CN110935203A - 一种包括驱赶区的无耙浓缩装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及煤泥水处理领域，尤其涉及一种包括驱赶区的无耙浓缩装置，该装置包括入料组件、导流组件、精煤收集组件，所述精煤收集组件包括驱赶区，所述导流组件还包括中心槽体，煤泥水经过入料组件，与药剂从中心槽体的上方向中心槽体的中部流动，然后向四周扩散，反应后气泡携带细煤泥上浮，所述驱赶区将分散的气泡驱赶至位于中心槽体中部的灭泡区，中心槽体中的煤泥水经过灭泡后，在中心槽体中流动，随着煤泥水的持续充入，中心槽体上方的煤泥水溢出中心槽体至精煤收集组件中的导流沉降区内，所述导流沉降区设置在中心槽体的外侧壁上。该发明的优点在于：本装置实现传统多段浓缩池在结构上的合二为一，大大减少了传统多段浓缩池的占地面积。

Description

一种包括驱赶区的无耙浓缩装置
技术领域
本发明涉及煤泥水处理领域，尤其涉及一种包括驱赶区的无耙浓缩装置。
背景技术
煤炭的洗选加工过程中煤泥水处理作为洗选工艺的收尾环节，是煤泥有效收集、利用以及洗选水闭路循环的关键，而浓缩装置作为煤泥水处理的载体和处理的关键设备已经得到广泛的应用，对洗选水的闭路循环、底流浓缩物的充分利用以及环境保护具有重要意义。
随着洗煤厂的集成化、大型化，处理量大幅的提高，煤泥水产出量以及煤泥水中的细泥含量也随之大幅增加，因此浓缩装置在应用过程中不仅直径要不断增加，现有设备有的已经达到45m及以上的规格，而由于细泥更加细化，加上处理量的增加，从而导致沉降时间段，沉降效果差，洗选循环水中细泥不能有效脱出，将致煤炭洗选质量受到严重影响，因此很多选煤厂为进一步净化洗选循环水增加了二段浓缩甚至三段浓缩，这都将占用大量的土地，并且煤泥水中仍残余有浮选阶段未经完全回收的带煤泡沫，因而造成的精煤的浪费，产生的经济损失。
发明内容
为了能够充分利用多段沉降技术实现浓缩机结构上的多段浓缩合并，同时利用消泡技术实现残余矿化泡沫上精煤的回收利用，那么将大大减少占地面积，同时增加精煤回收以及实现煤泥的多段多元化利用，增加经济收入，减少浪费。为此，本发明提供一种包括驱赶区的无耙浓缩装置。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种包括驱赶区的无耙浓缩装置，包括入料组件、导流组件、精煤收集组件，所述精煤收集组件包括驱赶区，所述导流组件还包括中心槽体，煤泥水经过入料组件，与药剂从中心槽体的上方向中心槽体的中部流动，然后向四周扩散，反应后气泡携带细煤泥上浮，所述驱赶区将分散的气泡驱赶至位于中心槽体中部的灭泡区，中心槽体中的煤泥水经过灭泡后，在中心槽体中流动，随着煤泥水的持续充入，中心槽体上方的煤泥水溢出中心槽体至精煤收集组件中的导流沉降区内，所述导流沉降区设置在中心槽体的外侧壁上。
本发明的优点在于：
(1)本装置实现传统多段浓缩池在结构上的合二为一，大大减少了传统多段浓缩池的占地面积。
(2)本装置通过设置在中心槽体中部的灭泡区灭泡后煤泥水溢出到导流沉降区沉降处细煤泥。
(3)实现粗煤泥与细煤泥产品的分离，对于粗煤泥产品因含煤率较高可以作为中煤产品的配煤，增加经济收入，减少浪费，细泥产品实现集中堆积排放，减少污染，且实现细泥与水的更加充分的分离，极大改善循环水造成的洗选工艺恶化现象。
(4)细泥在浓缩机内能否沉降，主要取决于细颗粒在垂直运动距离，环形槽和沉降槽中的扰流隔板的设置可以使得煤泥水在有限的空间内获得充足的沉降时间，实现细泥的充分沉降。
(5)灭泡器的设置能够通过脉动锤击的方式实现残余矿化气泡上细煤的脱附，同时射流水仍能够实现附壁细煤的冲洗和收集。
(6)聚磁喷淋器的设置能够以磁性颗粒为磁种，加强絮凝剂的依附，从而加速细泥与絮凝剂的粘附，实现细泥的加速沉降，进一步实现泥和水的充分分离。
