微粉煤電選脫硫降灰技術(shù).doc

平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）目錄摘要11 前言32 煤的介電性質(zhì)研究42.1 介電常數(shù)的物理意義42.2 介電常數(shù)的測(cè)定方法442.3 介電常數(shù)測(cè)量裝置及完善方法453.電選機(jī)分選區(qū)內(nèi)滾筒表面電暈電流和場(chǎng)強(qiáng)的分布規(guī)律74 電選過(guò)程的動(dòng)力學(xué)分析94.1 電選過(guò)程中顆粒的受力分析94.2 機(jī)械力分析94.3 電場(chǎng)力的分析104.4 電選過(guò)程中顆粒脫離滾筒表面的條件8115電極結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和給料方法的改善135.1 分選過(guò)程中導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的選擇7135.2 電選機(jī)給料裝置的改進(jìn)9135.3新型給料裝置效果146 電選脫硫降灰的試驗(yàn)研究156.1 電選脫硫降灰效果的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)156.2 電極電壓對(duì)脫硫降灰效果的影響116結(jié)語(yǔ)21參考文獻(xiàn)23平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）摘要微粉煤電選脫硫降灰技術(shù)是利用現(xiàn)代化高科技技術(shù)，具有節(jié)約能源、提高鍋爐效率、降低成本、減少有毒痕量元素排放、減輕環(huán)境污染等諸多優(yōu)點(diǎn)。影響該技術(shù)成果的因素很多，本文主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行研究：煤的介電性質(zhì)、電選機(jī)分選區(qū)內(nèi)滾筒表面電暈電流和場(chǎng)強(qiáng)的分布規(guī)律、電選工程的動(dòng)力學(xué)分析、電極結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和給料方法的改善、電選脫硫降灰的試驗(yàn)研究。 關(guān)鍵詞：介電常數(shù)、電暈電流、場(chǎng)強(qiáng)分布、電極結(jié)構(gòu)、電選過(guò)程中顆粒所受力AbstractPowder coal ash election desulphurization technology is the use of modern high technology, the advantages of saving energy, improving boiler efficiency, lower costs, reduce emissions of toxic trace elements, to reduce environmental pollution and many other advantages. Impact of the technological achievements of factors, this paper studies the following aspects: the dielectric properties of coal, electricity sub-constituency electoral machine drum surface corona current and field intensity distribution of the selected works of the dynamics of power, electrode structure design principles and methods to improve the material, electrostatic separation experiment of desulfurization ash reduction. 關(guān)鍵詞：介電常數(shù)、電暈電流、場(chǎng)強(qiáng)分布、電極結(jié)構(gòu)、電選過(guò)程中顆粒所受力 Key words: dielectric constant, corona current, field distribution, electrode structure, electric power received by the election process of particle 1 前言 在中國(guó)能源結(jié)構(gòu)中，煤炭在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)仍將占主導(dǎo)地位。