CN111715177B - 用于改性粉煤灰的装置及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于改性粉煤灰的装置及其应用，用于改性粉煤灰的装置，包括去离子水机、粉煤灰筛分装置、混合装置、球磨机、改性装置、储物箱、柱装置和储液箱，各装置间通过管路依次连接。先将粉煤灰进行改性，改性过的粉煤灰具有稳定性好、吸附性得到显著提高，再将改性的粉煤灰依次通过储物箱、柱装置和储液箱，进行处理废水，能够有效的吸附废水中的杂质。

Description

用于改性粉煤灰的装置及其应用
技术领域
本发明涉及一种用于改性粉煤灰的装置及其应用。
背景技术
粉煤灰，是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的，是燃烧电厂排出的主要固体废物。我国粉煤灰目前的重复利用率仅能到50%，主要用于道路工程、建筑工程和建材供应，而其余的大部分堆积废弃，不仅占用了大量的土地资源，而且严重的污染了环境。
通过探究粉煤灰的物理化学性质可知，粉煤灰表面为多孔结构，并具有较大的比表面积，表面上的原子力都处于未饱和状态，所以分煤灰的表面活性很高，另外，粉煤灰中富含硅铝钙等元素的氧化物，使得粉煤灰的物理吸附性能和化学吸附性能变得更强。
粉煤灰虽然具有一定的吸附功能，但一般吸附容量较低，对不同用途的粉煤灰一般要进行适当的改性处理，才能提高吸附容量。改性的原理主要是依据粉煤灰内部含有极多不规则的空隙，包含开放性空穴和封闭性空穴两种，通过不同方法增加孔隙的数量来提高粉煤灰的比表面积，目前普遍应用的改性方法有湿法和火法，湿法包括酸碱改性，火法主要是盐改性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种用于改性粉煤灰的装置及其应用，先将粉煤灰进行改性，改性过的粉煤灰具有稳定性好、吸附性得到显著提高，再将改性的粉煤灰依次通过储物箱、柱装置和储液箱，进行处理废水，能够有效的吸附废水中的杂质。
为解决以上问题，本发明的具体技术方案如下：用于改性粉煤灰的装置，包括去离子水机、粉煤灰筛分装置、混合装置、球磨机、改性装置、储物箱、柱装置和储液箱，各装置间通过管路依次连接。
所述的粉煤灰筛分装置的结构为：罐体I内设有网板，网板与罐体I内壁接触，网板两侧固定连接有链条，罐体I内壁上端设有驱动电机，驱动电机控制链条的升降，罐体I内设有搅拌器I，搅拌器的驱动部分位于罐体I外侧，搅拌部分位于罐体I内部，罐体I顶部固定连接有刮泥机，罐体I一侧设有热风机，热风机通过导气管与罐体I连接，罐体I的底部设有出泥口，罐体I的顶部设有进料口I。
所述的混合装置的结构为：罐体II内部设有称量设备和搅拌器II，搅拌器II的电机位于罐体II外侧，搅拌器II的搅拌部分朝下位于罐体II内，称量设备位于搅拌器II下方，罐体II上方设有进料口II。
所述的改性装置的结构为：罐体III内部设有搅拌器III，搅拌器III的驱动部分位于罐体III底部，罐体III内壁设有电阻丝，罐体III侧壁设有进料口III。
所述的柱装置的结构为：罐体IV上设有粗石英进料口、细石英进料口和改性粉煤灰进料口，罐体IV内部设有压实装置，压实装置内部设有过滤网层。
所述的粉煤灰筛分装置底部呈倾斜设置，较低处为烘干粉煤灰的出泥口。
所述的去离子水机、粉煤灰筛分装置、混合装置、球磨机、改性装置、储物箱、柱装置和储液箱之间的管路上设有风机或水泵。
所述的罐体IV的出料口对应位置处放置有废料回收箱。
