帶有物理分離裝置的粉煤灰浮選分離設備的製作方法

2023-11-30 05:43:31 1

專利名稱：帶有物理分離裝置的粉煤灰浮選分離設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種利用粉煤灰製造活性炭的粉煤灰浮選分離設備，更具體地講，本發明涉及一種帶有物理分離裝置的粉煤灰浮選分離設備。
背景技術：
粉煤灰是我國當前排量較大的工業廢渣之一，現階段我國年排渣量已達3000萬噸。隨著電力工業的發展，燃煤電廠的粉煤灰排放量逐年增加。粉煤灰中含有大量未燃燒的碳顆粒，經浮選後，可用作製造活性炭的原料。中國專利200810031474. 7公開了一種粉煤灰專用浮選柱，在浮選柱筒體頂部裝有礦漿分配器，筒體內設多段鼓泡板，筒體下部設多點旋流裝置和多點尾灰溢流孔，礦漿分配器周圍裝置礦漿分配管，筒體周邊裝置循環管道，循環管道上端與礦漿分配管連接連通， 下端與旋流裝置連接連通，礦漿分配管接口和進出料口分別連接循環泵兩端，在浮選柱上部還裝有高碳灰均衡溢流板及高碳灰溢流收集口，尾灰溢流孔通過管道連接安裝有尾灰自動調節箱。中國專利200920064391. 8公開了一種循環流化床鍋爐粉煤灰專用浮選柱，在頂部裝有礦漿分配器，內設多段鼓泡板，下部設多點旋流裝置，底部連接安裝錐形尾灰收集槽，礦漿分配器周圍裝置礦漿分配管，周邊裝置循環管道，礦漿分配管連接循環泵，在浮選柱上部還裝有高碳灰均衡溢流板及收集口，錐形尾灰收集槽其底端連接的尾灰管道連接至尾灰自動調節箱。中國專利20092(^61379. 6公開了一種垃圾微波裂解生產活性炭使用的攪拌浮選設備；該攪拌浮選設備包括機體部分F、動力部分G和攪拌浮選部分H。機體部分F包括 攪拌浮選缸、機架、浮選物出口和混合物出口，動力部分G包括攪拌浮選電機和攪拌浮選軸，攪拌浮選電機固定設置在所述的機架上，攪拌浮選電機與攪拌浮選軸連接。攪拌浮選部分H包括攪拌葉片和浮選葉片，攪拌葉片固定設置在所述的攪拌浮選軸底部，浮選葉片固定設置在所述的攪拌浮選軸上部。中國專利200920063583. 7公開了一種用粉煤灰製取活性炭的新設備，包括依次連接的粉煤灰原灰進灰鬥、電子計量秤、箱式衝灰器、礦漿預處理器、第一級浮選柱、第二級浮選柱、第一濃縮機、第一過濾機、第一烘乾機、活性炭專用磨、油水分離器、第二烘乾機；礦漿預處理器和第二級浮選柱還連接有分散劑及複合浮選劑的自動加藥機，活性炭專用磨還連接有高壓蒸汽管道。中國專利200820046239. 2公開了一種粉煤灰浮選炭生產裝置，粉煤灰浮選炭生產裝置包括可對粉煤灰粒度進行篩選的篩分模塊、攪拌模塊，可把精煤和尾灰分離的浮選模塊、脫水模塊以及把以上模塊依次有機聯繫成整體的輸送機構。上述技術方案的缺點是，碳顆粒通常與灰分結合緊密，不易分開，因而碳顆粒的浮選效率較低。

發明內容