但是，目前燃用煤（特別是直接應(yīng)用煤）所造成的環(huán)境污染已十分突出，已火力發(fā)電行業(yè)為例，1999年全國(guó)火電廠SO2排放量810萬(wàn)噸，占全國(guó)SO2排放總量的43.6，燃煤平均灰分26，燃煤含硫量1的火電廠100多家，相應(yīng)裝機(jī)容量4000多萬(wàn)千瓦，約占全國(guó)火電裝機(jī)容量的14。要想解決日益嚴(yán)峻的燃煤環(huán)境問(wèn)題，必須應(yīng)用現(xiàn)代潔凈煤技術(shù)，提高煤炭利用率。在燃(用)前對(duì)煤進(jìn)行有效的去除黃鐵礦等礦物質(zhì)以提高煤質(zhì)，就是潔凈煤技術(shù)的源頭技術(shù)。在這些問(wèn)題的推動(dòng)和前任奠定的技術(shù)基礎(chǔ)下，多種摩擦電選機(jī)誕生了。2 煤的介電性質(zhì)研究2.1 介電常數(shù)的物理意義 介電常數(shù)示綜合反映電介質(zhì)極化行為的物理量。電介質(zhì)在電場(chǎng)作用下極化能力愈強(qiáng)，其介電常數(shù)值則愈大，導(dǎo)電性也愈好，反之則導(dǎo)電性差。我們知道：對(duì)一個(gè)平板電容器來(lái)說(shuō)，當(dāng)以電解質(zhì)代替真空時(shí)，電容器的電容量將增大，增大的倍數(shù)就叫該電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)r（在工程上簡(jiǎn)稱介電常數(shù)，記作，真空的相對(duì)介電常數(shù)為1），從這個(gè)意義上說(shuō)介電常數(shù)就是電容率，由此用公式可表示為 =C/C0 （2.1）式中 - 介質(zhì)介電常數(shù) C0 - 電容器極間為真空時(shí)的電容量 C - 電容器極間為介質(zhì)時(shí)的電容量2.2 介電常數(shù)的測(cè)定方法4 礦物質(zhì)介電常數(shù)的測(cè)定方法一般有四種：1）比較電容器電容量的方法2）間接比較介電常數(shù)的方法3）間常數(shù)法4）應(yīng)用微波諧振腔法進(jìn)行介電常數(shù)的測(cè)量下面我們對(duì)較為常用的1）測(cè)定方法做下分析： 該方法的基本原理是建立在式（2.1）的基礎(chǔ)上的。通過(guò)測(cè)定同一規(guī)則平板電容器在極板間分別為真空和介質(zhì)時(shí)的電容，代入式（2.1），即可求出介質(zhì)的介電常數(shù)。但是極板間為真空狀態(tài)不易實(shí)現(xiàn)，而空氣的相對(duì)介電常數(shù)1.0008，近似地等于真空的相對(duì)介電常數(shù)1，所以在實(shí)際測(cè)量中，可以以極板間充滿空氣時(shí)的電容Ca代替充滿真空時(shí)的電容C0。式（2.1）可改寫為 =C/Ca （2.2）用此法測(cè)出C、Ca，即可求出介質(zhì)的介電常數(shù)。該方法較簡(jiǎn)便、精確、重復(fù)性好、較為常用。2.3 介電常數(shù)測(cè)量裝置及完善方法4 測(cè)量裝置 主要用到了以下儀器：1）精密萬(wàn)用電橋；2）恒溫箱；3）自制的具有保護(hù)電極的三電極平板電容器。測(cè)量裝置圖略。理論及測(cè)試手段的完善措施 容器由有機(jī)玻璃制作，恒溫箱同時(shí)用做屏蔽箱。對(duì)于上述自制的三電極圓形平板電容器來(lái)說(shuō)，在其間充滿空氣時(shí)的理論電容為 Ca=0S/d=r00/ d (2.3)式中 Ca - 電容極板間充滿空氣時(shí)的電容S - 極板有效面積d - 極板間距離0 - 空氣介質(zhì)常數(shù)r0 - 極板有效半徑在測(cè)量過(guò)程中為了減小測(cè)量誤差采取以下措施： 1）采用具有保護(hù)電極的三級(jí)測(cè)量系統(tǒng)，以減小邊緣效應(yīng)，同時(shí)對(duì)萬(wàn)用電橋和電容器測(cè)量系統(tǒng)采取了可靠的屏蔽保護(hù)措施。 2）為了保證測(cè)量環(huán)境的穩(wěn)定，在測(cè)量過(guò)程中將平板電容器系統(tǒng)置于恒溫箱中。3）對(duì)理論公式進(jìn)行了必要的修正。