CN110376106B - 煤泥水预磁化、絮凝沉降试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤泥水预磁化、絮凝沉降试验装置，包括沉降柱、磁场屏蔽罩、搅拌器、电磁线圈、搅拌器控制系统和磁场调节系统，沉降柱包括底座、沉降柱柱体和密封盖，沉降柱柱体的下端密封固定在底座顶部中心处，密封盖设置在沉降柱柱体顶部，电磁线圈套设在沉降柱柱体外部，磁场屏蔽罩套设在电磁线圈外部，磁场屏蔽罩设置在底座顶部；搅拌器包括驱动电机和搅拌叶轮，驱动电机的输出轴与搅拌叶轮的驱动端固定连接，驱动电机安装在底座内，搅拌叶轮设置在沉降柱柱体的内部底端。本发明可以实现对不同性质煤泥水沉降所需的磁场强度及磁化时间进行实验室探索，从而为推动煤泥水预磁化、絮凝沉降技术的工业化进程提供前期基础数据。

Description

煤泥水预磁化、絮凝沉降试验装置

技术领域

本发明涉及一种煤泥水处理试验装置，尤其是涉及一种煤泥水预磁化、絮凝沉降试验装置。

背景技术

煤炭洗选通常以水或水的混合物作为洗选介质，在生产过程中会产生较大量的煤泥水(水及固体细泥颗粒等组成的混合分散体系)。如果这些煤泥水得不到妥善处理并循环利用，将产生严重的环境污染和水资源浪费。在综合考虑洗煤工艺的基础上，通过煤泥水综合治理管控循环水系统，实现洗水的闭路循环，对于绿色选煤至关重要，而煤泥水澄清处理是煤泥水综合治理的关键一环。

传统的煤泥水澄清工艺主要是向煤泥水中添加絮凝剂使其中的微粒凝聚成团，最终形成较大的颗粒，从而加速煤泥水的沉降，但是这种絮凝处理工艺用药量大、处理效率低、处理成本较高、易造成药剂的二次污染，因此，亟待开发新的处理工艺。已有试验研究结果表明对煤泥水进行预先磁化处理能够加快煤泥在絮凝沉降中的沉降速度，使得预磁化、絮凝沉降成为一种有发展潜力的选煤厂煤泥水新型澄清处理方法。

在预磁化、絮凝沉降过程中，磁场强度及磁化时间等因素会对煤泥水的沉降效果产生影响，不同厂区的煤泥水性质不同，相同絮凝剂用量下其沉降效果所需要的磁场强度及磁化时间就不同。预磁化、絮凝沉降方法在某厂进行工业推广之前，需对该厂的煤泥水进行取样，并进行实验室试验来探索该煤泥水在某一絮凝剂用量下达到最佳沉降效果所对应的磁场强度及磁化时间。但是该种煤泥水澄清处理工艺在试验探索阶段所需的试验装置却缺乏报道，使该方法的工业化进程受到影响。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种煤泥水预磁化、絮凝沉降试验装置，其可以实现对不同性质煤泥水沉降所需的磁场强度及磁化时间进行实验室探索，从而为推动煤泥水预磁化、絮凝沉降技术的工业化进程提供前期基础数据，且设备结构简单、操作方便、应用广泛。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种煤泥水预磁化、絮凝沉降试验装置，其特征在于：包括沉降柱、磁场屏蔽罩、搅拌器、电磁线圈、用于控制所述搅拌器工作的搅拌器控制系统和用于控制电磁线圈工作的磁场调节系统，所述沉降柱包括底座、沉降柱柱体和密封盖，所述沉降柱柱体为两端开口的空心圆柱状结构，所述沉降柱柱体的下端密封固定在底座的顶部中心处，所述沉降柱柱体与底座相垂直，所述密封盖设置在沉降柱柱体的顶部且与沉降柱柱体的顶部相配合，所述电磁线圈套设在沉降柱柱体的外部，所述磁场屏蔽罩套设在电磁线圈的外部且防止电磁线圈产生的磁场外泄，所述磁场屏蔽罩设置在底座的顶部且磁场屏蔽罩的底部与底座的顶部相接触，所述密封盖位于磁场屏蔽罩外，所述密封盖设置在磁场屏蔽罩的上方；所述搅拌器包括驱动电机和搅拌叶轮，所述驱动电机的输出轴与搅拌叶轮的驱动端固定连接且带动搅拌叶轮转动，所述驱动电机安装在底座内，所述搅拌叶轮设置在沉降柱柱体的内部底端。