針對現有技術的缺點，本發明的目的是提供一種能提高碳顆粒和灰分的剝離度的浮選分離設備。為了實現上述目的，本發明提供了一種帶有物理分離裝置的粉煤灰浮選分離設備，其包括豎直設置的筒體，位於該筒體頂部的溢流收集段和位於該筒體底部的尾灰收集段；溢流收集段設有出料口，尾灰收集段設有尾灰出口 ；該浮選分離設備進一步包括位於筒體內的散氣裝置，該散氣裝置的表面上設有多個氣孔，該多個氣孔設置為各自以不同的角度指向斜上方，以使筒體內的物料形成紊流；該散氣裝置的表面較大，用於對氣泡及顆粒進行反射；位於筒體的筒壁或散氣裝置上的物理分離裝置；位於筒體內、間隔設置的多層浮選板，浮選板上有多個孔；該浮選板的作用有兩個一是使具有不同浮力的不同物料分層；二是通過浮選板上的孔的孔徑限制氣泡的大小。浮選板上的孔的孔徑為0. 5釐米-5釐米，浮選板可為金屬、各種塑料或其它材料製成， 其具體可為單層或多層，例如2-5層，其中底層浮選板位於散氣裝置的上方；位於溢流收集段上部的分配裝置，分配裝置為下部或底端設置有多條分配管道的容器，分配管道的末端位於散氣裝置及底層浮選板之間；供氣裝置，該供氣裝置通過第一氣體管道與散氣裝置上的多個氣孔連通。本發明的工作原理是粉煤灰的主要成分為碳顆粒及灰分。加入浮選劑和/或捕收劑和/或其它助劑後，粉煤灰中的顆粒與氣泡接觸、碰撞，可浮性好的碳顆粒選擇性地粘附於氣泡，並被攜帶上升，實現浮選。而可浮性差的灰分則向下沉。本發明的工作流程是分配裝置內的粉煤灰原料和浮選劑的混合物經位於分配裝置下部或底端的多條分配管道進入筒體內。供氣裝置通過散氣裝置上的氣孔向筒體內供氣，碳顆粒在浮選劑的作用下粘附於氣泡，並以紊流狀態四散漂浮並向上運動，順利通過各層浮選板上的孔，落到最上層的浮選板上，實現碳顆粒的浮選。浮選出的碳顆粒被收集到溢流收集段內。可浮性差的灰分則未通過浮選板浮選，落到尾灰收集段。另外，散氣裝置也有反射的作用，通過反射加強紊流效果。由於本發明設置了物理分離裝置，有效地打破了碳顆粒與灰分之間的結合，大大提高了碳的浮選效率。根據本發明的一具體實施方式
，物理分離裝置具體可為超聲分離裝置或超聲破散裝置，通過發射超聲波提高碳顆粒和灰分的剝離，例如，形成粒度達一萬目的超細的碳顆粒。具體而言，該超聲分離裝置或超聲破散裝置包括超聲波發射器及配套的輔助裝置。根據本發明的另一具體實施方式
，散氣裝置為尖端向上的錐鬥狀，其多個氣孔設於其錐面上。設置錐鬥狀的散氣裝置的目的在於1、結合有碳顆粒的氣泡被該錐鬥狀的散氣裝置向更多的角度反射，其反射效果優於平面反射；2、散氣裝置噴氣，驅動氣泡以紊流狀態在筒體內四散漂浮，達到更好的浮選效果；3、未穿過浮選板的氣泡被錐鬥狀散氣裝置反射，從而加劇了紊流運動的效果，提高了浮選效率。由於在本發明中，向上吹送的氣體呈紊流狀態，碳顆粒與氣泡的接觸時間長，接觸更加充分，粉煤灰顆粒破碎為碳顆粒和灰分顆粒的機率大大增加，從而使得浮選效果更好，浮選效率更高。根據本發明的另一具體實施方式
，為了達到更好的反射效果，該錐鬥狀散氣裝置的錐鬥角度為60° -150° (錐鬥角度為過軸的截面與錐鬥表面的兩條交線之間的角度)。其具體可根據不同的物料，選擇不同的錐鬥角度，如CFB粉煤灰採用90°的錐鬥角度。根據本發明的另一具體實施方式
