隨著選煤工業(yè)的發(fā)展，國內(nèi)外進行細粒煤干法深度篩分過程中，分選下限不斷降低。目前煤炭篩分粒度界限主要為6與3mm，尤其對于3mm動力煤不經(jīng)分選可直接用于火力發(fā)電。因此，實現(xiàn)原煤的6或3mm細粒級干法深度篩分，不僅能提高粉煤的利用率，也可節(jié)約成本。但由于原煤外在水分高，細粒煤深度篩分過程中，經(jīng)常出現(xiàn)堵孔、黏孔和篩面上顆粒物料互相黏連現(xiàn)象，導致篩分過程難以進行，降低篩分設備工作效率。

近些年，細粒物料的黏附現(xiàn)象及其對篩分過程的影響受到國內(nèi)外眾多研究者關注，圍繞細粒物料，尤其潮濕細粒黏性煤的篩分分級問題，國內(nèi)外學者進行了相關研究。國外對細粒煤干法深度篩分研究較早。1951年，Mogensen用統(tǒng)計學方法分析研究物料在篩面上的篩分過程時，提出了概率篩分原理，這種方法能使物料按概率理論有效完成整個篩分過程；1951年，Wehner申請了雙質(zhì)體振動給料機專利，該設計采用內(nèi)外篩框結(jié)構，這就是弛張篩的雛形，而后德國HeinLehmann公司持續(xù)對細粒煤篩分設備研究，針對難篩分物料的特點，于1971年研發(fā)了世界第1臺LS型弛張篩，完善了弛張篩篩分理論，其典型特征是細粒煤在彈性篩面上產(chǎn)生類似蹦床的弛張運動，加快物料的快速分層與透篩；1965年，Burstlein提出了HCC篩分法(等厚篩分理論)，等厚篩分理論是在物料層極薄的條件下進行的一種篩分法，通過每段篩面設計的傾角不同，使整個篩面的物料在篩分過程中，基本保持相同的厚度。1965年后，國外開始研究電磁激振方式，將周期變化的電流輸入電磁鐵線圈，在被激件與電磁鐵之間產(chǎn)生周期變化的電磁激振力，該電磁激振力屬于非接觸方式，且電磁激振器具有體積和質(zhì)量小、工作頻帶寬及激振力自重比大等優(yōu)點；1992年，德國丁布呂德通過對物料群的碰撞模型研究，提出了強化篩分理論，該理論拋開了拋擲指數(shù)為3.3的臨界概念，通過提高振動參數(shù)，可取得較大的速度和加速度，提高生產(chǎn)率與篩分效率。20世紀90年代以來，Norgate和Weller在研究潮濕細粒物料深度篩分過程中，提出黏附細粒物料深度篩分模型。Hollider和Hoberg通過研究潮濕細粒物料的黏附機理，提出了潮濕細粒物料在表面水分作用下，互相黏附的黏結(jié)力計算公式，并提出了減少黏結(jié)力的方法；Zuber和Eibs等提出為解決潮濕細粒物料的堵孔問題，通常采用降低物料水分、加熱篩面、濕篩、篩面清洗裝置等方法。同時指出弛張篩對篩分潮濕細粒物料具有很高的效率，主要是由于篩面具有較高的拋射強度與自清洗功能，使物料有效克服水分表面張力。近年來，國外出現(xiàn)雙質(zhì)體共振篩分技術與網(wǎng)振篩分技術，其中雙質(zhì)體技術通過調(diào)整篩機處于亞共振系統(tǒng)，提高篩機振幅；網(wǎng)振篩分技術主要控制篩網(wǎng)振動，而整機振動較小。以上2種技術都具有高運轉(zhuǎn)率與節(jié)能降耗等優(yōu)點。

