重介質旋流器選煤技術的發展趨勢

樊亮

摘要：隨著科技的發展，很多新的電器及機械設備應運而生，人類對能源的需求量也隨之逐年增加，除了新興的太陽能、風能技術，最主要的能源需求還是依靠煤炭來進行解決，因此我國國內煤炭需求量在不斷增加。重介質旋流器選煤技術是現代選煤和潔煤技術中比較高效的技術，工作過程中能實現較高的自動化程度，低密度的分選，簡化操作過程，廣泛的應用在目前的采煤工作中。本文對重介質旋流器選煤技術進行介紹，對其發展進行研究，探討重介質旋流器選煤技術的發展趨勢，并同國外的重介質旋流器選煤技術進行簡要對比，為選煤技術的發展提供更好的依據。

關鍵詞：重介質旋流器、選煤、發展趨勢

煤炭作為世界三大能源之一，在人類的日常生活與國家的運行和建設中，都發揮了重要的意義，對整個社會的發展起到了決定性的作用。

中國煤炭儲量豐富，煤炭開采技術也比較成熟，在國際上屬煤炭高產國，選煤技術位列世界前茅，已經非常成熟。目前最常用的選煤技術就是重介質旋流器技術，近幾年，我國自行研制的大型重介質旋流器水平已經處于世界領先水平，隨著實際工作需求的不斷增加，重介質旋流器選煤技術也仍需不斷提升。

筆者以本單位年產1200萬噸、大直徑三產品旋流器為參考依據，結合實際工作對重介質旋流器的特點及發展趨勢進行論述。

1、重介質旋流器工作原理概述

重介質旋流器結構非常簡單，本身無運動部件，依靠自身的結構參數和外部參數來實現煤炭分選，由于旋流器本身無運動部件，因此對其本身結構參數的設計和外部操作參數的調控在實際工作過程中尤為關鍵。運用調控來實現最佳分選精度，是重介質旋流器區分于其他選煤方法的主要特點。

在進行選煤操作中，給予煤炭和懸浮液相同壓力，使其沿切線角度進入重介質旋流器中，形成一個壓強穩定的漩渦流，并在旋流器內壁形成下降式的螺旋流，在旋流器的軸心角度形成上升式的螺旋流，由于液流的負壓性，空氣柱會形成在軸心內部。所選煤炭直徑大時，會被分為外螺旋流，當所選煤炭直徑小，則會被分入內螺旋流，通過這種簡單的方式將煤炭根據大小和密度的不同進行分類。具有速度快，分選效果好的直接優勢，并且過程操作簡單，無需精密數據操控。

2、重介質旋流器選煤技術的特點

重介質旋流器選煤技術在40年代起源于荷蘭，發展到現在歷經七十多年，技術日趨成熟，在美國的應用率約為55%，個別國家使用率達到90%。重介質旋流器技術之所能夠廣泛應用主要因為其自身特點也就是它自身的優勢。

2.1單次可處理量大

經過發展，重介質旋流器的容積較之前有了大幅的增加，與此同時也調整了煤炭的適用度，增加可篩選煤炭種類。對比其他依靠重力進行煤炭篩選的設備，重介質旋流器的可篩選容量與種類均具有明顯優勢，并且具有很好的靈活性，通過控制懸浮液的密度，實現精確的選美工作。

2.2處理成本低

重介質旋流器選煤技術在我國應用比較普遍，其中三產品旋流器是最有代表性的重介質旋流器產品，與其相關的配套輔件、備件也開發的比較全面，這就使得三產品重介質旋流器的應用更加簡單。旋流器內部采用耐磨材料，使用壽命長，大大降低管理過程中成本量的消耗。

2.3模塊化便捷

機器取代人類是未來工業的發展趨勢，尤其是在采煤業這一臟、類、高危險性的行業中，對機械化速度的要求更高。而現代工業過程最典型特點就是模塊化，將多項具有不同功能的設備予以一體化，有效減少管理過程的阻礙，并且能夠將過程中的工作進行分類整合，有效處理設備負載。工程機械的模塊化可以降低外界干擾對設備運行本身的影響，提升設備使用效率降低磨損。

