专利名称：一种脉动液固流化床分选分级设备与方法
技术领域：
本发明涉及一种脉动液固流化床分选分级设备与方法，尤其适用于煤泥、气化炉 灰渣等固体废弃物及其他细粒级矿物的分选和分级。
背景技术：
在细粒级矿物分选分级领域，主要有旋流器、螺旋分选机、摇床、干扰床分选机 (即TBS)等设备和方法，但小直径重介旋流器存在一些不足对介质粒度要求太细，介质制 备和回收困难，且成本高，对入料要求压力高，设备磨损严重，动力消耗大。螺旋分选机的不 足分选密度高，精煤灰分较高，单台处理量小、高度大，对入料浓度要求严格，工业生产上 难以控制。传统干扰床分选技术用于粗煤泥分选时要求入料的粒度范围较窄，当入料粒度 范围较宽时，粒度对分选的不利影响表现得十分明显，低密度的粗矿粒很容易进入到高密 度的底流去，虽然可以通过提高上升水流速度的方法来加强低密度粗矿粒的回收，但高的 上升水流速度又会造成高密度细颗粒进入到溢流槽中，导致分选效率降低，同时底流排放 口特别容易堵塞。
发明内容
技术问题本发明的目的是提供一种方法和结构简单，能耗低，处理能力大，分选 精度高，可靠性高的细粒级物料分选分级的脉动液固流化床分选分级设备与方法。技术方案本发明的脉动液固流化床分选分级设备，包括带有重产物收集底锥段 的分选桶体，设在分选桶体上的轻产物溢流槽、脉动水流分布器、传感器，与传感器顺序相 连接的可编程序控制器和底流排放自动控制执行器，所述的分选桶体上端设有中心给料 管，脉动水流分布器的入口处连接有脉动水流发生器；所述的重产物收集底锥段出口处设 有重产物排放流化室，重产物排放流化室内设有带孔隙的布水板和给水管，布水板的上方 设有抽放重产物的重产物排放管，底流排放自动控制执行器设在重产物排放管上。所述的 脉动水流分布器包括主管，与主管连接并穿过的分选桶体的多根支管，穿入的分选桶体内 的多根支管上设有多个孔口向上的立管，每个立管的顶部均设有透水网板；所述的脉动水 流发生器为隔膜泵、蠕动泵或旋转阀。本发明的脉动液固流化床分选分级方法，具体步骤如下a、首先由脉动水流发生器将水以脉动的方式通过水流分布器打入到分选桶体中， 形成向上的变加速脉动上升水流；b、然后将被分选或分级的物料通过中心给料管给入到分选桶体内，被分选或分级 的物料在变加速脉动上升水流形成的流化床层作用下，低密度物料或细粒级物料受到脉动 加速上升水流产生的附加推力和动压力作用超过重力、介质附加惯性阻力和颗粒间碰撞摩 擦的机械阻力的共同作用，向上穿过床层，被上升水流带入轻产物溢流槽，经轻产物排出 口排出，而高密度物料或粗粒级物料所受的重力作用超过脉动加速上升水流产生的附加推 力、介质阻力、介质附加惯性阻力和颗粒间碰撞摩擦的机械阻力作用，仍然向下沉降，穿过脉动水流分布器进入重产物收集底锥段；c.设置在分选桶体下部的传感器测量重产物浓度，并将信号转换后传递给可编程 序控制器，经可编程序控制器对浓度信号处理后传递给底流排放自动控制执行器，通过底 流排放自动控制执行器控制将重产物从重产物排放管排出，实现对物料的按密度脉动流态 化分选或按粒级脉动流态化分级；d.向重产物排放流化室内通入水流，水流向上通过带孔隙的布水板，使沉降已浓 缩的重产物形成流化状态，防止粗粒级产物沉积堵塞，利于重产物排放管的自动排放。
有益效果本发明通过引入变加速脉动上升水流，当被分选或分级物料经中心给 料管进入分选机内，遇到变加速脉动上升水流形成的流化床层时，低密度物料或细粒级物 料受到脉动加速上升水流产生的附加推力和动压力作用超过重力、介质附加惯性阻力和颗 粒间碰撞摩擦的机械阻力的共同作用，在脉动水流加速上升期，将获得向上的加速运动，在 多个脉动周期作用下，向上穿过床层，被上升水流带入溢流，作为轻产物或细粒级产物排 出，而高密度物料或粗粒级物料所受的重力作用超过脉动加速上升水流产生的附加推力、 介质阻力、介质附加惯性阻力和颗粒间碰撞摩擦的机械阻力作用，仍然向下沉降，穿过脉动 水流分布器进入底流，作为重产物或粗粒级产物排出，实现对物料的按密度脉动流态化分 选或按粒级脉动流态化分级。