上述的煤泥水预磁化、絮凝沉降试验装置，其特征在于：所述搅拌器控制系统包括供电电源、第一开关和用于控制及调节驱动电机转速的调速装置，所述供电电源与调速装置电连接且用于为调速装置提供工作时所需的电能，所述第一开关设置在供电电源与调速装置之间的连接线路上且用于切断或连通供电电源与调速装置之间的连接线路，所述调速装置包括用于控制及调节驱动电机转速的调速旋钮和用于显示驱动电机转速的第一显示屏。

上述的煤泥水预磁化、絮凝沉降试验装置，其特征在于：所述调速旋钮和第一显示屏均设置在底座的外壁上，所述供电电源设置在底座内。

上述的煤泥水预磁化、絮凝沉降试验装置，其特征在于：所述磁场调节系统包括直流电源、第二开关和通过改变电磁线圈内电流大小来调控磁场强度的磁场调节装置，所述直流电源的一端与第二开关的一端电连接，所述第二开关的另一端与磁场调节装置的一端电连接，所述磁场调节装置的另一端与电磁线圈的一端电连接，所述电磁线圈的另一端与直流电源的另一端电连接；所述磁场调节装置包括调节座、用于控制及调节电磁线圈内电流大小的调节旋钮和用于显示电磁线圈产生磁场强度的第二显示屏。

上述的煤泥水预磁化、絮凝沉降试验装置，其特征在于：所述调节旋钮、第二显示屏和第二开关均设置在调节座上。

上述的煤泥水预磁化、絮凝沉降试验装置，其特征在于：所述沉降柱柱体的外壁上沿长度方向设置有刻度线。

上述的煤泥水预磁化、絮凝沉降试验装置，其特征在于：所述沉降柱柱体为透明有机玻璃沉降柱柱体。

上述的煤泥水预磁化、絮凝沉降试验装置，其特征在于：所述电磁线圈可采用不同匝数的线圈，所述电磁线圈可拆卸的卡装在沉降柱柱体的外部。

上述的煤泥水预磁化、絮凝沉降试验装置，其特征在于：所述搅拌叶轮为径流式叶轮，所述搅拌叶轮的叶片数量为四个且四个叶片的上部外缘为曲线结构。

上述的煤泥水预磁化、絮凝沉降试验装置，其特征在于：所述搅拌叶轮为径流式叶轮，所述搅拌叶轮的叶片数量为四个且四个叶片的上部外缘为直线结构。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明煤泥水预磁化、絮凝沉降试验装置，可在实验室探索磁化时间及磁化磁场强度，可以实现针对不同性质煤泥水进行实验室试验。

2、通过本发明煤泥水预磁化、絮凝沉降试验装置能够探究出一定絮凝剂用量的情况下，沉降效果最佳的磁场强度和磁化时间，为煤泥水预磁化、絮凝沉降工艺技术工业化生产提供了可能。

3、本发明不仅可以用于探究煤泥水预磁化、絮凝沉降试验效果最佳的预磁化磁场强度和磁化时间，还可以用于探究搅拌速度对絮凝沉降的影响，应用广泛。

4、本发明磁场强度随电流大小变化而变化，解决了现有技术中永磁铁磁场强度不能改变的难题，为煤泥水预磁化、絮凝沉降工艺参数的实验室探索提供了有力工具，为该工艺的早日工业化生产提供了基础设备原型。

5、本发明设备简单，操作方便，制造成本低。

综上所述，本发明可以实现对不同性质煤泥水沉降所需的磁场强度及磁化时间进行实验室探索，从而为推动煤泥水预磁化、絮凝沉降技术的工业化进程提供前期基础数据，设备结构简单、操作方便、应用广泛。

下面通过附图和实施例，对本发明做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图。

图2为本发明实施例1中沉降柱和调速装置的位置关系示意图。

图3为图1的A处放大图。

图4为图2的B处放大图。

图5为本发明实施例1中搅拌器控制系统的电路图。

图6为本发明实施例1中磁场调节系统的电路图。

图7为本发明实施例1中搅拌叶轮的结构示意图。

图8为本发明实施例2中搅拌叶轮的结构示意图。

附图标记说明:

1—沉降柱柱体； 2—调速装置； 2-1—第一开关；

2-2—调速旋钮； 2-3—第一显示屏； 2-4—供电电源；

3—搅拌叶轮； 4—密封盖； 5—电磁线圈；

6—磁场屏蔽罩； 7—磁场调节装置； 7-1—直流电源；

7-2—第二开关； 7-3—调节座； 7-4—调节旋钮；

7-5—第二显示屏； 8—刻度线； 9—底座；

10—驱动电机。

具体实施方式

实施例1

如图1所示的一种煤泥水预磁化、絮凝沉降试验装置，包括沉降柱、磁场屏蔽罩6、搅拌器、电磁线圈5、用于控制所述搅拌器工作的搅拌器控制系统和用于控制电磁线圈5工作的磁场调节系统，所述沉降柱包括底座9、沉降柱柱体1和密封盖4，所述沉降柱柱体1为两端开口的空心圆柱状结构，所述沉降柱柱体1的下端密封固定在底座9的顶部中心处，所述沉降柱柱体1与底座9相垂直，所述密封盖4设置在沉降柱柱体1的顶部且与沉降柱柱体1的顶部相配合，所述电磁线圈5套设在沉降柱柱体1的外部，所述磁场屏蔽罩6套设在电磁线圈5的外部且防止电磁线圈5产生的磁场外泄，所述磁场屏蔽罩6设置在底座9的顶部且磁场屏蔽罩6的底部与底座9的顶部相接触，所述密封盖4位于磁场屏蔽罩6外，所述密封盖4设置在磁场屏蔽罩6的上方；所述搅拌器包括驱动电机10和搅拌叶轮3，所述驱动电机10的输出轴与搅拌叶轮3的驱动端固定连接且带动搅拌叶轮3转动，所述驱动电机10安装在底座9内，所述搅拌叶轮3设置在沉降柱柱体1的内部底端。

如图1、图2、图4和图5所示，所述搅拌器控制系统包括供电电源2-4、第一开关2-1和用于控制及调节驱动电机10转速的调速装置2，所述供电电源2-4与调速装置2电连接且用于为调速装置2提供工作时所需的电能，所述第一开关2-1设置在供电电源2-4与调速装置2之间的连接线路上且用于切断或连通供电电源2-4与调速装置2之间的连接线路，所述调速装置2包括用于控制及调节驱动电机10转速的调速旋钮2-2和用于显示驱动电机10转速的第一显示屏2-3。

驱动电机10的输出轴与搅拌叶轮3的驱动端连接，驱动电机10带动搅拌叶轮3旋转工作。调速装置2通过控制驱动电机10的转速进而控制搅拌叶轮3的转速。具体的，调速装置2内部设置有一个可以调节加载到驱动电机10两端电压大小的调压装置。本实施例中，通过一个滑动变阻器与驱动电机10串联，通过调节滑动变阻器接入电路的阻值来调节加载到驱动电机10两端的电压，通过调压变速的方法调节和控制驱动电机10的转速，进而控制搅拌叶轮3的转速。调速旋钮2-2与所述滑动变阻器的调节端连接用于调节滑动变阻器接入电路电阻的大小，从而控制搅拌叶轮3转速的大小。调速装置2包括第一显示屏2-3，第一显示屏2-3用于显示搅拌叶轮3的转速，在调速装置2内部还设置有一个用于检测加载在驱动电机10两端电压大小的电压检测装置。本实施例中，在驱动电机10两端连接一个电压表用于检测加载在驱动电机10两端的电压值，通过电压与转速之间的关系，将电压值换算成转速值通过第一显示屏2-3显示出来。

如图1、图2和图4所示，所述调速旋钮2-2和第一显示屏2-3均设置在底座9的外壁上，所述供电电源2-4设置在底座9内。

如图1、图3和图6所示，所述磁场调节系统包括直流电源7-1、第二开关7-2和通过改变电磁线圈5内电流大小来调控磁场强度的磁场调节装置7，所述直流电源7-1的一端与第二开关7-2的一端电连接，所述第二开关7-2的另一端与磁场调节装置7的一端电连接，所述磁场调节装置7的另一端与电磁线圈5的一端电连接，所述电磁线圈5的另一端与直流电源7-1的另一端电连接；所述磁场调节装置7包括调节座7-3、用于控制及调节电磁线圈5内电流大小的调节旋钮7-4和用于显示电磁线圈5产生磁场强度的第二显示屏7-5。