所述的用于改性粉煤灰的装置的应用，步骤如下：1）将从火电厂取来的粉煤灰放入筛分装置中，往装置中注入去离子水，用搅拌机进行充分的搅拌，搅拌停止后悬浮物浮在水面上，用刮泥机将悬浮物去除；2）待悬浮物去除后，开始抬升网板，抬升至水面处，用刮泥机将网板上的块状物清除；3）打开热风机，用于烘干筛分完毕的粉煤灰，然后将烘干的粉煤灰用风机输送到混合装置；4）在混合装置中分别进料粉煤灰和碳酸钠粉末，粉煤灰与碳酸钠粉末按质量比3:1，用搅拌机搅拌均匀，然后输送到球磨机中；5）在球磨机中将混合物研磨至粒径小于50μm，然后从出料口抽送至改性装置中；6）改性装置中的温度控制在800℃，混合物在其中边搅拌边进行煅烧2h；7）改性完毕后将粉煤灰先输送至储物箱中，储物箱的高度高于柱装置，然后改性粉煤灰在重力的作用下输送到柱装置中；8）罐体IV内部的上下两端同时设有粗沙区和细沙区，其中粗沙区单个长度0.85*2=1.7m，填充粒径范围为20～40目的石英砂。细沙区长度0.75*2cm=1.5m，填充粒径范围为80～120目的石英砂，实验反应区长度1.8m；9）储液箱中放置的废水用BT600-2J型蠕动泵抽送至柱装置中并控制流速，在泵的后面装有流量计，观察液体的流速，有效水利停留时间为2h，在整个系统的停留时间约为5h。
本发明带来的有益效果为：1、本发明通过先将粉煤灰进行改性，改性过的粉煤灰具有稳定性好、吸附性得到显著提高的特点。
2、将改性的粉煤灰依次通过储物箱、柱装置和储液箱，进行处理废水，能够有效的吸附废水中的杂质。
3、本发明利用粉煤灰做吸附剂，变废为宝，能够有效地降低废弃粉煤灰对环境造成的污染，具有良好的经济效益和生态效益。
附图说明
图1为用于改性粉煤灰的装置结构示意图。
图2为压实装置结构示意图。
图3为抬升装置结构示意图。
其中，1-去离子水机，2-压实装置，2-1-滤网，3-水管，4-水泵，5-粉煤灰筛分装置，6-刮泥机，7-网板，8-热风机，9-导气管，10-搅拌器，11-风机，12-导气管，13-混合装置，14-搅拌器，15-碳酸钠投料口，16-称量设备，17-罐体I，18-球磨机，19-罐体II，20-改性装置，21-搅拌器，22-电阻丝，23-风机，24-储物箱，25-粉煤灰进料口，26-细石英砂进料口，27-粗石英砂进料口，28-柱装置，29-粗石英砂，30-细石英砂，31-改性粉煤灰，32-流量计，33-罐体III，34-罐体IV，35-储液箱，36-进料口，37-出料口，38-链条，39-驱动电机，40-废料回收箱。
具体实施方式
如图1至图3所示，用于改性粉煤灰的装置，包括去离子水机1、粉煤灰筛分装置5、混合装置、球磨机18、改性装置20、储物箱24、柱装置28和储液箱35，各装置间通过管路依次连接。
所述的粉煤灰筛分装置5的结构为：罐体I17内设有网板7，网板7与罐体I17内壁接触，网板7两侧固定连接有链条38，罐体I17内壁上端设有驱动电机39，驱动电机39控制链条38的升降，罐体I17内设有搅拌器14，搅拌器14的驱动部分位于罐体I17外侧，搅拌部分位于罐体I17内部，罐体I17顶部固定连接有刮泥机6，罐体I17一侧设有热风机18，热风机18通过导气管9与罐体I17连接，罐体I17的底部设有出泥口，罐体I17的顶部设有进料口I。
所述的混合装置的结构为：罐体II19内部设有称量设备和搅拌器14，搅拌器14的电机位于罐体II19外侧，搅拌器14的搅拌部分朝下位于罐体II19内，称量设备位于搅拌器14下方，罐体II19上方设有进料口II。
所述的改性装置20的结构为：罐体III33内部设有搅拌器14，搅拌器14的驱动部分位于罐体III33底部，罐体III33内壁设有电阻丝22，罐体III33侧壁设有进料口III。
所述的柱装置28的结构为：罐体IV34上设有粗石英进料口、细石英进料口和改性粉煤灰31进料口25，罐体IV34内部设有压实装置2，压实装置2内部设有过滤网2-1层。在柱装置28顶部设有三个进料口，分别进粗石英砂29、细石英砂30和改性粉煤灰31，并且三种物质按一定顺序进入，柱装置28内部设有压实装置2，并且在压实装置2的内部装有滤网2-1，当压实后自动弹出一层滤网2-1，柱装置28的底端设有出料口，并且在出料口下设有接收废料的容器，到一定的时间后便将废料转运出。
所述的粉煤灰筛分装置5底部呈倾斜设置，较低处为烘干粉煤灰的出泥口。
所述的去离子水机1、粉煤灰筛分装置5、混合装置、球磨机18、改性装置20、储物箱24、柱装置28和储液箱35之间的管路上设有风机11或水泵4。