变加速脉动上升水流的分散、离析作用以及减速期的吸缀作 用强化了对细粒级物料按密度分选或按粒级分级的作用。通过设置重产物排放流化室，向 重产物排放流化室内通入水流，水流向上通过带孔隙的布水板，使沉降已浓缩的重产物形 成流化状态，防止粗粒级产物沉积堵塞，利于重产物排放管的自动排放。适用于煤泥、气化 炉灰渣等固体废弃物及其他细粒级矿物的分选和分级。在整个分选分级过程中，可通过调 节脉动液流的流量或脉动频率或振幅，灵活地调节分离密度来控制产品质量和产率。其结 构简单，生产工艺简单，分选下限低，处理粒度范围宽，处理能力大，分选精度高，可靠性高， 具有广泛的实用性。
图1是本发明脉动液固流化床分选分级设备的结构示意图；图2是本发明脉动水流分布器的一种结构示意图；图3是本发明脉动水流分布器的另一种结构示意图；图4是本发明脉动水流分布器局部结构示意图。图中1_轻产物溢流槽，2-中心给料管，3-分选桶体，4-脉动水流分布器，5-重产 物收集底锥段，6-传感器，7-可编程序控制器，8-底流排放自动控制执行器，9-重产物排放 管，10-重产物排放流化室，11-布水板，12-给水管，13-轻产物排出口，14-脉动水流发生 器，4-1、脉动水流分布器主管，4-2、脉动水流分布器支管，4-3、透水网板。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述如图1所示，本发明的脉动液固流化床分选分级设备，主要由中心给料管2、分选 桶体3、脉动水流分布器4、脉动水流发生器14、轻产物溢流槽1、重产物收集底锥段5、重产 物排放管9、重产物排放流化室10、传感器6、可编程序控制器7和底流排放自动控制执行器8构成。分选桶体3和重产物收集底锥段5的截面为圆形或矩形，重产物收集底锥段5设在 分选桶体3的下端，轻产物溢流槽1设在分选桶体3直段上部，轻产物溢流槽1具有倾斜底 部，在倾斜底部最低处设有轻产物排出口 13，中心给料管2设在分选桶体3的直段上端，脉 动水流分布器4设在分选桶体3的直段下部。脉动水流分布器4包括主管4-1，与主管4-1 连接并穿过的分选桶体3的多根支管4-2，穿入的分选桶体3内的多根支管4-2上设有多个 孔口向上的立管，每个立管的顶部均设有透水网板4-3。脉动水流分布器4的入口处连接 脉动水流发生器14，脉动水流分布器4在脉动水流发生器14的作用下产生脉动水流，脉动 水流发生器14采用隔膜泵、蠕动泵或旋转阀。重产物排放管9底端设有重产物排放流化室 10，通过法兰与底锥段5下端相连接，重产物排放流化室10内设有带孔隙的布水板11和给 水管12，重产物排放管9设在布水板11的上方，底流排放自动控制执行器8设在重产物排 放管9上。传感器6设在分选桶体3的直段下部，传感器6顺序连接可编程序控制器7和 底流排放自动控制执行器8组成底流排放自动控制系统，通过底流排放自动控制系统控制 重产物排放管9的自动排放。
本发明的脉动液固流化床分选分级方法首先由脉动水流发生器14将水以脉动 的方式通过脉动水流分布器4打入到分选桶体3中，形成向上的变加速脉动上升水流，被分 选或分级的物料通过中心给料管2给入到分选桶体3内，遇到变加速脉动上升水流形成的 流化床层时，低密度物料或细粒级物料受到脉动加速上升水流产生的附加推力和动压力作 用超过重力、介质附加惯性阻力和颗粒间碰撞摩擦的机械阻力的共同作用，在脉动水流加 速上升期，将获得向上的加速运动，在多个脉动周期作用下，向上穿过床层，被上升水流带 入溢流，作为轻产物或细粒级产物由具有倾斜底部的轻产物溢流槽1收集，经轻产物排出 口 13排出，而高密度物料或粗粒级物料所受的重力作用超过脉动加速上升水流产生的附 加推力、介质阻力、介质附加惯性阻力和颗粒间碰撞摩擦的机械阻力作用，仍然向下沉降， 穿过脉动水流分布器4进入重产物收集底锥段5并浓缩成为重产物或粗粒级产物，经由重 产物排放管9及底流排放自动控制执行器8排出，从而实现对物料的按密度脉动流态化分 选或按粒级脉动流态化分级。通过设置在分选桶体3下部的传感器6测量重产物浓度并将 信号转换后传递给可编程序控制器7，经可编程序控制器7对浓度信号处理去控制底流排 放自动控制执行器8，实现对重产物的自动排放。通过重产物排放流化室10中带孔隙的布 水板11的水与已浓缩的重产物形成一种流化状态，防止重产物沉积堵塞，利于自动排放。