根據(jù)式（2.2）測(cè)出的介電常數(shù)實(shí)質(zhì)上試樣和空氣混合物的介電常數(shù)，同時(shí)在測(cè)量過(guò)程中有引線分布電容和未消除的邊緣效應(yīng)電容自始至終存在，因此要想得到礦物顆粒的真實(shí)介電常數(shù)，對(duì)式（2.2）進(jìn)行修正時(shí)非常必要的。公式=C/Ca 中，C和Ca分別為電容極板間沖滿試樣和空氣時(shí)的理論電容，但這和實(shí)際電容之間是有一定差別的，為此引入?yún)?shù)C、Ca 、Cd、 Ce、 C、Ca、Cd、Ce對(duì)式（2.2）進(jìn)行修正。修正過(guò)程簡(jiǎn)寫為 Ca= Ca Cd Ce （2.4） C= C Cd Ce (2.5) = C / Ca (2.6)由式（2.4）、(2.5)、(2.6)可得修正結(jié)果= C- Ca Ca 1 (2.7)由式(2.7)可以看出緣邊效應(yīng)電容Ce、引線分布電容Cd引起的誤差已被消除 。但式(2.7)中還不是粉狀試樣的真實(shí)介電常數(shù)，還必須對(duì)式(2.7)作進(jìn)一步修正。要得到粉體的真實(shí)介電常數(shù)，必須將顆粒間充滿的空氣對(duì)介電常數(shù)的影響加以校正。校正結(jié)果略。最終得到粉狀試樣的真實(shí)介電常數(shù)結(jié)果如下 =- n 1- n = C- Ca(1- n) Ca + 1 (2.8)3.電選機(jī)分選區(qū)內(nèi)滾筒表面電暈電流和場(chǎng)強(qiáng)的分布規(guī)律 電選過(guò)程中使物料荷電的大量負(fù)離子是由電暈電極放電產(chǎn)生的2。電暈電極一般采用細(xì)金屬絲或薄刀片做成。在電選機(jī)中電暈電極一般接直流負(fù)高壓端，滾筒表面附近的電場(chǎng)可近似看做勻強(qiáng)電場(chǎng)。在電選機(jī)接地滾筒上等距地貼上探測(cè)電極，通過(guò)測(cè)量各探測(cè)電極上單位時(shí)間內(nèi)接受到的負(fù)離子（即電暈電流）來(lái)研究滾筒表面上電暈電流的分布情況，或通過(guò)測(cè)量某一電極在不同條件（施加電壓、電極間距）下的接收離子情況來(lái)研究電壓、極距對(duì)電暈放電的影響。由于探測(cè)電極所接收的離子是在探測(cè)電極寬度上的平均效果，因此，在測(cè)試過(guò)程中探測(cè)電極做得盡量窄，以使結(jié)果更接近滾筒表面上某一位置的電暈電流分布，但探測(cè)電極過(guò)窄會(huì)使得單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)的電量太小，不易檢測(cè)，誤差極大。在研究中采用寬約2的鋁箔做探測(cè)電極。通過(guò)測(cè)定電阻R上壓降來(lái)計(jì)算相應(yīng)的電暈電流，即 I = UR (3.1) 式中 I - 滾筒表面探測(cè)電極處電暈電流密度 U - 電阻R上的壓降在測(cè)試過(guò)程中，R上的壓降應(yīng)用示波器觀察測(cè)定。這樣測(cè)得的結(jié)果是滾筒上不同位置的電暈電流隨時(shí)間變化的規(guī)律，或同一位置在不同電壓、機(jī)距下電暈電流的變化情況（電暈電流沿滾筒軸向的分布是相同的）。滾筒表面電場(chǎng)的測(cè)定原理與電暈電流測(cè)量原理是相似的，只是取消了電阻R，實(shí)行斷路，用示波器直接測(cè)量探測(cè)電極與接地滾筒間電壓，由于滾筒表面附近電場(chǎng)可近似看做勻強(qiáng)電場(chǎng)，而且絕緣層厚度很小，所以滾筒表面場(chǎng)強(qiáng)可由下式算出 E = U / d （3.2 )式中 E - 滾筒表面探測(cè)電極處場(chǎng)強(qiáng) U - 探測(cè)電極與接地電極間電壓 d - 絕緣層厚本節(jié)對(duì)電選機(jī)中電暈電極，靜電極的電暈放電規(guī)律和場(chǎng)強(qiáng)分布規(guī)律進(jìn)行了詳細(xì)研究，研究過(guò)程略。并從高壓氣體放電理論中給出了理論解釋，為電選過(guò)程選擇參數(shù)提供了參考依據(jù)，研究結(jié)果表明：1）電暈電流隨時(shí)間變化的波形為在較低的駐態(tài)直流分量上面疊加著規(guī)則的脈沖波形，即對(duì)應(yīng)于恒定的電壓，電暈電流并不是恒定的直流。電暈電流的駐態(tài)直流分量與脈沖峰值隨電壓上升而增加，且增加幅值是不同的。