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1、Xian university of science and technology 第第4 4章章 脱水及脱水机械脱水及脱水机械 4.1 4.1 物料中水分的赋存形态物料中水分的赋存形态 4.2 4.2 粗颗粒物料的脱水粗颗粒物料的脱水 4.3 4.3 细颗料物料的脱水细颗料物料的脱水 Xian university of science and technology4.1 4.1 物料中水分的赋存形态物料中水分的赋存形态4.1.1 4.1.1 水分的赋存形态水分的赋存形态 物料中的水分包括物料中的水分包括成矿过程水分、开采水分、分选加成矿过程水分、开采水分、分选加工及运输、贮存过程中加入的水
2、分工及运输、贮存过程中加入的水分。这些水分以不同的形态赋存于物料之中。通常有四种这些水分以不同的形态赋存于物料之中。通常有四种形态，即形态，即化合水分、结合水分、毛细管水分和自由水分。化合水分、结合水分、毛细管水分和自由水分。1.1.化合水分化合水分 指的是水分和物质按固定的质量比率直接化合而成为指的是水分和物质按固定的质量比率直接化合而成为新物质的一个组成部分。新物质的一个组成部分。它们之间结合牢固，只有在加热到物质晶体被破坏的它们之间结合牢固，只有在加热到物质晶体被破坏的温度才能使化合水分释放出来。温度才能使化合水分释放出来。Xian university of science and t
3、echnology4.1 4.1 物料中水分的赋存形态物料中水分的赋存形态2.2.结合水分（吸湿水分）结合水分（吸湿水分）在固体物料和液相水接触时，在固体表面形成的水化在固体物料和液相水接触时，在固体表面形成的水化膜。膜。分为分为强结合水强结合水和和弱结合水弱结合水。1 1）强结合水）强结合水又称吸附结合水，指又称吸附结合水，指紧靠颗粒表面与表紧靠颗粒表面与表面直接水化的水分子面直接水化的水分子和和稍远离颗粒表面，由于偶极分子相稍远离颗粒表面，由于偶极分子相互作用而定向排列的水分子互作用而定向排列的水分子。前者由于静电力和氢键力的作用，水分子可牢固地吸前者由于静电力和氢键力的作用，水分子可牢固
4、地吸附于颗粒表面，此种水具有附于颗粒表面，此种水具有高粘度高粘度和和抗剪切强度抗剪切强度，很少受，很少受温度的影响。后者与颗粒表面结合较弱，但仍有较高的粘温度的影响。后者与颗粒表面结合较弱，但仍有较高的粘度和抗剪切强度。度和抗剪切强度。Xian university of science and technology4.1 4.1 物料中水分的赋存形态物料中水分的赋存形态 2 2）弱结合水）弱结合水指与颗粒表面结合较弱的这部分结合水，指与颗粒表面结合较弱的这部分结合水，在温度、压力出现变化时偶极分子之间的连接破坏。这部在温度、压力出现变化时偶极分子之间的连接破坏。这部分分水分子无定向排列现象水
5、分子无定向排列现象。通常进入双电层紧密层的水分子为强结合水，在双电通常进入双电层紧密层的水分子为强结合水，在双电层扩散层上的水分子为弱结合水。层扩散层上的水分子为弱结合水。结合水是颗粒表面吸附的结果。因此，此类水分与物结合水是颗粒表面吸附的结果。因此，此类水分与物料表面性质（极性）及比表面大小有直接关系。不同煤种料表面性质（极性）及比表面大小有直接关系。不同煤种煤泥的结合水不同，如褐煤煤泥的结合水不同，如褐煤14%以下，长焰煤以下，长焰煤8-10%，炼，炼焦煤焦煤2-4%。结合水不能用机械方式脱除，干燥可脱除一部。结合水不能用机械方式脱除，干燥可脱除一部分。但当干燥物料与湿空气接触时，会吸附而
6、再度分。但当干燥物料与湿空气接触时，会吸附而再度“返潮返潮”。Xian university of science and technology 4.1 4.1 物料中水分的赋存形态物料中水分的赋存形态3.毛细管水分毛细管水分 在毛细管压力作用下赋存在颗粒内部空隙及颗粒之在毛细管压力作用下赋存在颗粒内部空隙及颗粒之间微小间隙内的水分。其大小取决于三方面，表面疏水间微小间隙内的水分。其大小取决于三方面，表面疏水性、孔隙率、粒度。性、孔隙率、粒度。颗粒的孔隙度越大可保留的水分越多。当孔隙为圆颗粒的孔隙度越大可保留的水分越多。当孔隙为圆柱形，直径为柱形，直径为2R时，由于毛细管吸力作用所能保留的水时
