CN110015737A - 一种粉状絮凝药剂定量自动添加系统及处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及煤泥水处理工艺中絮凝药剂添加的领域，具体涉及一种粉状絮凝药剂定量自动添加系统及处理工艺。本发明至少包括混合搅拌桶，还包括药剂储存系统、药剂定量输送及添加系统、药剂高效分散系统和PLC智能控制系统；药剂储存系统包括依次顺连的储料仓、电磁激振器和星型卸料器；药剂定量输送及添加系统主要由螺旋给料机、鼓风机和气力输送管道组成；药剂高效分散系统由射流混合装置、搅拌分散装置和液位测量装置组成；PLC智能控制系统将电磁激振器、星型卸料器、螺旋给料机、鼓风机和射流混合装置智能关联起来，同时停止或开启这些设备；本药剂添加系统自动化程度高，杜绝人为因素造成的药剂添加量偏差，药剂在水溶液中分散均匀、溶解速度快。

Description

一种粉状絮凝药剂定量自动添加系统及处理工艺
技术领域
本发明涉及煤泥水处理工艺中絮凝药剂添加的领域，具体涉及一种粉状絮凝药剂定量自动添加系统及处理工艺。
背景技术
我国绝大多数选煤厂都采用湿法选煤，煤泥水处理是湿法选煤工艺流程中的重要环节，从经济和环保方面考虑，均要求煤泥水深度澄清，洗水闭路循环。选煤厂通常采用混凝法来处理煤泥水，所谓混凝法就是向煤泥水体系中添加混凝剂，使得煤泥水体系中的颗粒发生团聚后靠重力沉降。混凝剂常用的是有机高分子絮凝剂，如聚丙烯酰胺，由于有机高分子絮凝剂具有分子量大，侧链长等特点，因此存在溶解时间较长、溶解不充分等弊端，若配制不当则会造成药剂浓度低、药剂浪费等现象，情况严重时还会直接影响煤泥水的处理效果。选煤厂传统的絮凝剂配制方法是通过人工直接把粉状絮凝剂加到混合搅拌桶中直接搅拌，但由于给料不均匀、混合不充分经常会造成药剂结团、溶解不充分等问题，而且需要设置专门岗位司机来观测液位和按时添加粉状絮凝剂，存在一定的滞后性且加药量有人为偏差。虽然实用新型201721157662.5提出采用螺旋给料机给料来解决给料不均匀的问题，发明专利201410260122.4提出采用药剂分散筛来达给料过程中药剂均匀分散的目的，但却无法解决混合不充分、搅拌过程结团和储料仓结拱结块等问题，因而丞需一种粉状絮凝药剂自动添加装置来解决药剂混合不充分、溶解过程“溶胀”结团导致粉状药剂溶解不充分的问题。(溶胀是指粉状颗粒的高分子絮凝剂若几个颗粒聚在一起再落入水中，某个颗粒表层膨胀后，包裹其它颗粒，导制颗粒不能分开，造成溶解不完全的现象。)
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，设计药剂储存系统、药剂定量输送及添加系统、药剂高效分散系统和PLC智能控制系统，保证粉状药剂按需要量添加，在水溶液中均匀分散和快速溶解，杜绝加药量偏差和粉状絮凝药剂“溶胀”结团，溶解困难等问题，本发明集储料、定量螺旋给料、自动喷吹加药和高效分散混合于一体，具有系统结构合理和自动化程度高等优点，能在储料、输送和添加过程中杜绝人为因素造成的偏差，同时保证粉状药剂在水溶液中高效分散，为后续的煤泥水处理工作提供良好的絮凝药剂条件。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种粉状絮凝药剂定量自动添加系统及处理工艺，包括混合搅拌桶，还包括如下组成部分：
