專利名稱：一種“三合一”交變電場(chǎng)加速煤泥水沉降槽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種“三合一”交變電場(chǎng)加速煤泥水沉降槽
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為一種用于選煤廠煤泥水沉降澄清的設(shè)備，尤其適用于現(xiàn)有藥劑制度下難以沉降澄清處理的煤泥水，也適用于顆粒水化作用較強(qiáng)的工業(yè)廢水。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，由于煤炭開(kāi)采機(jī)械化水平的提高，原煤中矸石含量增大，原煤在洗選過(guò)程中產(chǎn)生大量難以沉降澄清處理的高泥化煤泥水。導(dǎo)致煤泥水中顆粒難以沉降澄清的原因有以下幾點(diǎn)1、煤泥顆粒表面帶有負(fù)電，在水中形成靜電排斥，導(dǎo)致顆粒難以聚集形成大顆粒；2、水分子在煤泥顆粒表面受到極化作用，使得顆粒表面形成水化膜，顆粒間由于水化斥力及空間位阻效應(yīng)的存在導(dǎo)致顆粒難以聚集沉降；3、煤泥水中微細(xì)顆粒含量大，呈膠體狀態(tài)穩(wěn)定分散在煤泥水中，大幅削弱了重力沉降作用，煤泥水沉降澄清困難。這些細(xì)泥在洗選回路中循環(huán)累加，導(dǎo)致澄清水濃度、粘度升高。目前，煤泥水處理技術(shù)主要是通過(guò)添加無(wú)機(jī)鹽為主的凝聚劑削弱顆粒表面的靜電斥力，添加高分子絮凝劑將顆粒連接起來(lái)。這種傳統(tǒng)的方法存在以下缺點(diǎn)1、沒(méi)有考慮到顆粒表面的水化作用，沉降效果不夠充分徹底。2、藥劑耗量較大，成本較高。3、沉降速度慢，需要的沉降面積較大，故需要更大更多的沉淀濃縮池，使得設(shè)備龐大，生產(chǎn)滯后作用較大。煤泥水中難以沉降的組分主要是煤層中的矸石泥化產(chǎn)生的微細(xì)粒粘土礦物。澄清該煤泥水的藥劑耗量大，并且澄清后的循環(huán)水固體含量大。傳統(tǒng)的藥劑方法主要考慮通過(guò)削弱顆粒表面的靜電斥力促進(jìn)顆粒凝聚和絮凝劑的“架橋”網(wǎng)捕作用處理煤泥水。為了能夠削弱顆粒表面的水化作用，使得顆粒能夠更直接的接觸，發(fā)生聚集沉降，我們發(fā)明了一種“三合一”交變電場(chǎng)加速煤泥水沉降槽，該設(shè)備對(duì)煤泥水施加交變電場(chǎng)，在交變電場(chǎng)的作用下，使得顆粒表面的水分子發(fā)生擾動(dòng)，削弱水化膜的作用。使用該設(shè)備能夠達(dá)到減小藥劑耗量、減小生產(chǎn)設(shè)備尺寸等目的，具有較好的經(jīng)濟(jì)性和適用性。由于能夠減小高分子藥劑的使用，也給煤泥脫水等作業(yè)環(huán)節(jié)帶來(lái)了便利。

發(fā)明內(nèi)容鑒于現(xiàn)有的煤泥水處理技術(shù)存在著上述不足，我們研究發(fā)明了一種能夠減小藥劑耗量、減小沉降面積、降低生產(chǎn)污染、處理效果較好的一種煤泥水處理設(shè)備。本實(shí)用新型解決其技術(shù)內(nèi)容所采用的技術(shù)方案是主要結(jié)構(gòu)由緩沖段、沉降段、分離段組成“三合一”槽體(I)，槽體為立方體和倒三角體組合而成的尖底長(zhǎng)方體，底面前高后低，緩沖段從前到后依次設(shè)有煤泥水入口(2)、緩沖網(wǎng)板(3)、緩沖擋板(4)。沉降段如圖設(shè)有刮板固定架(5)、刮板鋼絲導(dǎo)軌(6)、縱向網(wǎng)狀電極(7)、刮板⑶、橫向網(wǎng)狀電極(9)，其中的電極裝置均包有密封絕緣層。分離段上部設(shè)有溢流堰(10)，下部設(shè)有底流口(11)。 所述的煤泥水入料濃度由濃度測(cè)試儀(12)測(cè)試，溢流水濁度由濁度測(cè)試儀(19)測(cè)試，底流濃度由底流濃度測(cè)試儀(20)測(cè)試，藥劑由藥劑添加系統(tǒng)(13)添加。所述的智能控制柜(18)由液晶顯示器(14)，電場(chǎng)控制系統(tǒng)(15)，藥劑添加控制系統(tǒng)(16)刮板運(yùn)行控制系統(tǒng)(17)組成。本實(shí)用新型根據(jù)選煤廠煤泥水處理的實(shí)際情況研發(fā)。目前高泥化煤泥水在眾多選煤廠出現(xiàn)，煤泥水中礦物顆粒表面水化膜的存在，阻礙了煤泥顆粒的聚集沉降，本設(shè)備主要為了弱化或破壞煤泥顆粒表面水化膜而設(shè)計(jì)，從而加速煤泥水的沉降，具有明顯的先進(jìn)性?！