7、，由于毛细管吸力作用所能保留的水柱高度柱高度h可用力的平衡条件求出。可用力的平衡条件求出。式中式中水的表面张力，水的表面张力，N/m；物料的平衡接触角；物料的平衡接触角；水的密度，水的密度，Kg/m3；g重力加速度，重力加速度，m/s2。(4-1)(4-1)Xian university of science and technology 平衡状态水柱高度见图平衡状态水柱高度见图4-14-1所示。所示。物料粒度越细，毛细管直径越物料粒度越细，毛细管直径越小，毛细压力越大，水柱高度越大；小，毛细压力越大，水柱高度越大；此外，亲水性的物料接触角较小，此外，亲水性的物料接触角较小，毛细管中水柱高度增
8、大，因而其毛毛细管中水柱高度增大，因而其毛细管水分的含量增加。细管水分的含量增加。毛细管水分根据所采用的脱水毛细管水分根据所采用的脱水方法和毛细管直径的大小，可脱除方法和毛细管直径的大小，可脱除一部分而不能全部脱除。一部分而不能全部脱除。4.1 4.1 物料中水分的赋存形态物料中水分的赋存形态Xian university of science and technology 4.1 4.1 物料中水分的赋存形态物料中水分的赋存形态4.4.自由水自由水 自由水是指颗粒机械地携带的水，它也充填于颗粒自由水是指颗粒机械地携带的水，它也充填于颗粒间隙中，不同之处是由于粗颗粒间隙大（理论上，毛细间隙中，
9、不同之处是由于粗颗粒间隙大（理论上，毛细压力不存在）而容易受重力作用脱除，因而也称重力水。压力不存在）而容易受重力作用脱除，因而也称重力水。重力水很容易脱除。重力水很容易脱除。Xian university of science and technology 4.1 4.1 物料中水分的赋存形态物料中水分的赋存形态4.1.2 4.1.2 物料的性质对脱水的影响物料的性质对脱水的影响 1.1.孔隙度孔隙度 2.2.比表面积比表面积 3.3.密度密度 4.4.润湿性润湿性 5.5.细泥含量细泥含量 6.6.粒度组成粒度组成 在在选选煤煤实实践中，煤的水分主要包括两种，即外在与践中，煤的水分主要包括
10、两种，即外在与内在水分，内在水分包括化合水和内在水分，内在水分包括化合水和结结合水分，其它两种合水分，其它两种则为则为外在水分。外在水分。Xian university of science and technology 4.1 4.1 物料中水分的赋存形态物料中水分的赋存形态 重点介绍一下物料粒度与脱水方式的关系：重点介绍一下物料粒度与脱水方式的关系：在上述四种水分形式中，化合水份是由物在上述四种水分形式中，化合水份是由物质质各各类类所决所决定，与物料粒度无关，不能用脱水方法脱除，定，与物料粒度无关，不能用脱水方法脱除，选选煤脱水不煤脱水不考考虑虑。其余三种都与粒度有关。其余三种都与粒度有关
11、。结结合水不能用机械方式脱合水不能用机械方式脱除，必除，必须须采用干燥方法。采用干燥方法。粒度不决定脱水方式但影响粒度不决定脱水方式但影响产产品水分。物料粒度越小，品水分。物料粒度越小，比表面越大，比表面越大，结结合水分越高。合水分越高。决定决定产产品脱水方式的是毛品脱水方式的是毛细细水和自由水。物料粒度水和自由水。物料粒度细细、毛毛细细管水分管水分为为主，物料脱水困主，物料脱水困难难，因而目前采用，因而目前采用过滤过滤(包括包括压滤压滤)、高、高频频振振动筛动筛分方式分方式(如浮如浮选选精煤、尾煤精煤、尾煤)和和强强分离因分离因数的离心分离方式数的离心分离方式进进行。行。Xian unive
12、rsity of science and technology 4.1 4.1 物料中水分的赋存形态物料中水分的赋存形态 粗粒物料的毛粗粒物料的毛细细管水份主要存留在表面孔隙内，它管水份主要存留在表面孔隙内，它是物料水份的是物料水份的组组成部分，但成部分，但对对脱水方式不构成影响。由脱水方式不构成影响。由于粗粒物料以自由水分于粗粒物料以自由水分为为主，脱水方式相主，脱水方式相对简单对简单，如如+13mm物料采用自然泄水方式与直物料采用自然泄水方式与直线线振振动筛动筛脱水脱水相相对结对结合。合。13-0.5mm物料由于煤泥混物料由于煤泥混杂杂以及粒度以及粒度变细变细形成的毛形成的毛细现细现象，因
