CN110026123A - 一种絮凝药剂定量溶解及均匀混合添加系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及煤泥水浓缩处理的领域，具体涉及一种絮凝药剂定量溶解及均匀混合添加系统。本发明包括药剂储存系统、药剂定量输送及添加系统、药剂高效分散系统、PLC智能控制系统、矿浆和药剂混合系统和煤泥水浓缩沉降系统；其中药剂储存系统、药剂定量输送及添加系统保证粉状药剂按需要量添加；药剂高效分散系统实现粉状药剂在水溶液中均匀分散和快速溶解；矿浆和药剂混合系统促使溶解后的絮凝药剂水溶液与煤泥水混合均匀，具有良好的絮凝沉降初始条件；煤泥水浓缩沉降系统的核心装置是三段排料式无耙浓缩机，该浓缩机采用“一中两侧”的排料方式，粗、细颗粒实现分口排出与回收，细粒级有更长的沉降时间；整个浓缩作业具有更高的浓缩效率。

Description

一种絮凝药剂定量溶解及均匀混合添加系统
技术领域
本发明涉及煤泥水絮凝沉降、浓缩处理的领域，具体涉及一种絮凝药剂定量溶解及均匀混合添加系统。
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。制备好的絮凝剂水溶液的添加一般是加入浓缩机入料口前的管道或溜槽内，存在煤泥水与絮凝剂水溶液不能高效混合的问题。
浓缩机是现代煤泥水处理系统中的关键设备，浓缩机是利用煤泥水中固体颗粒絮凝沉降来完成对煤泥水连续浓缩的设备。它的实质是由一个供煤泥水沉淀的池体和一个将沉淀物收集到底流口并排出的的底流排放系统联合组成的。它的生产过程是连续的，通常，煤泥水从池体上方中部给入，澄清后的溢流水从池体周边流入溢流水槽，沉淀后的产物(底流)从池体锥底的底流口用泵抽出。传统的浓缩机又称耙式浓缩机，具有一个将沉淀物向中心富集运输的耙子；耙式浓缩机从传动特点来分，可分为中心传动式和周边传动式两种；从结构特点来分可分为普通浓缩机和高效浓缩机两种，高效浓缩机是将煤泥水入料直接给入浓缩机机体中下部的浓缩物层，缩短了煤泥沉降的距离，有助于煤泥颗粒的沉降，增加了煤泥进入溢流的阻力，提高了沉降效果，故称其为高效浓缩机，如埃姆科(EimcO-BSP)高效浓缩机、国产高效浓缩机等。现有浓缩机在传动装置和机体结构上研究较多，但在底流排料设计方面创新较少，此外如何确保药剂和煤泥水充分混合均匀又保证浓缩机机体内紊流程度较小，如何保证浓缩机工作稳定，杜绝浓缩机耙架被高浓度物料“压耙”为本领域近年来研究热点。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，设计絮凝药剂定量溶解模块和絮凝剂水溶液与矿浆均匀混合模块；絮凝药剂定量溶解模块包括药剂储存系统、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；絮凝剂水溶液与矿浆均匀混合模块包括矿浆和药剂混合系统和煤泥水浓缩沉降系统；保证粉状药剂按需要量添加溶解，在水溶液中均匀分散和快速溶解，溶解后的絮凝药剂水溶液与煤泥水均匀混合的进入浓缩设备，实现良好的絮凝沉降环境。
絮凝药剂定量溶解模块集储料、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。
