CN113441522A - 一种制备改性粉煤灰的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种高效制备改性粉煤灰的装置，涉及粉煤灰改性技术领域，主要包括上中下三部分，上部为水浴加热搅拌模块，中部为冷凝模块，下部为离心抽吸干燥模块。装置上部分主要包括水浴加热器，温控感应器和机械搅拌器，同时冷凝管以螺旋形连接上下装置；下部分主要包括离心电机、隔膜泵和热风干燥器。操作控制面板设定搅拌速率、水浴加热温度、进样量、离心转速、热风干燥温度和时间等参数，设备即可按照设定要求对粉煤灰及其他材料进行改性。本设备设有电磁铁，通知转动时可以固定转子位置并通过伸缩管完成加药改性工作。本设备自动化程度高，智能高效，能够有效提高工作效率并能保证改性效果，到达实验设定效果。
Description
技术领域
本发明涉及粉煤灰改性技术领域，具体是一种高效制备改性粉煤灰的装置。
背景技术
粉煤灰是燃煤电厂燃烧发电过程中排放出的主要固体废弃物，其主要由二氧化硅、氧化铝、氧化铁、氧化钙以及其他杂质等组成。随着我国电力企业和工业产业的不断向前发展，粉煤灰产生的总量在逐年上涨，2017年我国粉煤灰年产量约为6.86亿t，粉煤灰排放量年均在4亿t以上，预计2020年产生量将达到7.81亿t，届时中国粉煤灰总堆积量将达到30亿t以上，这给我国的国民经济建设及生态环境造成巨大的压力。粉煤灰的综合利用迫在眉睫。当前，国外粉煤灰的利用率较高，其中日本荷兰的利用率均达到了100％，而我国粉煤灰有效利用率仅约为60％，每年仍有约40％的粉煤灰被倒入灰池或堆置于耕地、山沟、坡地。粉煤灰的非综合利用造成堆积占地和自然流失，这造成了空气和水质污染、土地沙化和碱化等问题。
又因为粉煤灰具有较大的比表面积、微弱的碱性且质地较轻、颗粒较细，使得其本身具有较强的吸附活性和较大的利用空间。因此我们能够将其应用到处理废水、钝化重金属污染土壤等方面。
然而粉煤灰虽然具有一定的吸附能力，但相对于生物炭等介孔材料其吸附能力有限，因此，为了更好的将其资源化利用，有必要通过一系列改性的方法提高其性能，使其发挥出更大的价值，在环保领域做出更大的贡献。
但在通常的粉煤灰改性过程中，需要经过一系列繁琐的操作，一般包括震荡混合、离心过滤、加药改性等操作。需要操作人员全程参与，其中涉及大量的人力物力，造成资源的浪费，降低了工作效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种高效制备改性粉煤灰的装置，该装置能够通过设定固定参数自动完成粉煤灰改性，其具有自动、高效、节能、环保、一体化等优点。
本发明实现发明目的采用如下技术方案：
一种高效制备改性粉煤灰的装置主要包括上中下三部分，上部分为水浴加热搅拌模块，主要进行水浴加热、混合搅拌，中部分为冷凝模块，主要对样品进行自然冷却或水浴冷却，下部分为离心抽吸干燥模块，主要进行离心、吸液、改性和干燥。粉煤灰和化学药剂从上面的进样口进入搅拌箱进行搅拌，外部进行水浴加热使其达到设定的温度。初步改性后的混合物通过斜板进入到送样管中，在流量计和电磁阀的控制下进入冷凝部分，根据不同实验要求进行自然冷却或水浴冷却。冷却完成后在固定程序以及分样流量计和分样电磁阀的控制下将样品送入离心管中，进行离心，离心完成后隔膜泵所连支管自动伸入离心管内进行吸液，从而检测pH是否达标，同时隔膜泵所连支管内部的电阻率探头开始工作。后根据pH探头反馈的结果在各加药口开始加药进行二次改性，加药完成后送样管自动缩回，进行离心。直至pH达标。最后热风干燥器所连送风管自动从进风口伸入离心管内送风，送风口与出风口下各安装一个可拆卸式滤膜，防止粉煤灰飘散至离心管外。干燥完成后将离心管取出，再放入新的离心管，设备自动清洗，烘干即可再次进行新的改性，便捷高效。
作为优选，本发明提供的一种高效制备改性粉煤灰的装置，上部为水浴加热搅拌器，其水浴加热部分主要通过电阻丝提供热量，并且通过温控感应器进行控制，达到设定温度。
作为优选，本发明提供的一种高效制备改性粉煤灰的装置，机械搅拌装置为圆饼状，这样可以增大水浴加热面积，同时可通过控制面板设定搅拌时间以及搅拌速率，完成搅拌后混合物在重力的作用下通过斜板进入到送样管中，在流量计和电磁阀的作用下进入中部冷凝部分。
