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潮濕細(xi)粒煤炭(tan)的篩分(fen)理論回顧(gu)

   隨著我國國民經濟的(de)(de)迅速發展，對選(xuan)煤(mei)技(ji)術的(de)(de)要求(qiu)發生了根本(ben)性變(bian)化，以原煤(mei)為(wei)(wei)原料獲取(二次(ci))能源的(de)(de)要求(qiu)在(zai)(zai)不斷(duan)地(di)增長(chang)。而(er)我國大部分(fen)(fen)(fen)礦區的(de)(de)動力煤(mei)具有水(shui)(shui)分(fen)(fen)(fen)高(gao)、粉煤(mei)量(liang)大、粒(li)(li)度越小灰分(fen)(fen)(fen)越低的(de)(de)特(te)點，適宜于(yu)篩(shai)選(xuan)和洗(xi)選(xuan)聯合(he)工(gong)藝，即篩(shai)出的(de)(de)低灰分(fen)(fen)(fen)細(xi)粒(li)(li)煤(mei)直(zhi)接供(gong)應電廠(chang)等用戶，粗粒(li)(li)煤(mei)采用洗(xi)選(xuan)加(jia)工(gong)，以提高(gao)生產率(lv)， 降(jiang)低選(xuan)煤(mei)成(cheng)本(ben)。但(dan)是在(zai)(zai)煤(mei)炭(tan)開采過程中，由于(yu)煤(mei)層滲水(shui)(shui)、井下防塵噴水(shui)(shui)和管理(li)不善等原因常造成(cheng)采出的(de)(de)原煤(mei)外(wai)在(zai)(zai)水(shui)(shui)分(fen)(fen)(fen)在(zai)(zai)7%以上(shang)，而(er)潮(chao)(chao)濕(shi)細(xi)粒(li)(li)煤(mei)炭(tan)在(zai)(zai)外(wai)在(zai)(zai)水(shui)(shui)分(fen)(fen)(fen)和粘(zhan)土成(cheng)分(fen)(fen)(fen)作用下，互相(xiang)粘(zhan)結(jie)成(cheng)團或附著在(zai)(zai)篩(shai)面上(shang)，導致篩(shai)分(fen)(fen)(fen)效率(lv)低下，篩(shai)分(fen)(fen)(fen)過程惡化。當外(wai)在(zai)(zai)水(shui)(shui)分(fen)(fen)(fen)達 7%—14 % 時進行(xing) 6m m 或3mm 篩(shai)分(fen)(fen)(fen)時，一般(ban)振動篩(shai)已很難(nan)完成(cheng)這種篩(shai)分(fen)(fen)(fen)任務(wu)。為(wei)(wei)解決潮(chao)(chao)濕(shi)細(xi)粒(li)(li)煤(mei)炭(tan)的(de)(de)干法深(shen)度篩(shai)分(fen)(fen)(fen)，國內外(wai)對潮(chao)(chao)濕(shi)細(xi)粒(li)(li)物(wu)料的(de)(de)干法篩(shai)分(fen)(fen)(fen)理(li)論進行(xing)了深(shen)入而(er)廣泛的(de)(de)研究。

   在(zai)潮濕細(xi)粒煤(mei)(mei)炭(tan)篩分(fen)(fen)難易(yi)程(cheng)度(du)的評(ping)價方面，英國制定了潮濕細(xi)粒原煤(mei)(mei)干法(fa)篩分(fen)(fen)困難程(cheng)度(du)的評(ping)價方法(fa)(石(shi)德明， 1986)，即其(qi)困難程(cheng)度(du)用(yong)可處(chu)(chu)理(li)性(xing)(xing)指數(shu)來衡(heng)量(liang)。他們(men)把12 kg , 25— Omm 原煤(mei)(mei)從(cong)振動(dong)圓錐卸出(chu)的時(shi)(shi)間(單位為s)定為可處(chu)(chu)理(li)性(xing)(xing)指數(shu)，時(shi)(shi)間越(yue)長(chang)，可處(chu)(chu)理(li)性(xing)(xing)指數(shu)就越(yue)大(da)(da)，干法(fa)篩分(fen)(fen)的困難程(cheng)度(du)也就越(yue)大(da)(da)。當指數(shu)超過5s 時(shi)(shi)，用(yong)普通振動(dong)篩進(jin)行篩分(fen)(fen)已經(jing)很困難。并指出(chu)可處(chu)(chu)理(li)性(xing)(xing)指數(shu)與煤(mei)(mei)炭(tan)粒度(du)組(zu)成、 水(shui)分(fen)(fen)含量(liang)(特別是表(biao)面水(shui)分(fen)(fen)含量(liang))、泥(ni)質頁巖含量(liang)、泥(ni)化(hua)特性(xing)(xing)曲線有關。