電暈電流和場(chǎng)強(qiáng)示波圖的特征是：駐態(tài)直流分量上疊加著脈沖分量。2）電暈電流和場(chǎng)強(qiáng)隨極間電壓升高而增強(qiáng)，隨極間距離增大而減小。3）電暈電流和場(chǎng)強(qiáng)的強(qiáng)度沿滾筒表面呈正態(tài)分布。4）靜電極對(duì)電暈電流的放電有屏蔽作用，靜電極之間和電暈電極之間也存在屏蔽作用。5）在分選過(guò)程中宜采用高壓大極距操作制度，但電壓不宜過(guò)高，以避免產(chǎn)生強(qiáng)烈流注放電或火花放電。4 電選過(guò)程的動(dòng)力學(xué)分析電選過(guò)程中顆粒的分離最終取決于受力狀態(tài)。即當(dāng)顆粒所受合力小于其隨接地滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)所需要的向心力時(shí)，顆粒將脫離滾筒表面而成為導(dǎo)體產(chǎn)物或中礦產(chǎn)物；而當(dāng)其所受合力大于其做圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力時(shí)，顆粒就表現(xiàn)為吸附在電選機(jī)接地滾筒上隨之一起轉(zhuǎn)動(dòng)，直到被毛刷強(qiáng)制刷下而成為非導(dǎo)體產(chǎn)物。4.1 電選過(guò)程中顆粒的受力分析電選過(guò)程中礦物顆粒受力是比較復(fù)雜的，因?yàn)殡S著各種操作條件的變化和物料性質(zhì)的變化，顆粒所受的各種力都會(huì)隨之發(fā)生變化。顆粒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，在不同時(shí)間、不同位置所受力也是不同的。電選過(guò)程中礦物顆粒受力從總的方面來(lái)說(shuō)可分為分子力、機(jī)械力、電場(chǎng)力三大類。1） 分子力(表面力）的分析 礦粒之間思的分子力又叫表面力，主要是指范德瓦爾斯力，它是組成礦粒的分子（原子）之間的分子吸附力的加和表現(xiàn)，是由于表面原子之間的極性作用而產(chǎn)生的，對(duì)于半徑為r的兩個(gè)球行顆粒來(lái)說(shuō)，范德瓦爾斯力為 F = Ar / 12h （4.1）式中 F - 范德瓦爾斯力 H - 顆粒間的距離 A - Hamaker常數(shù)，一般數(shù)值范圍是（0.44）1019范德瓦爾斯力在110nm范圍內(nèi)起作用。在電選過(guò)程中分子力的作用是使微細(xì)粒子分選惡化的主要原因，它促使超微細(xì)粒子間及超微細(xì)粒子與細(xì)粒子之間效果相互吸附、團(tuán)聚，并且和接地滾筒相互吸附，使分選下限提高。 4.2 機(jī)械力分析電選過(guò)程中礦物顆粒所接受的機(jī)械力主要有重力、摩擦力和彈性力。這些力在不同位置起到的作用也不相同，下面分別給予分析。1） 重力5重力是由于顆粒處在重力場(chǎng)中受到地球的吸引作用而產(chǎn)生的，施力物體為地球，其大小和方向保持不變，其計(jì)算公式為 G = mg （4.2）式中 G - 顆粒所受重力 m - 顆粒質(zhì)量 g - 重力加速度重力所產(chǎn)生的作用效果有兩個(gè)：一是使顆粒沿法線方向壓緊滾筒表面或使顆粒離心運(yùn)動(dòng)脫離滾筒表面，另一作用是使顆粒沿切線方向加速運(yùn)動(dòng)。2） 彈性力彈性力也就是支持力，是由滾筒表面對(duì)物體所施加的。彈性力實(shí)質(zhì)上是顆粒對(duì)滾筒表面施加壓力的反作用力，而壓力的大小由重力、電場(chǎng)力的作用共同決定，并且在不同的位置由于重力、電場(chǎng)力的變化而大小、方向都發(fā)生變化，所以顆粒所受彈性力在不同位置是大小、方向都不同，其方向始終指向外法線方向。3） 摩擦力摩擦力是礦物顆粒在滾筒表面上所受到的沿切線方向與滑動(dòng)趨勢(shì)相反方向的作用力，施力物體是滾筒表面。摩擦力的大小與彈性力成正比，摩擦力的大小也不斷發(fā)生變化。這里需要說(shuō)明的是，礦物顆粒所受摩擦力主要是指靜摩擦力，因?yàn)橐坏╅_始滑動(dòng)就有可能脫離滾筒表面。4.3 電場(chǎng)力的分析電場(chǎng)力在電選過(guò)程中是最為重要的力。因?yàn)殡娺x過(guò)程的基本原理就是利用顆粒的導(dǎo)電性差異以及在電場(chǎng)中受力差異來(lái)實(shí)現(xiàn)分選的。顆粒在電場(chǎng)中受力主要有三種：靜電力、梯度力和鏡像力。1） 靜電力5靜電力是指在靜電場(chǎng)中介質(zhì)顆粒所受的力。