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佯 磁 历 钳 ／ 迄 厂 一毫 分离粉媒灰中未燃烧的碳质 · 奄彳 ／《 管 ｌ 美国马萨诸塞州的分离技术公司（ＳＴＩ） 离技术来大规模地处理细粒粉料，起初致力 的静电分离技术是一种干式的，连续分离分 于开发应用技术和高效选别，集中研究了三 散颗粒的过程，处理能力大．不需外加条件， 个方面的问题：工业矿物、面粉和燃煤企业粉 亦不产生废弃产品。 煤灰的应用。 在１９９３年９月ＳＴＩ和新英格兰发电厂 粉煤灰是世界上第五大矿物资源，粉煤 （ＮＥＰ）合作，在ＮＥＰ的Ｓａｌｅ而港的电厂安 灰的处理加工和最终利用或堆积对民用工业 装了一台处理能力为１８ｔ／ｈ的静电选矿机样 和其它的燃煤电厂的粉煤灰都有重要的影 机．目的在于处理电厂的Ｆ级粉煤灰，变废 响。 为宝。 在１９９５年７月，第二台电选机安装在 ＳＴＩ技术评述 ＮＥＰ的Ｂａｙｔｏｎ Ｐｏｉｎｔ电厂．粉煤灰中的碳 过程描述：ＳＴＩ的摩擦静电分离过程．具 （称未燃烧的粉煤灰或ＬＯＴ）的含量为６ ～ 有新型专利的电选机外形，它解决了设备尺 ２５ ，选别后ＬＯＩ含量＜３ 的净灰销售到 寸放大问题，通过四级或更多放大改善了静 市场作为普通水泥的代用品。 电分离过程，这些改善使得经济地干式选别 含碳高的产品返回作燃料，根据来料中 的方法不能分选的物料的分选成为可能，对 ＬＯＩ含量的变化，电选的净灰产率为６０ 到 细粒分选特别有效。 ８Ｏ ．目前Ｂａｙｔｏｎ Ｐｏｉｎｔ电厂产生的粉煤灰 物料从两个平行板电极之间的薄薄的间 量约在５．９到６．３ｋｔ／ｍ。 隙中给入（图Ｉ）．颗粒被一条运动的带孔眼 背景 的皮带带起并转运到另一端，运动皮带形成 于电场的反向流动的平面流场．颗粒依 ＳＴＩ创建 圉ｌ ｓＴ１分选扎示意圉 电场根据颗粒荷电符号之不同使之呈或 一英寸的几分之一的距离、就能使一个颗粒 上或下的反向运动，电场仅需移动颗粒群约 从左动梳转向右动流。皮带运动颗粒接近每 维普资讯 http://www.cqvip.com
个电极并走向分选机的相对两端，在分离中 烈，电报上的皮带有自我清理功能（图２） 的颗粒群的逆向流动提供了多次的分离机会 分离性能包括： 从而使分离完善和很好回收 给矿粒度宽：调和可处理的物料粒度 分选机的结构很简单．皮带及其皮带滚 范围为２５Ｏ～５ ｍ。 筒是唯一的运动部件，电极是静止的，由相当 不受给入物料导电率大小的．能 耐用的材料制成。皮带是带有孔眼的聚合物。 分离良绝缘体（电介质），也能分离良导体（金 设备的长度可根据需要来调整，通常是６ｍ 属）。 长．再加上滚筒和尾端漏斗的空间长度．皮带 能耗低，设备在满负荷条件下运转 的运动速度同于通常的风力运输系统的皮带 （２３ｔ／ｈ）的能耗小于１Ｋｗｈ／ｔ给矿。 速度。静电的能量消耗非常小，皮带运动的能 可按比例放大，设备的处理能力与设 量消耗约ＩＫｗｈ／ｔ。 备的宽度成线性关系．一台此类分选机已在 分选机的鲜明特点是分选间隙短，电场 给矿速度达２３ｔ／ｈ的条件下，处理了数千吨 电压很高．逆向流动．颗粒对颗粒间的搅动激 的物料。 柑堞麓持＾ 正电楹 ＝＝三二二三二二 ｆ 负电 ｆ 田［ 叵巫 ］ 圆 圈２电极的横截面示意圈 分离原理 的电子能量平衡为止。和电子有较高亲和力 众所周知，摩擦静电分选机的静电分选 的物体获得电子而带负电荷，和电子亲和力 是以物料间的接触电位差为依据的，摩擦静 较弱的物体给出屯子而带正电荷。 电无非是一个误用之词，因为静电荷电仅是 功指数是对电子相对亲和力的一种量 表面接触的结果，摩擦和综合摩擦作用是不 度．其意义为从一个物体表面移动一个电子 重要的，除非是要增加表面接触的面积。 到无限距离（９９％在１０ ｍ）所需要的能量。 接触荷电理论 功指数的大小取决于物体表面的化学组 任何固体都是由各种化学键维系在一起 成，功指数不同的两个表面在接触时就发生 的一这些键力是物质中的电力的能量结构的 电子交换，一直到两表面间的电位差等于功 综合结果．