一种煤炭粉碎分级分选装置及方法与流程

本发明属于煤炭粉碎分级分选技术领域，具体涉及一种煤炭粉碎分级分选装置及方法。

背景技术：

煤中矿物的赋存状态表明，只有将煤粉碎至较细粒度，其中的矿物才能充分解离，从而实现煤炭的深化提质，获得高质量的低硫低灰精煤。这个过程中，粉碎的高能耗低效率问题一直是大家关注的重点，尤以超细粉碎过程的高能低效问题突出。目前，超细粉碎一般采取化学合成法和机械粉碎法。化学合成法因工艺复杂、成本高、产量低等原因只在少量有特殊要求的工艺中才会使用；机械粉碎法因工艺简单、成本低、产量高、且产生的机械力化学作用还能改良物料性能等优点而应用较广。不同的机械粉碎设备其主要的作用力方式是不同的，粉碎力方式对煤炭的超细粉碎特性和矿物解离产生重要影响，选择合适的粉碎设备(粉碎力方式)将有利于强化煤炭粉碎过程的选择性，从而达到降能提效的效果。因此，在煤炭深化提质技术的研究过程中，探寻煤炭的较优粉碎力方式，并对粉碎设备主体做进一步优化、完善，实现选择性粉碎甚至是精细分级，对于实际生产具有重要意义。

从现有的煤炭分选技术考虑，目前细粒级煤炭分选方法主要包括湿法分选和干法分选。湿法分选，以水作为介质，耗水量大，投资高而且易造成严重的环境污染，同时对于干旱缺水地区煤炭的分选造成很大困难，且由于物料很细，产品脱水难度较大。另外，湿法分选对原料煤的煤质也有一些特定要求。干法选煤技术可以有效解决颗粒团聚、煤泥水处理等一系列困难，以气相为主体介质的干法分选技术，其分选过程中煤粒与煤粒、煤粒与矿物颗粒及矿物颗粒之间不会因水的作用而团聚在一起，使颗粒间更加分散，作用力更加均匀。但传统细粒煤干法分选技术中，摩擦电选仅适于灰分较高的原煤粗选降灰，且存在一定的分选粒度下限；复合式干法分选方法主要适用于块煤的分选，对细粒煤分选效果较差；空气重介流化床干法分选方法存在分选粒度下限为0.5mm，这些方法均不适于超细粒级煤炭的分选。由此，基于西部煤炭资源开发的需求与挑战，研究一种高效、易操作的干法分选转置及方法来实现煤炭的深化提质迫在眉睫。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种煤炭粉碎分级分选装置及方法，其结构设计科学合理，工艺简单、投资少、分级分选效率高，通过多级分级保证产品质量，使目标产品的粒度和灰分达到要求；能节约水资源，且经济效益显著。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种煤炭粉碎分级分选装置，其特征在于：包括粗粉碎分级分选单元和再粉碎分级分选单元，所述粗粉碎分级分选单元包括通过管道依次连接的给料机、冲击式粉碎机、粗碎分级机和第一除尘器，所述再粉碎分级分选单元包括通过管道依次连接的气流粉碎机、细碎分级机、旋风收集器和第二除尘器，所述粗碎分级机通过管道与气流粉碎机连接。

上述的一种煤炭粉碎分级分选装置，其特征在于：所述粗碎分级机和细碎分级机均为干式空气分级机。

上述的一种煤炭粉碎分级分选装置，其特征在于：所述冲击式粉碎机为机械冲击式粉碎机。

上述的一种煤炭粉碎分级分选装置，其特征在于：所述气流粉碎机为对撞式流化床气流粉碎机。

上述的一种煤炭粉碎分级分选装置，其特征在于：所述第一除尘器和第二除尘器均为布袋除尘器。

另外，本发明还提供了一种利用上述装置对煤炭粉碎分级分选的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、采用给料机将原煤给入到冲击式粉碎机中进行粗粉碎，得到粗碎产品；冲击式粉碎机的转速为1200r/min～2600r/min，所述粗碎产品的粒径小于1000μm；

步骤二、将步骤一中所述粗碎产品给入到粗碎分级机中进行分级，得到粗碎分级细粒级产品和粗碎分级粗粒级产品，粗碎分级机的转速为1600r/min～2500r/min；

步骤三、将步骤二中所述粗碎分级细粒级产品和粗碎分级粗粒级产品分别进行处理，所述粗碎分级细粒级产品的处理过程为：将粗碎分级细粒级产品经第一除尘器收集，得到粒径为10μm～50μm粗碎集尘产品；