药剂储存系统，该储存系统包括依次顺连的储料仓、电磁激振器、星型卸料器；所述储料仓上部为圆桶形，下部为倒锥形，储料仓顶部为敞开式进料口，底部设有出料口，在储料仓下部倒锥体两侧设有电磁激振器；所述电磁激振器可将储料仓的粉状絮凝药剂均匀振落，防止仓内结拱现象的发生，振落的物料由储料仓底部的出料口排出；所述储料仓底部的出料口连接星型卸料器，能保证粉状絮凝药剂卸料均匀，防止卸料过程中发生堵塞、结团现象，星型卸料器出口外接螺旋给料机；
药剂定量输送及添加系统，该系统主要由螺旋给料机、鼓风机和气力输送管道组成；所述螺旋给料机包括螺旋给料溜槽、螺旋推杆和变频驱动电机，螺旋推杆与变频驱动电机相连，螺旋推杆的转速可调，从而达到定量控制粉状絮凝药剂添加量的目的，螺旋给料机出料口与气力输送管道相连接；所述气力输送管道分别连接气力输送的动力源装置-鼓风机和药剂高效分散系统，螺旋给料机定量给入的粉状絮凝药剂，通过鼓风机鼓风作业，气力输送至药剂分散系统；
药剂高效分散系统，该系统主要由射流混合装置、搅拌分散装置和液位测量装置组成；所述射流混合装置主要包括压力水管、引射气管、混合室和扩散管，其中扩散管出口装有伞形分散器，可进一步加强药剂在水溶液中的均匀分散混合；所述搅拌分散装置主要包括混合搅拌桶与搅拌器，混合搅拌桶底部设计有假底，防止药剂水溶液从出料口直接“串料”，混合搅拌桶桶壁布置若干挡板，消除桶内“圆柱状回转区”，增加桶内液体的紊流度，提高搅拌器的搅拌性能，搅拌器由搅拌轴与叶轮构成，叶轮采用弧形设计，搅拌轴带动叶轮旋转，实现药剂在水溶液中持续分散混合，最终实现药剂的高效溶解，搅拌轴采用中空设计，在其内部安装有液位测量装置；所述液位测量装置采用超声波液位计,主要包括超声波探头和浮球，浮球安装于搅拌轴中空内，消除搅拌作用引起的液面波动对测量结果的影响；
PLC智能控制系统，液位测量装置将混合搅拌桶的液位数据传输给PLC智能控制系统，智能控制系统通过数据分析，如液位低于设定值的下限，则同时开启电磁激振器、星型卸料器、螺旋给料机、鼓风机和射流混合装置的入料泵，待液位高于设定值的上限，同时停止电磁激振器、星型卸料器、螺旋给料机、鼓风机和射流混合装置的入料泵作业。
本发明的有益效果在于：
1)、本发明的药剂储存系统、药剂定量输送及添加系统、药剂高效分散系统和PLC智能控制系统共同配合构成粉状絮凝药剂定量自动添加系统，与该系统适配的添加方法自动化程度大大提高，极大地减少了人力物力的投入，同时避免人为因素造成的药剂添加量偏差，且药剂在水溶液中分散混合更加均匀，药剂溶解速度更快，更完全，进而降低药剂消耗量。
2)、本发明的药剂储存系统的储料仓顶部设计为敞开式进料口，方便粉状物料的倒入和观察物料仓位情况，工作人员只要将储料仓填满后，就可以参与其它岗位巡查；储料仓下料实现自动控制，储料仓下部倒锥体两侧设有电磁激振器可将粉状絮凝药剂均匀振落，防止仓内结拱现象的发生，储料仓底部的出料口连接星型卸料器，能保证粉状絮凝药剂卸料均匀，防止卸料过程中发生堵塞、结团现象。
3)、本发明的药剂定量输送及添加系统主要由螺旋给料机、鼓风机和气力输送管道组成，螺旋给料机包括螺旋给料溜槽、螺旋推杆和变频驱动电机，螺旋推杆与变频驱动电机相连，螺旋给料溜槽的横截面积S一定，单位面积储存的药剂量M一定，螺旋给料机单位时间的给料量取决于螺旋推杆的转速，单位时间药剂给料量Q＝S×M×υ，通过控制螺旋推杆的转速，从而达到定量控制粉状絮凝药剂添加量的目的；螺旋给料机出料口与气力输送管道相连接，气力输送的动力源装置是鼓风机，鼓风机通过鼓风将螺旋给料机输送来的粉状絮凝药剂吹到药剂分散系统中的射流混合装置内。