在考慮靜電場(chǎng)對(duì)顆粒作用力時(shí)，只要考慮電場(chǎng)對(duì)其上所帶電荷的作用力qE即可，靜電力qE的方向沿電力線切線方向。而且靜電力在不同位置因帶電量和電場(chǎng)強(qiáng)度的不同而不同。2）梯度力 由于電選機(jī)中高壓靜電場(chǎng)一般為非勻強(qiáng)電場(chǎng)，一個(gè)礦物顆粒在電場(chǎng)中被極化而成為一個(gè)電偶極子時(shí)，不勻強(qiáng)電場(chǎng)對(duì)它有一個(gè)作用力，這個(gè)作用力將使它被吸向電場(chǎng)強(qiáng)度增強(qiáng)的區(qū)域。此力即是梯度力，又稱為有質(zhì)動(dòng)力，其大小為 F梯 = r(- 1 /+ 2 )EgradE （4.3）式中 F梯 - 非勻強(qiáng)電場(chǎng)作用于礦粒上的梯度力 r - 礦物顆粒的半徑 - 礦物顆粒的介電常數(shù) E - 礦物顆粒所在處的電場(chǎng)強(qiáng)度 GradE - 礦物顆粒所在處的電場(chǎng)變化梯度 梯度力對(duì)導(dǎo)電性好的顆粒和導(dǎo)電性差的顆粒都產(chǎn)生同樣的作用。3）鏡像力對(duì)非導(dǎo)體而言，其上帶有大量負(fù)電荷，這些負(fù)電荷將引起接地滾筒的感應(yīng)，感應(yīng)的電荷為正電荷 。圖中虛線位置為感應(yīng)電荷作用等效位置，叫做像電荷。由于顆粒尺寸相對(duì)滾筒來(lái)說(shuō)非常小，所以在顆粒所在位置，可以將滾筒表面看做平面，由物理學(xué)原理可知，像電荷位置關(guān)于滾筒表面對(duì)稱。原電荷與像電荷符號(hào)相反，因此它們之間產(chǎn)生相互吸引力，又因?yàn)樵姾膳c像電荷相距很?。ň嚯x為顆粒直徑d），所以這時(shí)鏡像力特別大，使顆粒緊緊貼在滾筒表面上。鏡像力的計(jì)算公式為 F鏡 = q/40d (4.4)式中 F鏡- 鏡像力 q - 顆粒上所帶電荷量 d - 顆粒直徑由于顆粒上所帶電荷量歲時(shí)間發(fā)生變化，所以鏡像力也會(huì)隨之發(fā)生變化，鏡像力方向沿法線方向指向圓心。鏡像力與靜電力和梯度力相比，作用占主導(dǎo)地位。在電選機(jī)中，愈靠近滾筒表面，其電場(chǎng)變化梯度越小，而且顆粒尺寸又非常小，所以由式（4.3）可以看出梯度力非常小，在計(jì)算中相對(duì)鏡像力和靜電力來(lái)可以忽略。4.4 電選過(guò)程中顆粒脫離滾筒表面的條件8關(guān)于顆粒脫離滾筒表面的條件，國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)介紹中都比較粗糙，它必須從顆粒的受力分析和動(dòng)力學(xué)應(yīng)滿足的條件入手分析。顆粒在分選過(guò)程中的受力分析，前面已分別給予了討論。在分析中梯度力一般忽略不計(jì)，關(guān)于分子力，在粒度 0.074mm（200目）時(shí)，其作用與其他力的作用相比可以忽略，而當(dāng)粒度 0.074mm，特別是 f靜，這時(shí)顆粒將由靜止變?yōu)榛瑒?dòng)，即有可能脫離滾筒表面。因此從切向運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)分析可知，顆粒在滾筒表面上滑動(dòng)的條件是mg| sin | N （4.5）由法向動(dòng)力學(xué)分析可知，如若顆粒受彈性力N0，則表示顆粒已經(jīng)脫離滾筒表面，所以，可以以彈性力N0作為顆粒脫離滾筒表面的脫離條件，由式（4.13）mg cos + qE + q/40d + F分子 N = mR 可知顆粒脫離滾筒表面的條件為mg cos + qE + q/40d + F分子 mR （4.6）對(duì)于粒度大于0.074 mm的顆粒，F(xiàn)分子可以忽略，則顆粒脫離滾筒表面的條件為mg cos + qE + q/40dmR （4.7）5電極結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和給料方法的改善電選機(jī)給料裝置的給料效果對(duì)分選過(guò)程的影響歲不像其他操作部分對(duì)分選過(guò)程的影響那么大，但其給料的均勻性，對(duì)改善微細(xì)粒子的分選效果和提高電選機(jī)處理能力影響很大。