
單個(gè)顆粒在篩面上的運(yùn)動(dòng):
Vx=A ωsinωt
Vy=A ωcosωt
ax=A ω2cosωt
ay=A ω2sinωt
沿y軸方向速度時(shí):
Vy=A ω=0.012×(π×740/30)=0.93m/s
而普通振動(dòng)篩速度為:
V普=A ω=0.004×(π×850/30)=0.356m/s
經(jīng)計(jì)算得知,,高幅篩原煤被拋起的速度比普通振動(dòng)篩大出2.72倍。
實(shí)踐證明,,濕粘的細(xì)粒級(jí)原煤在篩分的過(guò)程中,,總會(huì)粘附在其它原煤或篩絲上,因?yàn)檎掣搅h(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(dòng)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(dòng)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(lái)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(guò)大量的工業(yè)應(yīng)用,,得出較滿意的結(jié)果,在國(guó)內(nèi)外也取得了驕人的業(yè)績(jī),,為篩分技術(shù)進(jìn)步做出來(lái)貢獻(xiàn),。