，筒體包括位於上部的較細的第一浮選段和位於下部的較粗的第二浮選段，溢流收集段位於第一浮選段的外部，且溢流收集段的底端低於第一浮選段的頂端，用於收集從浮選段溢流出的顆粒物。例如，溢流收集段可為底板上有孔的圓柱形容器，第一浮選段的頂端從其底板上的孔穿出，這樣，浮選段內浮選出的顆粒物不斷地向上堆積，就越過浮選段的筒壁流進溢流收集段內；又如，第一浮選段的頂部外壁上設有溢流孔或溢流管，溢流收集段為位於該溢流孔或溢流管下方的容器。具體而言，第一浮選段和所述第二浮選段之間設有用作過渡區域的擴散錐體段，該擴散錐體段位於底層浮選板的上方，具體可位於兩層浮選板之間，例如位於底層浮選板和與其相鄰的上一層浮選板之間。通過設置擴散錐體段，使浮選分離設備增加了反射面，進而使自下方衝上來的氣泡速度減緩並調整其運動方向，這樣做的優點在於1、通過反射加劇氣泡的紊流運動效果；2、避免氣泡沿著筒壁衝向浮選分離設備的頂部而使頂部的溢流面不夠平整。根據本發明的另一具體實施方式
，供氣裝置連接有一條或多條第二氣體管道，該第二氣體管道通向分配裝置內或連接到分配管道。例如該第二氣體管道可為一條，通向分配裝置內；也可為多條，分別連接到每條分配管道。這樣，可通過氣體驅動位於分配裝置內的粉煤灰顆粒加速通過分配管道進入筒體，進而提高浮選的效率。相對於現有技術中以文丘裡管產生的負壓驅動分配裝置中的物料向下流動的技術方案，通過氣體管道輸送高壓氣體既可以降低能耗，又可以根據物料的多少及粘稠度調節氣體壓力，進而提高產品精度。根據本發明的另一具體實施方式
，尾灰出口連接有尾灰管道，該尾灰管道直接或間接通向分配裝置，以使尾灰重新進入浮選分離設備進行浮選，從而提高粉煤灰的浮選效率。根據本發明的另一具體實施方式
，浮選分離設備還包括儲料裝置，該儲料裝置的下部或底端設有送料管道，該送料管道通向分配裝置。待浮選的粉煤灰在儲料裝置裡添加浮選劑等化學藥劑，然後經位於儲料裝置的下部或底端的送料管道進入分配裝置。儲料裝置內可設有攪拌裝置，用於將粉煤灰原料漿和浮選劑充分攪拌。在該實施方式中，尾灰管道可連接到儲料裝置。因為從尾灰管道出來的物料繼續進行浮選時，通常需要添加浮選劑等化學藥劑，而在分配裝置中不便於添加或添加時控制不好比例，返回儲料裝置能夠很好地解決這個問題。另外，尾灰出口和儲料裝置之間可設有尾灰箱(利用尾灰調節浮選分離設備內的液面高度)，尾灰管道先從尾灰出口連接到尾灰箱，再從尾灰箱通向儲料裝置。送料管道上設有渣漿泵，用於將儲料裝置內的物料泵送到分配裝置內。根據本發明的另一具體實施方式
，尾灰管道的末端的高度位於頂層浮選板之上， 且該尾灰管道的末端設有液面調節裝置，用於調節尾灰管道的末端的高度，從而調節浮選分離設備內的液面高度。根據本發明的另一具體實施方式
，筒體為圓筒或方筒。方筒的拐角處能形成反射， 而圓筒內的顆粒及氣泡的分布更加均勻。另外，筒體內尾灰收集段的上方可以設置過濾板， 以減緩物料的下行速度。與現有技術相比，本發明具有如下有益效果1、通過設置物理分離裝置，提高碳顆粒和灰分的剝離，形成粒度超細的碳顆粒，從而大大提高了碳顆粒的浮選效率，降低了原料的循環量，從而也大大降低了能耗；2、避免了使用文丘裡管制造的負壓驅動物料向下流動，而直接使用供氣裝置噴射高壓氣體，降低了能耗；供氣裝置的氣體壓力及流速可調，方便根據物料的多少及粘稠度調節，進而提高了產品的精度。下面結合附圖對本發明作進一步的詳細說明。


圖1是本發明的實施例1沿著其中軸線的縱向截面的結構示意圖；圖2是本發明的實施例2沿著其中軸線的縱向截面的結構示意圖；圖3是本發明的實施例3沿著其中軸線的縱向截面的結構示意圖；圖4是本發明的實施例4沿著其中軸線的縱向截面的結構示意圖。
具體實施方式