有些电子被紧紧缚系在链合中，有 指数之差为止。 一 些电子则能自由活动．而有些电子在有足够 两物体间的电荷迁移运动一直到界面上 的外能激化下才能活动．为使电子迁移所需 形成的电场能量等于两个物体界面上的电子 的激化能量的大小取决于物料是金属导体、 能量为止。由于物体的分开，电荷不再迁移跨 绝缘体或是半导体。 过交错空隙．两个颗粒现在具有同样大小但 当两种物体接触时．两种物料上的电子 符号相反的电荷。 就开始相互运动（或穿凿），一直到两界面上 在所有物体上均可观察到，电荷的接触 ７ 维普资讯 http://www.cqvip.com
交换是不可逆的．表面接触荷电必然是在许 Ｓａｌｅｍ港的设备还承担了生产高ＬＯＩ（７６ ） 于７Ｏ 的高含碳物料 多点上进行的电荷交换的平面，一个颗粒在 物料的研究。在试验中已生产出ＬＯＩ含量大 和与其接触的任一颗粒都发生电荷交换．因 此其静电荷围绕一平均值来回波动并和其周 ＳＴＩ设备在Ｂｒａｙｔｏｎ ｐｏｉｎｔ电厂的应用 ＳＴｌ于１９９５年７月，在该厂安装了处理 围状态有关 ｔ／ｈ的第二台粉煤灰分选机，Ｂｒａｙ— Ｓａｌｅｍ港电厂是规模为３３０ＭＷ的热电 能力为１８厂，有三台燃煤锅炉，ＮＥＰ考虑到粉煤灰堆 Ｉｏｎ ｐｏｉｎｔ电厂有三台燃煤锅炉．发电量１， 积成本不断增加，对环境造成潜在危害，认为 ＺＯＯＭＷ，另有一台燃油锅炉，目前．ＳＴＩ还没 在Ｓａｌｅｍ港电厂安装一台电选机最为适宜 建筑结构包括粉媒灰储存仓，粉煤灰用卡车 运入，再用泵扬入储存仓，从储存仓用一套平 衡系统加入到分选机，过程包括一个旋转阀 门和压缩空气输送器 电选机得出两种产品——净灰部分和高 含碳部分，重量分配一般为７Ｏ ３Ｏ。 头一台分选机的运转是成功的，但毕竟 是第一台样机，还有一些技术上、操作上和机 械上的问题需要改进，这些阿题对从样机放 大到大规模生产应用是必经的步骤。机械问 题包括粉煤灰的给入装置及其更换、轴承和 皮带轮的磨损，皮带牵引控制、皮带的磨损和 更换等 皮带磨损是主要注意的同题，花了许多 时间和经费去寻求耐用和使用方便的皮带， 并收到了积极效果，皮带寿命增加了３倍 调 度问题主要是卡车运进和运出时的，定期装 卸，特别是处理量突然增加时。 机械问题和调度问题处理都非常顺利， 但是有关技术问题还面临许多挑战．操作人 员必须学会处理来料中ＬＯＩ含量的连续变 化的情况，生产出稳定的净灰供应水泥市场． 般要求ＬＯＩ含量＜４ 。 ＮＥＰ看到第一名样机在Ｓａｌｅｍ港电厂 应用成功后，马上订购了第＝台安装于 Ｂｒａｙｔｏｎ电厂 ＮＥＰ和ＳＴＩ达成协议，安装 在Ｓａｌｅｍ港电厂的第一台样机继续使用并提 供作各种短期的研究改进的试验之用 例如，作为目前的设备功能的一部分， ８ 有研究油灰的分离问题。 为了使设备尽快地投入应用，ＳＴＩ设计 了一台移动式的系统．该系统可在临时场地 下运行，现有的粉煤灰处理系统有四座９１０ｔ 的储存仓，有卡车运输地道，分选机处于某一 储灰仓下的活动平面拖车上，控制平衡系统 负责分选机的给料和排料 粉煤灰先运入一座储灰仓，净灰装入第 二座储灰仓，另外两座储灰仓作其它之用，因 此，从ＳＴＩ过程得来的高含碳物料和ＮＥＰ 的其它燃料混合．一旦永久设备安装起来后， 这套设备就会撤走 主要考虑的问题是使皮带易于更换．维 修工作量减小．设备使用方便，常规的操作仅 是轴承及少数运动部件的润滑 分选机工作 可靠．能耗小于ｌｋｗｈ／ｔ给矿，初期的生产只 注意于获得稳定的低ＬＯ１的净灰。第二步将 致力于根据来料来划分低和高ＬＯＩ含量产 品的产率的研究 总结 ＳＴＩ的静电技术分选机能有效连续地分 选细粒干式物料，分选精度高，处理能力大。 分选能力可达１８ｔ／ｈ／台 Ｂｒａｙｔｏｎ ｐｏｉｎｔ电厂 目前生产正常，其产生的粉煤灰Ｌ．ｏｌ含量平 均大于１Ｏ ，生产出Ｌ０Ｉ＜３ 的净灰销售 到水泥和建材市场。 黄开飞摘译ｔｌ ＣＭｉｎｉｎｇ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ》 １９９６，６，４７—５Ｏ 仲容校