所述粗碎分级粗粒级产品的处理过程为：

步骤A、将粗碎分级粗粒级产品以60g/min～120g/min投料量给入到气流粉碎机中进一步粉碎，得到细碎产品；所述气流粉碎机的粉碎压力为0.3MPa～0.6MPa，所述细碎产品的粒径为0.01μm～300μm；

步骤B、将步骤A中所述细碎产品给入到细碎分级机中进行再次分级，得到细碎分级细粒级产品和细碎分级粗粒级产品，所述细碎分级机的转速为4500r/min～18000r/min；

步骤C、将步骤B中所述细碎分级细粒级产品给入到旋风收集器中进一步分级，得到旋风细粒级产品和旋风粗粒级产品，所述旋风细粒级产品的粒径0.1μm≤D1≤10μm，所述旋风粗粒级产品的粒径10μm＜D2≤30μm；

步骤D、将步骤C中所述旋风细粒级产品经第二除尘器收集，得到粒径为0.01μm～10μm细碎集尘产品。

上述的一种煤炭粉碎分级分选方法，其特征在于：步骤一中所述原煤的粒径≤25mm。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明的工艺基于选择性破碎和重力分级分选的理论，通过多级粉碎与分级的串联工艺，达到了煤炭超细粉碎分级分选一体化的目的。

2、本发明粗粉碎分级分选单元可预先排除一部分细粒高灰产品，为后段再粉碎分级分选单元的功效提升提供了基础，通过多级分级保证产品质量，使目标产品的粒度和灰分达到要求。

3、本发明工艺具有粉碎、提纯、分级的多重功能，具有干法分选的优点，工艺流程简单，节省基建投资，且节约水资源。

4、本发明针对低灰煤种，可利用该工艺流程对煤炭超细粉碎的同时进一步降低灰分，可作为制备炭素材料的理想原料，进而使之成为高附加值的煤炭产品。

5、本发明通过粗粉碎分级分选单元的冲击式粉碎机对原煤粗粉碎到一个合适的粒度，然后通过粗碎分级机实现粗碎分级，分级细粒级产品含有较多的粘土矿物，经除尘器收集后达到分选降灰的功效；去掉高灰分粘土矿物的分级产品进入再粉碎分级分选单元实现二次超细粉碎，粉碎产品经多级分级后得到合格产品，同时还可获得多级产品。

下面通过附图和实施例，对本发明做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

附图标记说明:

1—给料机； 2—冲击式粉碎机； 3—粗碎分级机；

4—第一除尘器； 5—气流粉碎机； 6—细碎分级机；

7—旋风收集器； 8—第二除尘器。

具体实施方式

本发明对煤炭粉碎分级分选装置通过实施例1进行描述。

实施例1

如图1所示的一种煤炭粉碎分级分选装置，包括粗粉碎分级分选单元和再粉碎分级分选单元，所述粗粉碎分级分选单元包括通过管道依次连接的给料机1、冲击式粉碎机2、粗碎分级机3和第一除尘器4，所述再粉碎分级分选单元包括通过管道依次连接的气流粉碎机5、细碎分级机6、旋风收集器7和第二除尘器8，所述粗碎分级机3通过管道与气流粉碎机5连接。

本实施例中，所述粗碎分级机3和细碎分级机6均为干式空气分级机，所述冲击式粉碎机2为机械冲击式粉碎机，所述气流粉碎机5为对撞式流化床气流粉碎机，所述第一除尘器4和第二除尘器8均为布袋除尘器。

本发明对煤炭粉碎分级分选方法通过实施例2至7进行描述。

实施例2

结合图1，本实施例利用如实施例1所述装置对煤炭粉碎分级分选的方法包括以下步骤：

步骤一、采用给料机1将原煤给入到冲击式粉碎机2中进行粗粉碎，得到粗碎产品和粗排渣；冲击式粉碎机2的转速为2300r/min，所述粗碎产品的粒径小于1000μm；

步骤二、将步骤一中所述粗碎产品给入到粗碎分级机3中进行分级，得到粗碎分级细粒级产品和粗碎分级粗粒级产品，粗碎分级机3的转速为2200r/min；

步骤三、将步骤二中所述粗碎分级细粒级产品和粗碎分级粗粒级产品分别进行处理，所述粗碎分级细粒级产品的处理过程为：将粗碎分级细粒级产品经第一除尘器4收集，得到粒径为10μm～50μm粗碎集尘产品；

