锦界选煤厂关于堵筛现象的原因分析与工艺改进

锦界选煤厂关于堵筛现象的原因分析与工艺改进

艾熙昭马小龙

艾熙昭AIXi-zhao曰马小龙MAXiao-long（神东集团洗选中心锦界选煤厂，榆林719315）（JinjieCoalPreparationPlant，CoalWashingandPreparationCenter，ShendongGroupCo.，Ltd.，Yulin719315，China）

摘要院筛分是煤炭加工过程中的重要环节，它广泛地应用于煤炭加工作业中的分级、脱水、脱介和脱泥等作业。本文主要介绍了筛分过程的影响因素，结合锦界选煤厂等厚筛运行中出现的堵筛现象进行分析，在分析问题的基础上提出了工艺改进的具体解决方案，同时给出了合理性评价。

Abstract:Screeningistheimportantlinkintheprocessofcoalprocessing,anditiswidelyusedintheclassification,dehydration,sculpinganddeslimingofcoalprocessingwork.Thispapermainlyintroducestheinfluencingfactorsofthescreeningprocess,thenanalyzesthescreenblockingphenomenonoftheJinjieCoalPreparationPlant,finallyproposesthespecificsolutionsforprocessimprovementonthebasisofanalyzingtheproblems,meanwhile,givestherationalityevaluation.

关键词院筛分；堵筛；影响因素；工艺改进Keywords:screening；screenblocking；influencingfactors；processimprovement中图分类号院P642文献标识码院A文章编号院1006-4311（2014）27-0035-03

0引言筛分是煤炭加工过程中的重要环节，它广泛地应用于煤炭加工作业中的分级、脱水、脱介和脱泥等作业[1]。筛分不仅为各种选煤方法和分选设备提供合适的入料粒度，而且满足了不同用户对煤炭产品粒度的要求。筛分效率是评定筛分效果好坏的重要指标，在生产运行中如果筛分效率低，入料量高于筛机额定处理量时，可能引发成筛机过载。

这种情况下，现场操作人员须跟踪筛机的运行情况，频繁的询问煤量及筛机驱动电机电流的大小，如果没有及时调整筛机的入料量，还会造成筛机压死，当筛机压死时现场操作人员必须停车处理。这样不仅影响筛机的寿命也会影响生产效率，也加大了现场操作人员的劳动强度。此外筛分效率低也会造成下游设备负荷过大，影响生产效率。同时透筛率低使得更多的筛上物料进入破碎机进行破碎作业以至于造成物料过粉碎，加大煤泥水系统的负荷也会影响经济效益。因此研究筛分过程的影响因素对现场生产、管理操作具有重大的意义。

1锦界选煤厂筛分过程的影响因素分析筛分过程及筛分效率与许多因素有关；如物料性质，筛分设备性能，操作和管理等。

1.1物料性质的影响物料性质包括：粒度特性，含水量，含泥量，形状和密度等[2]。

1.1.1粒度特性的影响粒度特性包括根据粒径大小划分的粒级分类，即原料中所含的难筛粒及阻碍粒相对其它粒级较多时，对筛分过程不利；而所含的易筛粒和非阻碍粒相对其他粒级较多时，对筛分过程有利。表1为锦界选煤厂物料的筛分粒度，图1为锦界选煤厂物料累计粒度曲线。

对锦界洗煤厂原煤颗粒进行粒度分析根据表1和图1可知：小于25mm的物料含量为55.28%，易筛粒含量为48.2%，难筛粒含量为7.09%，阻碍粒含量为22.81%，非阻碍粒含量为21.9%。易筛粒含量和非阻碍粒含量远大于阻碍粒和难筛粒的含量。由此可以判断粒度特性对筛分效果的影响很小。此外，影响筛分过程的粒度特性还包括颗粒形状。锦界选煤厂选择了对原煤颗粒形状适应性较强、开孔率较大的，筛孔为矩形的筛板，大大减弱了颗粒形状对筛分效果的影响。

1.1.2物料密度的影响当物料所有颗粒都同一密度时，密度对筛分效率没有影响。但是，当物料是由不同密度的颗粒组成时，密度对筛分过程将产生影响。锦界选煤厂物料特性如表2所示。

锦界选煤厂的煤中大块矸石含量较小，故不会对细粒的透筛带来较大的影响。

1.1.3物料含水量的影响物料的含水量达到某一范围时，筛分效率急剧下降。且该范围取决于物料性质和筛孔尺寸。一般说，筛孔尺寸越大，含水量对筛分效率的影响就愈小。反之，物料在细孔筛面上筛分时水分影响尤为突出。随着物料所含水分的不断增大，超过这个范围后，颗粒的活动性又重新提高，物料的粘滞性消失，这时，水分反而促进物料透过筛孔。