(7)入料采用喇叭口入料以及分散导流板分割喇叭出料口形成多流道出口布料，使得布料更加均匀，优化沉降环境。
(8)入料组件的设置通过引射作用实现絮凝药剂的添加，同时通过流体突扩突缩，导致压力差的改变，导致出现紊流加剧现象，从而实现絮凝剂与矿浆的充分混合。
附图说明
图1为煤水在本发明中流动的方向示意图。
图2为导流沉降区为第一种方案时整个装置的结构图。
图3为导流沉降区为第二种方案时整个装置的结构图。
图4为灭泡区结构图。
图5为驱赶区结构俯视图。
图6-7为导流沉降区为第一种方案时的结构图。
图8-9为导流沉降区为第二种方案的结构图。
图10为第二布料器、第三布料器的结构图。
图中标注符号的含义如下：
11-主入料管 12-变径段 13-药剂引射管
21-中心槽体 22-中心入料管 23-分散导流板 24-第一出料口
25-引泡板 26-水平支撑杆
311-旋转轴承 312-弧形拨板 313-第二冲击管 314-射流驱动弯板
341-第一冲击管 342-带槽滚轮 343-锤击灭泡板 344-锤击杆
346-往复弹簧 347-精煤集料槽
361-第二聚磁引射管 362-第二磁粉入料管 363-第二布料器
371-环形槽 3711-第二扰流隔板 3712-第二底流排料口
372-第二斜板导流排料管 373-第二底流排料管 374-第二溢流排料管
381-第三聚磁引射管 382-第三磁粉入料管 383-第三布料器
391-沉降槽 3911-第三扰流隔板
392-第三斜板导流排料管 393-第三底流排料管 394-第三溢流排料管
395-连接管
具体实施方式
一种包括驱赶区的无耙浓缩装置，包括入料组件、导流组件、精煤收集组件，所述精煤收集组件包括驱赶区、灭泡区和导流沉降区。导流组件包括上端为圆柱部、下端为漏斗部的中心槽体21，所述中心槽体21为空腔结构，所述入料组件设置在中心槽体21的空腔上方，所述中心槽体21的下端部设置有第一出料口24。粗煤泥逐渐沉降至中心槽体21的第一出料口24上方并进行沉积，达到一定的沉积量，经出第一出料口24排出，对第一出料口24排出的物料进行收集，用于中煤掺配煤或作为建筑材料，增加经济收入。
所述物料和药剂从中心槽体21的上方向中心槽体21的中部流动，即图1中的a方向，然后以b方向从中部向四周扩散，进入到中心槽体21的漏斗部，物料和药剂反应后，粗煤泥从第一出料口24流出，并且导流组件使上浮的残余矿化气泡和细煤泥向上运动，然后进过驱赶区将泡沫引导至灭泡区d，灭泡后的煤泥水以e的方向溢出中心槽体21至中心槽体外侧壁上设置的导流沉降区，从而分出水和沉降的细煤泥。具体地说，残余矿化气泡和细煤泥可沿着中心槽体21的内侧壁向上然后经过驱赶区进入到灭泡区，或者通过中心槽体21的中部直接进入到灭泡区。
以下对各部件进行详细的描述。
1.入料组件
如图2-3所示，入料组件包括主入料管11、水平支撑杆26、药剂引射管13。
所述主入料管11的一端输入煤泥水，另一端作为入料组件的输出端，所述主入料管11的中部包括变径段12，在该方案中，所述变径段12由圆球及圆管组成，形成突扩及突缩交替的葫芦状。
所述药剂引射管13均布于变径段12的突缩处，并与突缩处的圆管相连通，由于突缩处的流速会突然增加，在药剂引射管13与变径段12的交接处形成负压，因此会对药剂引射管13内的絮凝剂起到很好的抽吸作用,在突扩处压力增大，流速变慢，此刻紊流强度增大，絮凝剂与煤泥水得到充分混合。
所述药剂引射管13的入口开度可由上级阀门控制，用以调控药剂吸入量。物料和药剂通过变径段12的引射作用实现吸药及药浆的混合。
2.导流组件