13、而需要在直象，因而需要在直线线振振动筛动筛脱水后再增脱水后再增设设离心分离离心分离脱水的脱水的环节环节。显显然，物料粒度、然，物料粒度、产产品水分以及脱水方式三者之品水分以及脱水方式三者之间间是是紧紧密相关的。密相关的。这这也是也是实际实际当中物料按粒度当中物料按粒度进进行分行分级级脱脱水的理水的理论论依据。依据。Xian university of science and technology粗粗粒粒脱脱水水设设备备重力脱水重力脱水设备设备固定固定筛筛弧形弧形筛筛斗子提升机斗子提升机脱水脱水仓仓振振动动脱水脱水设备设备直直线线振振动筛动筛摇动筛摇动筛共振共振筛筛离心脱水离心脱水设备设备旋流旋
14、流筛筛惯惯性卸料离心脱水机性卸料离心脱水机刮刀卸料离心脱水机刮刀卸料离心脱水机振振动动卸料离心脱水机卸料离心脱水机4.2 4.2 粗颗粒物料的脱水粗颗粒物料的脱水Xian university of science and technology4.2 4.2 粗颗粒物料的脱水粗颗粒物料的脱水4.2.1 4.2.1 脱水筛脱水筛 筛分脱水筛分脱水是指物料以薄层通过筛面时发生的水分是指物料以薄层通过筛面时发生的水分与颗粒相脱离的过程。与颗粒相脱离的过程。脱水筛是选煤厂使用最广泛的脱水设备之一。通脱水筛是选煤厂使用最广泛的脱水设备之一。通常，分级用的筛分设备其构造做相应改变后即可以用常，分级用的筛分
15、设备其构造做相应改变后即可以用于脱水。于脱水。选煤厂常用的脱水筛有选煤厂常用的脱水筛有固定筛固定筛、摇动筛摇动筛和和振动筛振动筛。Xian university of science and technology1.1.固定筛固定筛 固定筛固定不动，筛面倾斜安装，物料在倾斜的筛固定筛固定不动，筛面倾斜安装，物料在倾斜的筛面上完全靠自重下滑，水则通过筛孔排除。面上完全靠自重下滑，水则通过筛孔排除。固定筛主要安装在运动的脱水筛之前，用于预先脱固定筛主要安装在运动的脱水筛之前，用于预先脱水，以减少进入运动脱水筛的水量，提高脱水效率。水，以减少进入运动脱水筛的水量，提高脱水效率。固定筛可分为固定筛可分
16、为条缝筛条缝筛、弧形筛弧形筛、和、和旋流筛旋流筛。4.2 4.2 粗颗粒物料的脱水粗颗粒物料的脱水Xian university of science and technology（1 1）条缝筛）条缝筛 直线条缝筛是最简单的一直线条缝筛是最简单的一种脱水设备。筛面呈平面，筛种脱水设备。筛面呈平面，筛子固定安装，无需动力。子固定安装，无需动力。物料（固液两相体系）在沿物料（固液两相体系）在沿筛面运动或下滑过程中，煤泥筛面运动或下滑过程中，煤泥水透过筛孔完成泄水过程。水透过筛孔完成泄水过程。直线条缝筛主要用于跳汰机直线条缝筛主要用于跳汰机精煤溢流或块煤重介精煤溢流精煤溢流或块煤重介精煤溢流的泄水
17、。筛缝宽的泄水。筛缝宽0.5-1mm，筛子，筛子与溜槽等宽布置，筛子长度根与溜槽等宽布置，筛子长度根据需要确定，太短脱水效益低，据需要确定，太短脱水效益低，太长易造成物料筛面上的堆积太长易造成物料筛面上的堆积堵塞。堵塞。4.2 4.2 粗颗粒物料的脱水粗颗粒物料的脱水Xian university of science and technology(2)(2)弧形筛弧形筛 用途用途 弧形筛既可用于细弧形筛既可用于细粒物料的脱泥、脱水，粒物料的脱泥、脱水，也可以对悬浮液中细小也可以对悬浮液中细小颗粒进行精确分级，还颗粒进行精确分级，还可用于重介质选矿产品可用于重介质选矿产品的脱介，其结构如图的脱
18、介，其结构如图4-4-3 3所示。所示。4.2 4.2 粗颗粒物料的脱水粗颗粒物料的脱水Xian university of science and technology 构造及给料构造及给料 弧形筛的筛条由不锈钢或尼龙制弧形筛的筛条由不锈钢或尼龙制成，截面为长方形或梯形，筛缝宽度成，截面为长方形或梯形，筛缝宽度一般为一般为0.151 mm，筛条排列成弧形。，筛条排列成弧形。其给料方式有两种：一种为其给料方式有两种：一种为无压无压给料给料，称，称自流弧形筛自流弧形筛，给料速度为，给料速度为0.53 m/s；另一种为；另一种为压力给料压力给料，称，称压力压力弧形筛弧形筛，给料压力为，给料压力为0
19、.10.2 Mpa，料浆速度一般可达料浆速度一般可达10 m/s。多用于选。多用于选煤厂的脱水和金属选矿厂的产品分级。煤厂的脱水和金属选矿厂的产品分级。4.2 4.2 粗颗粒物料的脱水粗颗粒物料的脱水Xian university of science and technology 特点：特点：一是脱水效率高。一是脱水效率高。如图如图4-3所示筛面上运动的物料在离开某一筛条继续所示筛面上运动的物料在离开某一筛条继续前进时，颗粒接触到下一个筛条侧面的宽度为前进时，颗粒接触到下一个筛条侧面的宽度为，其大，其大小可由图中所示的三角关系求知：小可由图中所示的三角关系求知：由于由于 很小，可忽略不计，于