所述粗碎分级粗粒级产品的处理过程为：

步骤A、将粗碎分级粗粒级产品以60g/min投料量给入到气流粉碎机5中进一步粉碎，得到细碎产品和细碎排渣；所述气流粉碎机5的粉碎压力为0.3MPa，所述细碎产品的粒径为0.01μm～300μm；

步骤B、将步骤A中所述细碎产品给入到细碎分级机6中进行再次分级，得到细碎分级细粒级产品和细碎分级粗粒级产品，所述细碎分级机6的转速为4500r/min；

步骤C、将步骤B中所述细碎分级细粒级产品给入到旋风收集器7中进一步分级，得到旋风细粒级产品和旋风粗粒级产品，所述旋风细粒级产品的粒径0.1μm≤D1≤10μm，所述旋风粗粒级产品的粒径10μm＜D2≤30μm；

步骤D、将步骤C中所述旋风细粒级产品经第二除尘器8收集，得到粒径为0.01μm～10μm细碎集尘产品。

本实施例中，步骤一中所述原煤的粒径≤25mm。

本实施例中，粗碎产品、粗碎分级细粒级产品、粗碎分级粗粒级产品、细碎产品、细碎分级细粒级产品和旋风细粒级产品是通过风力机构如空气压缩机进行风力推送。

由本实施例制备得到的粉碎分级分选原煤的灰分及产率如表1所示。

实施例3

结合图1，本实施例利用如实施例1所述装置对煤炭粉碎分级分选的方法包括以下步骤：

步骤一、采用给料机1将原煤给入到冲击式粉碎机2中进行粗粉碎，得到粗碎产品和粗排渣；冲击式粉碎机2的转速为1800r/min，所述粗碎产品的粒径小于1000μm；

步骤二、将步骤一中所述粗碎产品给入到粗碎分级机3中进行分级，得到粗碎分级细粒级产品和粗碎分级粗粒级产品，粗碎分级机3的转速为2500r/min；

步骤三、将步骤二中所述粗碎分级细粒级产品和粗碎分级粗粒级产品分别进行处理，所述粗碎分级细粒级产品的处理过程为：将粗碎分级细粒级产品经第一除尘器4收集，得到粒径为10μm～50μm粗碎集尘产品；

所述粗碎分级粗粒级产品的处理过程为：

步骤A、将粗碎分级粗粒级产品以90g/min投料量给入到气流粉碎机5中进一步粉碎，得到细碎产品和细碎排渣；所述气流粉碎机5的粉碎压力为0.5MPa，所述细碎产品的粒径为0.01μm～300μm；

步骤B、将步骤A中所述细碎产品给入到细碎分级机6中进行再次分级，得到细碎分级细粒级产品和细碎分级粗粒级产品，所述细碎分级机6的转速为18000r/min；

步骤C、将步骤B中所述细碎分级细粒级产品给入到旋风收集器7中进一步分级，得到旋风细粒级产品和旋风粗粒级产品，所述旋风细粒级产品的粒径0.1μm≤D1≤10μm，所述旋风粗粒级产品的粒径10μm＜D2≤30μm；

步骤D、将步骤C中所述旋风细粒级产品经第二除尘器8收集，得到粒径为0.01μm～10μm细碎集尘产品。

本实施例中，步骤一中所述原煤的粒径≤25mm。

本实施例中，粗碎产品、粗碎分级细粒级产品、粗碎分级粗粒级产品、细碎产品、细碎分级细粒级产品和旋风细粒级产品是通过风力机构如空气压缩机进行风力推送。

由本实施例制备得到的粉碎分级分选原煤的灰分及产率如表1所示。

实施例4

结合图1，本实施例利用如实施例1所述装置对煤炭粉碎分级分选的方法包括以下步骤：

步骤一、采用给料机1将原煤给入到冲击式粉碎机2中进行粗粉碎，得到粗碎产品和粗排渣；冲击式粉碎机2的转速为2600r/min，所述粗碎产品的粒径小于1000μm；

步骤二、将步骤一中所述粗碎产品给入到粗碎分级机3中进行分级，得到粗碎分级细粒级产品和粗碎分级粗粒级产品，粗碎分级机3的转速为1600r/min；

步骤三、将步骤二中所述粗碎分级细粒级产品和粗碎分级粗粒级产品分别进行处理，所述粗碎分级细粒级产品的处理过程为：将粗碎分级细粒级产品经第一除尘器4收集，得到粒径为10μm～50μm粗碎集尘产品；