如图2-3所示，导流组件包括射流入料管22、分散导流板23，所述射流入料管22的输入端与入料组件的出口端连接，所述分散导流板23将射流入料管22输出的煤泥水向四周扩散。物料和药剂在中心槽体21的漏斗部处混合反应，粗煤泥逐渐沉降至中心槽体21的深锥处，进行沉积，达到一定的沉积量经第一出料口24排出。分散导流板23出口处的上方还设置有引泡板25，反应后产生的泡沫携带细煤泥随引泡板25从中心槽体21外侧壁向上运动至精煤收集组件。在该方案中，导流组件一方面将粗煤泥从第一出料口24中排出，另一方面通过引泡板25使细煤泥水在中心槽体21中沿着内侧壁四周向上运动至精煤收集组件，使细煤泥与水分离。具体地说，引泡板25为球面结构。
为了支撑上方的入料组件和射流入料管22，在射流入料管22的外侧壁固定有水平支撑杆26。
3、精煤收集组件
精煤收集组件包括位于中心槽体21内引泡板25上方的驱赶区、多个灭泡区、与灭泡区对应的沉降区，所述导流组件中的分散导流板23位于灭泡区的下方，所述多个灭泡区和驱赶区环形设置在射流入料管22的外侧壁上。
3.1、驱赶区
如图2-5所示，为了将反应后产生的泡沫驱赶到灭泡区，所述驱赶区包括旋转轴承311、弧形拨板312、第二冲击管313、射流驱动弯板314，所述灭泡区包括精煤集料槽347，所有精煤集料槽347和射流驱动弯板314交替设置连成一个环形结构。环形结构内侧面通过旋转轴承311设置在中心入料管22上。所述中心入料管22上分出一支管作为第二冲击管313，所述第二冲击管313斜向冲击射流驱动弯板314，使得环形结构以中心入料管22为中心转动。所述环形结构的外侧面上还环形阵列有弧形拨板312，弧形拨板312另一端朝向中心槽体21的内侧壁。这样泡沫经弧形拨板312拨至灭泡区内。
3.2、灭泡区
如图2-5所示，所述灭泡区包括灭泡器，所述灭泡器为多个且环形阵列设置在中心入料管22外侧壁上，从而提高灭泡效果。
如图4所示，所述灭泡器包括锤击单元、驱动单元。
所述锤击单元包括锤击灭泡板343、精煤集料槽347、锤击杆344。所述锤击杆344一端与中心入料管22的外侧壁铰接，另一端与锤击灭泡板343铰接，所述精煤集料槽347与射流驱动弯板314形成环形结构通过旋转轴承311设置在中心入料管22上。
所述驱动单元包括第一冲击管341、带槽滚轮342、往复弹簧346，所述中心入料管22分出一支管作为第一冲击管341，第一冲击管341的下端与带槽滚轮342上的精煤集料槽347内壁相对。所述锤击杆344的中部通过往复弹簧346与支架348两根边杆的中部连接，所述带槽滚轮342设置于锤击杆344上，通过转轴连接；锤击灭泡板343向下锤击，锤击杆344受冲击后，沿中心偏摆量要小于往复弹簧346的压缩量。当中心入料管22内的物料从第一冲击管341流入到带槽滚轮342时，使带槽滚轮342进行非匀速转动，由于整个驱动单元和锤击单元质量增加，往复弹簧346为压缩状态，锤击灭泡板343向精煤集料槽347内压缩，直至带槽滚轮342中物料过多，导致滚轮转动倾倒出所有物料，此处，往复弹簧346积蓄的能量使锤击灭泡板343远离精煤集料槽347，周期运动实现锤击灭泡板343在精煤集料槽347内往复拍打精煤集料槽347，实现灭泡。第一冲击管341中甩出的煤泥水也会对锤击灭泡板343上的精煤进行冲洗，使精煤由精矿排料口排放到精煤集料槽347中并收集。
综上，未沉降的细煤泥和因残留浮选药剂及精煤重新生成的矿化泡沫则随着水流一起汇集到驱赶区；然后经驱赶区驱赶至灭泡区，灭泡区灭泡后，含细煤泥的煤泥水从中心槽体21侧壁的缺口溢出。
3.3、导流沉降区
导流沉降区可以有多种方案，具体如下所述：
B3.3、导流沉降区的第一种方案
如图2、图6、图7所示，所述导流沉降区包括环形导流沉降筛和聚磁喷淋器，所述环形导流沉降筛绕着中心槽体21螺旋向下设置。从中心槽体21缺口溢出的煤泥水至环形导流沉降筛的入口处。每个灭泡区的溢出口上方设置有聚磁喷淋器。
B3.3.1、环形导流沉降筛