所述的罐体IV34的出料口对应位置处放置有废料回收箱40。
所述的用于改性粉煤灰31的装置的应用，步骤如下：1）将从火电厂取来的粉煤灰放入筛分装置中，往装置中注入去离子水，用搅拌机进行充分的搅拌，搅拌停止后悬浮物浮在水面上，用刮泥机6将悬浮物去除；2）待悬浮物去除后，开始抬升网板7，抬升至水面处，用刮泥机6将网板7上的块状物清除；3）打开热风机118，用于烘干筛分完毕的粉煤灰，然后将烘干的粉煤灰用风机11输送到混合装置；4）在混合装置中分别进料粉煤灰和碳酸钠粉末，粉煤灰与碳酸钠粉末按质量比3:1，用搅拌机搅拌均匀，然后输送到球磨机18中；5）在球磨机18中将混合物研磨至粒径小于50μm，然后从出料口抽送至改性装置20中；6）改性装置20中的温度控制在800℃，混合物在其中边搅拌边进行煅烧2h；7）改性完毕后将粉煤灰先输送至储物箱24中，储物箱24的高度高于柱装置28，然后改性粉煤灰31在重力的作用下输送到柱装置28中；8）罐体IV内部的上下两端同时设有粗沙区和细沙区，其中粗沙区单个长度0.85*2=1.7m，填充粒径范围为20～40目的石英砂。细沙区长度0.75*2cm=1.5m，填充粒径范围为80～120目的石英砂，实验反应区长度1.8m；9）储液箱35中放置的废水用BT600-2J型蠕动泵抽送至柱装置28中并控制流速，在泵的后面装有流量计32，观察液体的流速，有效水利停留时间为2h，在整个系统的停留时间约为5h。
在粉煤灰改性过程中，去离子水机1由支撑杆连接固定在底板座上，位于侧壁的出水口通过水管3将去离子水输送到筛分装置中，输送去离子水的动力由水泵4提供；筛分装置由支撑杆连接固定在底板座上，进水口与进料口分别在罐体I17侧壁，搅拌器14位于罐体I17的底部，且网板7在搅拌器14的上方，网板7设有抬升装置，搅拌器14的电机安装在罐体I17的底端，用固定板固定连接，罐体I17的内部装有刮泥机6，且刮泥机6装有伸缩杆，可控制刮泥机6的伸缩；热风机18安装在罐体I17的一侧，热风机18出气端通过导气管9与罐体I17侧壁相连接，排水口设在罐体I17的底端，且排水口出装有孔径小于粉煤灰的滤网2-1，通过刮泥机6将污泥清理至罐体I17侧壁，然后污泥顺着罐体I17一侧的空隙从排水口排入污泥收集箱；筛分完毕的粉煤灰待充分干燥后，经由管道送入混合装置，其中的动力由风机11提供；混合装置内部有称量系统与搅拌设备，先让粉煤灰进入罐体II19内，至一定质量后，打开碳酸钠进料口，开始进行投料，当粉煤灰与碳酸钠的质量到一定比例后停止投料，然后打开搅拌装置将粉煤灰与碳酸钠搅拌均匀，混合装置由支撑杆连接固定在底板座上，搅拌器14安装在罐体II19的顶部，出料口设在罐体II侧壁的底部；混合均匀后的原料，经由管道送入球磨机18中；球磨机18由支撑杆连接固定在底板座上，搅拌均匀的粉煤灰与碳酸钠混合物在球磨机18中研磨至一定粒度的粉末，然后将混合物抽送至改性装置20，动力由风机11提供；改性装置20由支撑杆连接固定在底板座上，进料口在罐体III33侧壁的上部，搅拌器14位于罐体III33的底部，搅拌器14的电机安装在装置的底端，用固定板固定连接，搅拌器14的叶片中装有电阻丝22，罐体III33的侧壁下半部分装有电阻丝22，混合物料在一定温度下进行边搅拌边改性；改性一定时间后，先由风机11将改性完的粉煤灰抽送到储物箱24中，然后改性粉煤灰31再从储物箱24出料口通过管道输送到柱装置28；改性后粉煤灰的应用过程中，储液箱35由支撑杆连接固定在底板座上，用于存储废水，位于侧壁的出水口通过水管3将废水输送到柱装置28中，在输送过程中，水泵4用来提供动力，并控制输送废水的流速；柱装置28为改性粉煤灰31的主要应用装置，罐体IV34侧壁的最底端处设有进水口，另一侧的顶端为出水口，罐体IV34有三个进料口，分别进入粗石英砂29、细石英砂30和改性粉煤灰31，罐体IV34内部设有压实装置2，并且在压实装置2的内部装有滤网2-1层，当压实后自动弹出一层滤网2-1；先从进料口进入粗石英砂29，到达一定高度后，用压实机将粗石英砂29压实，然后自动弹出一层滤网2-1，再从进料口进入细石英砂30，进行同样的步骤，再进入改性粉煤灰31，最后在罐体IV34中形成最外两层为粗石英砂29，其次两层为细石英砂30，中间一层为改性粉煤灰31，罐体IV34的底端设有出料口，并且在出料口下设有接收废料的容器，到一定的时间后便将废料转运出。