4)、本发明的药剂高效分散系统主要由射流混合装置、搅拌分散装置和液位测量装置组成，射流混合装置主要包括压力水管、引射气管、混合室和扩散管，液体水在水泵的作用下通过压力水管进入射流混合装置，在混合室内形成负压，抽吸引射气管中的粉状絮凝剂，粉状絮凝剂在鼓风机吹力和混合室吸力的共同作用下进入射流混合装置，粉状絮凝剂在射流作用的冲击和切割下，均匀的分散在液体水中，与液体水混合后由扩散管出口喷出，在扩散管出口装有伞形分散器，可进一步加强粉状药剂在水溶液中的均匀分散混合；搅拌分散装置保证混合药剂的水溶液在混合搅拌桶内持续湍流运动，搅拌分散装置主要包括混合搅拌桶与搅拌器，混合搅拌桶底部设计有假底，防止药剂水溶液从出料口直接“串料”，混合搅拌桶桶壁布置若干挡板，消除桶内流体沿桶壁运动出现的“圆柱状回转区”现象，增加桶内液体的紊流度，提高搅拌器的搅拌性能，搅拌器由搅拌轴与叶轮构成，叶轮采用弧形设计，搅拌轴带动叶轮旋转，实现药剂在水溶液中持续分散混合，最终实现药剂的高效溶解，搅拌轴采用中空设计，在其内部安装有液位测量装置，液位测量装置采用超声波液位计,主要包括超声波探头和浮球，浮球安装于搅拌轴中空内，消除搅拌作用引起的液面波动对测量结果的影响，保证液位测量的准确性。
5)、本发明的PLC智能控制系统可以将电磁激振器、星型卸料器、螺旋给料机、鼓风机和射流混合装置联动作业，实现精准定量给药和药剂的均匀分散；液位测量装置将混合搅拌桶的液位数据传输给PLC智能控制系统，智能控制系统通过数据分析，如液位低于设定值的下限，则开启射流混合装置的入料泵向混合搅拌桶补加液体水，同时开启电磁激振器、星型卸料器、螺旋给料机和鼓风机向射流混合装置的引射管中吹入与液体水流量相对应的定量粉状絮凝剂，实现粉状絮凝剂在液体水中的均匀分散，待液位高于设定值的上限，同时停止电磁激振器、星型卸料器、螺旋给料机、鼓风机和射流混合装置的入料泵作业，在此过程中搅拌叶轮持续作业，最终实现药剂的高效溶解。
附图说明
图1为本发明的正面示意图；
图2为本发明的各系统逻辑关系图；
图3为图1结构中，射流混合装置的正面示意图；
图4为图3结构中，射流混合装置下部伞形分散器俯视示意图；
图示各结构与本发明的部件名称对应关系如下：
A-药剂储存系统 B-药剂定量输送及添加系统 C-药剂高效分散系统
D-PLC智能控制系统 1-仓盖 2-储料仓 3-电磁激振器 4-星型卸料器
5-变频驱动电机 6-螺旋给料机 6A-螺旋推杆 6B-螺旋给料溜槽
7-鼓风机 8-气力输送管道 9-射流混合装置 10-搅拌分散装置
11-搅拌器 11A-搅拌轴 11B-叶轮 12-液位测量装置
12A-超声波探头 12B-浮球 14-假底 15-出料口 16-压力水管
17-水泵 18-混合搅拌桶 18A-挡板 19-压力水管 20-引射气管
21-混合室 22-扩散管 23-伞形分散器 24-喷嘴
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。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。
实施例.本发明应用在煤泥水处理工艺中粉状絮凝药剂添加系统中
如图1-4所示，一种粉状絮凝药剂定量自动添加系统及处理工艺，包括混合搅拌桶(18)，还包括如下组成部分：