絮凝剂水溶液与矿浆均匀混合模块设计螺旋式矿浆混药桶和管道混合器，保证絮凝药剂水溶液与煤泥水均匀混合的进入浓缩设备，为絮凝沉降创造良好的初始条件；浓缩设备采用一种新型的三段排料式无耙浓缩机，三段排料式无耙浓缩机由一个中心段浓缩池体和两个侧室段浓缩池体组成，采用“一中两侧”排料方式，即中心段浓缩池体采用中心底流口下部排料，两个侧室段浓缩池体采用侧室底流口上吸排料，大絮团粗颗粒沉降速度快，大多数在中心段浓缩池体内沉降，小絮团细颗粒沉降时间长，可进入侧室段浓缩池体继续沉降作用；“一中两侧”排料方式可实现粗、细粒级物料分别回收，中心段浓缩池体的底流以粗颗粒为主，可以用沉降过滤式离心脱水机回收，部分掺入或全部掺入中煤，获更高的经济价值，侧室段浓缩池体的底流以细颗粒为主，可以用压滤机脱水回收，实现固液彻底分离，此外，浓缩池体排料无需耙子，彻底解决“压耙”现象，浓缩机工作稳定。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种絮凝药剂定量溶解及均匀混合添加系统，包括三段排料式无耙浓缩机，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。
矿浆和药剂混合系统，该系统主要由絮凝剂分配槽、螺旋式矿浆混药桶和管道混合器组成；所述的絮凝剂分配槽为长方体结构，长方体的底部贯穿有多个小圆孔，每个小圆孔连接一根垂直药剂添加管，絮凝剂水溶液通过垂直药剂添加管给入到螺旋式矿浆混药筒的不同高度位置上的螺旋环形板上；所述的螺旋式矿浆混药桶为自上而下的螺旋状结构，矿浆从上部的给料口给入，沿螺旋环形板向下螺旋运动，垂直药剂添加管在不同高度位置上的螺旋环形板上添加药剂，矿浆和药剂均匀混合后从下部的出料口排出，进入矿浆缓冲桶中，矿浆缓冲桶内的矿浆通过管道输送，在输送的管道上设置管道混合器，进一步实现矿浆和絮凝药剂的混合；所述的管道混合器是一个圆柱体，它的内部交错的布置多组栅条，流体流经栅条紊流度增加，实现矿浆和絮凝药剂的混合，混合后的矿浆进入三段排料式无耙浓缩机的入料缓冲室。
煤泥水浓缩沉降系统的核心装置是三段排料式无耙浓缩机，所述的三段排料式无耙浓缩机由一个中心段浓缩池体和两个侧室段浓缩池体组成；所述的中心段浓缩池体的上部中央位置设计有入料缓冲室，入料缓冲室的上部中心位置布置一根搅拌轴；所述搅拌轴由电机带动低速旋转，沿搅拌轴不同垂直高度设计有多层的搅拌叶轮，多层的搅拌叶轮随搅拌轴一起进行转动，入料缓冲室的下方连接一个喇叭状出料筒，喇叭状出料筒向下直入中心段浓缩池体的中下部的高浓度絮团层中，固体颗粒留在絮团中，沉降到中心段浓缩池体的池底；所述中心段浓缩池体的池底呈大倾角圆锥形，固体颗粒沉降到中心段浓缩池体的池底然后靠自重逐渐滑落至中心底流口，中心底流口与渣浆泵连接，通过渣浆泵的抽吸作用排料；中心段浓缩池体的溢流通过与侧室段浓缩池体的共用槽边自流至侧室段浓缩池体；所述的侧室段浓缩池体紧邻中心段浓缩池体左、右两侧布置，左、右两侧的侧室段浓缩池体的结构相同，侧室段浓缩池体的池底呈大倾角圆锥形，物料靠自重逐渐滑落至侧室底流口，侧室中心底流口处的物料采用高扬程泵上吸的排料方式，在上吸管路上还设置有高压冲水管，用于管道清淤；侧室段浓缩池体的溢流水从清水溢流堰排出。
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、PLC智能控制系统、矿浆和药剂混合系统和煤泥水浓缩沉降系统共同配合构成粉状絮凝药剂定量溶解及均匀混合添加系统，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，絮凝药剂水溶液与煤泥水混合均匀，整个浓缩作业更加节约药剂，具有更高的浓缩效率，生产成本降低极为明显。
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。
