本发明涉及煤炭分选技术领域，具体涉及一种煤炭干法分选方法。
背景技术：
我国是世界上最大的煤炭生产和消费国，煤炭在我国国民经济增长和社会发展中占有极其重要的地位。煤炭为我国国民经济增长做出重大贡献的同时也带来了严重的环境污染，选煤可从源头治理煤炭引起的污染，是洁净煤技术中最经济和有效的方法。但现行的煤炭分选普遍采用湿法方法，需要消耗大量的水。我国西北地区水资源短缺，湿法选煤方法受限，同时，褐煤、次烟煤等低阶煤种遇水易泥化。因此，现行湿法分选的分选过程具有消耗水量大，投资高，工艺复杂，产品结构较为固定不够灵活等缺点。
解决上述缺水地区煤和遇水易泥化煤难以有效分选的途径包括干法选煤技术。但现行干法分选的粒度下限均>6mm。粒度<6mm粉煤的分选难度在于粒度细、煤与矸石的密度差小。
技术实现要素：
本发明为弥补现有技术的不足，提供了一种煤炭干法分选方法，可实现粒度<6mm粉煤的有效分选，具有不用水、投资少、工艺简单、产品灵活、经济效益显著，实现全粒级分选等优点。
本发明为达到其目的，采用的技术方案如下：一种煤炭干法分选方法，包括如下步骤：
1)将原煤放入
筛分机中分级，分出筛上粗粒产物和筛下细粒产物；
2)将步骤1)所得筛上粗粒产物给入干法分选机分选，分离成粗精煤和矸石；
3)将步骤1)所得筛下细粒产物输送至脉动气流分选机中进行气流分选，分离得到粉精煤和高灰粉煤；
4)在步骤3)中脉动气流分选机的粉精煤排料处连接除尘装置，通过除尘装置收集得到微细粉煤。
在本发明的方法中，所述步骤1)中，筛分机采用但不限于弛张筛或直线
振动筛等，所述筛分机的筛分粒度依据煤质特征及用户要求而定，筛孔尺寸可≤6mm，如6mm、3mm等。
在本发明的方法中，所述步骤2)中，所述干法分选机选自如tds智能
干选机的x射线智能干选机，或者空气重介质流化床干法分选机、复合式干法分选机等。
在本发明的方法中，所述步骤3)中，气流分选时，通过调节脉动气流和恒定气流大小进而调控分选密度，分离得到粉精煤和高灰粉煤。在具体的实施方案中，恒定气流的风量在210-290m3/h，脉动气流的风量在20-50m3/h，脉动周期为0.5-2s范围内可实现对粉煤的有效分选，分选密度在1.4-1.7g/m3之间，分选过程的具体操作参数要依据煤质特性和用户质量要求来确定。其中，高灰粉煤密度大于粉精煤，高灰粉煤的灰分高于粉精煤。气流分选的入料为粉煤，轻产物为粉精煤、重产物为高灰粉煤。
在本发明的方法中，所述步骤3)中，所述脉动气流分选机选用变径脉动气流分选机，采用变径的结构主要是为了增加物料在分选区域的停留时间，同时变径结构可以改变分选区域的风速，与脉动气流配合可以使颗粒在分选区域进行震荡，提高分选精度，对分选密度有微弱的影响，变径结构的锥比优选采用1/25-1/5，如1/25、1/20、1/15、2/25、1/10、1/5等；锥比为分选柱最大横截面直径和最小横截面直径之差与该段分选柱高度的比值。所述锥比若不在此优选范围则会导致分选后的精煤回收率或精煤质量降低，同时错配现象会加重，ep值会升高，会影响分选效果。
优选地，其变径结构采用分段式设计，方便维护、检修和清理粉尘。脉动气流分选机在分选过程中同时通入脉动气流和恒定气流，通过恒定气流和脉动气流的共同作用使粉精煤和高灰粉煤分离。在具体的实施方案中，将步骤1)所得筛下细粒产物经给料器均匀给入变径脉动气流分选机。
在本发明的方法中，所述步骤4)中，除尘装置用于控制分选过程的粉尘污染，同时回收除尘粉煤；其具体采用但不限于旋风
除尘器+布袋除尘器的复合除尘装置，达到有效控制粉尘，回收除尘粉煤的目的。
在本发明中，气流分选是有粒度范围的，当粉煤粒度过小时，会直接进入轻产物段，也会造成粉尘污染，同时这部分粉煤可能会污染粉精煤，因此需要除尘装置来收集，可以解决粉尘污染问题，同时收集除尘粉煤，可依据其煤质特性将其与粉精煤或高灰粉煤混合，也可独自成为产品。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1.本发明在分选过程不需要任何水，有效解决了缺水地区煤和遇水易泥化煤难以有效分选的问题；
2.本发明分选介质为空气，且不需要进行脱水处理，设备结构简单，因此投资少，能耗低；