如图2、图6、图7所示，所述环形导流沉降筛包括绕中心槽体21螺旋设置的环形槽371，所述环形槽371内依次布置有第二扰流隔板3711，相邻的两块第二扰流隔板3711之间的底板上设置有第二底流排料口3712，其中第二扰流隔板3711增加了细煤泥的干扰沉降作用。若干个第二底流排料口3712下方设置有第二斜板导流排料管372，所有第二斜板导流排料管372的出口汇集到第二底流排料管373，即沉降后的物料从第二底流排料管373中排出，沉降后的水经过环形槽371内第二扰流隔板3711后，然后从设置在环形槽371末端的第二溢流排料管374中排出，作为循环水再次进入洗选工艺，实现闭路循环。
B3.3.2、聚磁喷淋器
如图2、图6、图7所示，聚磁喷淋器包括第二聚磁引射管361、第二磁粉入料管362、第二布料器363。所述第二聚磁引射管361上端同样与入料分配槽11相通，下端与第二布料器363相通，所述第二磁粉入料管362一端与磁粉供应处的管道相连，另一端与第二聚磁引射管361相通；所述第二布料器363下端出口呈扇形设置，由多个隔板隔开，使出口聚磁物料均匀的沿导流板的边壁流下，实现细煤泥的加速沉降。当煤泥水经过环形导流沉降筛时，聚磁喷淋器喷淋磁种从而得到高效沉降。
C3.3、导流沉降区的第二种方案
如图3、图8、图9所示，所述导流沉降区包括层降导流沉降筛和聚磁喷淋器，所述层降导流沉降筛沿着中心槽体21外壁向下层降设置，在该实施例中，灭泡区的第一导流沉降筛延伸到中心槽体21的内侧壁处，经过灭泡后未在第一导流沉降筛处沉降的煤泥水溢出中心槽体21至层降导流沉降筛内。每个灭泡区的溢出口上方设置有聚磁喷淋器。
C3.3.1、层降导流沉降筛
如图3、图8、图9所示，所述层降导流沉降筛包括沿着中心槽体21外壁向下依次设置的多个第三导流沉降子组，每个第三导流沉降子组包括沉降槽391，所述沉降槽391内交替设置有多块第三扰流隔板3911，第三扰流隔板3911可以按照高位板和低位板的布置方式交替布置在沉降槽391的两侧板上，其中第三扰流隔板3911增加了细煤泥的干扰沉降作用。
沉降槽391的底板上设置有第三底流排料口，每个沉降槽391下均设置有第三斜板导流排料管392，汇集每个沉降槽391中所有第三底流排料口排出的细煤泥，所有第三斜板导流排料管392的出口汇集到第三底流排料管393，最终，沉降后的细煤泥从第三底流排料管393中排出。
煤泥水未沉降部分经过每一个第三导流沉降子组中的所有第三扰流隔板3911后，从连接管395中输出到下一个第三导流沉降子组的入口处，直至最下方的第三导流沉降子组，完全沉降后的水从最下方的第三道流沉降子组的输出端处的第三溢流排料管394输出，作为循环水再次进入洗选工艺，实现闭路循环。
C3.3.2、聚磁喷淋器
如图3、图8、图9所示，聚磁喷淋器包括第三聚磁引射管381、第三磁粉入料管382、第三布料器383，所述第三聚磁引射管381上端同样与入料分配槽11相通，下端与第三布料器383相通，所述第三磁粉入料管382一端与磁粉供应处的管道相连，另一端与第三聚磁引射管381相通；所述第三布料器383下端出口呈扇形设置，由多个隔板隔开，使出口聚磁物料均匀的沿导流板的边壁流下，实现细煤泥的加速沉降。当煤泥水经过层降导流沉降筛时，聚磁喷淋器喷淋磁种从而得到高效沉降，然后，此过程中细煤泥得到充分的沉降，与水进行较彻底的分离。为了实现更好的沉降效果，本方案中，在多个第三导流沉降子组的输入端分别设置聚磁喷淋器。
如图10所示，第一布料器353、第二布料器363、第三布料器383的结构均相同。采用多流道的布料器，使得布料器更加均匀且工作过程无需耙子搅拌，彻底解决“压耙”现象，保证浓缩机持续稳定的工作。
综上，精煤收集组件中，驱赶区、灭泡区的结构和两种导流沉降区任意组合，形成不同的技术方案。