5.1 分選過(guò)程中導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的選擇71） 分選導(dǎo)電性好和導(dǎo)電性差的原煤時(shí)的電極結(jié)構(gòu)如果待分選的原煤的導(dǎo)電性比較好，即包括凈煤的介電常數(shù)都比較高，由于凈煤的導(dǎo)電性也比較好，因此，在分選過(guò)程中往往容易造成精煤損失過(guò)多，產(chǎn)率低，但其灰分一般不高。為了提高精煤產(chǎn)率，應(yīng)選用多根電暈電極寬區(qū)域電暈電極放電的電極結(jié)構(gòu)，或采用多根電暈電極與靜電極的復(fù)合結(jié)構(gòu)，這樣盡量使精煤充分荷電，而且長(zhǎng)時(shí)間保持足夠電荷，使之能牢固地吸附在滾筒表面上。相反，如果原煤導(dǎo)電性很差，這時(shí)有可能精煤產(chǎn)率很高，但脫灰效果卻不一定明顯，這主要是因?yàn)檫@種煤一般高灰分含量不多，且大部分呈浸染狀分布，宜采用荷電不要太充分的原則設(shè)計(jì)電極，如選用一根電暈電極和一根靜電極的結(jié)構(gòu)，或單靜電極結(jié)構(gòu)，甚至多靜電極的組合，這樣在保證凈煤吸附在滾筒表面的同時(shí)，盡量排除灰成分。2） 分選粗粒物料和細(xì)粒物料時(shí)是電極結(jié)構(gòu)在分選較粗的物料時(shí)，由于重力和顆粒做圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力都比較大，這時(shí)必須使凈煤成分充分荷電，以使得電場(chǎng)力能夠維持顆粒做圓周運(yùn)動(dòng)，否則精煤將損失導(dǎo)中煤或尾煤中，因此，宜選用多根電暈電極組合的結(jié)構(gòu)或多根電暈電極與靜電極的組合結(jié)構(gòu)。在分選微細(xì)物料時(shí)，遇到的首要問(wèn)題是這時(shí)分子力的作用開始起到比較重要的作用，而重力及慣性離心作用則變小，這時(shí)表現(xiàn)為大量物料因分子力作用而吸附到滾筒表面，最終成為非導(dǎo)體產(chǎn)物。為了克服這種作用，設(shè)計(jì)電極時(shí)，應(yīng)盡量使顆粒少帶電荷，而且同時(shí)應(yīng)盡量使其感應(yīng)帶上與接地滾筒極性相同的電荷，這只有選擇單純靜電極的結(jié)構(gòu)或多根靜電極組合的結(jié)構(gòu)。5.2 電選機(jī)給料裝置的改進(jìn)9為了克服現(xiàn)有給料裝置的缺點(diǎn)，在設(shè)計(jì)改進(jìn)給料裝置時(shí)，采用了兩種方法手段：1）在料斗和溜板上加電振裝置，由于激振力的作用而使給料過(guò)程出現(xiàn)搭供不下的現(xiàn)象和給料板上容易出現(xiàn)的呆滯不下、打團(tuán)崩落的現(xiàn)象消除，這就使得均勻給料的要求有了首次保證。2）采用經(jīng)典分散技術(shù)。首先將給料板改為絕緣料板，以防止帶電的微細(xì)粒因鏡像力吸附在溜板上，高壓電極安裝在溜板出口處，使物料充分電荷。5.3新型給料裝置效果 新型給料裝置在實(shí)際應(yīng)用中取得了明顯效果。（1）料斗中搭供現(xiàn)象和溜板上呆滯不下現(xiàn)象得到了明顯改善，給料均勻分散。（2）超微細(xì)粒的團(tuán)聚現(xiàn)象已得到了克服，分選效果也得到了改善，由于超微細(xì)粒對(duì)細(xì)粒子的吸附作用變得很小，實(shí)際分選下限降低，由0.074mm降至0.043mm。（3）角域中弱電場(chǎng)得到根本轉(zhuǎn)變，強(qiáng)化了分選效果。6 電選脫硫降灰的試驗(yàn)研究6.1 電選脫硫降灰效果的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于應(yīng)用高壓靜電選進(jìn)行微粉煤的脫硫降灰，效果主要受電選機(jī)本身操作參數(shù)和原料煤質(zhì)的影響，必須給出一定的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)評(píng)定其分選效果的好壞，但是目前國(guó)內(nèi)外還沒有比較統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。在這里我們借鑒美國(guó)匹茲堡能源研究中心對(duì)電選選煤的評(píng)定方法和浮選的效果評(píng)定方法作為評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，這些評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)主要是：1）效率指數(shù)（可以分別按灰分和硫分計(jì)算）；2）灰分脫除百分率；3）硫分脫除百分率（可指黃鐵礦或全硫）；4）精煤可燃體回收率。