热风机118导气管9出风处安装孔径小于粉煤灰的滤网2-1。
筛分装置底端呈倾斜设置，较低端为烘干粉煤灰的出料口。
改性装置20中有温度控制装置，监测改性时的温度。
柱装置28中三种物质的顺序为最外两层为粗石英砂29，其次两层为细石英砂30，中间一层为改性粉煤灰31。
以上所述的仅是本发明的优选实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干变型和改进，也应视为属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.用于改性粉煤灰的装置，其特征在于：包括去离子水机、粉煤灰筛分装置、混合装置、球磨机、改性装置、储物箱、柱装置和储液箱，各装置间通过管路依次连接；
所述的粉煤灰筛分装置的结构为：罐体I内设有网板，网板与罐体I内壁接触，网板两侧固定连接有链条，罐体I内壁上端设有驱动电机，驱动电机控制链条的升降，罐体I内设有搅拌器I，搅拌器的驱动部分位于罐体I外侧，搅拌部分位于罐体I内部，罐体I顶部固定连接有刮泥机，罐体I一侧设有热风机，热风机通过导气管与罐体I连接，罐体I的底部设有出泥口，罐体I的顶部设有进料口I；
所述的混合装置的结构为：罐体II内部设有称量设备和搅拌器II，搅拌器II的电机位于罐体II外侧，搅拌器II的搅拌部分朝下位于罐体II内，称量设备位于搅拌器II下方，罐体II上方设有进料口II；
所述的改性装置的结构为：罐体III内部设有搅拌器III，搅拌器III的驱动部分位于罐体III底部，罐体III内壁设有电阻丝，罐体III侧壁设有进料口III；
所述的柱装置的结构为：罐体IV上设有粗石英进料口、细石英进料口和改性粉煤灰进料口，罐体IV内部设有压实装置，压实装置内部设有滤网；
所述的粉煤灰筛分装置底部呈倾斜设置，较低处为烘干粉煤灰的出泥口；
所述的去离子水机、粉煤灰筛分装置、混合装置、球磨机、改性装置、储物箱、柱装置和储液箱之间的管路上设有风机或水泵；
所述的罐体IV的出料口对应位置处放置有废料回收箱。
2.如权利要求1所述的用于改性粉煤灰的装置的应用，其特征在于如下步骤：
1）将从火电厂取来的粉煤灰放入筛分装置中，往装置中注入去离子水，用搅拌机进行充分的搅拌，搅拌停止后悬浮物浮在水面上，用刮泥机将悬浮物去除；
2）待悬浮物去除后，开始抬升网板，抬升至水面处，用刮泥机将网板上的块状物清除；3）打开热风机，用于烘干筛分完毕的粉煤灰，然后将烘干的粉煤灰用风机输送到混合装置；
4）在混合装置中分别进料粉煤灰和碳酸钠粉末，粉煤灰与碳酸钠粉末按质量比3:1，用搅拌机搅拌均匀，然后输送到球磨机中；
5）在球磨机中将混合物研磨至粒径小于50μm，然后从出料口抽送至改性装置中；
6）改性装置中的温度控制在800℃，混合物在其中边搅拌边进行煅烧2h；
7）改性完毕后将粉煤灰先输送至储物箱中，储物箱的高度高于柱装置，然后改性粉煤灰在重力的作用下输送到柱装置中；
8）罐体IV内部的上下两端同时设有粗沙区和细沙区，其中粗沙区单个长0.85*2=1.7m，填充粒径范围为20～40目的石英砂，细沙区长度0.75*2cm=1.5m，填充粒径范围为80～120目的石英砂，实验反应区长度1.8m；
9）储液箱中放置的废水用BT600-2J型蠕动泵抽送至柱装置中并控制流速，在泵的后面装有流量计，观察液体的流速，有效水利停留时间为2h，在整个系统的停留时间为5h。
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