“煤炭清洁高效干法分选”专栏_中国煤炭行业知识服务平台

“煤炭清洁高效干法分选”专栏

来源：《洁净煤技术》2021年第5期

为总结、交流煤炭清洁高效干法分选技术的最新成果，激发对干法选煤关键技术的讨论，推动科技成果落地，促进煤炭清洁高效干法加工利用，《洁净煤技术》特别组织策划“煤炭清洁高效干法分选”专栏。专栏围绕煤炭清洁高效干法分选问题，在基础理论、工艺设计、智能化、发展趋势等方面进行广泛征稿，经严格同行评审，汇编出版。

同时，谨以本专栏纪念中国矿业大学教授、我国著名矿物加工专家、矿物加工学科的奠基者和开拓者之一、我国“干法选煤之父”陈清如院士。

行业视野: 煤化工
类别; 21个
关键词; 33位
专家; 8篇
论文; 4430IP
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《洁净煤技术》2021年第5期封面

作者(Author)：《洁净煤技术》

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《洁净煤技术》2021年第5期目次

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“煤炭清洁高效干法分选”专栏特约主编致读者——纪念我国“干法选煤之父”陈清如院士

作者(Author)：赵跃民

摘要：　　

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黑山露天矿薄煤层煤炭干法分选

作者(Author)：陈建强, 李功民, 夏云凯, 张博, 陈增强, 闫光辉, 盛成, 赵跃民, 段晨龙

摘要：基于黑山露天煤矿气候环境采用干法分选工艺对该地区煤炭进行提质。为明晰原煤可选性，对黑山露天矿薄煤层进行了煤质资料分析，确定了煤种及原煤质量，分析了原煤浮沉特征。同时对80～0 mm原煤进行了分选试验，通过床层颗粒能量分布确定了分选过程中床层密度分布规律，采用响应面交互试验分析了各因素对灰分离析度的影响，确定了最佳分选条件，并用分选试验验证了该分选技术的可行性。结果表明，黑山露天矿薄煤层原煤属中等可选，随频率、振幅和气速的增加（均会引起能量增加），密度分布差异和灰分离析度呈先增加后减小的趋势，合适的床层能量输入有利于颗粒按密度离析分层。响应面分析表明灰分离析度对各因素变化敏感性较高，在频率32 Hz，振幅2.8 mm，气速0.6 m/s时，灰分离析度最大为0.98。在最佳分选条件下，80～0 mm原煤分选密度为1.97 g/cm3，可能偏差E为0.22 g/cm3，精煤产率为74.92%，精煤灰分为21.77%；对13～0 mm精煤再选后，灰分较主选精煤降低6.79%，80～0 mm精煤综合产率为66.99%，灰分为17.91%，干法分选工艺可有效提高黑山矿薄煤层的产品煤质量。

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干法重介质流化床多元加重质流化特性与低质煤高效分选

作者(Author)：姜永宁, 齐健, 巴玉龙, 王庆飞, 张真兴, 郭君伟, 张博

摘要：煤炭气固流态化干法分选是干旱缺水及高寒地区细粒煤分选提质、矿物加工以及固废资源化的重要途径，工业应用潜力大。目前，用于分选的流化床已有较多研究，其基础理论研究也较为深入，研究领域包括流化床的形成、流化床空气动力学以及流化床流动模型与模拟等，但干法重介质流化床的低密度分选技术和密度调节范围仍待完善。加重质的合理选择对干法重介质流化床选煤具有重要意义,其与流化床干法选煤系统的净化回收流程、分选机的操作参数及分选效果密切相关。采用干法重介质流化床对二元加重质单一组分、窄粒级、宽粒级以及三元加重质在流化床中的流化特性进行研究，对比分析磁铁矿粉、硼铁矿粉流化特性、膨胀率与粒度的关系。试验结果表明，磁铁矿粉和硼铁矿粉均能达到良好的流化状态。随加重质粒度的减小，起始流化气速显著降低，膨胀性能逐渐增强。与150～125 μm硼铁矿粉和74～45 μm磁铁矿粉混合相比，125～74 μm硼铁矿粉与74～45 μm磁铁矿粉混合后的床层压降波动较大。300～74 μm粒级硼铁矿粉与74～45 μm粒级磁铁矿粉在9种不同质量配比下，床层压降均无明显波动。随加重质粒度的减小，膨胀性能逐渐增强；窄粒级二元加重质混合均匀程度随硼铁矿粉含量的增加而提高；宽粒级二元加重质混合时，稳定流化后的流化曲线随细粒级的增多而波动加剧，难以形成稳定的分选环境；随着煤粉含量增加，三元加重质的流化效果逐渐变差。为保证流化床床层密度较好的均匀稳定性，三元加重质中煤粉含量不宜超过15%。