下面對(duì)這些標(biāo)準(zhǔn)的意義分別作以必要說(shuō)明并給出計(jì)算公式。1） 效率指數(shù)按匹茲堡能源研究中心的評(píng)定方法，脫灰效率指數(shù)和脫硫效率指數(shù)的計(jì)算公式分別為脫灰效率指數(shù) = 精煤產(chǎn)率（%）尾煤灰分（%）/精煤灰分（%）脫硫效率指數(shù) = 精煤產(chǎn)率（%）尾煤全硫分（%）/精煤全硫分（%）為了使公式簡(jiǎn)潔，我們引入以下符號(hào)表示公式中的各項(xiàng)：A入-給料灰分（%）；A精-精煤灰分（%）；A尾-尾煤灰分（%）；精-精煤產(chǎn)率（%）；尾-尾煤產(chǎn)率（%）；S入-入料全硫分（%）；S尾-尾煤全硫分（%）；S精-精煤全硫分（%）；則上面兩式可寫為 脫灰效率指數(shù) =精A尾 / A精 (6.1)脫硫效率指數(shù) =精S尾 / S精 (6.2)2)灰分脫除百分率和全硫脫除百分率灰分脫除百分率和全硫脫除百分率分別表示了精煤中灰分含量和硫含量相對(duì)于原煤中灰含量和硫含量的減少情況，其公式為：灰分脫除百分率= 100 -精煤產(chǎn)率（%）尾煤灰分（%）/100入料灰分（%）100%= (100 -精)A尾 / 100A入100% (6.3)全硫脫除百分率= 100 -精煤產(chǎn)率（%）尾煤硫分（%）/100入料硫分（%）100%= (100 -精)S尾 / 100S入100% （6.4）因此，灰分脫除百分率和全硫脫除百分率越高，表示精煤中灰含量和硫含量越少，分選效果越好。 3）精煤可燃體回收率精煤可燃體回收率主要是衡量入料中可燃成分在精煤中的回收情況，是比較重要的指標(biāo)。因?yàn)槿粢晃蹲非缶旱牡突曳?，但大量可燃成分都損失到尾煤中，這樣的效果也是不好的。精煤可燃體回收率 = (精煤中可燃體含量 /入料中可燃體含量) 100%=精（100 - A精）/100（100 - A入）100% （6.5）4)分選效果的輔助評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)在評(píng)定分選效果時(shí)，經(jīng)常還以精煤灰分、硫分和產(chǎn)率作為輔助評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。這些評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)中都是以兩產(chǎn)品情況計(jì)算的，當(dāng)分選三產(chǎn)品時(shí)以中煤和尾煤合并計(jì)算灰分和硫分作為尾煤灰分和硫分代入公式中進(jìn)行計(jì)算。6.2 電極電壓對(duì)脫硫降灰效果的影響1電極電壓是影響電選效果的重要因素之一，試驗(yàn)中保持電極結(jié)構(gòu)、極距、轉(zhuǎn)速、分礦板位置不變，對(duì)不同電極電壓進(jìn)行分選試驗(yàn)。1）試驗(yàn)過(guò)程略，有試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，脫灰效率指數(shù)、脫硫效率指數(shù)和其他指標(biāo)都隨著電壓的升高而升高，即隨著電極電壓的升高脫灰脫硫效果都得到改善。這里還需要進(jìn)一步說(shuō)明的是，試驗(yàn)結(jié)果分析中是以全硫計(jì)算的，由于試樣的有機(jī)硫較高，約0.6%左右，而用物理方法難以除去這些有機(jī)硫分，因此若以黃鐵礦硫計(jì)算，脫硫效果更加明顯。2）隨著極距增大，精煤產(chǎn)率提高，精煤灰分降低，精煤硫分也降低，同時(shí)可燃體回收率、脫灰效率指數(shù)、脫硫效率指數(shù)都得到提高。因此，隨著極距增大，脫硫脫灰效果都變好。當(dāng)極距比較小時(shí)，精煤中細(xì)粒較多，灰分相對(duì)高些。當(dāng)然如若極距太大，電暈電流太小，分選效果也會(huì)惡化。3）從試驗(yàn)結(jié)果看滾筒轉(zhuǎn)速對(duì)脫硫和脫灰效果都產(chǎn)生非常顯著的影響，轉(zhuǎn)速越高，分選效果越好，只是當(dāng)轉(zhuǎn)速很高以后，這種影響才不那么明顯，而且從產(chǎn)率和可燃體回收率變化趨勢(shì)來(lái)看，轉(zhuǎn)速過(guò)高，分選效果將惡化。因此，實(shí)際上對(duì)任一粒級(jí)都有最佳轉(zhuǎn)速范圍。4)從試驗(yàn)結(jié)果看，給料速度越快，分選效果越不好。