6)、本发明的矿浆和药剂混合系统，主要由絮凝剂分配槽、螺旋式矿浆混药桶和管道混合器组成；该系统沿煤泥水流动方向合理布局装置，装置的设计也体现了煤泥水处理的工艺要求；絮凝剂分配槽和螺旋式矿浆混药桶的工艺配合实现了药剂的分点添加，及药剂与矿浆的初步均匀混合；絮凝剂分配槽底部贯穿有多个小圆孔，每个小圆孔连接一根垂直药剂添加管，絮凝剂水溶液通过垂直药剂添加管给入到螺旋式矿浆混药筒的不同高度位置上的螺旋环形板上，实现药剂的分点添加，矿浆沿螺旋环形板向下螺旋运动，借助螺旋运动矿浆流向及流速的变化，实现矿浆和药剂的初步均匀混合；管道混合器实现矿浆和药剂的进一步均匀混合，管道混合器内部布置的交错的多组栅条，增加流体的紊流度，实现矿浆和絮凝药剂的均匀混合。
7)、本发明的煤泥水浓缩沉降系统的核心装置是三段排料式无耙浓缩机，三段排料式无耙浓缩机实现矿粒的高效浓缩沉降及粗、细物料的分口排出，三段排料式无耙浓缩机由一个中心段浓缩池体和两个侧室段浓缩池体组成，中心段浓缩池体的上部中央位置设计有入料缓冲室，入料缓冲室的上部中心位置布置一根具有多层搅拌叶轮的搅拌轴，搅拌轴低速旋转促使絮团在整个煤泥水体系中均匀呈现，入料缓冲室的下方连接一个喇叭状出料筒，喇叭状出料筒向下直入中心段浓缩池体的中下部的高浓度絮团层中，固体颗粒留在絮团中，沉降到中心段浓缩池体的池底，中心段浓缩池体的池底呈大倾角圆锥形，固体颗粒沉降到中心段浓缩池体的池底然后靠自重逐渐滑落至中心底流口，中心底流口与渣浆泵连接，通过渣浆泵的抽吸作用排料；未沉降的细颗粒成为中心段浓缩池体的溢流，通过与侧室段浓缩池体的共用槽边自流至侧室段浓缩池体，在侧室段浓缩池体内极限水平运动距离为侧室段浓缩池体的直径2r，是中心入料浓缩机沉降时间的2倍，侧室段浓缩池体的池底呈大倾角圆锥形，物料靠自重逐渐滑落至侧室底流口，侧室中心底流口处的物料采用高扬程泵上吸的排料方式，在上吸管路上还设置有高压冲水管，用于管道清淤；侧室段浓缩池体的溢流水从清水溢流堰排出；整个三段排料式无耙浓缩机的底流排料无需耙子，彻底解决“压耙”现象，浓缩机工作稳定。
附图说明
图1为本发明的系统流程图；
图2为图1结构中，絮凝药剂定量溶解模块的结构示意图；
图3为图1结构中，絮凝剂水溶液与矿浆均匀混合模块的结构示意图；
图4为图2结构中，射流混合装置的正面示意图；
图5为图2结构中，射流混合装置下部伞形分散器俯视示意图；
图6为图3结构中，絮凝剂分配槽的局部放大图；
图7为图3结构中，螺旋式矿浆混药桶的结构示意图；
图8为图3结构中，入料缓冲室的结构示意图；
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 E-矿浆和药剂混合系统 F-煤泥水浓缩沉降系统
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 25-絮凝剂分配槽
26-垂直药剂添加管 27-小圆孔 28-螺旋式矿浆混药桶
29-螺旋环形板 30-给料口 31-出料口 32-矿浆缓冲桶 33-管道
34-管道混合器 35-三段排料式无耙浓缩机 36-中心段浓缩池体
37-入料缓冲室 38-搅拌轴 39-电机 40-搅拌叶轮
41-喇叭状出料筒 42-中心段浓缩池体的池底 43-中心底流口
44-渣浆泵 45-共用槽边 46-侧室段浓缩池体 47-高扬程泵
48-高压冲水管 49-侧室段浓缩池体的池底 50-侧室底流口
51-清水溢流堰
具体实施方式
为便于理解，此处结合图1-8，对本发明的具体实施例作以下进一步描述：