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干法重介质流化床煤炭颗粒受力特性与分选研究

作者(Author)：戴林, 房淑海, 李思维, 吕冠男, 柴学森, 段晨龙, 周恩会

摘要：近年来，干法重介质流化床干法分选技术的快速发展为世界干旱缺水地区的煤炭洁净分选提质提供了一条有效途径。在干法重介质流化床中，上升气流驱动加重质颗粒流化形成具有似流体性质的气固两相流床层，营造适合煤炭分选的均匀稳定的流态化环境。入选煤炭颗粒在床层中迁移、浮沉，受到自身重力、气流曳力、介质阻力、床层浮力等多种力的综合作用按密度分选。煤炭颗粒物性特征、床层密度分布、流化床操作参数等是影响煤炭颗粒受力特征、沉降特性及分选效果的关键因素。为此，着重研究了加重质颗粒在流化过程中的迁移过程和床层密度空间分布规律，定量评估了床层密度均匀稳定性；研究了颗粒粒度、密度、浸没深度与流化气速对入选煤炭颗粒受力特性的影响规律，采用响应面分析方法对比了不同影响因素的扰动规律与影响程度，建立了表征各影响因素与煤炭颗粒综合受力关系的关联式；确定了入选煤炭颗粒各密度组分的迁移路径与稳定分布区域。研究结果表明：以磁铁矿粉（0.3~0.074mm，2.36 g/cm3）与玻璃微粉（组成的0.3~0.074mm，1.14 g/cm3）组成二元加重质作为流化介质颗粒可以形成密度均匀的气固流化床层，二元加重质颗粒混合均匀稳定，床层密度波动控制在±0.01g/cm3以内；各主要影响因素对入选颗粒受力影响显著性程度依次为粒径、浸没深度与流化气速；入选煤炭颗粒给入床层后，各密度组分快速松散、沉降、分层，分选时间≤8s，高于床层密度的煤炭颗粒快速下沉，沉降于40mm床高以下区域；低于床层密度的煤炭颗粒沿床层表面附近区域松散、横向迁移，分布在160mm以上床高区域；中间密度颗粒松散、沉降并行，整体分布于45mm床高以上的床层区域。

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基于机器学习的气固流化床最小流化速度预测

作者(Author)：包国强, 顾维根, 穆维国, 周南, 崔森, 李志强, 李妍娇, 周恩会, 赵跃民, 董良

摘要：气固流化床以其高效、可灵活操作等优点广泛应用于煤化工、煤燃烧和煤炭分选等领域。最小流化速度作为气固流化床最主要的操作参数之一，与流化床的操作设计紧密相关。现有的最小流化速度预测模型大多为经验或半经验公式，其准确性和便捷性还存在较大问题。为准确预测气固流化床最小流化速度，基于机器学习建立气固流化床最小流化速度预测模型，并探索模型的内部信息。从颗粒性质与设备条件等方面综合考虑，研究气固流化床的最小流化速度，以系统评估对最小流化速度的综合影响。采用随机森林模型验证了其预测最小流化速度的可行性，并考察了设备参数、颗粒密度和颗粒粒度3个影响因素在预测最小流化速度时的相对重要性。结果表明，最小流化速度与颗粒粒径、颗粒密度和床体直径均呈正相关，皮尔逊相关系数分别为0.79、0.31、0.14，颗粒粒径与最小流化速度相关性最强。随机森林能够根据颗粒性质(密度、粒度)与床体直径准确预测最小流化速度，模型的决定系数达到0.875。特征相关性分析揭示了各特征因素对目标变量的影响方式，颗粒粒度与最小流化速度相关性最强，为预测气固流化床最小流化速度提供借鉴。

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煤炭干法分选的发展与挑战

作者(Author)：李思维, 常博, 刘昆轮, 周晨阳, 董良, 段晨龙, 赵跃民

摘要：煤炭作为一种不可再生的国家型战略资源，依然是全球最重要的基础能源之一。低品质煤潜在储量可观，已成为实现我国能源保障不可或缺的能源资源。选煤是实现煤炭高效、洁净利用的源头技术，传统的湿法选煤技术严重依赖水资源，干法选煤技术因其不用水、成本低、无污染等特点，为煤炭资源的清洁高效分选提质和煤炭工业转型发展提供了有效方法。详细分析了风力分选、复合式干法分选、光电分选、重介干法分选技术的工作原理、研究现状和工业应用进展，并对国内外煤炭干法分选技术的进展进行梳理。在理解分选技术进展的基础上，指出了现有干法分选技术入料粒级窄、水分要求高、智能化程度不高等局限性，对煤炭干法分选技术发展的趋势进行展望，指出了下一步研究重点，包括突破细粒煤分选的理论瓶颈，实现全粒级煤炭的干法分选、开发高效的煤炭分选与干燥协同技术，破解原煤水分限制的难题、加快干法精选技术攻关，降低炼焦煤等高品质煤的加工成本、开展分选机放大的理论研究，实现分选设备的持续大型化及煤系共伴生矿物、煤系固废资源化利用等，为干法选煤技术的研究提供借鉴。

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