药剂储存系统(A)，该储存系统包括依次顺连的储料仓(2)、电磁激振器(3)、星型卸料阀(4)；储料仓上部为圆桶形，下部为倒锥形，储料仓顶部为敞开式进料口，底部设有出料口，在储料仓(2)下部倒锥体两侧设有电磁激振器(3),电磁激振器(3)可将储料仓(2)的粉状絮凝药剂均匀振落，防止仓内结拱现象的发生，振落的物料由储料仓底部的出料口排出，储料仓底部的出料口连接星型卸料器(4)，能保证粉状絮凝药剂卸料均匀，防止卸料过程中发生堵塞、结团现象，星型卸料器出口外接螺旋给料机(6)；
药剂定量输送及添加系统(B)，该系统主要由螺旋给料机(6)、鼓风机(7)和气力输送管道(8)组成；螺旋给料机包括螺旋给料溜槽(6B)、螺旋推杆(6A)和变频驱动电机(5)，螺旋推杆(6A)与变频驱动电机(5)相连，星型卸料器(4)将粉状絮凝药剂卸到螺旋给料溜槽(6B)中，在螺旋推杆(6A)的推动作用下向螺旋给料机出料口方向运动，螺旋推杆(6A)的转速可调，从而达到定量控制粉状絮凝药剂添加量的目的，螺旋给料机出料口与气力输送管道(8)相连接，气力输送管道(8)分别连接气力输送的动力源装置-鼓风机(7)和药剂高效分散系统，螺旋给料机(6)定量给入的粉状絮凝药剂，通过鼓风机(7)鼓风作业，气力输送至药剂分散系统；
药剂高效分散系统(C)，该系统主要由射流混合装置(9)、搅拌分散装置(10)和液位测量装置(12)组成；射流混合装置主要包括压力水管(19)、引射气管(20)、混合室(21)和扩散管(22)，其中扩散管出口装有伞形分散器(23)，可进一步加强药剂在水溶液中的均匀分散混合；搅拌分散装置(10)主要包括混合搅拌桶(18)与搅拌器(11)，混合搅拌桶(18)底部设计有假底(14)，防止药剂水溶液从出料口(15)直接“串料”，混合搅拌桶(18)桶壁布置若干挡板(18A)，消除桶内流体沿桶壁运动出现的“圆柱状回转区”现象，增加桶内液体的紊流度，提高搅拌器(11)的搅拌性能，搅拌器(11)由搅拌轴(11A)与叶轮(11B)构成，叶轮(11B)采用弧形设计，搅拌轴(11A)带动叶轮(11B)旋转，实现药剂在水溶液中持续分散混合，最终实现药剂的高效溶解，搅拌轴(11A)采用中空设计，在其内部安装有液位测量装置(12)，液位测量装置主要包括超声波探头(12A)和浮球(12B)，浮球(12B)安装于搅拌轴(11A)中空内，消除搅拌作用引起的液面波动对测量结果的影响；
PLC智能控制系统(D)，液位测量装置(12)将混合搅拌桶的液位数据传输给PLC智能控制系统，智能控制系统通过数据分析，如液位低于设定值的下限，则同时开启电磁激振器(3)、星型卸料器(4)、螺旋给料机(6)、鼓风机(7)和射流混合装置(9)的入料水泵(17)，待液位高于设定值的上限，同时停止电磁激振器(3)、星型卸料器(4)、螺旋给料机(6)、鼓风机(7)和射流混合装置(9)的入料水泵(17)作业。
综上，本发明的粉状絮凝药剂定量自动添加系统及处理工艺充分考虑煤泥水絮凝药剂的添加和溶解特点，具有系统结构合理和自动化程度高等优点，能在储料、输送和添加过程中杜绝人为因素造成的偏差，做到精准定量添加同时保证粉状药剂在水溶液中高效分散及溶解，为后续的煤泥水处理工作提供良好的絮凝药剂条件，药剂消耗成本的降低也极为明显。

Claims (5)

1.一种粉状絮凝药剂定量自动添加系统及处理工艺，包括混合搅拌桶(18)，其特征在于还包括如下组成部分：
药剂储存系统(A)，该储存系统包括依次顺连的储料仓(2)，电磁激振器(3)，星型卸料器(4)；
药剂定量输送及添加系统(B)，该系统主要由螺旋给料机(6)，鼓风机(7)和气力输送管道(8)组成；
药剂高效分散系统(C)，该系统主要由射流混合装置(9)，搅拌分散装置(10)和液位测量装置(12)组成；