20、是得：很小，可忽略不计，于是得：若若R=500 mm，L=1 mm，则，则=0.001 mm，远小于筛，远小于筛孔尺寸，因此在物料流过筛面时，比筛孔小得多的微粒孔尺寸，因此在物料流过筛面时，比筛孔小得多的微粒都可以滑过筛缝而成为筛上物。通常选用的筛缝，可为都可以滑过筛缝而成为筛上物。通常选用的筛缝，可为筛下产品最大粒度的筛下产品最大粒度的1.52倍。倍。4.2 4.2 粗颗粒物料的脱水粗颗粒物料的脱水（4-24-2）（4-3)4-3)Xian university of science and technology 第二个优点第二个优点：结构简单、轻便、占地面积小、无运结构简单、轻便、占地面积
21、小、无运动部件和传动机构，处理能力大。动部件和传动机构，处理能力大。缺点：缺点：筛条磨损严重，筛面的安装和维护要求较高。筛条磨损严重，筛面的安装和维护要求较高。为了延长筛面的使用寿命，不少弧形筛制成可逆转式，为了延长筛面的使用寿命，不少弧形筛制成可逆转式，当前一端磨损严重后，可将筛面转动当前一端磨损严重后，可将筛面转动180后继续使用另后继续使用另一端。为了提高分级效率和减轻筛缝堵塞，可在筛面背一端。为了提高分级效率和减轻筛缝堵塞，可在筛面背后加设打击装置，使弧形筛产生振动。后加设打击装置，使弧形筛产生振动。4.2 4.2 粗颗粒物料的脱水粗颗粒物料的脱水Xian university of
22、science and technology4.2 4.2 粗颗粒物料的脱水粗颗粒物料的脱水（3）旋流筛）旋流筛 旋流筛是一种固定筛，其筛面上部为圆柱形（导向槽）旋流筛是一种固定筛，其筛面上部为圆柱形（导向槽），下部为倒锥形。物料以一定速度沿切线方向流入导向槽，下部为倒锥形。物料以一定速度沿切线方向流入导向槽，在筛面上形成旋流。受离心力作用，在筛面上形成旋流。受离心力作用，80-90%水和部分细粒水和部分细粒煤透筛，剩余物料在锥形筛面上旋流而下，继续脱水。脱煤透筛，剩余物料在锥形筛面上旋流而下，继续脱水。脱水后的物料滑至筛网下部物料口排出，筛下水则集中外部水后的物料滑至筛网下部物料口排出，筛下
23、水则集中外部出口排出。出口排出。Xian university of science and technology4.2 4.2 粗颗粒物料的脱水粗颗粒物料的脱水 旋流筛内，筛网缝条的宽度和方向均有变化。上部的缝旋流筛内，筛网缝条的宽度和方向均有变化。上部的缝条与机体近于平行，下部缝条则与机体垂直，而且比上部筛条与机体近于平行，下部缝条则与机体垂直，而且比上部筛缝约宽缝约宽50%。缝条的方向是考虑了外层物料螺旋运动的特点。缝条的方向是考虑了外层物料螺旋运动的特点和减少筛网在运转期间的磨损而设计的。筛缝宽窄的变化，和减少筛网在运转期间的磨损而设计的。筛缝宽窄的变化，则可保证整个锥形筛网上尽可能获
24、得相同的分级粒度，并考则可保证整个锥形筛网上尽可能获得相同的分级粒度，并考虑了物料流速和锥面形状的关系。虑了物料流速和锥面形状的关系。Xian university of science and technology4.2 4.2 粗颗粒物料的脱水粗颗粒物料的脱水Xian university of science and technology4.2 4.2 粗颗粒物料的脱水粗颗粒物料的脱水 旋流筛兼具固定筛和离心脱水机的优点。尽管设备简旋流筛兼具固定筛和离心脱水机的优点。尽管设备简单，但处理能力却比振动筛大单，但处理能力却比振动筛大23倍。它可用于末精煤预倍。它可用于末精煤预先脱水，末煤预先
25、脱泥、脱水、分级以及粗煤泥回收作业先脱水，末煤预先脱泥、脱水、分级以及粗煤泥回收作业(筛孔筛孔0.75、1mm)。为消除筛网物料堵塞和提高筛上产物浓度，可在旋流为消除筛网物料堵塞和提高筛上产物浓度，可在旋流筛上安装电磁激振器进行振动。为延长筛网寿命，可调节筛上安装电磁激振器进行振动。为延长筛网寿命，可调节入料口切线方向，使物料在导向槽内作交替旋流运动。入料口切线方向，使物料在导向槽内作交替旋流运动。Xian university of science and technology 4.2 4.2 粗颗粒物料的脱水粗颗粒物料的脱水2.振动筛振动筛 振动筛具有工艺效果好、结构简单、操作维修方便等振
