潮湿细粒煤炭筛分过程堵孔机理的研究

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-07-02 原文发表:2007-07-02 人气:2

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摘　要：从理论上分析了潮湿细粒煤团聚的基本行为以及筛分过程的堵孔机理.研究表明，潮湿细泥堵塞筛孔的过程主要分2个阶段：首先是细泥粘附于筛丝上，降低有效筛分面积；其次是结团细泥在筛丝上形成覆盖膜.通过中试实验得出，琴弦式弹性筛面具有很好的自清洗能力，筛网不易堵塞，而且筛分效率高.
关键词：筛分；水分；颗粒团聚；堵孔机理；弹性筛面
中图分类号：TD 921　　　文献标识码：A
文章编号：0253-9993(2000)01-0196-04

Study on the mechanism of aperture blinding in the
screening of moist fine coal

TAO Xiu-xiang　ZHAO Yue-ming　YANG Guo-hua　LIU Chu-sheng
（Department of Energy Utilization and Chemical Engineering,China University of Mining and Technology,Xuzhou　221008, China）

Abstract：The agglomeration of moist fine coal and the mechanism of aperture blinding in screening are analyzed.The theoretical study shows that the aperture blinding by moist fines may be classified into two stages:first,the fines are stuck onto the wires to reduce the opening area of screen;second,a film of moist fines is formed to cover the meshes.A pilot test proves that the elastic screen mesh has good self-cleaning capability,less aperture blinding and high screening efficiency.
Key words：screening;moisture;agglomeration;aperture blinding mechanism;elastic screen mesh

　　筛分是煤炭加工利用过程的一个重要环节，特别是潮湿细粒煤炭的干法深度筛分(6 mm,3 mm)是近年来筛分技术研究的重要课题.煤炭在开采过程中，由于煤层渗水、井下防尘喷水和其它管理不善等原因造成原煤外在水分在7%以上.而这种潮湿细粒煤炭由于粒度小、比表面积大，加上有外在水分和粘土等成分的存在，致使相互粘结成团，并附在筛面上堵塞筛孔，从而导致筛分效果变差，筛分过程恶化.笔者在分析潮湿细粒粒群团聚机理的基础上，提出潮湿细粒煤炭的聚团过程和堵孔机理，寻求解决堵孔问题的方法和途径.

1　潮湿细粒物料团聚的机理及其对筛分过程的影响

1.1　团聚机理
　　潮湿细粒煤炭由于表面吸附水分而形成水化膜，当表面水多到粒子接触点处形成透镜状或环状的液相时，开始产生液桥力而导致粒子间附着力的增大，形成二次、三次粒子，促使颗粒团聚.
　　液桥力对粒子粘附成团有重要的作用，Fisher对液膜附着力的理论进行了较全面的研究.液膜作用、粒子间吸附力可以用下式进行计算(图1)^［1］，即

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图1　颗粒间的液膜附着力
Fig.1　Adhesive force of liquid film between the particles

(1)

式中，R₁，R₂为液面和液环的曲率半径；σ为液体的表面张力.
　　可以看出，液环的半径R₂越大，其吸附力越大.
　　潮湿细粒粒群煤炭的整体团聚力取决于颗粒接触点上的内聚集力，可用张力强度σ_T来表征.对于单一直径随机堆积的料层

(2)

式中，ε为粒群堆积空隙度；F为内聚力；d为颗粒直径.
　　根据煤炭的粒度分布情况堆积特性，料层的空隙一般不会全部被液体充填，其张力强度σ′_T是液体饱和度ω的函数，即

(3)

式中，Δp为毛细压力；f(θ)为粘附力；θ为接触角；ω为液体饱和度.
　　表面潮湿的煤炭其团聚状态，除了受液桥力的作用外，还要受到范德华力和粘土类矿物的粘附力等作用.潮湿细粒煤炭的团聚是一个综合作用的结果.
1.2　对筛分的影响
　　潮湿细粒煤炭的粒度组成、表面水分及细泥含量对筛分过程有着很大的影响，而且往往既相互制约又相互联系.试验结果表明：当原煤干燥无外水时，原煤中细粒含量(包括细泥含量)越多，筛分效率就越高；当外在水分增加到一定程度时(如大于7%)，细粒含量和细泥含量的增加都会使筛分效率降低.概率筛的全筛分效率与入筛原煤中细泥含量及外在水分之间的关系如图2所示.

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