實施例1如圖1所示，本發明的實施例1包括儲料裝置1、分配裝置2、豎直設置的筒體3、 錐鬥狀散氣裝置4、多層浮選板5、供氣裝置6、物理分離裝置如超聲分離裝置8、尾灰箱7、過濾板9、溢流收集段301、尾灰收集段305。豎直設置的筒體3可分為三部分，從上到下依次為第一浮選段302、擴散錐體段 303、第二浮選段304。其中，第一浮選段302較細，其內設有一層浮選板5。第二浮選段304 較粗，其內設有錐鬥狀散氣裝置4和一層浮選板5。擴散錐體段303位於第一浮選段302和第二浮選段304之間，為尖端向上的錐鬥狀的過渡區域。溢流收集段301位於第一浮選段302的外部，且第一浮選段302的頂端位於溢流收集段301的頂端和底端之間；另外，溢流收集段301的底端設有出料口 309。尾灰收集段305為尖端向下的錐鬥狀，且其底部尖端處設有尾灰出口 306，尾灰出口 306連接有尾灰管道307。在第二浮選段304和尾灰收集段305之間設有過濾板9。散氣裝置4為尖端向上的錐鬥狀，其錐鬥角度為120°，其錐面上設有多個氣孔 401 ；其位於第二浮選段304內，且位於錐鬥狀尾灰收集段305上方。散氣裝置4上設有多個超聲分離裝置8。間隔設置的多層(例如兩層)浮選板5分別位於第一浮選段302和第二浮選段 304內，其中底層浮選板5位於錐鬥狀散氣裝置4的上方。分配裝置2位於溢流收集段301上方，為下部設置有多條(例如8條)分配管道 201的容器。分配管道201的末端位於第二浮選段304之內、錐鬥狀散氣裝置4和底層浮選板5之間。儲料裝置1內設有攪拌裝置101，用於將粉煤灰原料漿和浮選劑充分攪拌。尾灰管道307從尾灰出口 306連接到尾灰箱7，尾灰箱7通過循環管道310連接到儲料裝置1 ；儲料裝置1的下部設有送料管道102，送料管道102上設有渣漿泵103，該送料管道102通向分配裝置2。另外，循環管道310上還設有支路管道作為排灰管道311，循環管道310和排灰管道311上均設有閥門。根據粉煤灰原料的情況及具體的工藝要求，尾灰可通過循環管道310
6重新進入浮選分離設備中進行浮選，以回收其中的碳顆粒；當尾灰中的碳含量過低，則通過排灰管道311排出。供氣裝置6連接第一氣體管道601及第二氣體管道602 ；其中，第一氣體管道601 與錐鬥狀散氣裝置4上的多個氣孔401連通，第二氣體管道602通向分配裝置2。實施例2圖2所示為本發明的實施例2，其與實施例1的區別在於1、分配管道201的數目為6條；2、尾灰管道307直接通向分配裝置2，沒有尾灰箱7及其與儲料裝置1之間的連接管道；3、尾灰管道307上設有渣漿泵308 ；4、尾灰管道307上還設有支路管道作為排灰管道 311，尾灰管道307和排灰管道311上均設有閥門。同樣，根據粉煤灰原料的情況及具體的工藝要求，尾灰可通過尾灰管道307重新進入浮選分離設備中進行浮選，以回收其中的碳顆粒；當尾灰中的碳含量過低，則通過排灰管道311排出。實施例3圖3所示為本發明的實施例3，其與實施例1的區別在於1、浮選板為3層；2、分配管道201的數目為4條；3、尾灰箱7位於尾灰管道307的末端，且套在尾灰管道307之外，尾灰管道末端的高度位於頂層浮選板之上，且尾灰管道的末端設有液面調節裝置，用於調節尾灰管道的末端的高度；4、沒有尾灰箱7與儲料裝置1之間的循環管道310。