26、动筛具有工艺效果好、结构简单、操作维修方便等优点。其主要形式有圆运动振动筛、直线振动筛和共振筛优点。其主要形式有圆运动振动筛、直线振动筛和共振筛几种。圆振动筛多用于分级作业，选煤厂中多用直线振动几种。圆振动筛多用于分级作业，选煤厂中多用直线振动筛脱水。筛脱水。振动筛的机构结构、工作原理、技术性能已在破碎振动筛的机构结构、工作原理、技术性能已在破碎筛分中作了介绍，这里仅介绍其脱水和脱泥（包括脱介）筛分中作了介绍，这里仅介绍其脱水和脱泥（包括脱介）的特点。的特点。振动筛的脱水效果与很多因素有关。筛面愈长，煤粒振动筛的脱水效果与很多因素有关。筛面愈长，煤粒在筛面上的脱水时间愈长；煤粒愈大，间隙水愈易
27、脱除。在筛面上的脱水时间愈长；煤粒愈大，间隙水愈易脱除。Xian university of science and technology（1）直线振动筛）直线振动筛 直线振动筛是双轴振动筛的一种。其筛箱振动直线振动筛是双轴振动筛的一种。其筛箱振动的轨迹是直线，筛面水平安装，物料在筛面上的移动不的轨迹是直线，筛面水平安装，物料在筛面上的移动不是依靠筛面的倾角而取决于振动的方向角。我国目前主是依靠筛面的倾角而取决于振动的方向角。我国目前主要生产和使用的直线振动筛有吊式（要生产和使用的直线振动筛有吊式（DS式）和座式式）和座式（ZS型）两种，它们又分别有单层和双层两种。无论是型）两种，它们又分别有
28、单层和双层两种。无论是DS型还是型还是ZS型振动筛，均由筛箱、激振器及弹簧支撑型振动筛，均由筛箱、激振器及弹簧支撑或吊挂装置组成。或吊挂装置组成。4.2 4.2 粗颗粒物料的脱水粗颗粒物料的脱水Xian university of science and technology 筛网是脱水筛的主要工作部件，应具有足够的机械筛网是脱水筛的主要工作部件，应具有足够的机械强度、最大的开孔率且筛孔不易堵塞等性质。常用的筛网强度、最大的开孔率且筛孔不易堵塞等性质。常用的筛网有板状筛网、编织筛网和条缝筛网等，脱水常采用编织筛有板状筛网、编织筛网和条缝筛网等，脱水常采用编织筛网和条缝筛网。网和条缝筛网。4.2
29、 4.2 粗颗粒物料的脱水粗颗粒物料的脱水Xian university of science and technologyXian university of science and technology4.2 4.2 粗颗粒物料的脱水粗颗粒物料的脱水Xian university of science and technology 工作原理及应用工作原理及应用 直线振动筛是利用激振器产生的激振力而使筛箱直线振动筛是利用激振器产生的激振力而使筛箱作直线运动的。当主动轴和从动轴的不平衡重块相对作直线运动的。当主动轴和从动轴的不平衡重块相对同步回转时，在各瞬时位置中，离心力沿同步回转时，在各瞬时
30、位置中，离心力沿x-x方向的分方向的分力总是相互抵消，而沿力总是相互抵消，而沿y-y方向的分力总是相互叠加，方向的分力总是相互叠加，因此形成单一的沿因此形成单一的沿y-y方向的激振力而驱动筛子做直线方向的激振力而驱动筛子做直线运动。运动。4.2 4.2 粗颗粒物料的脱水粗颗粒物料的脱水Xian university of science and technology 直线振动筛的抛射角在直线振动筛的抛射角在3065度之间，我国多采用度之间，我国多采用45度，物料行进距离远，利于脱水。物料在筛面上的脱度，物料行进距离远，利于脱水。物料在筛面上的脱水过程，通常分三个阶段：第一段为初步脱水；第二阶水
31、过程，通常分三个阶段：第一段为初步脱水；第二阶段为喷洗；第三阶段为最终脱水。喷水的目的是冲洗掉段为喷洗；第三阶段为最终脱水。喷水的目的是冲洗掉混在产品中的细泥，既可降低灰分又可降低水分。喷水混在产品中的细泥，既可降低灰分又可降低水分。喷水必须用澄清的循环水，水压常必须用澄清的循环水，水压常0.150.2 Mpa。喷水点在。喷水点在整个筛子的中心处，沿全宽喷洒。整个筛子的中心处，沿全宽喷洒。对块煤脱水和脱介，为提高筛子的处理能力并减少对块煤脱水和脱介，为提高筛子的处理能力并减少对小筛孔条缝筛的磨损，通常采用双层筛，上层用编织对小筛孔条缝筛的磨损，通常采用双层筛，上层用编织筛网，筛孔为筛网，筛孔为