以上仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种包括驱赶区的无耙浓缩装置，其特征在于，包括入料组件、导流组件、精煤收集组件，所述精煤收集组件包括驱赶区，所述导流组件还包括中心槽体(21)，煤泥水经过入料组件，与药剂从中心槽体(21)的上方向中心槽体(21)的中部流动，然后向四周扩散，反应后气泡携带细煤泥上浮，所述驱赶区将分散的气泡驱赶至位于中心槽体(21)中部的灭泡区，中心槽体(21)中的煤泥水经过灭泡后，在中心槽体(21)中流动，随着煤泥水的持续充入，中心槽体(21)上方的煤泥水溢出中心槽体(21)至精煤收集组件中的导流沉降区内，所述导流沉降区设置在中心槽体(21)的外侧壁上。
2.根据权利要求1所述的一种包括驱赶区的无耙浓缩装置，其特征在于，所述导流沉降区包括环形导流沉降筛和聚磁喷淋器，所述环形导流沉降筛包括绕中心槽体(21)螺旋设置的环形槽(371)，所述环形槽(371)的下底板上还设置有第二底流排料口(3712)，若干个第二底流排料口(3712)下方设置有第二斜板导流排料管(372)，所有第二斜板导流排料管(372)的出口汇集到第二底流排料管(373)，沉降后的水从设置在环形槽(371)末端的第二溢流排料管(374)中排出。
3.根据权利要求2所述的一种包括驱赶区的无耙浓缩装置，其特征在于，所述环形槽(371)沿着长度方向上依次布置有第二扰流隔板(3711)。
4.根据权利要求2所述的一种包括驱赶区的无耙浓缩装置，其特征在于，所述聚磁喷淋器包括第二聚磁引射管(361)、第二磁粉入料管(362)、第二布料器(363)，所述聚磁引射管上端与入料组件中的入料分配槽(11)相通，下端与第二布料器(363)相通，所述第二磁粉入料管(362)一端与磁粉供应处的管道相连，另一端与第一聚磁引射管(361)相通。
5.根据权利要求1所述的一种包括驱赶区的无耙浓缩装置，其特征在于，所述入料组件包括入料组件包括主入料管(11)、药剂引射管(13)；所述主入料管(11)的一端输入煤泥水，另一端作为入料组件的输出端，所述主入料管(11)的中部包括变径段(12)，所述药剂引射管(13)均布于变径段(12)的突缩处，并与突缩处相连通。
6.根据权利要求3所述的一种包括驱赶区的无耙浓缩装置，其特征在于，所述导流组件包括射流入料管(22)、分散导流板(23)，所述射流入料管(22)的输入端与入料组件的出口端连接，所述分散导流板(23)将射流入料管(22)输出的煤泥水向四周扩散。
7.根据权利要求1所述的一种包括驱赶区的无耙浓缩装置，其特征在于，所述导流组件还包括引泡板(25)，引泡板(25)设置在分散导流板(23)出口处的上方。
8.根据权利要求1所述的一种包括驱赶区的无耙浓缩装置，其特征在于，所述驱赶区包括弧形拨板(312)、驱赶驱动；所述弧形拨板(312)从中心槽体(21)的中部弧形伸向中心槽体(21)的内侧壁，所述驱赶驱动驱使弧形拨板(312)转动。
9.根据权利要求8所述的一种包括驱赶区的无耙浓缩装置，其特征在于，所述弧形驱动包括旋转轴承(311)、第二冲击管(313)、射流驱动弯板(314)，中心入料管(22)上分出一支管作为第二冲击管(313)，所述第二冲击管(313)斜向冲击射流驱动弯板(314)，使得环形结构以中心入料管(22)为中心转动；弧形拨板(312)环形阵列在射流驱动弯板(314)的外侧面。
10.根据权利要求8所述的一种包括驱赶区的无耙浓缩装置，其特征在于，所述灭泡区包括灭泡器，所述灭泡器包括锤击单元、驱动单元，所述锤击单元包括锤击灭泡板(343)、精煤集料槽(347)、锤击杆(344)，所述锤击杆(344)一端与中心入料管(22)的外侧壁铰接，另一端与锤击灭泡板(343)铰接，所述精煤集料槽(347)与射流驱动弯板(314)形成环形结构通过旋转轴承(311)设置在中心入料管(22)上；所述驱动单元包括第一冲击管(341)、带槽滚轮(342)、往复弹簧(346)，所述中心入料管(22)分出一支管作为第一冲击管(341)，第一冲击管(341)的下端与带槽滚轮(342)上的精煤集料槽(347)内壁相对。
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