旋流器分类及工作原理

常用旋常用旋 流流 器器 介介 绍绍 及及 常常 见见 故故 障障 处处 理理 一、常用旋流器有以下几种：分级旋流器、重介旋流器、水介质旋流器一、常用旋流器有以下几种：分级旋流器、重介旋流器、水介质旋流器 工作原理：旋流器依靠离心沉降进行分离。将需要分享的两相混合液以一定的压力从旋 流器圆筒端上部的进料口送入，从而在旋流器内形成强烈的旋转运动。由于轻相和重相之间 的密度差异或粗细颗粒之间的粒度差异，所受的离心力和流体曳力大小不同，大部分的轻相 （或细粒级）通过旋流器溢流口排出，而重相（或粗粒级）则由底流口排出。 ( (一一) )分级旋流器分级旋流器就是我们几个厂常用的一二级旋流器主要依据颗粒的粗细进行分级。 （二）水介质旋流器（二）水介质旋流器: 水介质旋流器又称为自生介质旋流器。它是用水和入料中的细颗粒 形成的介质分选，而不需要外加高密度介质，由于实际分选密度和介质密度差别较大，所以 在水介质旋流器中粒度分级的作用较明显。为获得较好的按密度分选的精度，对旋流器的设 计进行修改并且限制入选煤的粒度范围不要太宽（例如“ -20mm,-13mm 或-6mm）。 典型的水介质旋流器如图所示。它的主要特点是圆锥段较短，锥角较大和较长的溢流 管。单锥有 90°和 75°两种，也有用三段不同的锥角（复锥水介旋流器）。这种设计有利于 降低粒度分级效应，改善按密度分级的效果。溢流管离圆锥段愈近，低密度的大颗粒达不到 它的沉降末速，愈不容易被离心力抛到筒壁，而被上升流带入溢流管排出。水介质旋流器的 锥体有一个大的锥角，锥体角度的增大会产生一个向上的推力使得重密度颗粒产生悬浮的旋 转床层，密度小的颗粒不能穿透该床层进入底流，通过溢流管排出，成为精煤产品，重介质 （如矸石）则通过底流口排出。 水介质旋流器作为一种简易可行的分选设备，具有结构简单、生产费用低、工艺系统简 单、分选下限低及处理量较大等优点。但其分选精度较差、溢流不经过脱泥达不到精煤灰分 要求。单机处理能力最大可达 40T/H，单段水介质旋流器只适用于粗选，若用两段水介质旋 流器分选则可取取得较好的效果，尤其是处理易选煤。水介质旋流器主要用于处理易选末煤 和粗煤泥、跳汰中煤再选、氧化煤泥以及脱除煤中的黄铁矿。 水介质旋流器主要有Ф200、Ф350、Ф500 等几种规格，可以与跳汰机、重介质旋流器组 成分选系统，以增大选煤厂的处理能力；或用于洗选跳汰中煤；水介质旋流器也可以用于回 收煤泥沉淀池中的煤泥。 （三）（三） 重介质旋流器重介质旋流器 选煤用的重介质旋流器是在分级旋流器基础上发展起来的。重介质旋流器是在离心力场 中进行分选的设备，基本原理是利用阿基米德原理在离心力场中进行的。由于离心力比重力 大几十甚至几百倍，故对细粒和密度差别小的物料，在离心力场中比在重力场中有效的多。 主要用于分选 50～0.5mm 煤。近年来，随着技术的进步，大直径旋流器不断应用于生产实 践，分选粒度上限逐渐加大，如1200/850 无压三产品旋流器的分选粒度上限可达80～ 90mm，一般应用50mm，重介质旋流器的适用范围正逐步加大。重介质旋流器是一种结构简 单、无运动部件的选煤设备。根据机体结构和形状分为圆锥型和圆筒型两产品重介质旋流 器；双圆筒串联型和圆筒与圆锥串联的三产品重介质旋流器。旋流器的各结构件分为整体铸 造和耐磨内衬两种形式。整体铸造材料常用的有耐磨合金和聚氨酯等，耐磨合金材料常用的 有 Cr15M03、抗磨复合材料、硬质合金等；耐磨内衬材料有耐磨钢玉衬片、碳化硅和聚氨酯 等。 