作为优选，本发明提供的一种高效制备改性粉煤灰的装置，冷凝部分由双层圆柱体、螺旋冷凝管和电磁阀组成，这样可以控制冷凝时间，根据不同的改性需求进行自然冷却或水浴冷却，同时空间设计更加合理，增加了内部空间，用于其他仪器设备的安装和放置。随后固液混合物在流量计和电磁阀的作用下进入离心抽吸部分。
作为优选，本发明提供的一种高效制备改性粉煤灰的装置，在进药口上端设有流量计与电磁阀，可通过控制面板设定规定剂量的混合物进入各分样管，同时在离心管口设有送样电磁阀，设定程序，当搅拌完成后送样电磁阀自动打开，送样管伸入离心管内进行送样，送样完成后，送样管缩回，电磁阀自动关闭，这样可使各分样管中的混合物全部进入离心管中，同时防止离心过程中混合物飞溅到离心管外。
作为优选，本发明提供的一种高效制备改性粉煤灰的装置，在离心干燥器内壁固定位置上设有带电磁铁，当离心机转速降低快为0时，电磁铁通电，转轴上的电磁铁和离心机内壁的电磁铁相互吸引，这样能够使离心管离心完成后停止在固定位置上，同时设定程序，离心完成后离心管口吸液电磁阀自动打开，隔膜泵所连接支管自动伸入离心管内吸取滤液，同时滤液收集池内的pH探头检测此时pH值是否达标，来反馈洗涤改性效果。
作为优选，本发明提供的一种高效制备改性粉煤灰的装置，在各分样管设有一个进药口，根据pH检测结果，通过控制面板控制送样电磁阀进行加药从而再次改性。
作为优选，本发明提供的一种高效制备改性粉煤灰的装置，隔膜泵所连接支管内装有电阻率探头，当电阻率发生变化时，吸液管自动缩回，这样可以防止粉煤灰同滤液一起被隔膜泵所吸出。
作为优选，本发明提供的一种高效制备改性粉煤灰的装置，设定程序，改性完成后离心管口进风电磁阀和出风电磁阀自动打开，送风管伸入离心管内，热风干燥器开始工作，同时进风口和出风口下装有可拆卸滤膜，防止粉煤灰飘散至离心管外，并可以通过控制面板设定干燥时间和干燥温度，完成样品的干燥处理，取出带有样品的离心管，放入新的离心管即可再次工作。
作为优选，本发明提供的一种高效制备改性粉煤灰的装置，本装置设有废液排放口，用于水浴加热的水可以直接排入下水道，滤液收集池中的滤液若有有害物质，经处理后排放。
作为优选，本发明提供的一种高效制备改性粉煤灰的装置，本装置可自动清洁，在各进药口先通入自来水进行清洗，然后通入去离子水进行润洗，之后通过控制面板控制进风口电磁阀与出风口电磁阀打开，热风干燥器开始工作，将设备烘干，即可再次工作。在进行新的改性前可自动清洁，在保证改性效果的同时，既节约了人力，又提升了工作效率，自动化程度高。
与现有技术相比，本设备有自动、高效、节能、环保、一体化等优点，能够节省大量的人力物力财力，减少了因操作失误而产生的实验误差，且通过设定固定参数即可自动完成改性，同时可以自动清洁，既保证了生产质量，又节约了人力。
附图说明
图1是本发明正视结构示意图；
图2是本发明俯视结构示意图；
图3是本发明离心管盖示意图；
图中：1、水浴加热搅拌器；2、温控传感器；3、进样口；4、搅拌箱；5、搅拌电机；6、搅拌轴；7、水浴加热进水口；8、流量计；9、电磁阀；10、水浴加热出水口；11、电阻丝；12、冷凝管；13、冷凝水进水口；14、冷凝水出水口；15、冷凝电磁阀；16、分样流量计；17、分样电磁阀；18、进药口；19、送样管；20、离心管盖；201、送样电磁阀；202、吸液电磁阀；203、进风电磁阀；204、出风电磁阀；205、滤膜；21、吸液管；22、电阻率探头；23、隔膜泵；24、滤液收集槽；25、pH探头；26、送风管；27、离心干燥器；28、离心电机；29、离心轴；30、连接杆；31、热风干燥器；32、离心管；33、电磁铁；34、控制面板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3所示，本实施例的制备改性粉煤灰的装置，包括：1、水浴加热搅拌器；2、温控传感器；3、进样口；4、搅拌箱；5、搅拌电机；6、搅拌轴；7、水浴加热进水口；8、流量计；9、电磁阀；10、水浴加热出水口；11、电阻丝；12、冷凝管；13、冷凝水进水口；14、冷凝水出水口；15、冷凝电磁阀；16、分样流量计；17、分样电磁阀；18、进药口；19、送样管；20、离心管盖；201、送样电磁阀；202、吸液电磁阀；203、进风电磁阀；204、出风电磁阀；205、滤膜；21、吸液管；22、电阻率探头；23、隔膜泵；24、滤液收集槽；25、pH探头；26、送风管；27、离心干燥器；28、离心电机；29、离心轴；30、连接杆；31、热风干燥器；32、离心管；33、电磁铁；34、控制面板。