本发明的具体组成部分，分为药剂储存系统(A)、药剂定量输送及添加系统(B)、药剂高效分散系统(C)、PLC智能控制系统(D)、矿浆和药剂混合系统(E)和煤泥水浓缩沉降系统(F)。下面逐一加以描述：
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。
矿浆和药剂混合系统(E)，主要由絮凝剂分配槽(25)、螺旋式矿浆混药桶(28)和管道混合器(34)组成；絮凝剂分配槽为长方体结构，长方体的底部贯穿有多个小圆孔(27)，每个小圆孔(27)连接一根垂直药剂添加管(26)，絮凝剂水溶液通过垂直药剂添加管(26)给入到螺旋式矿浆混药筒(28)的不同高度位置上的螺旋环形板(29)上；螺旋式矿浆混药桶(28)为自上而下的螺旋状结构，矿浆从上部的给料口(30)给入，沿螺旋环形板(29)向下螺旋运动，垂直药剂添加管(26)在不同高度位置上的螺旋环形板(29)上添加药剂，矿浆和药剂均匀混合后从下部的出料口(31)排出，进入矿浆缓冲桶(32)中，矿浆缓冲桶(32)内的矿浆通过管道(33)输送，在输送的管道(33)上设置管道混合器(34)，进一步实现矿浆和絮凝药剂的混合；管道混合器(34)是一个圆柱体，它的内部交错的布置多组栅条，流体流经栅条紊流度增加，实现矿浆和絮凝药剂的混合，混合后的矿浆进入三段排料式无耙浓缩机(35)的入料缓冲室(37)。
煤泥水浓缩沉降系统(F)，该系统的核心装置是三段排料式无耙浓缩机(35)，三段排料式无耙浓缩机(35)由一个中心段浓缩池体(36)和两个侧室段浓缩池体(46)组成；中心段浓缩池体(36)的上部中央位置设计有入料缓冲室(37)，入料缓冲室(37)的上部中心位置布置一根搅拌轴(38)；搅拌轴(38)由电机(39)带动低速旋转，沿搅拌轴(38)不同垂直高度设计有多层的搅拌叶轮(40)，多层的搅拌叶轮(40)随搅拌轴(38)一起进行转动，入料缓冲室(37)的下方连接一个喇叭状出料筒(41)，喇叭状出料筒(41)向下直入中心段浓缩池体的中下部的高浓度絮团层中，固体颗粒留在絮团中，沉降到中心段浓缩池体的池底(42)；中心段浓缩池体的池底(42)呈大倾角圆锥形，固体颗粒沉降到中心段浓缩池体的池底(42)然后靠自重逐渐滑落至中心底流口(43)，中心底流口(43)与渣浆泵(44)连接，通过渣浆泵(44)的抽吸作用排料；中心段浓缩池体的溢流通过与侧室段浓缩池体的共用槽边(45)自流至侧室段浓缩池体(46)；侧室段浓缩池体(46)紧邻中心段浓缩池体左、右两侧布置，左、右两侧的侧室段浓缩池体的结构相同，侧室段浓缩池体的池底呈大倾角圆锥形，物料靠自重逐渐滑落至侧室底流口(50)，侧室中心底流口处的物料采用高扬程泵(47)上吸的排料方式，在上吸管路上还设置有高压冲水管(48)，用于管道清淤；侧室段浓缩池体的溢流水从清水溢流堰(51)排出。
综上，本发明的系统及工作机制充分考虑煤泥水絮凝沉降的工艺特征，保证粉状药剂按需要量添加溶解，在水溶液中均匀分散和快速溶解，溶解后的絮凝药剂水溶液与煤泥水混合均匀，具有良好的絮凝沉降初始条件，三段排料式无耙浓缩机采用“一中两侧”的排料方式，粗、细颗粒实现分口排出与回收，细粒级有更长的沉降时间；整个浓缩作业比传统的浓缩沉降设备更加节约药剂，具有更高的浓缩效率，工作更加可靠稳定，生产成本降低也极为明显。

Claims (7)

1.一种絮凝药剂定量溶解及均匀混合添加系统，包括三段排料式无耙浓缩机(35)，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；
矿浆和药剂混合系统(E)，该系统主要由絮凝剂分配槽(25)、螺旋式矿浆混药桶(28)和管道混合器(34)组成；