32、13 mm，下层用条缝筛网，筛孔为，下层用条缝筛网，筛孔为0.5 mm。4.2 4.2 粗颗粒物料的脱水粗颗粒物料的脱水Xian university of science and technology4.2 4.2 粗颗粒物料的脱水粗颗粒物料的脱水4.2.2 4.2.2 离心脱水机离心脱水机 离心脱水机是利用离心力而实现固液分离的，离心脱水机是利用离心力而实现固液分离的，其离心其离心力要比重力场中的重力大上百倍甚至上千倍，通常用分力要比重力场中的重力大上百倍甚至上千倍，通常用分离因数表示这一关系，又称离心强度，用离因数表示这一关系，又称离心强度，用Z Z表示。表示。分离因分离因数数表示在离心
33、力场中所产生的离心加速度和重力加速度表示在离心力场中所产生的离心加速度和重力加速度的比值。的比值。式中：式中：RR旋转半径，旋转半径，cm cm；角速度，角速度，s-s-1 1；n n转速，转速，r/minr/min；g g重力加速度，重力加速度，981 cm/s981 cm/s2 2 （4-4-4 4）Xian university of science and technology4.2 4.2 粗颗粒物料的脱水粗颗粒物料的脱水 分离因数是表示离心力大小的指标分离因数是表示离心力大小的指标，也是表示离心脱，也是表示离心脱水机分离能力的指标。分离因数水机分离能力的指标。分离因数Z越大，物料所
34、受离心力越大，物料所受离心力越强，越容易实现固液分离。由于离心机的分离因数与筛越强，越容易实现固液分离。由于离心机的分离因数与筛篮转速篮转速n的平方和旋转半径的一次方成正比。因此采用提的平方和旋转半径的一次方成正比。因此采用提高转速来提高分离因数比增加半径提高分离因数更加有效。高转速来提高分离因数比增加半径提高分离因数更加有效。因此离心机的结构常采用高转速、小直径。因此离心机的结构常采用高转速、小直径。由于煤粒较脆、容易粉碎，过高的分离因数必将使煤由于煤粒较脆、容易粉碎，过高的分离因数必将使煤粒粉碎度提高而增加脱水过程煤粒在滤液中的损失；同时粒粉碎度提高而增加脱水过程煤粒在滤液中的损失；同时设
35、备的磨损增大，动力消耗亦相应增大。设备的磨损增大，动力消耗亦相应增大。Xian university of science and technology4.2 4.2 粗颗粒物料的脱水粗颗粒物料的脱水 离心脱水机分为离心脱水机分为过滤式过滤式和和沉降式沉降式两大类。过滤式离两大类。过滤式离心脱水机主要用于较粗颗粒物料的脱水，如末精煤和粗心脱水机主要用于较粗颗粒物料的脱水，如末精煤和粗煤泥的脱水；沉降式离心脱水机主要用于细颗粒物料的煤泥的脱水；沉降式离心脱水机主要用于细颗粒物料的脱水，如浮选精煤、尾煤和细泥的脱水。脱水，如浮选精煤、尾煤和细泥的脱水。一般过滤式离心脱水机的分离因数常一般过滤式离心
36、脱水机的分离因数常 在在80200之之间。用于细颗粒物料脱水的沉降式离心脱水机的分离因间。用于细颗粒物料脱水的沉降式离心脱水机的分离因数常在数常在5001000之间。之间。过滤式离心脱水机按卸料方式可分为惯性卸料、刮过滤式离心脱水机按卸料方式可分为惯性卸料、刮刀卸料和振动卸料三种。刀卸料和振动卸料三种。4.2 4.2 粗颗粒物料的脱水粗颗粒物料的脱水1.1.惯性卸料离心机惯性卸料离心机 惯性卸料离心机工作原惯性卸料离心机工作原理如图理如图4-54-5所示。其主要工所示。其主要工作部件是筛篮，经传动轴由作部件是筛篮，经传动轴由电动机带动旋转，湿物料给电动机带动旋转，湿物料给到筛篮中心，受离心力的
37、作到筛篮中心，受离心力的作用被甩到筛篮壁上而形成沉用被甩到筛篮壁上而形成沉淀物层，水分通过沉淀物层淀物层，水分通过沉淀物层和筛篮上的筛孔排出，从而和筛篮上的筛孔排出，从而实现物料和水分的分离。实现物料和水分的分离。Xian university of science and technology 4.2 4.2 粗颗粒物料的脱水粗颗粒物料的脱水2.刮刀卸料离心脱水机刮刀卸料离心脱水机 刮刀卸料离心脱水机与惯性离心脱水机的主要区别：刮刀卸料离心脱水机与惯性离心脱水机的主要区别：是用刮刀把已经脱水的物料强迫排出的。是用刮刀把已经脱水的物料强迫排出的。（1）刮刀卸料离心脱水机的结构（以）刮刀卸料离心