实施例1
在本实施例中，本设备自动化程度高，在保证改性效果的同时，节省了人力物力，提高了工作效率。如图1所示，本设备主要分为上中下三部分，分别为水浴加热搅拌器1、温控传感器2、冷凝管12、离心电机28、热风干燥器31和隔膜泵23，首先粉煤灰和化学药剂通过进样口3进入搅拌箱4内，通过搅拌电机5带动搅拌轴6进行工作，使得化学药剂和粉煤灰充分混合，搅拌速率和搅拌时间可以通过控制面板34进行确定。
在此过程中可以通过水浴加热搅拌器1对搅拌中的粉煤灰进行加热，加热用水从水浴加热进水口7进入，通过温度传感器2实时将温度反馈在控制面板上，从而调节电阻丝11对水温进行调控，使其达到设定温度。
搅拌箱内的混合物达到搅拌时间后，在流量计8和电磁阀9的作用下进入离心管32中，达到设定值时停止送样，并在控制面板34中提示。根据实验要求在冷凝水进水口13注入去离子水进行水浴冷却或者设定时间控制冷凝电磁阀15进行自然冷却。
设定程序，在达到设定搅拌时间后，送样电磁阀201自动打开，送样管19自动伸入离心管32内，当达到冷却时间后，冷凝电磁阀15打开，样品进入送样管，在分样流量计16和分样电磁阀17的作用下进入到离心管进行送样，达到设定值时停止送样。送样完成后，送样管自动缩回，这样可以防止离心过程中混合物飞溅到离心管外。
离心干燥器27通过离心电机28带动离心轴29进行转动，在连接杆30的作用下带动离心管32进行转动，从而进行离心，离心的转速以及时间都可以通过控制面板34进行设置。
同时离心干燥器内部固定位置安装有电磁铁33，使离心管在离心完成后停止在固定位置，便于送样管19、吸液管21及送风管26的伸缩。
设定程序，离心完成后，吸液电磁阀202自动打开，吸液管21自动伸入离心管内吸取滤液，同时吸液管内的电阻率探头22检测电阻率的变化，当发生较大变化时，吸液管自动缩回，防止粉煤灰被吸出，隔膜泵23继续工作，将吸液管中的液体抽取在滤液收集槽24内。根据滤液收集槽内pH探头25反馈的数据，进行二次改性。
通过控制面板34控制送样电磁阀201打开，送样管19自动伸入离心管内，在进药口18加入再次改性所需的药品进行改性，然后吸液电磁阀202自动打开，吸液管21自动伸入离心管32内吸取滤液，测量其pH，直至达到预期改性效果。
设定程序，改性完成后进风电磁阀203和出风电磁阀204自动打开，送风管26伸入离心管内，热风干燥器31开始工作，且进风口和出风口下装有可拆卸式滤膜205，防止粉煤灰飘散至离心管外，并可以通过控制面板34设定干燥时间和干燥温度，完成样品的干燥，干燥完成后将离心管取出，得到改性后的样品。
同时放入新的离心管，在进药口18先注入自来水进行清洗，清洗完成后将自来水吸出，然后注入去离子水进行润洗，润洗完成后将去离子水吸出，同时通过控制面板34使热风干燥器31开始工作，将设备烘干，即自动清洁过程完成。随后即可进行新的改性。
实施例2
与实施例1相比，本实施例与实施例1相比工作方式大概相同，但其处理的物质不同，不同之处在于：本实施例中前面操作一样，但对离心过后的物质进行干燥时，可通过程序设定，离心完成后进风电磁阀203和出风电磁阀204自动打开，送风管26自动伸入离心管内，热风干燥器31开始工作，并且进风口和出风口下装有可拆卸式滤膜205，干燥不同的物质时，只需按照物质颗粒的大小更换不同目数的滤膜，以防止粉煤灰飘散至离心管外造成实验误差。当干燥完成后即可停止，完成实验要求。
上述具体实施方式仅仅对本发明的优选实施方式进行描述，而并非对本发明的保护范围进行限定。在不脱离本发明设计构思和精神范畴的前提下，本领域的普通技术人员根据本发明所提供的文字描述、附图对本发明的技术方案所作出的各种变形、替代和改进，均应属于本发明的保护范畴。本发明的保护范围由权利要求确定。
Claims (11)
