本实用新型涉及一种选煤装置，具体涉及一种液固流化床分选机。
背景技术：
无论采用入选前脱泥或不脱泥的重选与浮选相结合的选煤工艺，重选和浮选的分选粒度界限一般认为0.5mm。然而实际分选过程中，这两种分选方法对粒度介于重选和浮选有效分选粒度界限附近的粗煤泥(根据国标GB/T7186-2008，一般指2-0.25mm煤粒)的分选效果均不理想。传统处理方法一般采用高频筛单独回收，其灰分介于精煤与中煤之间，一般比精煤灰分高2-5％，多数选煤厂将其掺入综合精煤，导致重选和浮选精煤为粗煤泥“背灰分”。随着时代的发展和社会的需求，当前煤炭市场对煤炭产品质量要求日益苛刻，并且煤炭为不可再生资源，因此近年来部分选煤厂单独对粗煤泥进行分选，即粗煤泥分选工艺。目前，主要的粗煤泥分选设备包括：小直径重介旋流器、螺旋分选机和液固流化床分选机。其中，小直径重介旋流器对介质粒度要求太细，介质制备和回收困难，且成本高；其次，对入料要求压力高，设备磨损严重，动力消耗大。螺旋分选机的分选密度高且不可调，精煤不能达到最终要求的精煤灰分；并且单台处理量小，需要多台配合使用，占地面积大，高度大，同时需要调浆和分配装置，分配均匀性难以控制；再者对入料浓度要求严格，工业生产上难以控制。然而，液固流化床分选机因具有分选密度低且可控可调，入料浓度要求不高，动力消耗小等优势，成为目前有效分选粗煤泥的设备之一。
液固流化床分选机利用上升水流使煤泥流态化并且煤泥自身作为介质形成具有一定密度的分选床层，煤泥在分选过程中主要按照颗粒的干扰沉降速度差异实现分选。颗粒的干扰沉降速度主要受颗粒的粒度、密度性质影响。因此，当液固流化床分选机分选窄粒级物料时，颗粒的干扰沉降速度主要受密度影响从而实现物料按颗粒密度分选，且分选精度高；但是当其分选宽粒级物料时，干扰沉降速度受颗粒的粒度影响大，物料不能严格按照密度分选，分选精度降低。但是在实际分选过程中，由于分级设备的分级效率不高，实际的分选粒度范围通常超出液固流化床分选机的粒度要求，导致高密度细颗粒进入溢流污染精煤，低密度粗颗粒进入底流成为尾煤，从而精煤灰分高，精煤回收率低，分选精度低，分选效果差。
技术实现要素：
本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够降低低密度物料与高密度细颗粒之间的机械混杂，提高溢流产品质量和分选精度的液固流化床分选机。
本实用新型一种液固流化床分选机，其特征在于，包括：分选桶体、超声波探头和流体分布器；
所述分选桶体的顶端设置有溢流口和投料口；
所述流体分布器和所述超声波探头分别设置于所述分选桶体内；所述流体分布器用于对所述分选桶体提供上升的水流。
优选地，所述超声波探头沿所述分选桶体的径向设置。
优选地，所述超声波探头在所述分选桶体内的长度为所述分选桶体直径的0.25-1倍。
优选地，所述超声波探头的数量为多个，且多个所述超声波探头沿所述分选桶体轴线方向间距设置。
优选地，任意两个相邻的所述超声波探头的间距为5-30cm。
优选地，任意两个相邻的所述超声波探头的间距为10-20cm。
优选地，还包括：控制阀、在线密度计和控制器；
所述控制阀安装于所述分选桶体的底端，并与所述分选桶体的内腔相连通；
所述在线密度计设置于所述分选桶体内；所述在线密度计的信号输出端与所述控制器的信号输入端相连；所述控制器能够控制所述控制阀的启闭。
优选地，所述分选桶体的底端为漏斗状。
优选地，还包括：分料器；所述分料器呈倒锥形状设置于所述投料口的正下方。
本实用新型所提供的液固流化床分选机通过超声波力场的局部振荡作用促进了被分选物料在分选桶体内的均匀分散，减少了低密度物料与高密度细颗粒之间的机械混杂，并可有效打散颗粒之间形成的聚团，提高液固流化床分选精度的同时，有效减少了高密度细颗粒通过机械混杂对液固流化床溢流低密度物料的污染，提高了溢流产品的质量。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本实用新型一种液固流化床分选机的结构示意图。
附图标记：
1-分选桶体
11-溢流口
12-投料口
2-流体分布器
3-超声波探头
4-在线密度计
5-控制器
6-控制阀
7-收集槽
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
