干法末煤跳汰机分选褐煤的实际效果

任彦卿，任彦东，杨秀红，夏玉才，吴树权，孙 鹤，任尚锦，李跃功

(1.唐山开远科技有限公司，河北 唐山 063000；2.内蒙古绿圣新能源有限公司，内蒙古 鄂尔多斯 017000)

1 概 述

内蒙古瑞光煤矿生产两种褐煤:一种硫分为1.95%，高位发热量为25.41 MJ/kg；另外一种原煤含矸率6%左右，硫分为1.47%，高位发热量为26.13 MJ/kg。由于高硫煤无法满足市场要求，为此，该矿引入干法末煤跳汰机分选系统，要求无机硫降硫率40%～60%，发热量提高836 kJ/kg。

2 干法末煤跳汰机分选机结构及工作原理

TFX-9干法末煤跳汰机分选系统如图1所示。

干法跳汰机同湿式跳汰机的工作原理基本一样，区别在于湿式跳汰机的分选介质是水，而干法跳汰机的分选介质是空气。

1—入料系统(1.1料仓1.2圆板给料机1.3入料槽)；2—分选床(2.1床旁板2.2振动电机2.3稳压筛板2.4预处理风室 2.5重选风室2.6 中选风室2.7 轻选风室2.8分选床面2.9摊平装置)；3—脉动供风系统(3.1圆盘脉动供风器3.2风阀3.3风筒3.4鼓风机)；4—卸料系统(4.1矸1圆盘卸料器4.2矸2圆盘卸料器4.3中煤圆盘卸料器4.4接料器 4.5接料槽)；5—除尘系统(5.1吸尘罩5.2吸尘管道5.3旋风除尘器5.4脉冲除尘器5.5引风机)；6—机架(6.1吊挂6.2支架)；7—密度测控系统(7.1密度测定仪7.2控制系统)图1 TFX-9干法末煤跳汰机分选系统

干法跳汰机分选床体从前到后分为三个分选段。在每个分选段中，煤流在分选床体振动和上升脉动气流的共同作用下，逐渐松散分层，重产物逐渐沉入床层底部，轻产物逐渐浮到床层上部，从而完成一个分层过程。

原煤给入第一分选段，当第一个分层过程完成后，重产物由排料机构排出体外作为矸石，轻产物自动溢流至第二分选段；以此类推，出低灰矸石，中煤，自动溢流精煤产品，共有4种产品。

干法跳汰机分选大于1 mm物料：床面采用两层筛板间填充陶瓷球，上筛是1.2 mm孔经不锈钢筛板，床上有摊平装置，稳定风量风压；脉动气流上升有利于细物料松散析离；入料宽度与床体宽度一样，入料均匀；床底卸重产品，形成床层底部重物料，及时排料；轻物料经三段分选后在床尾端排出，分选时间长，精度高。

风力摇床是物料在分选床体振动和上升气流的共同作用下，逐渐松散分层，沉入床层底的重产物，由纵向倾角床面搬运到床尾排出为矸石，轻产物逐渐浮到床层上部，由横向倾角床面排出中煤和精煤。

风力摇床只能分选大于5 mm粒级物料：床面是一层5 mm孔径橡胶筛板，床上的物料易堆积，出现风柱；恒定气流上升不利，细物料松散析离；分层后的重物料在床底，搬运到床尾端排出，在床面时间太长；轻物料在床上很快排出，分选时间短。

3 干法末煤跳汰分选系统工艺布置及设备清单

3.1 干法末煤跳汰分选系统工艺布置

TFX-9干法末煤跳汰机分选系统工艺布置如图2所示。原煤进入25(20) mm分级筛进行分级，筛上物料进入破碎机破碎后返回25(20) mm分级筛，筛下物由入选胶带机运到干法末煤跳汰机分选，选出矸石、低灰矸石、中煤和精煤4个产品，根据用户要求指标分别合并出最终产品，再分别由各自的胶带输送机运至系统之外。