所述粗碎分级粗粒级产品的处理过程为：

步骤A、将粗碎分级粗粒级产品以60g/min投料量给入到气流粉碎机5中进一步粉碎，得到细碎产品和细碎排渣；所述气流粉碎机5的粉碎压力为0.6MPa，所述细碎产品的粒径为0.01μm～300μm；

步骤B、将步骤A中所述细碎产品给入到细碎分级机6中进行再次分级，得到细碎分级细粒级产品和细碎分级粗粒级产品，所述细碎分级机6的转速为16000r/min；

步骤C、将步骤B中所述细碎分级细粒级产品给入到旋风收集器7中进一步分级，得到旋风细粒级产品和旋风粗粒级产品，所述旋风细粒级产品的粒径0.1μm≤D1≤10μm，所述旋风粗粒级产品的粒径10μm＜D2≤30μm；

步骤D、将步骤C中所述旋风细粒级产品经第二除尘器8收集，得到粒径为0.01μm～10μm细碎集尘产品。

本实施例中，步骤一中所述原煤的粒径≤25mm。

本实施例中，粗碎产品、粗碎分级细粒级产品、粗碎分级粗粒级产品、细碎产品、细碎分级细粒级产品和旋风细粒级产品是通过风力机构如空气压缩机进行风力推送。

由本实施例制备得到的粉碎分级分选原煤的灰分及产率如表1所示。

实施例5

结合图1，本实施例利用如实施例1所述装置对煤炭粉碎分级分选的方法包括以下步骤：

步骤一、采用给料机1将原煤给入到冲击式粉碎机2中进行粗粉碎，得到粗碎产品和粗排渣；冲击式粉碎机2的转速为1200r/min，所述粗碎产品的粒径小于1000μm；

步骤二、将步骤一中所述粗碎产品给入到粗碎分级机3中进行分级，得到粗碎分级细粒级产品和粗碎分级粗粒级产品，粗碎分级机3的转速为2200r/min；

步骤三、将步骤二中所述粗碎分级细粒级产品和粗碎分级粗粒级产品分别进行处理，所述粗碎分级细粒级产品的处理过程为：将粗碎分级细粒级产品经第一除尘器4收集，得到粒径为10μm～50μm粗碎集尘产品；

所述粗碎分级粗粒级产品的处理过程为：

步骤A、将粗碎分级粗粒级产品以90g/min投料量给入到气流粉碎机5中进一步粉碎，得到细碎产品和细碎排渣；所述气流粉碎机5的粉碎压力为0.5MPa，所述细碎产品的粒径为0.01μm～300μm；

步骤B、将步骤A中所述细碎产品给入到细碎分级机6中进行再次分级，得到细碎分级细粒级产品和细碎分级粗粒级产品，所述细碎分级机6的转速为16000r/min；

步骤C、将步骤B中所述细碎分级细粒级产品给入到旋风收集器7中进一步分级，得到旋风细粒级产品和旋风粗粒级产品，所述旋风细粒级产品的粒径0.1μm≤D1≤10μm，所述旋风粗粒级产品的粒径10μm＜D2≤30μm；

步骤D、将步骤C中所述旋风细粒级产品经第二除尘器8收集，得到粒径为0.01μm～10μm细碎集尘产品。

本实施例中，步骤一中所述原煤的粒径≤25mm。

本实施例中，粗碎产品、粗碎分级细粒级产品、粗碎分级粗粒级产品、细碎产品、细碎分级细粒级产品和旋风细粒级产品是通过风力机构如空气压缩机进行风力推送。

由本实施例制备得到的粉碎分级分选原煤的灰分及产率如表1所示。

实施例6

结合图1，本实施例利用如实施例1所述装置对煤炭粉碎分级分选的方法包括以下步骤：

步骤一、采用给料机1将原煤给入到冲击式粉碎机2中进行粗粉碎，得到粗碎产品和粗排渣；冲击式粉碎机2的转速为2600r/min，所述粗碎产品的粒径小于1000μm；

步骤二、将步骤一中所述粗碎产品给入到粗碎分级机3中进行分级，得到粗碎分级细粒级产品和粗碎分级粗粒级产品，粗碎分级机3的转速为2200r/min；

步骤三、将步骤二中所述粗碎分级细粒级产品和粗碎分级粗粒级产品分别进行处理，所述粗碎分级细粒级产品的处理过程为：将粗碎分级细粒级产品经第一除尘器4收集，得到粒径为10μm～50μm粗碎集尘产品；