我國也相繼開展了相關研究，劉初升等在概率篩分原理和單顆粒透篩概率理論基礎上，提出了粒群沿篩面長度透篩概率分布模型，通過概率篩試驗發(fā)現(xiàn)，深度篩分時，顆粒之間存在的黏附現(xiàn)象導致細粒物料不能按照理論透篩概率進行篩分，篩分分配曲線在細粒區(qū)間出現(xiàn)了反常的上翹現(xiàn)象，并建立了實用概率篩分模型。陳惜明等、趙躍民等探討了潮濕細粒物料在普通振動篩篩面上的積聚原因和黏附機理以及黏附力、黏附厚度的影響因素，進行了潮濕細粒物料和干燥細粒物料的相關試驗，研究發(fā)現(xiàn)，存在于顆粒之間的液體橋是促使潮濕細粒物料聚集的首要因素，外在水分是造成細粒物料深度篩分困難的主要原因。提出了計算潮濕細粒物料黏附力的數(shù)學模型及解決篩面堵孔的2種方法。王宏凱等提出一種新的設計方案，該方案能有效克服潮濕細粒原煤深度篩分堵孔黏孔現(xiàn)象。孫剛針對目前潮濕細粒黏性物料的篩分問題，認為對難篩物料的篩分應采用大振幅、大振動強度和彈性篩面的工藝參數(shù)，并采用篩板振動而篩箱不振動的機械結(jié)構形式，實現(xiàn)難篩物料的篩分。劉初升等通過分析篩分機剛性振動和篩面彈性振動，得出篩面彈性振動的解析解；通過研究篩孔在彈性振動過程中的變化規(guī)律，揭示了彈性篩面克服堵孔的機理。通過試驗得出，物料外在水分小于5%時，彈性篩面與剛性篩面篩分效果基本接近，當水分增大到8%～14%，彈性篩面明顯高于剛性篩面篩分效果。孫銘陽等利用常見粒度分布模型和廣義正態(tài)分布模型進行細粒煤粒度分布特性的研究。

概率篩依據(jù)概率篩分原理，主要分為自同步概率篩與慣性共振式概率篩。目前煤炭分級領域采用自同步概率篩，主要用于原煤的準備篩分與最終篩分。該類型概率篩具有大篩孔(篩孔尺寸是分離粒度的2～10倍)、短篩面(篩面長度1.4～2.0m)、多層篩面(3～6層)及大傾角(30°～60°)等特點，且篩面互相重疊、篩面傾角自上而下遞增、篩孔大小逐層遞減。概率篩可將外在水分高(大于7%)、細泥含量大(0～50mm)的煤篩分成4個粒級產(chǎn)品(0～6、6～13、13～25和25～50mm)。由于篩孔尺寸為分離粒度的2～10倍，故處理量大，減小堵孔，且設備體積小，占地面積少，維修方便。對外在水分7%～14%的煙煤進行6mm分級粒度篩分時，處理能力可達160t/h，篩分效率達80%以上，是一種較好的用于潮濕細粒黏性物料的篩分設備。缺點是為提高篩分效率，在篩分細粒級物料時，需通過設置多層篩面增加篩分面積，篩箱高度較高，因此，其結(jié)構不適應目前振動篩大型化、大處理量發(fā)展要求，且概率篩屬于近似篩分，篩分精度相對較低，只適于對篩分精度要求不高的場合。

各種細粒煤表面各種化學與物理特性，以及對篩分過程影響，不斷完善、創(chuàng)新篩分理論。如概率篩分理論產(chǎn)生概率篩、等厚篩分原理產(chǎn)生等厚篩、雙質(zhì)體共振篩分理論產(chǎn)生雙質(zhì)體共振篩、弛張篩分原理產(chǎn)生弛張篩、網(wǎng)振篩分原理產(chǎn)生網(wǎng)振篩。新的篩分理論產(chǎn)生往往導致新型細粒物料深度篩分設備的出現(xiàn)。