在(zai)(zai)顆(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)透篩(shai)(shai)理(li)論(lun)(lun)研(yan)究(jiu)上(shang)，早在(zai)(zai)本(ben)世紀40年代(dai)， Gaudin 在(zai)(zai)其(qi)《選(xuan)礦原(yuan)理(li)》 一書(shu)中(zhong) 就提(ti)(ti)出(chu)(chu)(chu)(chu)了(le)(le)(le) 單 顆(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)透 篩(shai)(shai)概(gai)率(lv)(lv) 理(li)論(lun)(lun)，同期Targgart也在(zai)(zai)其(qi)《 選(xuan)礦手(shou)冊》 一書(shu)中(zhong)提(ti)(ti)出(chu)(chu)(chu)(chu)了(le)(le)(le)單顆(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)的(de)概(gai)率(lv)(lv)篩(shai)(shai)理(li)論(lun)(lun)。隨著(zhu)振動(dong)篩(shai)(shai)的(de)出(chu)(chu)(chu)(chu)現(xian)， 為了(le)(le)(le)描述顆(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)運動(dong)規律， 于 50 年代(dai) Klockhaus 提(ti)(ti)出(chu)(chu)(chu)(chu)物料(liao)(liao)(liao)平均運動(dong)速(su)度(du)(du)公式，并經 Kluge 發展，提(ti)(ti)出(chu)(chu)(chu)(chu)了(le)(le)(le)拋射強度(du)(du)Kv = 3.3上(shang)限值理(li)論(lun)(lun)。60年代(dai)，瑞典學者Mogensen 在(zai)(zai)詳細(xi)研(yan)究(jiu)了(le)(le)(le)單顆(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)透篩(shai)(shai)概(gai)率(lv)(lv)理(li)論(lun)(lun)基礎(chu)上(shang)提(ti)(ti)出(chu)(chu)(chu)(chu)了(le)(le)(le)概(gai)率(lv)(lv)篩(shai)(shai)分(fen)原(yuan)理(li)，為以后研(yan)制概(gai)率(lv)(lv)篩(shai)(shai)奠定了(le)(le)(le)理(li)論(lun)(lun)基礎(chu)(張(zhang)恩廣(guang)， 1990). 70年代(dai)，法國學者布(bu)爾斯特萊因(yin)提(ti)(ti)出(chu)(chu)(chu)(chu)了(le)(le)(le)等厚篩(shai)(shai)分(fen)原(yuan)理(li)，為后來等厚篩(shai)(shai)的(de)研(yan)制提(ti)(ti)供了(le)(le)(le)理(li)論(lun)(lun)基礎(chu)(張(zhang)恩廣(guang)， 1990)。 它是通(tong)(tong)過(guo)調(diao)整篩(shai)(shai)面(mian)(mian)各段的(de)拋射加速(su)度(du)(du)或篩(shai)(shai)面(mian)(mian)傾角，使得物料(liao)(liao)(liao)在(zai)(zai)入料(liao)(liao)(liao)端有較大的(de)拋射強度(du)(du)和運動(dong)速(su)度(du)(du)，促使物料(liao)(liao)(liao)快速(su)分(fen)層，而在(zai)(zai)排料(liao)(liao)(liao)端拋射加速(su)度(du)(du)減(jian)小，排料(liao)(liao)(liao)速(su)度(du)(du)減(jian)慢，這樣(yang)就增(zeng)加了(le)(le)(le)細(xi)顆(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)物料(liao)(liao)(liao)的(de)透篩(shai)(shai)機會，通(tong)(tong)過(guo)這樣(yang)處理(li)使物料(liao)(liao)(liao)在(zai)(zai)沿(yan)整個篩(shai)(shai)面(mian)(mian)長(chang)度(du)(du)方向 上(shang)， 基本(ben)保(bao)持(chi)厚度(du)(du)一致或遞(di)減(jian)，即等厚。80年代(dai)，趙(zhao)躍(yue)民、陳(chen)清如突(tu)破中(zhong)外學者提(ti)(ti)出(chu)(chu)(chu)(chu)的(de)單顆(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)透篩(shai)(shai)概(gai)率(lv)(lv)理(li)論(lun)(lun)， 提(ti)(ti)出(chu)(chu)(chu)(chu)了(le)(le)(le)粒(li)(li)(li)(li)群沿(yan)篩(shai)(shai)面(mian)(mian)長(chang)度(du)(du)方向上(shang)的(de)透篩(shai)(shai)概(gai)率(lv)(lv)分(fen)布(bu)模(mo)型(xing)，并發現(xian)了(le)(le)(le)潮濕細(xi)粒(li)(li)(li)(li)原(yuan)煤干法篩(shai)(shai)分(fen)時，由于顆(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)向的(de)粘附力作(zuo)用(yong)引起篩(shai)(shai)分(fen)分(fen)配曲(qu)線在(zai)(zai)細(xi)粒(li)(li)(li)(li)區(qu)間上(shang)出(chu)(chu)(chu)(chu)現(xian)反常的(de)上(shang)翹(qiao)現(xian)象。進入90年代(dai)， Beenken 把(ba)物料(liao)(liao)(liao)篩(shai)(shai)分(fen)過(guo)程劃分(fen)為單顆(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)、 薄料(liao)(liao)(liao)層和厚料(liao)(liao)(liao)層三(san)個區(qu)域，提(ti)(ti)出(chu)(chu)(chu)(chu)了(le)(le)(le)各區(qu)域的(de)動(dong)力學模(mo)型(xing)；V aisberg 等人(1990) 把(ba)振動(dong)篩(shai)(shai)面(mian)(mian)上(shang)物料(liao)(liao)(liao)分(fen)聚看成瞬(shun)間 “ 爆炸”過(guo)程，建立了(le)(le)(le) 篩(shai)(shai)分(fen)概(gai)率(lv)(lv)模(mo)型(xing)， 1994 年 Brereton 等( 1994) ①)提(ti)(ti)出(chu)(chu)(chu)(chu)篩(shai)(shai)分(fen)機工藝參數對篩(shai)(shai)分(fen)效果的(de)影(ying)響，并提(ti)(ti)出(chu)(chu)(chu)(chu)了(le)(le)(le)評(ping)價準則。