第一节第一节 两产品重介质旋流器两产品重介质旋流器 两产品重介质旋流器按其原料煤给入方式分为有压（切线）给煤式和无压（中心）给煤 式两种。前一种为圆锥形重介旋流器，后一种为圆筒形重介旋流器。 1、圆锥形重介质旋流器 图为两产品重介质旋流器结构图。结构为： 有压给料二产品重介质旋流器结构简图 1—入料管；2—锥体；3—底流口；4—溢流管 5—溢流室；6—基架 物料与悬浮液混合，以一定压力从入料管沿切线 (渐开线)方向给入旋流器圆筒部分（如 图）由于离心力的作用，高密度物料移向锥体的内壁，并随部分悬浮液向下作螺旋运动，最 后从底流口排出；低密度物料集中在锥体中心，随内螺旋上升，经溢流管进溢流室排出。溢 流先进入溢流室，然后顺切线方向排出，可以减少对旋流器不利的反压力。旋流器内流体的 切线速度很大（4.4m/s 以上），对部件磨损严重。为了提高设备的使用寿命，可用合金钢等 耐磨材料整体铸造，也可以采用耐磨材料作衬里（如铸石等），但衬里要求光滑，无凹凸和 台阶，以免破坏液体的正常流态。安装角度一般按中心线与水平线成 10°. 2、圆筒形重介质旋流器 美国20世纪50年代制造的DWP型重介质旋流器属无压给料式圆筒形旋流器，其构造见 下图。分选物料与悬浮液分开给入。物料无压、自重给入上部中心入料管（在给料箱内也加 入少量悬浮液）；悬浮液用泵以0.06~0.15MPa的压力沿切线压入圆筒下部（圆筒呈 25°~30° 倾角安装）。沿切线压入的悬浮液从底至顶造成一股上升的空心旋涡流。矸石与一部分高密 度（起浓缩作用的）悬浮液沿筒壁上升，从矸石排出口排出。精煤与低密度悬浮液聚集在旋 涡中心向下流动，通过下部排出口排出。 这种旋流器优点是：物料与悬浮液分开给入，有利于悬浮液密度的测定和调整；物料与 悬浮液之间接触时间短，粉碎程度低；旋流器各部件磨损小，使用寿命长。缺点是分选精度 较差。 第二节三产品重介质旋流器 三产品重介质旋流器是由两台两产品旋流器串联组装而成的。第一段为主选，采用低密 度悬浮液进行分选，选出精煤和再选入料，同时由于悬浮液浓缩的结果，为第二段准备了高 密度悬浮液。第二段为再选，分选出中煤和矸石两种产品。三产品重介质旋流器是用一台圆 筒旋流器和一台圆锥旋流器串联而成（见下图 双圆筒串联型无压给料三产品重介质旋流器见图 图 1-2 无压给料三产品重介质旋流器结构简 一台三产品重介质旋流器代替两台两产品重介质旋流器，其优点是：可以省掉一个悬浮 液循环系统和再选物料的运输；减少厂房空间，并方便生产管理。但是，第二段悬浮液是由 第一段旋流器浓缩而来，所以第二段旋流器的分选密度除与第一段分选密度有关外，还与第 二段底流口直径有关。因此，在正常情况下，只改变入料悬浮液的密度和第二段底流口直径 两个参数，即可达到所需分选密度的调整范围 1. 工作原理 煤和矸石的混合物渐开线给料方式进入充满给定密度悬浮液的旋流器中，受到重力和离 心力的作用而分离；大于悬浮液密度的矸石，所受作用力的方向与离心加速度方向相同，在 悬浮液中做离心运动，集中在外层形成矸石带，由于干扰沉降作用，紧贴器壁的是大矸石， 其次是中等粒度、小粒度矸石，汇合成螺旋运动沿器壁由底流口排出；小于悬浮液密度的 煤，在旋流器中做向心运动，并集中在旋流器的中心轴附近呈旋涡运动形成中煤和精煤带， 在溢流管附近，由于溢流管底部的涡流作用发生二次分选，精煤沿溢流管排出，中煤和矸石 将再旋流，中煤带在轻颗粒与重颗粒间起隔栅作用，该处可使灰分较低的中煤向底流口方向 运动，作为尾煤排出或随精煤沿溢流管排出。 近年来，我国选煤厂开始采用小直径重介旋流器来分选