經(jīng)過幾十年的發(fā)展，篩分設備相關技術發(fā)生顯著變化，如運動軌跡從直線向曲線、從線性到非線性轉(zhuǎn)變；振動方式由遠離共振區(qū)發(fā)展到近共振或共振區(qū)，既增大振幅，也減少功率。下一步應加強研究現(xiàn)有的篩分關鍵技術，并不斷完善豐富，提高細物料干法深度篩分設備的結(jié)構可靠性及性能穩(wěn)定性，延長設備壽命。如設計增加潮濕細粒煤用篩分機篩面的自清理裝置，設定間斷瞬時強振參數(shù)，隨時清理篩網(wǎng)，可及時解決篩面堵孔和黏孔現(xiàn)象；研究共振篩相關技術參數(shù)，提高在共振區(qū)時設備運動的穩(wěn)定性與可靠性?？山梃b其他篩分設備進行工藝組合，優(yōu)勢互補設計，如德國開發(fā)的兩自由度弛張篩，具有弛張篩和直線振動篩的優(yōu)點，篩分效率較高；復合振動篩集中了電磁振動篩和直線振動篩的優(yōu)點?？梢M其他領域相關技術應用于細粒物料干法深度篩分作業(yè)中，如英國ＲusselFinex公司將超聲波技術應用到超細粒級的篩分作業(yè)中，有效解決了篩孔堵塞的問題。

目前使用的大多數(shù)細物料干法深度篩分設備為提高細粒物料的快速分層與透篩，一般通過增大振動強度、拋射強度、振動方向角、振幅等運動學參數(shù)實現(xiàn)，但存在篩機側(cè)板、橫梁、驅(qū)動梁等主要結(jié)構件斷裂的現(xiàn)象，尤其對于跨度3.6m以上的大型振動篩，原因在于篩分本身結(jié)構設計不合理性。研究發(fā)現(xiàn)振動篩作為一個整體桁架結(jié)構，任何部位的結(jié)構強化都會出現(xiàn)其他部位結(jié)構相對弱化現(xiàn)象，且在振動過程中，疲勞斷裂應力遠小于各種鋼材的屈服應力。所以振動篩的壽命及結(jié)構可靠性不僅取決于結(jié)構件材質(zhì)與加工精度，篩機本身結(jié)構的合理性也是重要因素。在今后的振動篩設計中，應采用應力分布均衡化的設計理念，通過各種分析與測試手段不斷改進優(yōu)化篩機，使其各部位應力趨于相同，達到整體結(jié)構設計的合理性，即使在現(xiàn)有材質(zhì)與加工精度不變的情況下，也可大幅提高振動篩的壽命及結(jié)構可靠性。

國內(nèi)外可用于篩分潮濕細粒黏性物料的各型篩分機械較多，但仍無法滿足篩分全部粒級物料的要求。一般而言，細粒煤干法深度篩分設備要求較大的拋射強度，通過增大振幅來提高篩分效果，但同時降低了篩機運行的可靠性與壽命。如普通振動篩、旋轉(zhuǎn)概率篩等在機械強度上較可靠，但對難篩煤的處理效果較差；而琴弦篩、弛張篩、螺旋分級篩等在機械強度與篩分效果上存在諸多問題，但工藝效果較好。因此針對設備機械強度和工藝效果間的矛盾，應根據(jù)現(xiàn)場篩分物料的粒度、組成、處理量等情況，合理配置篩分設備的振動參數(shù)，改善篩分效果。

篩面是影響篩分效果的重要因素，篩面的彈性與其材質(zhì)、厚度有直接關系，且篩面開孔率與篩面使用壽命成反比。目前國內(nèi)外細粒煤干法深度篩分設備主要采用焊接篩板、復合篩板、聚氨酯篩板，其在結(jié)構強度、彈性、開孔率等方面各有優(yōu)缺點。而細粒煤干法深度篩分由于增加拋射強度以便促使顆粒群在最大程度上松散，有利于減輕篩面上物料的黏附；同時采用大振幅、大振動強度和彈性篩面，有利于篩分潮濕細粒級黏性物料，因此細粒煤干法深度篩分設備對篩板結(jié)構強度、彈性、開孔率要求較高。今后應加強篩板相關技術研究，開發(fā)抗腐蝕、耐磨損、柔度適中的新型篩面材料，增加篩面的彈性與開孔率，提高篩分物料顆粒的彈跳力和透篩率。