3、重介質旋流器選煤技術存在的問題及發展趨勢

重介質旋流器選煤技術具有廣泛的實用性，也在實際應用中得到推廣和普及，解決了一系列行業問題，但不可否認，該項技術還可以得到更好的改善。目前該技術的發展滯后于我國對于行業發展的需求，行業內的肯定程度也隨之下降，因此要根據實際需求情況，對該技術的發展確定新的方向。

3.1結構的進一步研究和變革

我國目前的選煤技術都需要依靠設備來完成，重介質旋流器選煤技術在以往的工作中表現可圈可點，但是隨著采煤要求和難度不斷加大，該技術不盡如人意，所以在后續的研究中，要針對旋流器的機構進行研究。

目前常用的大直徑三產品重介質旋流器二段筒體采用錐形結構，入料口、底流口尺寸影響設備的處理能力，不適用于矸石含量高的原煤和中煤，為更好的適應需求，應通過對結構問題點的調整對三產品分流器進行改良。

3.2研究加重質和重懸浮液對懸浮效果的影響

根據現階段資源需求情況，對入料煤炭的顆粒組成、分選密度、供介壓力、重懸浮液的流變特性等指標都產生較高的要求，也包括旋流器的直徑，加重質的性質等指標。這時，利用重介質旋流器選煤技術就無法滿足實際需求。還有可能因為指標不達導致整個技術體系出現問題，影響日常工作。

結合市場需求情況來看，加重質的重介質旋流器產品比較單一，不適應生產需求。

要想有效解決這些問題，使重介質旋流器選煤技術得到更好的改善需要對加重質和重懸浮液的性質進行研究，針對性的研究其對分選效果的影響。針對不同的分選條件，應采用的加重質和重懸浮液流變特性，制作出能夠提高分選效果，針對實際生產有指導意義的方式。

3.3研究實踐“等基元灰分“分選

等基元灰分研究在重介質旋流器選煤技術的發展趨勢研究中，也占有一席之地。技術不僅要靠實踐來支撐，同樣需要理論進行指導和幫助，過分側重于實踐會多耗費時間和精力，并且容易造成不必要的損失，還不一定能得到理想的成果。

在實際分選工藝過程中，可以用等基元灰分對不同粒級的煤炭進行分選，實現精煤產率的最大化。

發展趨勢要求結合分選條件與分級力度的實踐，確定最佳分級力度及其相應的分選條件。

3.4建立模塊化選煤廠

根據近幾年煤炭行業關于選煤工作的調研數據來看，由國外公司設計建設的模塊化重介質選煤廠在實際工作中表現比較突出，在工作效果上比較有優勢。模塊化的重介質選煤廠建設周期短、投資低、見效快，能夠快速的進行大規模的生產活動。但是在運營過程中，也表現出很多自身存在的缺陷。

目前我國的模塊化選煤廠工藝較簡單，主要應用重介質旋流器進行分選，使用螺旋分選機來進行粗煤泥的分選，無法實現細粒煤泥的分選，整體分選水平較低。由此可見，結合我國煤炭需求的特點與市場要求，借鑒國外模塊化選煤廠的建設經驗，開發適用于我國需要的模塊化選煤廠建廠技術是目前重要的研究內容，也是未來的發展趨勢。

隨著經濟的發展和對煤炭資源需求的提升，模塊化工廠的建設得到社會多方的關注，應該結合現有技術，充分考慮目前行業內存在的問題和不足，進一步追求整體的技術提升和進步，解決工藝簡單的問題，實現多工藝聯合，提高分選效率和分選水平。

隨著煤炭需求量的增大，我國對采煤工作的重視程度也加大很多，雖然目前重介質旋流器選煤技術已經創造出比較大的價值，但是未來要求新的技術體系和理論體系諸如到該技術中，實現從內到外的技術優化。在研究過程中，保留好的研究成果，實現技術的平穩過度。

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