5）對(duì)于所選用的煤樣來(lái)說(shuō)，由于其導(dǎo)電性較好，所以多根電暈電極組合時(shí)，由于精煤得到充分持久地荷電，因此損失少。而與此同時(shí)，由于多根電暈電極產(chǎn)生的靜電場(chǎng)也很強(qiáng)，因此強(qiáng)化了對(duì)尾煤的吸出作用，所以分選效果好，這里需要說(shuō)明的是對(duì)于不同的原煤應(yīng)選不同的電極。6）從試驗(yàn)結(jié)果看來(lái)給料粒度對(duì)分選效果的影響是非常明顯的， 0.31mm粒度級(jí)的分選效果是：精煤灰分低，但產(chǎn)率也很低脫灰和脫硫效率指數(shù)很低，灰分和硫分脫除率很高，從總的角度來(lái)看效果不好；0.150.3mm和0.0740.15mm粒級(jí)的分選效果隨著顆粒度減小，雖精煤灰分變高，但精煤產(chǎn)率也提高，從脫灰和脫硫效率指數(shù)及可燃體回收率來(lái)看，效果比較令人滿意； 0.0430.074mm粒度級(jí)，精煤產(chǎn)率更高，但精煤灰分和硫分也很高，不過(guò)這時(shí)尾煤灰分和硫分也都特別高，所以如果單純從脫灰脫硫的角度看效果尚可，因此這時(shí)脫灰效率指數(shù)、脫硫效率指數(shù)都很高，但若是考慮到精煤灰分較高，其效果從總的來(lái)看不如0.0740.15mm和0.150.3mm粒度級(jí)的分選效果。同時(shí)，從這也可看出脫灰效率指數(shù)和脫硫效率指數(shù)這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的不全面性。當(dāng)然，對(duì)于0.31mm和0.0430.074mm粒度級(jí)若分別采用多段掃選和多段精選，其效果是很好的3。7）隨著入料水分的增加，精煤產(chǎn)率迅速減小。從結(jié)果來(lái)看，給料外水分應(yīng)控制在1%左右，外水分超過(guò)1%，雖然精煤灰分沒有明顯增加，但產(chǎn)率已很小，外水超過(guò)1.5%已無(wú)法進(jìn)行分選。當(dāng)然，盡管絕對(duì)干燥和空氣干燥狀態(tài)時(shí)，分選效果好，但在生產(chǎn)中是不是易實(shí)現(xiàn)，所以生產(chǎn)中外水以控制不高于1%為宜。8）從正交試驗(yàn)結(jié)果分析來(lái)看，轉(zhuǎn)速越高，電壓越高，效果越好。6.3 流程試驗(yàn)設(shè)計(jì)6前面所做的單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)都是一段分選的結(jié)果。但是電選過(guò)程由于其分選區(qū)很短，有效分選時(shí)間也很短，所以一段分選一般很難達(dá)到很理想的分選效果。因此。在電選作業(yè)中一般為多段精選、中煤再選、掃選結(jié)合能達(dá)到比較理想的效果。因此，在正交試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，有設(shè)計(jì)了流程試驗(yàn)。1）0.31mm粒級(jí)的流程實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)圖1 0.3 1mm級(jí)分選流程表1 流程試驗(yàn)指標(biāo)值（%）灰分脫除率全硫脫除率可燃體回收率脫灰效率指數(shù)脫硫效率指數(shù)82.2073.2079.33480.16283.59從試驗(yàn)結(jié)果明顯看出經(jīng)這段中煤再選和尾煤掃選的試驗(yàn)結(jié)果很好。其效果可達(dá)精煤產(chǎn)率62.51%、灰分7.8%。若以無(wú)機(jī)硫計(jì)算其脫硫率可達(dá)81.46%。2）0.0430.3mm粒級(jí)的流程試驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)于0.0430.3mm粒級(jí)，設(shè)計(jì)了兩個(gè)流程試驗(yàn)，其流程和指標(biāo)分別如圖2、圖3和表2、表3所示。從結(jié)果來(lái)看，經(jīng)中、尾煤掃選后分選效果較好，其效果可達(dá)：精煤產(chǎn)率72.07%、灰分9.34%、脫灰率72.90%、脫硫率57.04%、可燃體回收率86.92%。若以無(wú)機(jī)硫計(jì)算其脫硫率可達(dá)65.41%。圖2 0.043 0.3mm級(jí)分選流程（1）表2 流程（1）試驗(yàn)指標(biāo)值（%）灰分脫除率全硫脫除率