1.1.4物料含泥量的影响含有结团混合物（如粘土等）的物料，即使在水分很低的情况下，筛分也难以顺利进行。这是因为对于稍有水分就结团的粘土物料，细粒很容易被混在筛上物料中而无法过筛。此外，粘土一旦结团将会堵塞筛孔，并且很难将它从筛孔处清除，也会导致筛分过程难以进行。

1.1.5含水量与含泥量的综合影响在生产运行中含水量和含泥量不可能单独对其影响，往往都是相互结合起来共同制约着筛分过程。其作用机理主要是对于含泥量高的潮湿物料由于其在相互接触时表面水分形成的液面会自发地合并形成液体桥，促使颗粒团聚和在筛面上粘附。而这种能使颗粒团聚和在筛面上粘附的力称之为液桥力[3]。

颗粒间的液桥力包括静态液桥力和动态液桥力两部分，就大多数筛分设备而言，颗粒间的动态液桥力可忽略不计，而静态液桥力的大小主要取决于液桥的含液量（即物料外在水分）、颗粒间距及固液接触角。

锦界选煤厂以长焰煤、不粘煤为为主，属于中高水分煤，要是遇到井下过断层时原煤的外在水分会更大。由表1可知，锦界选煤厂煤泥灰分为21.03%，比25-13mm、13-6mm、6-3mm、3-0.5mm粒级都要高；-0.5mm粒级的煤泥灰份同时也明显高于原煤总灰分，说明原煤泥化现象比较严重。

1.2筛分设备性能的影响筛分设备的性能对筛分过程进行的好坏有直接的影响。筛分设备的性能有两个方面：一是设备的筛分工艺性能；另一是设备的机械性能。

锦界选煤厂筛分车间选用的筛机是美国康威德工业有限公司制造的等厚筛，它的运动特性为直线振动筛，可以使物料在筛面上分散开，原则上有利于细粒透筛，从而提高筛分效率。但该筛机共有三段，在日常生产中第一段的筛板更换次数较频繁，而第三段被高灰细泥的物料覆盖堵塞需要人工手动清理筛板。考虑到煤质情况的要求，及现场工作人员劳动强度等，锦界洗煤厂入料端选择高频率、小振幅及适当的振动强度来减少物料对筛板磨损而出料端我们应选择低频率、大振幅及适当的振动强度来解决堵塞筛孔问题。

1.3操作管理的影响筛分设备的给料，要求均匀，连续，使物料沿整个筛面宽度布满等厚度层。这样不但能充分利用筛面，而且有利于细颗粒的透筛，从而获得较高的处理能力和较好的筛分效率。如果给料量大，筛子的处理能力会提高，但筛分效率却会降低。因为筛子过负荷后，实际上筛子只起溜槽的作用了。因此，筛分设备应尽可能在有较高的筛分效率的同时，提高入料量。及时清理和维修筛面，也是有利于筛分过程的重要条件。

锦界选煤厂采用换仓配煤的方式尽量保证原煤的质量。也采用刮板机中串联的双插板来调整物料均匀给入筛机。于此同时定期的做筛分实验根据粒度组成及筛分情况制定最佳给料量。

2锦界选煤厂原煤筛分机存在的问题与与解决思路锦界选煤厂现有工艺流程为：入洗原煤直接通过筛孔为25mm等厚干法筛分机，筛上物料进入破碎机破碎至25mm以下和等厚筛筛下产品混合作为动力煤产品。

锦界选煤厂原煤筛分机存在的问题：筛分车间的分级筛在第三段被高灰细泥的物料堵塞，使得第三段等效于溜槽，严重影响了筛分效率，加大了破碎机的工作压力，增加了动力消耗，严重影响了物料的透筛效果。

从前面的分析可知，锦界选煤厂筛分车间的分级筛出现了等厚筛第三段细粒级煤堵住筛孔，主要是由于锦界选煤厂原煤含水量和含泥量相对较高，致使含有表面水分的颗粒在相互接触时液面会自发地合并形成液体桥，促使颗粒团聚和在筛面上粘附。如果液桥力减小了堵塞问题也就迎刃而解了。因此，为实现潮湿细粒物料的高效筛分，就要着眼于减小液桥力，减小液桥力的措施有：淤减少散状物料的外在水分；于增加颗粒间距即增大粒群的松散度，让物料充分松散；盂减小填隙流体的表面张力（即增大固液接触角，可以通过添加表面活性物质来实现）。

