什么是煤的筛分试验

煤炭筛分试验是测定煤炭粒度组成和各粒级质量的一种基本方法。通过筛分试验，可了解各生产煤层的产块率和不同粒级煤的质量特征。所得筛分资料是合理利用煤炭资源，制定煤炭产品质量标准的重要依据。而筛分则是煤炭筛分试验最重要的操作环节，它是采用不同孔径的筛子把煤样按粒度的大小进行分级的方法。理论上，大于筛孔尺寸的煤样应全部留在筛面上；小于筛孔尺寸的煤样则全部透过筛孔落下，进而起到分级的目的。而实际操作中，由于各种因素的影响，常有一些小于筛孔尺寸的颗粒不能正常透筛，另有一些大于筛孔尺寸的颗粒则透筛进入筛下粒级中。这样，势必对筛分效果产生不利影响，降低试验的准确性。筛分效果的好坏受多种因素影响，归纳起来主要有以下4个方面。即：煤样粒度组成、煤样的外在水分和含泥量、筛体的性能及操作者的技能等。

1 煤样粒度组成

煤样中，直径小于3/4筛孔尺寸的颗粒易于透过筛网，我们称其为“易筛粒”；粒度小于筛孔尺寸，但大于3/4孔径的颗粒不易透筛，称为“难筛粒”；直径在1~1.5倍筛孔尺寸的颗粒往往形成料层，紧贴筛网表面，使“难筛粒”不易透过，称“阻筛粒”；而直径大于1.5倍筛孔尺寸的颗粒，由于相互间空隙较大，它们所形成的料层对“易筛粒”和“难筛粒”穿过它去接近筛面的影响不大。显然，煤样中“易筛粒”和直径大于1.5倍筛孔的颗粒含量较多时，筛分速度快、效果好。而“难筛粒”和“阻筛粒”含量增加时，则会降低筛分效率，影响筛分的准确性。遇到这种情况，可减少每次过筛的给料量，使大部分颗粒（特别是难筛粒）能有机会与筛面充分接触，以得到良好的分级效果。也可用增加煤粒在筛面停留时间及增强筛板振动频率（适用于振筛机）等方法来达到分级目的。

2 煤样外在水分和含泥量

煤样中，细粒煤的含水量一般比大颗粒高。外在水分增大时，煤的粘滞性也增加，使细小颗粒附着在较大的颗粒上或使细小颗粒之间互相粘结成团，导致部分小于筛孔尺寸的煤粒不能透筛。有的煤样含有易结团的粘性矿物质，往往粘着在煤粒上或筛网上，使网孔变小，降低了筛分效率。遇到上述情况时，可在筛前预先干燥煤样，降低煤样的粘滞性或在过筛时减少每次入料量并振动筛体，使煤样不易粘连、堵孔。

3 筛分设备

筛分设备主要包括冲孔筛、编网筛、标准网筛和电动振筛机等，它的工艺性能和机械性能对筛分效果有直接的影响。

（1） 筛面的类型和形状

筛面类型分编网筛和冲孔筛，筛孔形状又分圆孔筛和方孔筛。圆孔筛都是冲孔筛，它的筛分精度高，不易磨损，寿命长，但筛面开孔率低，有效透筛面积小，筛分速度慢，产率较低。编网筛都是方孔筛，它的开孔率高，有效透筛面积大，不易堵孔，筛分速度快产率高，但筛网寿命短、易变形，变形后部分筛孔的形状大小将会改变，从而影响筛分精度。而方孔冲孔筛的性能则介于两者之间。因此，在煤样粒度较大，容易对筛面造成损坏时常选用圆孔筛，而煤样粒度较小时则多使用方孔筛进行筛分。

（2） 筛体的倾角及运动状况

人工用手筛筛分时，煤样贴筛面左右移动，筛分速度较慢，劳动强度大，但操作人员可根据实际情况延长或缩短过筛时间，筛分效果易于掌握。

使用振筛机时，煤样在垂直筛板方向振动，并沿筛面坡度下滑，在此过程中完成透筛，由于振动频率较高，因此筛分的速度快、效率高。使用振筛机时要合理调整筛体的运动强度和倾角，筛体振动频率过强，煤样运动速度加快，透筛机会减少，分选不彻底；筛体振动过弱，煤样不能充分散开，也不利于透筛。筛体倾角过大，排料速度快，处理能力强，但筛分不彻底；倾角太小，筛分较完全，但排料慢，处理能力减小，由于煤样过筛时间增加，也会造成部分颗粒的破碎，影响筛分试验中各粒级产率的真实性。通常振筛机倾角调至12.5~17.5°为宜。必要时，可用下列方法检查其是否筛净，以便合理确定机械筛的主要参数（倾角等）。