叭弦弧辈垠w的上部為長(zhǎng)方體，相貫的下部為三角體，為前高后低設(shè)計(jì)，采用混凝土或其他材料制成。為保證流動(dòng)中的煤泥水能 夠有效的沉降，煤泥水從煤泥水入口進(jìn)入槽體緩沖段，通過(guò)網(wǎng)板及隔板對(duì)射流的緩沖分散作用，使得流入沉降段的煤泥水為緩慢層流。煤泥水在電極區(qū)流動(dòng)時(shí)，電極產(chǎn)生的交變電場(chǎng)會(huì)降低煤泥水表面水化膜的厚度，從而使得煤泥顆粒容易聚集沉降。電極為網(wǎng)狀板電極，芯層為石墨棒或其他材料制成，密封包覆有絕緣材料。并用其他絕緣性質(zhì)良好的材料作為支撐。為了達(dá)到更好的濃縮效果，在煤泥水沉降末端設(shè)有橫向網(wǎng)狀電極，電極排布緊密，以營(yíng)造更復(fù)雜的電場(chǎng)模式及更高的電場(chǎng)強(qiáng)度，煤泥顆粒可以在網(wǎng)眼間沉降下來(lái)。在電場(chǎng)、藥劑及重力的多重作用下，煤泥水從上游到下游梯度沉降，底流由刮板刮入底流口由泵排除。澄清溢流經(jīng)溢流堰收集作為循環(huán)水使用。煤泥水入料濃度及溢流水濁度通過(guò)測(cè)試儀測(cè)定，該數(shù)據(jù)將被傳輸?shù)街悄芗锌刂葡到y(tǒng)。首先比照循環(huán)水標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)溢流水濁度調(diào)整電場(chǎng)模式及電場(chǎng)強(qiáng)度。若暫且無(wú)法滿足要求，則以入料濃度為前饋控制，溢流濁度為反饋控制，以煤泥水濃度與藥劑的模型為基礎(chǔ)，得出加入藥劑的量。底流的濃度通過(guò)儀器測(cè)定，傳輸?shù)街悄芸刂葡到y(tǒng)，用來(lái)確定刮板的行進(jìn)速度。煤泥水濃度、溢流水濁度、底流濃度、電場(chǎng)模式及強(qiáng)度、藥劑添加量及刮板運(yùn)行速度等參數(shù)將通過(guò)液晶顯示器實(shí)時(shí)顯示。此設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊合理，與現(xiàn)有設(shè)備比較，該設(shè)備占地面積小，并通過(guò)減小藥劑耗量，可以有效的降低煤泥水處理成本，通過(guò)減薄煤泥顆粒的水化膜厚度，能夠更直接有效的提高循環(huán)水澄清度，對(duì)環(huán)境友好。是及其理想的工業(yè)煤泥水沉降設(shè)備。

圖I為一種“三合一”交變電場(chǎng)加速煤泥水沉降槽結(jié)構(gòu)主視圖；圖2為一種“三合一”交變電場(chǎng)加速煤泥水沉降槽結(jié)構(gòu)右視圖。圖中所示，附圖標(biāo)記清單如下I、槽體，2、煤泥水入口，3、緩沖網(wǎng)板，4、緩沖擋板，5、刮板固定架，6、刮板鋼絲導(dǎo)軌，7、縱向網(wǎng)狀電極，8、刮板，9、橫向網(wǎng)狀電極，IO、溢流堰，11、底流口，12、煤泥水入料濃度測(cè)試儀，13、藥劑添加系統(tǒng)，14、液晶顯示器，15、電場(chǎng)控制系統(tǒng)，16、藥劑添加控制系統(tǒng)，17、刮板運(yùn)行控制系統(tǒng)，18、控制柜，19、溢流水濁度測(cè)試儀，20、底流濃度測(cè)試儀。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明圖I所示為裝置整體結(jié)構(gòu)主視圖。煤泥水從入料管2進(jìn)入槽體，槽體為尖底長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，以混凝土或其他材料制成。進(jìn)入槽體的高速煤泥水在網(wǎng)板3及隔板4的緩沖分散作用下于沉降段形成層流，網(wǎng)板及隔板可采用合金材料制成。在沉降段起始部分分布縱向網(wǎng)狀電極7，在沉降末段采用橫向網(wǎng)狀電極9，末段煤泥水在網(wǎng)孔中沉降。電極采用石墨棒或金屬棒等導(dǎo)電材料制成，外包覆密封絕緣層。沉降淤泥采用刮板8刮出防止堵塞并控制底流濃度。入料濃度通過(guò)濃度計(jì)12測(cè)定，溢流濁度通過(guò)濁度計(jì)19測(cè)定，取得的數(shù)據(jù)分別傳輸?shù)街悄芸刂葡到y(tǒng)。