3.本发明相比于湿法分选，没有脱水作业和煤泥水处理，因此具有工艺简单的优点；
4.根据各粒级煤质分布和用户对煤炭质量的要求，本发明分选出的粗精煤可与粉精煤合并或单独销售，除尘粉煤可与粉精煤或高灰粉煤混合，也可独自成为产品，具有产品灵活的优点；
5.本发明相比于现有干法分选技术，着重对粉煤的分选进行了研究，解决了现有干法分选技术分选下限高的问题，实现了煤炭的全粒级分选。
综上所述，本发明具有不用水、投资少、能耗低、工艺简单、产品灵活、经济效益显著等特点，适合工业化大规模应用。
附图说明
图1为本发明示例一煤炭干法分选方法的工艺流程图。
图中标记说明如下：10-直线振动筛，20-tds智能干选机，30-脉动气流分选机，40-除尘装置。
具体实施方式
下面结合实施例和附图，对本发明予以进一步的说明，但本发明不限于所列出的实施例，还应包括在本发明申请所附权利要求书定义的技术方案的等效改进和变形。
如图1所示，本发明示例一提供了一种煤炭干法分选方法，包括如下步骤：
s1：将<200mm的原煤放入直线振动筛中分级，筛孔尺寸为6mm，分出>6mm的筛上粗粒产物和<6mm的筛下细粒产物；
s2：将步骤s1所得筛上粗粒产物给入tds智能干选机分选，分离成粗精煤和矸石；
s3：将步骤s1所得筛下细粒产物经给料器均匀给入变径脉动气流分选机中进行气流分选，气流分选中的恒定风量为250m3/h，脉动风量为30m3/h，脉动周期为1s，脉动气流分选机的变径段锥比为2/25。通过恒定气流和脉动气流的共同作用使粉精煤和高灰粉煤分离，实现了对粉煤的有效分选，分选密度在1.5g/cm3。
s4：在步骤s3中脉动气流分选机的粉精煤排料处连接除尘装置，通过除尘装置收集得到微细粉煤。
本实施例中，筛分机为直线振动筛，筛孔尺寸为6mm；干法分选机采用tds智能干选机；脉动气流分选机采用分段式设计的变径结构；除尘装置采用旋风除尘器，脉动气流分选机的轻产物排料端(粉精煤排料处)与除尘装置连接。
图1所示各装置为本领域常规设备，根据其名称或功能可获悉其结构设置，不再赘述，当然在其它实施例中也可以采用具有相同功能的类似设备。如图1所示，本发明示例一获得了包括粗精煤、矸石、粉精煤、高灰粉煤及除尘粉煤(微细粉煤)。原煤灰分为35.4％，6-200mm的原煤被tds分选机分为粗精煤和矸石，分离效率大于90％，基本实现粗精煤和矸石的完全分离，小于6mm的粉煤进入变径脉动气流分选机及除尘后分为粉精煤、高灰粉煤和除尘粉煤，其中粉精煤灰分相较于原煤可降低18％-25％，分选后的灰分为10％-17％，粉精煤产率为60％-75％，高灰粉煤灰分在70％以上，除尘粉煤灰分在30％左右，产率在10％以下。
根据各粒级煤质分布和用户对煤炭质量的要求，分选出的粗精煤可与粉精煤合并或单独销售，除尘粉煤可与粉精煤或高灰粉煤混合，也可独自成为产品。
与示例一类似，本发明示例二提供了一种煤炭干法分选方法，包括如下步骤：
s1：将<200mm的原煤放入弛张筛中分级，筛孔尺寸为3mm，分出>3mm的筛上粗粒产物和<3mm的筛下细粒产物；
s2：将步骤s1所得筛上粗粒产物给入tds智能干选机分选，分离成粗精煤和矸石；
s3：将步骤s1所得筛下细粒产物经给料器均匀给入变径脉动气流分选机中进行气流分选，气流分选中的恒定风量为210m3/h，脉动风量为20m3/h，脉动周期为0.5s，脉动气流分选机的变径段锥比为1/5。通过恒定气流和脉动气流的共同作用使粉精煤和高灰粉煤分离，实现了对粉煤的有效分选，分选密度在1.4g/cm3。
s4：在步骤s3中脉动气流分选机的粉精煤排料处连接旋风除尘器，通过其收集得到微细粉煤。
本发明示例二同样也获得了粗精煤、矸石、粉精煤、高灰粉煤及除尘粉煤，有效实现了<6mm粉煤的干法分选。原煤灰分为35.4％，6-200mm的原煤被tds分选机分为粗精煤和矸石，分离效率大于90％，基本实现粗精煤和矸石的完全分离，分选后的粉精煤灰分相较于原煤降低22％-28％，灰分在7％-13％之间，产率为40％-55％，高灰粉煤灰分在60％以上，除尘粉煤灰分在30％左右，产率在10％以下。与示例一相比，示例二分选的粉精煤产率和灰分同时降低，但是粗精煤和除尘粉煤的产率和灰分基本不变。通过这两个典型示例说明本发明具有一定的灵活性，可根据质量要求改变结构和操作参数，以达到分选的目的。