方法如下：将煤样在要求的筛子过筛后，取部分筛上物复筛，符合下表规定则认为筛净，如果筛下量大于下表规定，则应把本粒级煤样全部复筛。

煤样筛分参数：

筛孔尺寸（mm） 50 25 13 6 3 0.5

入料量(kg/m2) 10 10 5 5 5 5

摇动次数（次） 2 3 6 6 10 20

筛下量(%) <3 <3 <3 <2 <2 <1.5

4 操作者技能

操作者的技术素质在筛分试验中起着关键作用。操作人员应具备扎实的理论知识和丰富的实践经验，能熟练地按国标规定进行正确操作,并根据不同的生产条件，制定相应的试验方案，做到高效合理地利用各项生产资源，把对试验产生不利影响的各种因素降至最低点。

煤炭筛分试验是一项复杂的操作过程，试验煤样少则1~2t，多则十几吨左右，需要多人数日才能完成。而筛分是试验的核心工作，只有切实把握好筛分环节，才能准确反映煤炭的粒度组成及各粒级煤样的质量特征，使试验结果准确可靠。

（摘自：东北亚煤炭交易中心）

筛分原理

松散物料的筛分过程，可以看做是两个阶段的组成：

（1）易于穿过筛孔的颗粒通过不能穿过筛孔的颗粒所组成的物料层到达筛面；

（2）易于穿过筛孔的颗粒透过筛孔。

实践表明，物料粒度小于孔3/4的颗粒，很容易通过粗粒物料形成的间隙，到达筛面，并在到筛面后很快透过筛孔。这种颗粒称为“易筛粒”。物料粒度小于筛孔但大于筛孔3/4的颗粒，通过组粒组成的间隙会比较困难，一般直径越接近筛孔尺寸，其透过筛孔的困难程度就越大，因此，这种颗粒称为“难筛粒”。下面来说说矿粒通过筛孔受到哪些因素影响：（1）筛孔大小；（2）矿粒与筛孔的相对大小（3）筛子的有效面积（4）矿粒运动方向与筛面所成的角度（5）矿料的含水量和含泥量等。

2、湿法筛分：借助水的作用，使不同粒度的固体物料进行筛分，以提高筛分效果。

3、洗煤是煤炭深加工的一个不可缺少的工序，从矿井中直接开采出来的煤炭叫原煤，原煤在开采过程中混入了许多杂质，而且煤炭的品质也不同，内在灰分小和内在灰分大的煤混杂在一起。洗煤就是将原煤中的杂质剔除，或将优质煤和劣质煤炭进行分门别类的一种工业工艺。

另外补充下煤炭知识：

第一个指标:水分。

煤中水分分为内在水分、外在水分、结晶水和分解水。

煤中水分过大是,不利于加工、运输等,燃烧时会影响热稳定性和热传导,炼焦时会降低焦产率和延长焦化周期。

现在我们常报的水份指标有:

1、全水份(Mt),是煤中所有内在水份和外在水份的总和,也常用Mar表示。通常规定在8%以下。

2、空气干燥基水份(Mad),指煤炭在空气干燥状态下所含的水份。也可以认为是内在水份,老的国家标准上有称之为“分析基水份”的。

第二个指标:灰分

指煤在燃烧的后留下的残渣。

不是煤中矿物质总和,而是这些矿物质在化学和分解后的残余物。

灰分高,说明煤中可燃成份较低。发热量就低。

同时在精煤炼焦中,灰分高低决定焦炭的灰分。

能常的灰分指标有空气干燥基灰分(Aad)、干燥基灰分(Ad)等。也有用收到基灰分的(Aar)。

第三指标:挥发份(全称为挥发份产率)V

指煤中有机物和部分矿物质加热分解后的产物,不全是煤中固有成分,还有部分是热解产物,所以称挥发份产率。

挥发份大小与煤的变质程度有关,煤炭变质量程度越高,挥发份产率就越低。

在燃烧中,用来确定锅炉的型号在炼焦中,用来确定配煤的比例同时更是汽化和液化的重要指标。

常使用的有空气干燥基挥发份(Vad)、干燥基挥发份(Vd)、干燥无灰基挥发份(Vdaf)和收到基挥发份(Var)。

其中Vdaf是煤炭分类的重要指标之一。

第四个指标:固定碳

不同于元素分析的碳,是根据水分、灰分和挥发份计算出来的。

FC A V M=100

相关公式如下:FCad=100-Mad-Aad-Vad

FCd=100-Ad-Vd

FCdaf=100-Vdaf

第五个指标:全硫St

是煤中的有害元素,包括有机硫、无机硫。1%以下才可用于燃料。部分地区要求在0.6和0.8以下,现在常说的环保煤、绿色能源均指硫份较低的煤。

常用指标有:空气干燥基全硫(St,ad)、干燥基全硫(St.d)及收到基全硫(St,ar)。