权利要求
一种脉动液固流化床分选分级设备，包括带有重产物收集底锥段(5)的分选桶体(3)，设在分选桶体(3)上的轻产物溢流槽(1)，脉动水流分布器(4)，传感器(6)，与传感器顺序相连接的可编程序控制器(7)和底流排放自动控制执行器(8)，其特征在于所述的分选桶体(3)上端设有中心给料管(2)，脉动水流分布器(4)的入口处连接有脉动水流发生器(14)；所述的重产物收集底锥段(5)出口处设有重产物排放流化室(10)，重产物排放流化室(10)内设有带孔隙的布水板(11)和给水管(12)，布水板(11)的上方设有抽放重产物的重产物排放管(9)，底流排放自动控制执行器(8)设在重产物排放管(9)上。
2.根据权利要求1所述的脉动液固流化床分选设备，其特征在于所述的脉动水流分 布器(4)包括主管(4-1)，与主管(4-1)连接并穿过的分选桶体(3)的多根支管(4-2)，穿 入的分选桶体(3)内的多根支管(4-2)上设有多个孔口向上的立管，每个立管的顶部均设 有透水网板(4-3)。
3.根据权利要求1所述的脉动液固流化床分选设备，其特征在于所述的脉动水流发 生器(14)为隔膜泵、蠕动泵或旋转阀。
4.一种脉动液固流化床分选分级方法，其特征在于具体步骤如下a、首先由脉动水流发生器(14)将水以脉动的方式通过脉动水流分布器(4)打入到分 选桶体(3)中，形成向上的变加速脉动上升水流；b、然后将被分选或分级的物料通过中心给料管(2)给入到分选桶体(3)内，被分选或 分级的物料在变加速脉动上升水流形成的流化床层作用下，低密度物料或细粒级物料受到 脉动加速上升水流产生的附加推力和动压力作用超过重力、介质附加惯性阻力和颗粒间碰 撞摩擦的机械阻力的共同作用，向上穿过床层，被上升水流带入轻产物溢流槽(1)，经轻产 物排出口(13)排出，而高密度物料或粗粒级物料所受的重力作用超过脉动加速上升水流 产生的附加推力、介质阻力、介质附加惯性阻力和颗粒间碰撞摩擦的机械阻力作用，仍然向 下沉降，穿过脉动水流分布器(4)进入重产物收集底锥段(5)；c.设置在分选桶体(3)下部的传感器(6)测量重产物浓度，并将信号转换后传递给可 编程序控制器(7)，经可编程序控制器(7)对浓度信号处理后传递给底流排放自动控制执 行器(8)，通过底流排放自动控制执行器(8)控制将重产物从重产物排放管(9)排出，实现 对物料的按密度脉动流态化分选或按粒级脉动流态化分级；d.向重产物排放流化室(10)内通入水流，水流向上通过带孔隙的布水板(11)，使沉降 已浓缩的重产物形成流化状态，防止粗粒级产物沉积堵塞，利于重产物通过重产物排放管 (9)的自动排放。
全文摘要
一种脉动液固流化床分选分级设备与方法，设备包括轻产物溢流槽、中心给料管、分选桶体、脉动液体分布器、脉动水流发生器、重产物收集底锥段、重产物层浓度测量用传感器、可编程序控制器、重产物排放流化室、底流排放自动控制执行器。首先由脉动水流发生器将水以脉动的方式打入到分选机中，形成向上的变加速脉动上升水流，低密度物料或细粒级物料受到脉动加速上升水流作用获得向上的加速运动，轻产物或细粒级产物溢流排出，高密度物料或粗粒级物料在流化床中向下沉降，作为重产物或粗粒级产物排出，实现对物料的按密度脉动流态化分选或按粒级脉动流态化分级。其结构及方法简单，能耗低、分选下限低，处理粒度范围宽、分选精度高、可靠性高。
文档编号B03B5/70GK101804382SQ20101011663
公开日2010年8月18日 申请日期2010年3月3日 优先权日2010年3月3日
发明者章新喜 申请人:中国矿业大学