① Brereton , T. etal .， 1994 , The  influence  of  screen  feed  rate  and  length  on  per -formance  characteristics。

德(de)國海(hai)茵·勒曼公司自(zi)60年代以來(lai)經過(guo)幾十年的(de)(de)探(tan)索，提出了潮(chao)濕細(xi)粒煤炭弛張篩分(fen)原理 ，它是(shi)利(li)用篩面(mian)交替地實行(xing)張緊和松弛，使篩面(mian)彎(wan)曲 產生很(hen)大的(de)(de)加速度(du)且(qie)引起(qi)篩孔變(bian)形(xing)，物(wu)料(liao)被垂直拋起(qi)呈跳躍式前進，從(cong)而(er)使潮(chao)濕細(xi)粒物(wu)料(liao)得(de)以良(liang)好(hao)的(de)(de)松散(san)和分(fen)層，使得(de)干法(fa)深度(du)篩分(fen)得(de)以 順利(li)進行(xing)(石德(de)明(ming)， 1986；施密特， 1980 ； Walenzik ， 1985)。

進入90年代，國內(nei)、外學者開始探索潮(chao)濕(shi)(shi)細(xi)粒(li)(li)物料(liao)(liao)的(de)微觀粘(zhan)附(fu)(fu)機理及其對篩分(fen)(fen)(fen)過程(cheng)的(de)影(ying)響(xiang)，德國學者 Norgate和(he)Weller ( 1993 ) 在研究(jiu)潮(chao)濕(shi)(shi)細(xi)粒(li)(li)物料(liao)(liao)篩分(fen)(fen)(fen)過程(cheng)中(zhong)，提出(chu)粘(zhan)著細(xi)粒(li)(li)物料(liao)(liao)篩分(fen)(fen)(fen)模(mo)型，利(li)用(yong)模(mo)型參數和(he)給礦水分(fen)(fen)(fen)含(han)量之(zhi)間(jian)的(de)關系，成(cheng)功預測(ce)了(le)給礦水分(fen)(fen)(fen)變(bian)化對產品質量和(he)鐵礦石干法(fa)篩分(fen)(fen)(fen)設備(bei)的(de)影(ying)響(xiang)。德國學者Hollinder 和(he)Hoberg (1994)從物料(liao)(liao)表面(mian)物理、化學特性的(de)角度詳細(xi)研究(jiu)了(le)潮(chao)濕(shi)(shi)細(xi)粒(li)(li)物料(liao)(liao)在表面(mian)水分(fen)(fen)(fen)作(zuo)用(yong)下互(hu)相粘(zhan)附(fu)(fu)的(de)粘(zhan)附(fu)(fu)模(mo)型，并提出(chu)了(le)減小潮(chao)濕(shi)(shi)細(xi)粒(li)(li)物料(liao)(liao)之(zhi)間(jian) 互(hu)相粘(zhan)附(fu)(fu)粘(zhan)結力的(de)幾(ji)種方法(fa)。我國選(xuan)煤工作(zuo)者從大(da)量的(de)潮(chao)濕(shi)(shi)細(xi)粒(li)(li)物料(liao)(liao)干法(fa)篩分(fen)(fen)(fen)實踐中(zhong)總(zong)結出(chu)潮(chao)濕(shi)(shi)細(xi)粒(li)(li)煤炭低頻大(da)振幅(fu)干法(fa)篩分(fen)(fen)(fen)的(de)經驗方法(fa)(郝鳳印(yin)等， 1993)，其理論問(wen)題趙躍民、劉初升進行了(le)進一(yi)步深(shen)入研究(jiu)。

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