1.一种高效制备改性粉煤灰的装置主要包括上中下三部分，上部为水浴加热搅拌模块，中部为冷凝模块，下部为离心抽吸干燥模块，水浴加热搅拌模块主要包括水浴加热器、温控感应器和机械搅拌器。离心抽吸干燥模块主要包括离心电机、隔膜泵、和热风干燥器。整台设备原理简单，自动化程度高，可通过设定控制面板的参数自动完成改性，节省了大量的人力物力，便捷，高效。
2.根据权力要求1所述的一种高效制备改性粉煤灰的装置，其特征在于：上部为水浴加热搅拌器，其水浴加热部分主要通过电阻丝提供热量，并且通过温控感应器进行控制，达到设定温度。
3.根据权力要求1所述的一种高效制备改性粉煤灰的装置，其特征在于：机械搅拌装置为圆饼状，这样可以增大水浴加热面积，同时可通过控制面板设定搅拌时间以及搅拌速率，完成搅拌后混合物在重力的作用下通过斜板进入到送样管中，在流量计和电磁阀的作用下进入中部冷凝部分。
4.根据权力要求1所述的一种高效制备改性粉煤灰的装置，其特征在于：冷凝部分由双层圆柱体、螺旋冷凝管和电磁阀组成，这样可以控制冷凝时间，根据不同的改性需求进行自然冷却或水浴冷却，同时空间设计更加合理，增加了内部空间，用于其他仪器设备的安装和放置。随后固液混合物在流量计和电磁阀的作用下进入离心抽吸部分。
5.根据权力要求1所述的一种高效制备改性粉煤灰的装置，其特征在于：在进药口上端设有流量计与电磁阀，这样可通过控制面板设定规定剂量的混合物进入各分样管，同时在离心管口设有送样电磁阀，设定程序，当搅拌完成后送样电磁阀自动打开，送样管伸入离心管内进行送样，送样完成后，送样管缩回，电磁阀自动关闭，这样可使各分样管中的混合物全部进入离心管中，同时防止离心过程中混合物飞溅到离心管外。
6.根据权力要求1所述的一种高效制备改性粉煤灰的装置，其特征在于：在离心干燥器内壁固定位置上设有带电磁铁，当离心机转速降低快为0时，电磁铁通电，转轴上的电磁铁和离心机内壁的电磁铁相互吸引，这样能够使离心管离心完成后停止在固定位置上，同时设定程序，离心完成后离心管口吸液电磁阀自动打开，隔膜泵所连接支管自动伸入离心管内吸取滤液，同时滤液收集池内的pH探头检测此时pH值是否达标，来反馈洗涤改性效果。
7.根据权力要求1所述的一种高效制备改性粉煤灰的装置，其特征在于：在各分样管设有一个进药口，根据pH检测结果，通过控制面板控制送样电磁阀进行加药从而再次改性。
8.根据权力要求1所述的一种高效制备改性粉煤灰的装置，其特征在于：隔膜泵所连接支管内装有电阻率探头，当电阻率发生变化时，吸液管自动缩回，这样可以防止粉煤灰同滤液一起被隔膜泵所吸出。
9.根据权力要求1所述的一种高效制备改性粉煤灰的装置，其特征在于：设定程序，改性完成后离心管口进风电磁阀和出风电磁阀自动打开，送风管伸入离心管内，热风干燥器开始工作，同时进风口和出风口下装有可拆卸滤膜，防止粉煤灰飘散至离心管外，并可以通过控制面板设定干燥时间和干燥温度，完成样品的干燥处理，取出带有样品的离心管，放入新的离心管即可再次工作。
10.根据权力要求1所述的一种高效制备改性粉煤灰的装置，其特征在于：本装置设有废液排放口，用于水浴加热的水可以直接排入下水道，滤液收集池中的滤液若有有害物质，经处理后排放。
11.根据权力要求1所述的一种高效制备改性粉煤灰的装置，其特征在于：本装置可自动清洁，在各进药口先通入自来水进行清洗，然后通入去离子水进行润洗，之后通过控制面板控制进风口电磁阀与出风口电磁阀打开，热风干燥器开始工作，将设备烘干，即可再次工作。在进行新的改性前可自动清洁，在保证改性效果的同时，既节约了人力，又提升了工作效率，自动化程度高。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115463587A (zh) * | 2022-10-10 | 2022-12-13 | 湖南金代科技发展有限公司 | 一种镉超标大米碱法提取淀粉的前处理仪 |
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- 2021-06-25 CN CN202110733076.5A patent/CN113441522A/zh active Pending
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