电磁线圈5产生的磁场强度是通过调节旋钮7-4来进行调节。具体的，通过调节旋钮7-4来控制通过电磁线圈5的电流大小，来调节加载在电磁线圈5上的电流值，进而控制电磁线圈5在沉降柱柱体1内部产生的磁场强度。本实施例中，在磁场调节装置7内部设置有一个滑动变阻器和一个电流表，滑动变阻器和电流表均串联在电路里，这样可以通过滑动变阻器控制接入电路电阻值的大小，进而控制电路中电流的大小。通电导线中产生的磁场强度与电流大小有关，通过控制电路中电流的大小可以控制电磁线圈5产生磁场的大小。调节旋钮7-4与滑动变阻器的调节端连接用于调节滑动变阻器接入电路电阻的大小，从而控制电磁线圈5产生磁场的大小。电流表用于检测流过电磁线圈5内的电流的大小，通过电流与电磁线圈5磁场的关系，将电流值换算成表示磁场强度的值并通过第二显示屏7-5显示出来。

如图1和图3所示，所述调节旋钮7-4、第二显示屏7-5和第二开关7-2均设置在调节座7-3上。

如图1和图2所示，所述沉降柱柱体1的外壁上沿长度方向设置有刻度线8。

本实施例中，所述沉降柱柱体1为透明有机玻璃沉降柱柱体。

本实施例中，所述电磁线圈5可根据实际需要采用不同匝数的线圈，所述电磁线圈5可拆卸的卡装在沉降柱柱体1的外部，方便更换不同匝数的电磁线圈。

如图7所示，所述搅拌叶轮3为径流式叶轮，所述搅拌叶轮3的叶片数量为四个且四个叶片的上部外缘为曲线结构。

本实施例的工作原理为：进行煤泥水预磁化、絮凝沉降试验时，先将一定量的某一浓度的煤泥水样品加入沉降柱柱体1内，而后将外部设有磁场屏蔽罩6的某一匝数的电磁线圈5套于沉降柱柱体1的外侧并使其与直流电源7-1连接，盖上沉降柱柱体1的密封盖4。打开搅拌器控制系统的第一开关2-1，并通过调节调速旋钮2-2来控制搅拌叶轮3的转动速度进行煤泥水样品的搅拌；同时打开磁场调节系统的第二开关7-2，通过调节调节旋钮7-4使沉降柱柱体1内的磁场强度达到预定设计值对煤泥水样品进行预磁化处理。当预磁化时间达到预定设计时间时，关闭磁场调节系统的第二开关7-2，并移除电磁线圈5；加入所需用量的絮凝剂，继续搅拌均匀后，关闭搅拌器控制系统的第一开关2-1，并开始记录不同时刻在刻度线8上读取出的絮体的沉降高度，作为本组试验的实验数据供后期处理。

图1和图5中，图1中的调速旋钮2-2对应图5搅拌器控制系统电路图中的滑动变阻器，图1中的第一显示屏2-3对应图5搅拌器控制系统电路图中的电压表，图1中的驱动电机10对应图5搅拌器控制系统电路图中的电阻。

图1和图6中，图1中的第二开关7-2对应图6磁场调节系统电路图中的第二开关7-2，图1中的调节旋钮7-4对应图6磁场调节系统电路图中的滑动变阻器，图1中的第二显示屏7-5对应图6磁场调节系统电路图中的电流表，图1中的电磁线圈5对应图6磁场调节系统电路图中的电阻。

磁场调节系统的第二开关7-2控制电磁线圈5的通电，并通过磁场调节系统的调节旋钮7-4控制电路中的电流大小，从而控制电磁线圈5在沉降柱柱体1内部产生的磁场强度大小。通过磁场强度计算公式H＝N×I/Le(其中H为磁场强度，单位为A/m；N为电磁线圈5的匝数(对于某一电磁线圈该值为固定值)；I为励磁电流，单位为A；Le为电磁线圈5的有效磁路长度(对于某一电磁线圈该值为固定值)，单位为m)，将电流信号转换成磁场强度，并在第二显示屏7-5内显示磁场强度。

因此，本发明既可以用于探究煤泥水预磁化、絮凝沉降试验效果最佳的预磁化磁场强度和磁化时间，还可以用于探究搅拌速度对絮凝沉降的影响，应用广泛。磁场强度随电流大小变化而变化，解决了现有技术中永磁铁磁场强度不能改变的难题，为煤泥水预磁化、絮凝沉降工艺参数的实验室探索提供了有力工具，为该工艺的早日工业化生产提供了基础设备原型。