PLC智能控制系统(D)，该系统将电磁激振器(3)，星型卸料器(4)，螺旋给料机(6)，鼓风机(7)和射流混合装置(9)智能关联起来，同时停止或开启这些设备。
2.根据权利要求1所述的一种粉状絮凝药剂定量自动添加系统及处理工艺，其特征在于：所述储料仓(2)上部为圆桶形，下部为倒锥形，储料仓顶部为敞开式进料口，底部设有出料口，在储料仓(2)下部倒锥体两侧设有电磁激振器(3)；所述电磁激振器(3)可将储料仓(2)的粉状絮凝药剂均匀振落，防止仓内结拱现象的发生，振落的物料由储料仓底部的出料口排出；所述储料仓底部的出料口连接星型卸料器(4)，能保证粉状絮凝药剂卸料均匀，防止卸料过程中发生堵塞、结团现象，星型卸料器出口外接螺旋给料机(6)。
3.根据权利要求1所述的一种粉状絮凝药剂定量自动添加系统及处理工艺，其特征在于：所述螺旋给料机(6)包括螺旋给料溜槽(6B)、螺旋推杆(6A)和变频驱动电机(5)，螺旋推杆(6A)与变频驱动电机(5)相连，星型卸料器(4)将粉状絮凝药剂卸到螺旋给料溜槽(6B)中，在螺旋推杆(6A)的推动作用下向螺旋给料机出料口方向运动，螺旋推杆(6A)的转速可调，从而达到定量控制粉状絮凝药剂添加量的目的，螺旋给料机出料口与气力输送管道(8)相连接；所述气力输送管道(8)分别连接气力输送的动力源装置-鼓风机(7)和药剂高效分散系统(C)，螺旋给料机(6)定量给入的粉状絮凝药剂，通过鼓风机(7)鼓风作业，气力输送至药剂高效分散系统(C)。
4.根据权利要求1所述的一种粉状絮凝药剂定量自动添加系统及处理工艺，其特征在于：所述射流混合装置(9)主要包括压力水管(19)、引射气管(20)、混合室(21)和扩散管(22)，其中扩散管出口装有伞形分散器(23)，可进一步加强药剂在水溶液中的均匀分散混合；所述搅拌分散装置(10)主要包括混合搅拌桶(18)与搅拌器(11)，混合搅拌桶(18)底部设计有假底(14)，防止药剂水溶液从出料口(15)直接“串料”，混合搅拌桶(18)桶壁布置若干挡板(18A)，提高搅拌器(11)的搅拌性能，搅拌器(11)由搅拌轴(11A)与叶轮(11B)构成，叶轮(11B)采用弧形设计，搅拌轴(11A)带动叶轮(11B)旋转，实现药剂在水溶液中持续分散混合，搅拌轴(11A)采用中空设计，在其内部安装有液位测量装置(12)；所述液位测量装置主要包括超声波探头(12A)和浮球(12B)，浮球(12B)安装于搅拌轴(11A)中空内，消除搅拌作用引起的液面波动对测量结果的影响。
5.根据权利要求1所述的一种粉状絮凝药剂定量自动添加系统及处理工艺，其特征在于：所述液位测量装置(12)将混合搅拌桶的液位数据传输给PLC智能控制系统(D)，智能控制系统(D)通过数据比对，如液位低于设定值的下限，则同时开启电磁激振器(3)、星型卸料器(4)、螺旋给料机(6)、鼓风机(7)和射流混合装置(9)的入料水泵(17)，待液位高于设定值的上限，同时停止电磁激振器(3)、星型卸料器(4)、螺旋给料机(6)、鼓风机(7)和射流混合装置(9)的入料水泵(17)作业。
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邓海波等: "《矿物加工过程检测与控制技术》", 31 January 2017, 冶金工业出版社 *
马荣朝等: "《食品机械与设备（第二版）》", 31 August 2018, 华东理工大学出版社 *

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