首先根據(jù)溢流濁度與標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)水比較，確定所需電場(chǎng)電壓，若單獨(dú)用交變電場(chǎng)難以達(dá)到生產(chǎn)要求，則自動(dòng)計(jì)算所需添加混凝藥劑量，并通過(guò)藥劑添加系統(tǒng)13完成加藥。為防止形成電分散，場(chǎng)強(qiáng)一般小于0.8-2. OkV/cm。底流濃度通過(guò)濃度計(jì)20測(cè)定，該數(shù)據(jù)傳入控制系統(tǒng)計(jì)算出刮板的行進(jìn)速度并控制其運(yùn)行。智能控制系統(tǒng)主要由顯示器14，電場(chǎng)電壓控制系統(tǒng)15，藥劑添加控制系統(tǒng)16，刮板運(yùn)行控制系統(tǒng)17組成?？刂葡到y(tǒng)各種數(shù)據(jù)傳輸線及控制系統(tǒng)內(nèi)部連接線要聯(lián)接正確，保證動(dòng)作協(xié)調(diào)。圖2所示為裝置整體結(jié)構(gòu)右視圖。從刮板刮出的底流從底流口 11用泵排出，溢流從溢流堰10收集作為循環(huán)水使用。從該圖可明顯看到沉降槽體的尖底長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)及其與 底流口之間的布置安排關(guān)系。
權(quán)利要求1.一種“三合一”交變電場(chǎng)加速煤泥水沉降槽，其特征在于主要結(jié)構(gòu)由緩沖段、沉降段、分離段、煤泥水濃度和澄清水濁度檢測(cè)系統(tǒng)、藥劑添加系統(tǒng)、控制系統(tǒng)部分組成；緩沖段、沉降段、分離段組成“三合一”槽體(I)，槽體為立方體和倒三角體的組合而成的尖底長(zhǎng)方體，底面前高后低，緩沖段從前到后依次設(shè)有煤泥水入口(2)、緩沖網(wǎng)板(3)、緩沖擋板(4)。沉降段如圖設(shè)有刮板固定架(5)、刮板鋼絲導(dǎo)軌(6)、縱向網(wǎng)狀電極(7)、刮板⑶、橫向網(wǎng)狀電極(9)，其中的電極裝置均包有密封絕緣層。分離段上部設(shè)有溢流堰(10)，下部設(shè)有底流口(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種“三合一”交變電場(chǎng)加速煤泥水沉降槽，其特征在于煤泥水入料濃度由濃度測(cè)試儀(12)測(cè)試，溢流水濁度由濁度測(cè)試儀(19)測(cè)試，底流濃度由底流濃度測(cè)試儀(20)測(cè)試，藥劑由藥劑添加系統(tǒng)(13)添加。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種“三合一”交變電場(chǎng)加速煤泥水沉降槽，其特征在于控制系統(tǒng)由控制柜(18)組成，控制柜(18)由液晶顯示器(14)，電場(chǎng)控制系統(tǒng)(15)，藥劑添加控制系統(tǒng)(16)刮板運(yùn)行控制系統(tǒng)(17)組成。
專利摘要本實(shí)用新型一種“三合一”交變電場(chǎng)加速煤泥水沉降裝置，主要結(jié)構(gòu)由緩沖段、沉降段、分離段、煤泥水濃度和澄清水濁度檢測(cè)系統(tǒng)、藥劑添加系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等部分組成。此裝置結(jié)構(gòu)緊湊，能夠減小控制滯后，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，安全、穩(wěn)定、可靠、操作方便。其原理為煤泥水在交變電場(chǎng)的作用下，煤泥顆粒表面水化膜弱化或受到破壞，煤泥顆粒間由水化斥力變?yōu)槭杷Χ蹐F(tuán)沉降，同時(shí)在交變電場(chǎng)的作用下，煤泥水中的荷電顆粒也會(huì)加速沉降，故對(duì)高泥化煤泥水沉降效果較好，高效環(huán)保，并能夠減小藥劑的開(kāi)支。在工業(yè)上應(yīng)用將是十分理想的煤泥水處理設(shè)備。
文檔編號(hào)B01D21/04GK202538432SQ20122016923
公開(kāi)日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月12日
發(fā)明者李宏亮, 閔凡飛 申請(qǐng)人:安徽理工大學(xué)