如图1所示，作为一种具体实施方式，本实用新型所提供的液固流化床分选机包括：分选桶体1、流体分布器2和超声波探头3。分选桶体1的顶端设置有溢流口11和投料口12。溢流口11用于低密度物料的溢出，其中为了收集从溢流口11流出的物料，本实用新型还在分选桶体1的外侧壁设置收集槽7；投料口12用于向分选桶体1内投放待分选的物料，为了保证物料投放的均匀性，本实用新型还引入了分料器6，分料器6呈倒锥形状设置于投料口12的正下方，当物料从投放口12进入分选桶体1内腔之前，分料器6会将物料均匀向四周分散，进而使得物料均匀分布在分选桶体1内。流体分布器2和超声波探头3分别设置于分选桶体1内；流体分布器2用于对分选桶体1提供上升的水流，为了实现该作用具体可以将流体分布器2设置于分选桶体1的底端或靠近底端的位置。超声波探头3用于提供超声波力场，以对分选桶体1内的物料形成震荡。考虑到各物料颗粒在分选过程中均是沿筒体的轴线方向上升或下降的，因此为了达到对物料颗粒的最佳震荡和分散效果，本实用新型中的超声波探头3应当以与物料颗粒运动方向垂直的方向设置，换而言之超声波探头3应当沿分选桶体1的径向方向设置。
由于超声波探头3所产生的超声波力场覆盖半径是有限的，因此为了保证分选桶体1内各处均能够被超声波力场覆盖，应当分别在分选桶体1的周向和轴向分别采取措施，具体可行的方案至少包括：
在周向上：在分选桶体1的同一高度处，以分选桶体1的轴线为轴线环形阵列多个超声波探头3，使得多个超声波探头3的超声波力场覆盖分选桶体的横截面；或者在分选桶体1的同一高度处仅设置一个超声波探头，但经实验验证仅当超声波探头3在分选桶体1内的长度为分选桶体直径的0.25-1倍时，方能达到完全覆盖分选桶体1横截面街的效果。
在轴向上：沿分选桶体1的轴向(即在分选桶体的不同高度处)间距(优选等间距)设置多个超声波探头3。经试验验证，当将任意两个相邻的超声波探头3的间距设计为5-30cm时，基本能够保证该多个沿分选桶体1轴向设置的超声波探头3产生的超声波力场在轴向上覆盖分选桶体的各个位置；而当将任意两个相邻的超声波探头3的间距设计为10-20cm时，则任意两个相邻的超声波探头3所产生的超声波力场刚好无重叠或重叠较少，即，超声波力场在分选桶体1轴向上的分布均匀，进而使得位于分选桶体1内不同高度处的物料颗粒受震荡均匀，从而更利于分选任务的进行。
本实用新型所提供的液固流化床分选机通过超声波力场的局部振荡作用促进了被分选物料在分选桶体1内的均匀分散，减少了低密度物料与高密度细颗粒之间的机械混杂，并可有效打散颗粒之间形成的聚团，提高液固流化床分选精度的同时，有效减少了高密度细颗粒通过机械混杂对液固流化床溢流低密度物料的污染，提高了溢流产品的质量。
使用本实用新型液固流化床分选机进行分选的方法，包括如下步骤：
a.通过流体分布器2向分选桶体1提供上升的水流；启动超声波探头3，使得超声波探头3在分选桶体1内形成超声波力场；
b.通过投料口12向分选桶体1内投放待分选的物料；
c.物料在自身重力、上升水流及超声波力场的综合作用下形成分选，其中低密度物料停留在分选桶体1的顶端，形成溢流层；高密度物料沉降至分选桶体1的底端，形成底流层；中间密度物料停留在溢流层和底流层之间，形成液固流化床层。
上述步骤c中物料在分选桶体形成分选的具体过程为：
c1.在重力、上升水流与超声波力场的综合作用下，物料中多个颗粒形成的聚团被打散、颗粒表面被清洗，同时在超声波力场的作用下颗粒还朝分选筒体1的径向作扩散运动，即分选物料在分选桶体1横截面上被均匀分散；
c2.分选桶体内的物料逐步向下运动，且在向下运动一定距离后，物料开始按密度的大小分离：
低密度物料向上运动，在分选桶体的顶端形成溢流层，溢流层的物料会随上升水流从分选桶体顶部溢出进入收集槽7收集作为溢流产品，另外低密度物料在向上运动过程中，超声波力场能够对低密度物料表面进行清洗，减少了高密度细颗粒对低密度物料的污染；高密度的物料向下持续运动，在分选筒体的底端形成底流层；中间密度的物料则悬浮在溢流层和底流层之间，形成液固流化床层。
为了精确地判断分选进程，如图1所示，本实用新型还包括：在线密度计4、控制器5和控制阀6。控制阀5安装于分选桶体1的底端，并与分选桶体1的内腔相连通；在线密度计4设置于分选桶体1内；在线密度计4的信号输出端与控制器5的信号输入端相连；控制器5能够控制控制阀6的启闭。当在线密度计4检测到的密度处于阈值范围内时，则控制器5控制控制阀6开启，从而处于分选桶体1底部的底流层物料从控制阀6排出分选桶体1，而为了提高底流层物料的排出效率，本实用新型将分选桶体1的底端为漏斗状。阈值属于经验数据，当对物料完全分选时，溢流层的密度值、固流化床层的密度值和底流层的密度值分别为各层对应的阈值，阈值需要对大量实验结果加权平均获取。阈值储存于控制器5内，以用于与在线密度计4检测到的密度进行对比。由于本实用新型中的溢流层、固流化床层和底流层在分选桶体内的具体高度是不可预知的，因此对在线密度计4的安装位置不作具体限定，只要在线密度计检测到的密度持续处于溢流层阈值、固流化床层阈值或底流层阈值中的任一阈值范围内，则就表明物料分选进程基本或已经完成。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
本实用新型的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。