实施例2

如图8所示，本实施例与实施例1不同的是：所述搅拌叶轮3为径流式叶轮，所述搅拌叶轮3的叶片数量为四个且四个叶片的上部外缘为直线结构。

本实施例中，其余部分的结构、连接关系和工作原理均与实施例1相同。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种煤泥水预磁化、絮凝沉降试验装置，其特征在于：包括沉降柱、磁场屏蔽罩(6)、搅拌器、电磁线圈(5)、用于控制所述搅拌器工作的搅拌器控制系统和用于控制电磁线圈(5)工作的磁场调节系统，所述沉降柱包括底座(9)、沉降柱柱体(1)和密封盖(4)，所述沉降柱柱体(1)为两端开口的空心圆柱状结构，所述沉降柱柱体(1)的下端密封固定在底座(9)的顶部中心处，所述沉降柱柱体(1)与底座(9)相垂直，所述密封盖(4)设置在沉降柱柱体(1)的顶部且与沉降柱柱体(1)的顶部相配合，所述电磁线圈(5)套设在沉降柱柱体(1)的外部，所述磁场屏蔽罩(6)套设在电磁线圈(5)的外部且防止电磁线圈(5)产生的磁场外泄，所述磁场屏蔽罩(6)设置在底座(9)的顶部且磁场屏蔽罩(6)的底部与底座(9)的顶部相接触，所述密封盖(4)位于磁场屏蔽罩(6)外，所述密封盖(4)设置在磁场屏蔽罩(6)的上方；所述搅拌器包括驱动电机(10)和搅拌叶轮(3)，所述驱动电机(10)的输出轴与搅拌叶轮(3)的驱动端固定连接且带动搅拌叶轮(3)转动，所述驱动电机(10)安装在底座(9)内，所述搅拌叶轮(3)设置在沉降柱柱体(1)的内部底端；

所述搅拌器控制系统包括供电电源(2-4)、第一开关(2-1)和用于控制及调节驱动电机(10)转速的调速装置(2)，所述供电电源(2-4)与调速装置(2)电连接且用于为调速装置(2)提供工作时所需的电能，所述第一开关(2-1)设置在供电电源(2-4)与调速装置(2)之间的连接线路上且用于切断或连通供电电源(2-4)与调速装置(2)之间的连接线路，所述调速装置(2)包括用于控制及调节驱动电机(10)转速的调速旋钮(2-2)和用于显示驱动电机(10)转速的第一显示屏(2-3)；

所述磁场调节系统包括直流电源(7-1)、第二开关(7-2)和通过改变电磁线圈(5)内电流大小来调控磁场强度的磁场调节装置(7)，所述直流电源(7-1)的一端与第二开关(7-2)的一端电连接，所述第二开关(7-2)的另一端与磁场调节装置(7)的一端电连接，所述磁场调节装置(7)的另一端与电磁线圈(5)的一端电连接，所述电磁线圈(5)的另一端与直流电源(7-1)的另一端电连接；所述磁场调节装置(7)包括调节座(7-3)、用于控制及调节电磁线圈(5)内电流大小的调节旋钮(7-4)和用于显示电磁线圈(5)产生磁场强度的第二显示屏(7-5)。

2.按照权利要求1所述的煤泥水预磁化、絮凝沉降试验装置，其特征在于：所述调速旋钮(2-2)和第一显示屏(2-3)均设置在底座(9)的外壁上，所述供电电源(2-4)设置在底座(9)内。

3.按照权利要求1所述的煤泥水预磁化、絮凝沉降试验装置，其特征在于：所述调节旋钮(7-4)、第二显示屏(7-5)和第二开关(7-2)均设置在调节座(7-3)上。

4.按照权利要求1所述的煤泥水预磁化、絮凝沉降试验装置，其特征在于：所述沉降柱柱体(1)的外壁上沿长度方向设置有刻度线(8)。

5.按照权利要求1所述的煤泥水预磁化、絮凝沉降试验装置，其特征在于：所述沉降柱柱体(1)为透明有机玻璃沉降柱柱体。

6.按照权利要求1所述的煤泥水预磁化、絮凝沉降试验装置，其特征在于：所述电磁线圈(5)可采用不同匝数的线圈，所述电磁线圈(5)可拆卸的卡装在沉降柱柱体(1)的外部。

7.按照权利要求1所述的煤泥水预磁化、絮凝沉降试验装置，其特征在于：所述搅拌叶轮(3)为径流式叶轮，所述搅拌叶轮(3)的叶片数量为四个且四个叶片的上部外缘为曲线结构。

8.按照权利要求1所述的煤泥水预磁化、絮凝沉降试验装置，其特征在于：所述搅拌叶轮(3)为径流式叶轮，所述搅拌叶轮(3)的叶片数量为四个且四个叶片的上部外缘为直线结构。