图2 TFX-9干法末煤跳汰机分选系统工艺布置

供风系统采用脉动开路方式，适应性较强，分选效果较好。除尘系统采用旋风除尘器与布袋除尘联合开路方式。煤尘经电动卸灰阀和螺旋输送机转载至精煤胶带机，和精煤混合后作为最终精煤。

3.2 干法末煤跳汰机分选系统设备清单

TFX-9干法末煤跳汰机分选系统设备清单见表1。

表1 TFX-9干法末煤跳汰机系统设备清单

由表1可以看出，TFX-9干法末煤跳汰机分选系统，共引入设备29台套，总装机容量361.5 kW。

4 干法末煤跳汰机分选效果

干法末煤跳汰机分选1～13 mm粒级煤，一般可能偏差E=0.192～0.225。由于褐煤易于泥化，浮沉有误差，用无机硫降硫率和提热量为考核指标。采用TFX-1干法末煤跳汰机做褐煤分选半工业试验，分选效果:降硫率67.77%，提热量2 336.62 kJ/kg；原煤量<1.8 kg/L密度级占92.81%，精煤量98.77%，精煤含矸率1.67%，提高量5.96%，含矸率降5.52%。在此基础上采用TFX-9干法末煤跳汰机分选褐煤,降硫率为61.40%，无机硫降硫率78.07%，发热量提高1 191.30 kJ/kg。

4.1 褐煤性质

褐煤是煤化程度最低的年轻煤种，其特点为内在水分高、易风化、易自燃(硫分高更易自燃)、易泥化(不适于洗选加工)、发热量低、易碎。

4.2 TFX-1干法末煤跳汰机选褐煤半工业试验分选效果

瑞光煤矿原煤为褐煤，全硫分1.65%，有机硫0.54%，全水26.51%，高位发热量25.92 MJ/kg，含矸率7.19%。高硫分煤要脱无机硫，必须细碎解离，褐煤湿选不适应，只有用干法末煤跳汰机分选细粒煤。2020年4月22日瑞光煤矿用TFX-1干法末煤跳汰机做褐煤半工业试验，入料粒度0～20 mm，处理量在8 t/h左右，硫分0.504%，降硫率65.24%，提热量2.34 MJ/kg，达到要求指标。原煤量小于1.8 kg/L密度级占92.81%，大于1.8 kg/L密度级占7.19%，选后精煤量98.77%，精煤含矸率1.67%，分选效果较好，见表2、表3。

由表2可见：

(1)原煤硫分1.45%，发热量24.82 MJ/kg，精煤硫分0.465%，发热量27.17 MJ/kg，降硫率67.77%，提热量2.34 MJ/kg，达到降硫率40%～60%、提热量0.84 MJ/kg的指标要求；

(2)中煤合到精煤，产率89.09%，硫分0.504%，发热量27.12 MJ/kg，降硫率65.24%，提热量2.29 MJ/kg，也达到要求指标。

由表3可见，原煤量小于1.8 kg/L密度级占92.81%，大于1.8 kg/L密度级占7.19%，精煤量达到98.77%，精煤含矸率1.67%，精煤提高量5.96%，精煤含矸率降5.52%，试验分选效果较好。

4.3 TFX-9干法末煤跳汰机分选褐煤效果

为考查TFX-9干法末煤跳汰机的分选效果，抽取了2020年10月12日—11月19日连续生产40 d的取样及化验结果列于表4。在上述取样时段内，实测原煤处理量在112 t/h左右，入选上限为25 mm。

表2 0～20 mm粒级褐煤干法跳汰半工业试验分选效果

表3 20～1 mm粒级原煤、精煤产品浮沉试验结果

表4 40 d取样及化验结果

从表4可以看出：

(1)稳定生产达到分选效果。① 高硫高灰原煤，粒度0～25 mm，全硫分1.95%，发热量25.41 MJ/kg。干法分选后，精煤全硫分降到0.71%，比原煤降低了1.24个百分点，降硫率63.59%，无机硫降硫率84.92%。发热量达到26.95 MJ/kg，比之原煤提高了1.54 MJ/kg。尾煤中含硫20.40%。② 低硫低灰原煤，粒度0～20 mm，全硫分1.47%，发热量为26.13 MJ/kg。干法分选后，精煤全硫分达到0.61%，比原煤降低了0.86个百分点，降硫率58.50%，无机硫降硫率69.90%。发热量达到26.97 MJ/kg，比之原煤提高0.84 MJ/kg。尾煤中含硫18.11%。