實施例4圖4所示為本發明的實施例4，其與實施例1的區別在於1、浮選板為3層；2、分配管道201的數目為4條；3、尾灰出口 306處不連接任何管道，浮選分離設備內的尾灰直接從尾灰出口 306排出。雖然本發明以較佳實施例揭露如上，但並非用以限定本發明實施的範圍。任何本領域的普通技術人員，在不脫離本發明的發明範圍內，當可作些許的改進，即凡是依照本發明所做的同等改進，應為本發明的發明範圍所涵蓋。
權利要求
1.一種帶有物理分離裝置的粉煤灰浮選分離設備，其包括豎直設置的筒體，位於該筒體頂部的溢流收集段和位於該筒體底部的尾灰收集段；所述溢流收集段設有出料口，所述尾灰收集段設有尾灰出口 ；該浮選分離設備進一步包括位於所述筒體內的散氣裝置，該散氣裝置的表面上設有多個氣孔； 位於所述筒體的筒壁或所述散氣裝置上的物理分離裝置；位於所述筒體內、間隔設置的多層浮選板，其中底層浮選板位於所述散氣裝置的上方；位於所述溢流收集段上方的分配裝置，所述分配裝置為下部或底端設置有多條分配管道的容器，所述分配管道的末端位於所述散氣裝置及所述底層浮選板之間；供氣裝置，該供氣裝置通過第一氣體管道與所述散氣裝置上的多個氣孔連通。
2.如權利要求1所述的浮選分離設備，其中，所述物理分離裝置為超聲分離裝置。
3.如權利要求1所述的浮選分離設備，其中，所述散氣裝置為尖端向上的錐鬥狀，所述多個氣孔設於其錐面上。
4.如權利要求3所述的浮選分離設備，其中，所述散氣裝置的錐鬥角度為60°-150°。
5.如權利要求1所述的浮選分離設備，其中，所述筒體包括位於上部的較細的第一浮選段和位於下部的較粗的第二浮選段，所述溢流收集段位於所述第一浮選段的外部，且所述溢流收集段的底端低於所述第一浮選段的頂端。
6.如權利要求5所述的浮選分離設備，其中，所述第一浮選段和所述第二浮選段之間設有用作過渡區域的擴散錐體段，該擴散錐體段位於底層浮選板的上方。
7.如權利要求1所述的浮選分離設備，其中，所述供氣裝置連接有一條或多條第二氣體管道，所述第二氣體管道通向所述分配裝置內或連接到所述分配管道。
8.如權利要求1所述的浮選分離設備，其中，所述尾灰出口連接有尾灰管道，所述尾灰管道直接或間接通向所述分配裝置。
9.如權利要求1或8所述的浮選分離設備，其中，還包括儲料裝置，所述儲料裝置的下部或底端設有送料管道，該送料管道通向所述分配裝置。
10.如權利要求9所述的浮選分離設備，其中，所述尾灰管道連接到所述儲料裝置。
全文摘要
本發明公開了一種帶有物理分離裝置的粉煤灰浮選分離設備，其包括豎直設置的筒體，位於該筒體頂部的溢流收集段和位於該筒體底部的尾灰收集段；位於筒體內的散氣裝置；位於筒體的筒壁或散氣裝置上的物理分離裝置；位於筒體內、間隔設置的多層浮選板；位於溢流收集段上方的分配裝置；供氣裝置，其通過第一氣體管道與散氣裝置上的多個氣孔連通。本發明的優點在於通過設置物理分離裝置，提高碳顆粒和灰分的剝離，形成粒度超細的碳顆粒，從而提高了碳顆粒的浮選效率。
文檔編號B03D1/14GK102284375SQ20111015653
公開日2011年12月21日 申請日期2011年6月10日 優先權日2011年6月10日
發明者許閩清 申請人:福建省龍巖龍能粉煤灰綜合利用有限公司