38、脱水机的结构（以LL9型为例）。型为例）。全机由五部分组成：传动系统、工作部件、机壳、全机由五部分组成：传动系统、工作部件、机壳、隔振装置和润滑装置。机壳为不动部件，主要对筛网起隔振装置和润滑装置。机壳为不动部件，主要对筛网起保护作用并降低从筛缝中甩出的高速水流速度。隔振系保护作用并降低从筛缝中甩出的高速水流速度。隔振系统是为了减小离心脱水高速旋转时对厂房造成的振动。统是为了减小离心脱水高速旋转时对厂房造成的振动。润滑系统则是为了保证传动系统灵活运转。传动系统和润滑系统则是为了保证传动系统灵活运转。传动系统和工作部件是主要部分。工作部件是主要部分。Xian university of scie
39、nce and technologyXian university of science and technology 4.2 4.2 粗颗粒物料的脱水粗颗粒物料的脱水 传动系统传动系统LL-9型离心脱水机传动系统的主要部件型离心脱水机传动系统的主要部件是一根贯穿离心脱水机的垂直心轴，其外有空心套轴，是一根贯穿离心脱水机的垂直心轴，其外有空心套轴，下部装有减速器。空心套轴和心轴通过齿轮与由电动机下部装有减速器。空心套轴和心轴通过齿轮与由电动机带动旋转的中间轴连接。空心套与心轴分别与筛篮和刮带动旋转的中间轴连接。空心套与心轴分别与筛篮和刮刀转子相连，同时旋转且方向相同。这是由于相连的传刀转子相连
40、，同时旋转且方向相同。这是由于相连的传动齿轮齿数不同而得到的。动齿轮齿数不同而得到的。工作部件工作部件工作部件由筛篮、钟形罩、刮刀转子、工作部件由筛篮、钟形罩、刮刀转子、给料分配盘和筛网组成。给料分配盘和筛网组成。4.2 4.2 粗颗粒物料的脱水粗颗粒物料的脱水Xian university of science and technology 4.2 4.2 粗颗粒物料的脱水粗颗粒物料的脱水Xian university of science and technology4.2 4.2 粗颗粒物料的脱水粗颗粒物料的脱水（2 2）影响因素）影响因素 筛篮和刮刀转子之间的间隙，对离心脱水机的工作有
41、筛篮和刮刀转子之间的间隙，对离心脱水机的工作有很大影响。间隙减小，筛面上滞留的煤量减小，离心脱水机很大影响。间隙减小，筛面上滞留的煤量减小，离心脱水机的负荷降低，可减小筛网被堵塞的现象，有利于脱水过程进的负荷降低，可减小筛网被堵塞的现象，有利于脱水过程进行。若间隙增大，筛面上将粘附一层不脱落的物料，新进入行。若间隙增大，筛面上将粘附一层不脱落的物料，新进入设备的料流只能沿料层滑动，一方面加大物料移动阻力，在设备的料流只能沿料层滑动，一方面加大物料移动阻力，在相同处理能力情况下使负荷增加、动力消耗增大，并增加物相同处理能力情况下使负荷增加、动力消耗增大，并增加物料的磨碎作用；另一方面，增加了泄出
42、水分必须通过该粘附料的磨碎作用；另一方面，增加了泄出水分必须通过该粘附的物料层的排泄阻力，从而降低脱水效果。因此，筛篮和刮的物料层的排泄阻力，从而降低脱水效果。因此，筛篮和刮刀之间的间隙是离心脱水机工作中调整的主要因素之一。对刀之间的间隙是离心脱水机工作中调整的主要因素之一。对于螺旋刮刀卸料的离心脱水机，间隙要求为（于螺旋刮刀卸料的离心脱水机，间隙要求为（2121）mmmm。可。可通过增减心轴凸缘上的垫片而使刮刀转子升高或降低，以调通过增减心轴凸缘上的垫片而使刮刀转子升高或降低，以调整二者之间的间隙。整二者之间的间隙。Xian university of science and technol
43、ogy 筛篮与刮刀转子之间的速差，筛篮与刮刀转子之间的速差，使脱水物料被迫按设计的刮刀螺旋使脱水物料被迫按设计的刮刀螺旋线移动，移动的煤流与筛缝斜切，线移动，移动的煤流与筛缝斜切，使筛缝有效宽度变大，如图使筛缝有效宽度变大，如图4-6所示。所示。当筛缝宽度为当筛缝宽度为b、物料运动轨迹与、物料运动轨迹与筛条之间夹角为筛条之间夹角为时，筛缝的有效时，筛缝的有效宽度应为宽度应为 B=b/sin （4-5）螺旋角螺旋角随刮刀螺距的增大而增随刮刀螺距的增大而增大。因此，随螺距增大，筛缝有效大。因此，随螺距增大，筛缝有效宽度宽度B减小，水流难以通过。但煤减小，水流难以通过。但煤流沿螺旋线的运动速度加快，
44、增加流沿螺旋线的运动速度加快，增加了离心脱水机的处理能力，同时脱了离心脱水机的处理能力，同时脱水后产品的水分增加，脱水效果降水后产品的水分增加，脱水效果降低。低。4.2 4.2 粗颗粒物料的脱水粗颗粒物料的脱水Xian university of science and technology 分配盘用于使物料分配盘用于使物料均匀地甩向筛篮内壁，以均匀地甩向筛篮内壁，以改善离心脱水机的工作效改善离心脱水机的工作效果。分配盘由球墨铸铁铸果。分配盘由球墨铸铁铸成，并用螺栓固定在刮刀成，并用螺栓固定在刮刀转子上，因此分配盘随刮转子上，因此分配盘随刮刀转子一起转动。分配盘刀转子一起转动。分配盘如图如图4