对比例1
与示例一类似，不同之处在于：气流分选中的恒定风量为400m3/h，脉动风量为100m3/h，脉动周期为5s，分选后的粉精煤产率为90-95％，灰分在29％-33％之间。该对比例中由于主动风量过大，脉动风量影响降低，使得几乎所有的原煤全部被吹出变成轻产物。
对比例2
与示例一类似，不同之处在于：脉动气流分选机的变径段锥比为1/35，分选后的粉精煤产率为55-60％，灰分在9％-14％之间。该对比例中由于锥比过小，使得气速在变径段的变化不明显，变径结构强化颗粒分离的作用被削弱，使得靠近实际分选密度的颗粒出现错配现象的概率增加，导致精煤质量降低，影响分选效果。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动均在本发明涵盖的精神范围之内。
技术特征：
1.一种煤炭干法分选方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)将原煤放入筛分机中分级，分出筛上粗粒产物和筛下细粒产物；
2)将步骤1)所得筛上粗粒产物给入干法分选机分选，分离成粗精煤和矸石；
3)将步骤1)所得筛下细粒产物输送至脉动气流分选机中进行气流分选，分离得到粉精煤和高灰粉煤；
4)在步骤3)中脉动气流分选机的粉精煤排料处连接除尘装置，通过除尘装置收集得到微细粉煤。
2.根据权利要求1所述的煤炭干法分选方法，其特征在于：所述步骤1)中，筛分机采用但不限于弛张筛或直线振动筛。
3.根据权利要求1或2所述的煤炭干法分选方法，其特征在于：所述步骤1)中，筛分机的筛孔尺寸≤6mm，优选为3-6mm。
4.根据权利要求1所述的煤炭干法分选方法，其特征在于：所述步骤2)中，干法分选机选自x射线智能干选机，空气重介质流化床干法分选机或复合式干法分选机，优选x射线智能干选机。
5.根据权利要求1所述的煤炭干法分选方法，其特征在于：所述步骤3)中，气流分选时，通过调节脉动气流和恒定气流大小进而调控分选密度，分离得到粉精煤和高灰粉煤。
6.根据权利要求5所述的煤炭干法分选方法，其特征在于：所述步骤3)中，气流分选时，设定恒定气流的风量在210-290m3/h，脉动气流的风量在20-50m3/h，脉动周期在0.5-2s范围内，以实现对粉煤的有效分选，分选密度在1.4-1.7g/m3之间。
7.根据权利要求1或5所述的煤炭干法分选方法，其特征在于：所述步骤3)中，所述脉动气流分选机选用变径脉动气流分选机。
8.根据权利要求7所述的煤炭干法分选方法，其特征在于：所述变径脉动气流分选机的变径结构采用分段式设计。
9.根据权利要求7或8所述的煤炭干法分选方法，其特征在于：所述变径脉动气流分选机中变径结构的锥比为1/25-1/5。
10.根据权利要求1-9任一项所述的煤炭干法分选方法，其特征在于：所述步骤4)中，所述除尘装置采用旋风除尘器和/或布袋除尘器。
技术总结
本发明公开了一种煤炭干法分选方法，包括如下步骤：1)将原煤放入筛分机中分级，分出筛上粗粒产物和筛下细粒产物；2)将步骤1)所得筛上粗粒产物给入干法分选机分选，分离成粗精煤和矸石；3)将步骤1)所得筛下细粒产物输送至脉动气流分选机中进行气流分选，分离得到粉精煤和高灰粉煤；4)在步骤3)中脉动气流分选机的粉精煤排料处连接除尘装置，通过除尘装置收集得到微细粉煤。本发明可实现粒度<6mm粉煤的有效分选，具有不用水、投资少、工艺简单、产品灵活、经济效益显著，实现全粒级分选等优点。
技术研发人员：韦鲁滨;张振;朱长勇;杨永峰;连永强;朱学帅;余建文;陈龙;杨熙祖
受保护的技术使用者：国家能源集团宁夏煤业有限责任公司
技术研发日：2020.12.08
技术公布日：2021.03.12
声明：
“煤炭干法分选方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：国家能源集团宁夏煤业有限责任公司
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2024年07月26日 ~ 28日 