(2)提热量与原煤热量有关。也可说与原煤含矸率有关，含矸率大灰分高、热量低。原煤含矸率大分选后排矸率大，热量提高幅度大。高灰原煤选后发热量提高1.54 MJ/kg，低灰原煤选后提高0.84 MJ/kg，相差0.7 MJ/kg。

(3)降硫率与原煤硫分有关。高硫原煤全硫1.95%，精煤硫分0.71%，降硫率63.59%；低硫原煤全硫分1.47%，精煤硫分0.61%，降硫率58.50%；高硫煤选比低硫煤选降硫率高5.09%，可见高硫煤便于脱硫。

(4)产品数依据降硫率。三种产品，原煤硫分1.54%，精煤硫分0.57%，降硫率62.99%；二种产品：原煤硫分1.54%，精煤硫分0.83%，降硫率46.10%；三种产品比二种产品降硫率高16.89%，可见中煤合到精煤，脱硫效果不理想。

(5)降硫率与物料解离度有关。原煤入料粒度小于25 mm，硫分1.54%，精煤硫分0.83%，降硫率46.10%；原煤入选粒度小于20 mm，硫分1.47%，精煤硫分0.61%，降硫率58.50%；入料小于25 mm粒级分选比入料小于20 mm粒级分选降硫率低12.40%，可见物料粒度越小，解离程度越高，降硫率越高。

5 干法末煤跳汰机分选褐煤的前景

我国褐煤探明保有资源量为1291.32×108t，占全国探明保有资源量的12.69%，主要分布于内蒙古东部，黑龙江、吉林东部、云南东部及新疆等地区。根据褐煤性质特点，湿选泥化严重、洗耗过大、选后产品水分高，不适应湿选，只能用干选提质。干选细粒煤用干法末煤跳汰机，分选效果好，加工成本较低(1.35元/t)，除自身独立选工艺外，也可与其他选联合工艺：① 干法末煤跳汰机自身独立工艺流程；入料粒度范围是<25(13.6) mm；② 与风力摇床(CFX差动干选机、FX俄式、FGX复合式)联合工艺流程，75～13(25) mm块煤用风力摇床；③ 与γ射线自动选矸机或X照射选矸机选联合工艺流程，>25 mm块煤用选矸机；④ 与褐煤干燥联合工艺流程。

6 结 语

干法末煤跳汰机选细粒褐煤，不用水，系统简单，投资少，功耗低。在瑞光煤矿的生产实践表明：一种原煤破碎到小于25 mm粒度，全硫分为1.95%，发热量为25.41 MJ/kg；选后精煤硫分达到0.71%，发热量达到26.95 MJ/kg，无机硫降硫率84.92%，提高热量1.54 MJ/kg；尾煤中含硫20.40%。另一种原煤破碎到小于20 mm粒级，全硫分为1.47%，发热量为26.13 MJ/kg。选后精煤全硫分达到0.61%，发热量达到26.97 MJ/kg，无机硫降硫率69.90%。提高热量0.84 MJ/kg。尾煤中含硫18.11%。分选达到了用户要求的指标，为煤矿带来显著的经济效益。生产降硫效果与半工业试验降硫效果很接近。

探索影响提热降硫的因素：原煤发热量越低，提高热量幅度越大；原煤硫越高，降硫率越高，越有利脱硫；多产品有利质量调节，根据脱硫率，确定出几种产品；入选粒度越小解离度越高，越有利物料脱硫。

我国褐煤储量大，采用干法末煤跳汰机分选褐煤的前景光明，分选细粒物料时，加工成本低，与其他工艺联合分选，可发挥各工艺优势。