所述粗碎分级粗粒级产品的处理过程为：

步骤A、将粗碎分级粗粒级产品以90g/min投料量给入到气流粉碎机5中进一步粉碎，得到细碎产品和细碎排渣；所述气流粉碎机5的粉碎压力为0.45MPa，所述细碎产品的粒径为0.01μm～300μm；

步骤B、将步骤A中所述细碎产品给入到细碎分级机6中进行再次分级，得到细碎分级细粒级产品和细碎分级粗粒级产品，所述细碎分级机6的转速为18000r/min；

步骤C、将步骤B中所述细碎分级细粒级产品给入到旋风收集器7中进一步分级，得到旋风细粒级产品和旋风粗粒级产品，所述旋风细粒级产品的粒径0.1μm≤D1≤10μm，所述旋风粗粒级产品的粒径10μm＜D2≤30μm。

步骤D、将步骤C中所述旋风细粒级产品经第二除尘器8收集，得到粒径为0.01μm～10μm细碎集尘产品；

本实施例中，步骤一中所述原煤的粒径≤25mm。

本实施例中，粗碎产品、粗碎分级细粒级产品、粗碎分级粗粒级产品、细碎产品、细碎分级细粒级产品和旋风细粒级产品是通过风力机构如空气压缩机进行风力推送。

由本实施例制备得到的粉碎分级分选原煤的灰分及产率如表1所示。

实施例7

结合图1，本实施例利用如实施例1所述装置对煤炭粉碎分级分选的方法包括以下步骤：

步骤一、采用给料机1将原煤给入到冲击式粉碎机2中进行粗粉碎，得到粗碎产品和粗排渣；冲击式粉碎机2的转速为2300r/min，所述粗碎产品的粒径小于1000μm；

步骤二、将步骤一中所述粗碎产品给入到粗碎分级机3中进行分级，得到粗碎分级细粒级产品和粗碎分级粗粒级产品，粗碎分级机3的转速为2500r/min；

步骤三、将步骤二中所述粗碎分级细粒级产品和粗碎分级粗粒级产品分别进行处理，所述粗碎分级细粒级产品的处理过程为：将粗碎分级细粒级产品经第一除尘器4收集，得到粒径为10μm～50μm粗碎集尘产品；

所述粗碎分级粗粒级产品的处理过程为：

步骤A、将粗碎分级粗粒级产品以120g/min投料量给入到气流粉碎机5中进一步粉碎，得到细碎产品和细碎排渣；所述气流粉碎机5的粉碎压力为0.5MPa，所述细碎产品的粒径为0.01μm～300μm；

步骤B、将步骤A中所述细碎产品给入到细碎分级机6中进行再次分级，得到细碎分级细粒级产品和细碎分级粗粒级产品，所述细碎分级机6的转速为6800r/min；

步骤C、将步骤B中所述细碎分级细粒级产品给入到旋风收集器7中进一步分级，得到旋风细粒级产品和旋风粗粒级产品，所述旋风细粒级产品的粒径0.1μm≤D1≤10μm，所述旋风粗粒级产品的粒径10μm＜D2≤30μm；

步骤D、将步骤C中所述旋风细粒级产品经第二除尘器8收集，得到粒径为0.01μm～10μm细碎集尘产品。

本实施例中，步骤一中所述原煤的粒径≤25mm。

本实施例中，粗碎产品、粗碎分级细粒级产品、粗碎分级粗粒级产品、细碎产品、细碎分级细粒级产品和旋风细粒级产品是通过风力机构如空气压缩机进行风力推送。

由本实施例制备得到的粉碎分级分选原煤的灰分及产率如表1所示。

表1 实施例2-7粉碎分级分选后的原煤的灰分及产率结果

通过上表可以看出：经过粗粉碎分级分选单元处理后得到的粗碎分级粗粒级产品，及经过再粉碎分级分选单元处理后得到的细碎排渣、细碎分级粗粒级产品和旋风粗粒级产品的灰分均低于原煤，达到较好的提质降灰效果，且旋风粗粒级产品的灰分最低、产率最高；其灰分在1.5％左右，产率大于50％，表明通过多级粉碎与分级的串联工艺可以得到灰分不同的分级产品，以实现煤炭的分质利用。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。