1、河津市瑞泰选煤有限公司干法选煤技术与工艺一 项目背景我国是世界上以燃煤为主的国家之一，煤炭在我国一次性能源消费结构中占 70%，以煤炭作为主要能源直接燃烧，造成了严重的大气污染，燃煤的主要污染物是二氧化硫和烟尘。为了减少环境污染，必须大力发展洁净煤技术。洁净煤技术是旨在减少污染和提高效率的煤炭开采、加工、燃烧、转换和污染控制新技术的总称。选煤是洁净煤技术的基础，通过选煤可以优化产品结构，提高煤炭利用效率。因此，加快发展选煤技术对于实现煤炭资源的综合利用、节约能源、减少环境污染具有十分重要的意义。据了解，目前各主要产煤国原煤入选比例分别为：美国55%，俄罗斯 60%、英国 75%、德国 95%、
2、澳大利亚 75%、波兰 50%。和这些国家相比较，我国煤炭的平均入选比例仅为33%，为此，我国把发展选煤纳入煤炭工业中长期发展规划，计划到 2010 年全国原煤入洗率达到 50%，2020 年达到70%。为了顺应中国煤炭工业战略，促进洁净煤事业全面发展，需要研究高效的干法选煤技术。干法选煤技术主要是利用煤与矸石的物理性质差别实现分选。干法选煤包括风选、摩擦选、磁选、电选、X 射线选、微波选、空气重介流化床选煤等，其中已实现工业应用的是风力选煤，在我国得到比较广泛应用的干法分选设备是 CFX 型风力摇床和 FGX 型干选机。二 干法选煤的主要优点1 投资少，建设周期短，投产快。干法选煤工艺简单，
3、设备少，不用水，不需煤泥水处理系统，可不建厂房，投资为同型湿法选煤厂的 1/4-1/5.2 维修量小，运转平稳，操作简单，生产成本低，加工费仅为 4-6 元/T 。3 劳动 生产效率高，生产工人少。年处理 60 万 t 以下干选系统全员效率 50-70t/工；年处理 60 万 t 以上干选系统80t/工。4 入料粒度范 围宽 。对 80mm 以下原煤可分级入选，也可不分级入选。5 对原煤水分要求不严，外在水分小于 9%，内在水分不限。原煤经分选后，不仅不增加产品水分，而且产品水分还会比原煤略有降低。6 耗风量小。所需风量只用于松散床层，造成物料有较好的流动性，而不是将物料悬浮。因此，用风量比传
4、统风选少，不足其 1/3.7 占地面积小，占用空间小，建设周期短，维修量低。8 除尘效果好。两段或三段除尘工艺和负压操作，保证了大气环境和工作环境不受粉尘污染，排出的部分气体含尘小于 50mg/m3，低于国家规定的 150mg/m3 标准。三 干法选煤工作原理干法选煤是指粒度和密度不同的物料在空气流、机械振动或摇动的共同作用下，服从颗粒的干扰沉降规律，进行分层。粒度相同的颗粒中密度较大的集中在床面底层，密度较小的集中在床面上层；密度相同的颗粒中粒度较大的集中在下层，粒度较小的集中在上层。1 离析作用和风力作用床面上物料的松散和分层是由机械振动和上升气流的悬浮作用实现的，松散强度随机械振动强度和
5、风速的提高而增强。在无风作用的情况下，不同密度矿粒依靠位能降低的原理分层，就不可避免使矿粒形成一种类似筛孔可变的筛子，造成离析分层。即密度大的颗粒向下运动，反之被挤到上层，密度小、粒度也小的颗粒则透过颗粒间的缝隙漏到下层。在有风情况下，一方面可以加强粒群的松散，另一方面可以将密度小、粒度也小的颗粒吹到床层上部，强化分层。在离析作用和风力作用的共同作用下，使物料按密度进行分层。2 自生介质的分选作用在干选机中，细颗粒物料和风组成具有一定密度的气-固悬浮体，称之为自生介质。按照阿基米德原理，小于悬浮密度的煤上升，大于悬浮体密度的矸石中煤则下沉。随着分选过程的进行，细粒粉煤不断随大粒度精煤排出，剩余
6、粒度较粗、密度较高的中等颗粒物料，又与空气组成新的密度更高的气固悬浮体，有利于中煤和矸石的分选3 颗粒相互作用的浮力效应在干选机的分选过程中，作为自生介质的细颗粒物料逐渐随大颗粒精煤排出，其余物料进入后续分选过程。此时，起主要分选作用的不再是自生介质，而是颗粒相互作用的浮力效应，即物料沿床面横断面自上而下相对密度逐渐升高，低密度物料向下运动是，由于无法克服下层物料形成的强大浮力而转到煤层上面，高密度物料则能克服这种阻力，逐渐移动到床层底部，从而完成按密度分层。综上所述，干选机的分选原理就是利用振动力和风力的综合作用造成床层松散和矿粒按密度分层。在不同的区段既有自生介质（粉煤）与空气形成的混合介
7、质分选（精煤段），又有颗粒相互作用的浮力效应（中煤矸石段），形成一种不同于其他选煤设备的综合分选机理。四 CFX 干选机的分选过程CFX 型干选机由分选床、振动源、风室、机架、调坡装置等组成，如下图所示。其分选过程：入选物料经振动给料机给入具有一定纵向和横向倾角的分选床，振动源带动分选床振动，床面下有若干个可控制风量的风室，空气由离心通风机供入风室，通过床面上的风孔，气流向上作用于被分选物料，在振动力和风力的共同作用下，物料松散并按密度分层，轻物料在上，重物料在下。风力分选机还利用了入料中的细颗粒作为自生介质和空气组成气固混合悬浮体，在一定程度上相当于空气煤泥介质分选机，改善了粗粒级的分选效果
8、。CFX 型干选机分选过程（如图）由于分选床具有较大的横向坡度，表层煤在重力作用下进入下一条平行沟槽再选，经过平行沟槽的多次分选，得到的精煤首先在排料边排出。沉入槽底的矸石中煤等高密度物料，逐渐移动到矸石中煤排料端排出，从而完成分选过程。在排料边，从精煤、中煤到矸石产品的灰分逐渐提高，可出多种产品。五 CFX 型干选机干法选煤工艺流程干法选煤工艺与一般选煤工艺基本相同，但又有其自身特点：干选机分选粒度级别宽，可以入选 80-0mm 粒级物料；可以用来分选 12-0mm、20-0mm 等粒度较小的筛下物料；干选机对 6-0mm 细粒级粉煤分选效果不理想，但粉煤作为自生介质可以使大于 6mm 的原煤分选效果得到明显提高；干选机可以按照用户要求出灰分、发热量由低到高的多种产品；干选机最适合于高密度分选，排出矸石。根据以上特点干法选煤工艺包括以下作业：原煤破碎分级、干法分选、供风、除尘、产品运输与储存。如下图所示。有时为了保证精煤和排出中煤矸石的治理，还需要出一部分中煤产品或将中煤分出再选。一般中煤量约占入选量的10%左右。