節(jié)能環(huán)保、智能化、模塊化、標準化、系列化、大型化、精細化是細粒煤干法深度篩分設備未來發(fā)展的趨勢。節(jié)能環(huán)保型設備是未來的發(fā)展重點，因此在細粒煤干法深度篩分設備設計、生產(chǎn)和應用時要注重節(jié)能環(huán)保。智能化是未來機械設備發(fā)展的趨勢，因此今后細粒煤干法深度篩分要重視發(fā)展智能制造裝備和產(chǎn)品，目前研究熱點為智能化設計、智能化制造、實時在線數(shù)字監(jiān)測控制等。模塊化可減少細粒煤炭干法深度篩分設備的設計及制造時間，節(jié)約成本，也是未來細粒煤干法深度篩分設備的發(fā)展趨勢。規(guī)范細粒煤干法深度篩分設備的設計、生產(chǎn)過程，方便用戶對篩機型號的選擇，進行專業(yè)化生產(chǎn)以及保證產(chǎn)品質(zhì)量和降低制造成本，細粒煤干法深度篩分設備應向著標準化、系列化方向發(fā)展。大型細粒煤干法深度篩分設備是未來的發(fā)展趨勢。篩分機械的大型化對提高大型選煤廠的處理能力具有重要意義，也可減少單位設備的管理和設計費用，減少篩機使用數(shù)量和廠房使用面積，減少設備投資和建設成本，有利于實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)經(jīng)營，提高勞動生產(chǎn)率。需要注意的是設備大型化的同時，大幅增加了設備的結(jié)構強與動負荷，如對振動篩來說，跨度增加1倍，連接橫梁的應變增加16倍，對地基的動負荷也成倍增加。精細化研究可優(yōu)化細粒煤干法深度篩分設備內(nèi)部結(jié)構，提高性能穩(wěn)定性及結(jié)構可靠性，也是未來重要的研究方向。

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圍繞細粒煤干法深度篩分問題，國內(nèi)外在理論研究、技術與設備等方面都取得許多創(chuàng)新性研究成果。國外主要研究成果為概率篩分原理、等厚篩分理論、電磁激振理論、弛張篩分理論、強化篩分理論，同時對黏附細粒物料深度篩分模型，潮濕細粒物料的黏結(jié)力計算公式及減少黏結(jié)力方法，降低潮濕細粒物料堵孔方法，以及雙質(zhì)體共振與網(wǎng)振篩分技術等進行深入研究；國內(nèi)主要研究成果為實用概率篩分模型，潮濕細粒物料在篩面上積聚原因和黏附機理及黏附力、黏附厚度的影響因素，克服潮濕細粒原煤深度篩分堵孔、黏孔現(xiàn)象的設計方案，采用篩板振動、篩箱不振動的形式實現(xiàn)難篩物料的篩分，彈性篩面克服堵孔的機理及性篩面與剛性篩面篩分效果對比，細粒煤粒度分布模型分布特性的研究等。在篩分技術和設備開發(fā)上，目前已開發(fā)了概率篩、等厚篩、博后篩、高幅篩、節(jié)肢篩、琴弦篩、弛張篩、拋射篩、諧振式泰勒振動篩、雙質(zhì)體振動篩、電磁高頻細篩等多種結(jié)構與性能特點各異，且適于不同用途的細粒煤干法深度篩分設備。但目前存在的問題是對于3mm以下細粒煤仍無法進行有效干法深度篩分，不僅造成環(huán)境污染，也浪費大量資源。與此同時，近年來隨著國內(nèi)外對煤炭深度提質(zhì)和分質(zhì)分級的要求愈加迫切，細粒煤干法深度篩分設備在未來的煤炭清潔高效利用市場中必將有更大需求，且細粒煤干法深度篩分技術也具有重要的研究價值?；诖?，提出未來應加強篩分理論、關鍵技術、篩機結(jié)構優(yōu)化、振動參數(shù)優(yōu)化配置、篩板相關技術與多樣化研究。