45、-7所示。所示。4.2 4.2 粗颗粒物料的脱水粗颗粒物料的脱水Xian university of science and technology 由于采用机械刮刀卸料，由于采用机械刮刀卸料，这这种离心机的入料上限要种离心机的入料上限要求求严严格，脱水格，脱水过过程中煤的破碎程中煤的破碎现现象象严严重。重。我国目前我国目前应应用用较较多的波多的波兰兰引引兰兰的的纳爱纳爱尔尔型，自己仿型，自己仿制的制的LL-9LL-9型、以及在型、以及在LL-9LL-9型基型基础础上改上改进进的的LL3-9LL3-9型。型。螺旋卸料离心脱水机的特点螺旋卸料离心脱水机的特点 (1)(1)脱水效率高，脱水效率高，产
46、产品最品最终终水分可达水分可达6%6%左右，离心液的左右，离心液的固体含量不大于固体含量不大于8%8%；且；且对对于煤泥含量大小不敏感。于煤泥含量大小不敏感。(2)(2)机械振机械振动动小，布置容易。小，布置容易。(3)(3)传动传动机构机构简单紧简单紧凑，凑，润润滑系滑系统统完善，启完善，启动电动电流小。流小。(4)(4)结结构比构比较较复复杂杂，制造与，制造与检检修要求精度高。修要求精度高。Xian university of science and technology4.2 4.2 粗颗粒物料的脱水粗颗粒物料的脱水 4.2 4.2 粗颗粒物料的脱水粗颗粒物料的脱水 3.3.振动卸料离心
47、脱水机振动卸料离心脱水机 振动卸料离心机特点是筛蓝在绕轴旋转的同时，作振动卸料离心机特点是筛蓝在绕轴旋转的同时，作轴向振动。振动作用体现在以下几方面：轴向振动。振动作用体现在以下几方面：(1)克服筛面运动阻力使物料向前移动并排出。克服筛面运动阻力使物料向前移动并排出。(2)物料不断得到松散，强化了脱水。物料不断得到松散，强化了脱水。(3)有助于清理筛面，防止筛面堵塞。有助于清理筛面，防止筛面堵塞。(4)减轻物料对筛面的磨损。减轻物料对筛面的磨损。此外，由于采用振动卸料方式，减小了离心机筛兰此外，由于采用振动卸料方式，减小了离心机筛兰半锥角半锥角(10-15)，改变了筛蓝结构，进一步改善了设备，
48、改变了筛蓝结构，进一步改善了设备机械性能与脱水效果；减轻了筛面磨损对物料的机械破机械性能与脱水效果；减轻了筛面磨损对物料的机械破碎，放宽了入料粒度上限。碎，放宽了入料粒度上限。振动卸料离心脱水机分卧式和立式两种。振动卸料离心脱水机分卧式和立式两种。Xian university of science and technologyXian university of science and technology 4.2 4.2 粗颗粒物料的脱水粗颗粒物料的脱水4.2 4.2 粗颗粒物料的脱水粗颗粒物料的脱水 （1）卧式振动离心脱水机）卧式振动离心脱水机 以以WZL1000为例介绍其结为例介绍其结
49、构和工作原理。构和工作原理。工作原理工作原理 在卧式振动离心脱水机中，在卧式振动离心脱水机中，物料在筛篮内除受径向旋转的离物料在筛篮内除受径向旋转的离心力作用外，还受轴向振动的惯心力作用外，还受轴向振动的惯性力作用，重力因为比离心力小性力作用，重力因为比离心力小得多，因此可将其忽略不计，物得多，因此可将其忽略不计，物料在筛篮中的受力分析如图料在筛篮中的受力分析如图4-8所所示。示。Xian university of science and technology 物料在运动过程中，其振动惯性力的方向和大小都物料在运动过程中，其振动惯性力的方向和大小都是变量。下面讨论惯性力向右达到最大值时的情况
50、。是变量。下面讨论惯性力向右达到最大值时的情况。离心力离心力F FL L和振动惯性力和振动惯性力J J均可分解为对筛面的正压均可分解为对筛面的正压力力F FLpLp和和J Jp p以及沿筛面的切向分力以及沿筛面的切向分力F FLtLt和和J Jt t。如果筛篮的半。如果筛篮的半锥角为锥角为，则分力分别为：，则分力分别为：4.2 4.2 粗颗粒物料的脱水粗颗粒物料的脱水Xian university of science and technology 如果两个切向分力之和大于磨擦力，物料就可克如果两个切向分力之和大于磨擦力，物料就可克服磨擦力而向筛篮大直径端即卸料端运动。若磨擦系服磨擦力而向筛篮