煤泥水浓缩沉降系统(F)，该系统的核心装置是三段排料式无耙浓缩机(35)，三段排料式无耙浓缩机(35)由一个中心段浓缩池体(36)和两个侧室段浓缩池体(46)组成。
2.根据权利要求1所述的一种絮凝药剂定量溶解及均匀混合添加系统，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所述的一种絮凝药剂定量溶解及均匀混合添加系统，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所述的一种絮凝药剂定量溶解及均匀混合添加系统，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所述的一种絮凝药剂定量溶解及均匀混合添加系统，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。
6.根据权利要求1所述的一种絮凝药剂定量溶解及均匀混合添加系统，其特征在于：所述絮凝剂分配槽(25)为长方体结构，长方体的底部贯穿有多个小圆孔(27)，每个小圆孔(27)连接一根垂直药剂添加管(26)，絮凝剂水溶液通过垂直药剂添加管(26)给入到螺旋式矿浆混药筒(28)的不同高度位置上的螺旋环形板(29)上；所述螺旋式矿浆混药桶(28)为自上而下的螺旋状结构，矿浆从上部的给料口(30)给入，沿螺旋环形板(29)向下螺旋运动，垂直药剂添加管(26)在不同高度位置上的螺旋环形板(29)上添加药剂，矿浆和药剂均匀混合后从下部的出料口(31)排出，进入矿浆缓冲桶(32)中，矿浆缓冲桶(32)内的矿浆通过管道(33)输送，在输送的管道(33)上设置管道混合器(34)，进一步实现矿浆和絮凝药剂的混合；所述管道混合器(34)是一个圆柱体，它的内部交错的布置多组栅条，流体流经栅条紊流度增加，实现矿浆和絮凝药剂的混合，混合后的矿浆进入三段排料式无耙浓缩机(35)的入料缓冲室(37)。
7.根据权利要求1所述的一种絮凝药剂定量溶解及均匀混合添加系统，其特征在于：所述三段排料式无耙浓缩机(35)由一个中心段浓缩池体(36)和两个侧室段浓缩池体(46)组成；所述中心段浓缩池体(36)的上部中央位置设计有入料缓冲室(37)，入料缓冲室(37)的上部中心位置布置一根搅拌轴(38)；所述搅拌轴(38)由电机(39)带动低速旋转，沿搅拌轴(38)不同垂直高度设计有多层的搅拌叶轮(40)，多层的搅拌叶轮(40)随搅拌轴(38)一起进行转动，入料缓冲室(37)的下方连接一个喇叭状出料筒(41)，喇叭状出料筒(41)向下直入中心段浓缩池体的中下部的高浓度絮团层中，固体颗粒留在絮团中，沉降到中心段浓缩池体的池底(42)；所述中心段浓缩池体的池底(42)呈大倾角圆锥形，固体颗粒沉降到中心段浓缩池体的池底(42)然后靠自重逐渐滑落至中心底流口(43)，中心底流口(43)与渣浆泵(44)连接，通过渣浆泵(44)的抽吸作用排料；所述中心段浓缩池体的溢流通过与侧室段浓缩池体的共用槽边(45)自流至侧室段浓缩池体(46)；所述侧室段浓缩池体(46)紧邻中心段浓缩池体左、右两侧布置，左、右两侧的侧室段浓缩池体的结构相同，侧室段浓缩池体的池底呈大倾角圆锥形，物料靠自重逐渐滑落至侧室底流口(50)，侧室中心底流口处的物料采用高扬程泵(47)上吸的排料方式，在上吸管路上还设置有高压冲水管(48)，用于管道清淤，侧室段浓缩池体的溢流水从清水溢流堰(51)排出。
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