3锦界选煤厂筛分过程改造方案及合理性根据上述关于筛分影响因素的分析，为了解决筛机运行中出现的物料堵筛问题，提高筛分效率，提出了以下方案：3.1将分级筛的第三段由干法筛分改成湿法筛分，减小颗粒间的液桥力进而解决细泥物料堵筛现象。

具体工艺流程为：入洗原煤经过25mm等厚筛筛分，前两段筛下物料直接成为产品，第三段采用湿法筛分筛孔为8mm，筛上物料直接进入破碎机破碎至25mm以下，筛下物料进入弧形筛脱水，弧形筛筛上物进入煤泥离心机脱水成为产品，弧形筛筛下物和煤泥离心机滤液进入煤泥桶。

表250耀0.5mm自然级浮沉资料表粒级50耀25mm25耀13mm50耀13mm密度级占全样%灰分Ad%占全样%灰分Ad%占全样%灰分<1.3Ad%1.3-1.41.4-1.51.5-1.61.6-1.71.7-1.81.8-2.0>2小计煤泥总计10.976.951.320.650.220.190.461.9822.740.0822.812.597.8214.0631.1341.553.5667.986.2615.0732.7615.135.665.260.810.360.180.180.221.3213.990.1614.162.136.0618.6328.9436.6552.2565.484.9315.1524.7115.2616.6312.212.131.010.40.370.683.336.730.2536.972.437.0615.7930.3539.352.9167.0985.7215.127.4215.18煤泥桶的煤泥水由泵打入分级旋流器，溢流自流至耙式浓缩机，底流经过弧形筛和煤泥离心机脱水掺入最终产品。耙式浓缩机的底流经过加压滤机脱水成为煤泥产品，压滤机滤液和浓缩机的溢流作为全厂循环水使用。

方案评价：增加了产品脱水和煤泥水处理环节，增加了投资，使工艺复杂。该方案能否实施，主要考虑经济性是否可行。

3.2在筛机入料溜槽中安装多排高压喷风头，进行逆风向强力喷风；同时使用疏水性的筛板（聚氨酯筛板）。

高压风尽量是热风，有利于细粒煤的分散松层；使用聚氨酯筛板有效的减小填隙流体的表面张力（即增大固液接触角）一定程度可以阻止颗粒团聚和在筛面上粘附。从而有利于增大潮湿细颗粒的透筛概率，进而有效地缓解堵筛压力。

方案评价：该方案易于实施但容易产生粉尘污染。

3.3对潮湿细颗粒物料进行干法筛分，优化筛机结构，振动参数大型化是关键。常规的振动筛筛面是在一个筛箱支撑下振动的，因整体筛箱受其刚度和强度制约，使参振质量得不到最大的降低，振幅和频率是影响筛分效率的关键参数，只有加大振幅或频率才能改变物料在筛面上的活跃状态，有效降低粘结成团物料群间的摩擦系数，加大物料颗粒在筛面上的流动性。依据这一思路，我们可以考虑采用多单元组合振动筛来解决问题[3,4]。多单元组合振动筛的主要特点是能使物料在筛面上有效的完成“松散———分层———透筛”三个过程。

具体改造后的工艺：原煤经过25mm的多单元组合振动筛，筛上物进入破碎机破碎至25mm以下成为产品，筛下物料直接成为产品。

方案评价：该方案改造简单，但占地面积大，决定因素在于该筛分机能否进行有效筛分，以达到解决问题的目的。该方案可在以后的改扩建中给予考虑。

4结论淤筛分是煤炭加工过程中的重要环节，影响筛分过程的因素包括物料特性和筛分设备以及操作管理，通过对锦界选煤厂物料特性及筛机和操作管理多方面分析，将锦界选煤厂堵筛现象原因主要锁定于含水量和含泥量的综合影响。

于针对锦界选煤厂原煤筛分堵筛现象问题，以及分析原因主要是物料含水量和含泥量的影响，将解决堵筛问题的解决方案主要着眼于减小液桥力。

盂针对锦界选煤厂现有工艺流程的具体问题，提出三种提高筛分效率的工艺改造方案，并给出了合理性评价。

参考文献院[1]谢广元.选矿学[M].北京：中国矿业大学出版社，2005.[2]沈详智.浅析振动筛效率的影响因素[J]援矿业快报，2007.[3]徐文彬，李素妍.潮湿细粒煤干法筛分机的研制与应用[J].煤炭加工与综合利用，2010，5：1-5.[4]焦红光.振动筛分过程解析[M].北京：煤炭工业出版社，