CN113234515B - 一种纳米环保燃煤助燃固硫剂生产设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纳米环保燃煤助燃固硫剂生产设备及其制备方法，包括反应釜体，所述反应釜体的顶部设有顶槽，所述顶槽的顶部设有安装槽，所述安装槽顶部的两侧设有连接架，所述安装槽内部的中间位置处设有粉料导流组件，所述反应釜体两侧的底部设有固定座；本发明的燃煤助燃固硫剂可以改善炉体燃烧条件，增强煤层透气性，使煤充分燃烧，提高燃煤热效率，降低烟尘排放量，改善热传导效率，固硫降烟，降低CO、SO2的排放，减少环境污染，从而达到助燃、固硫、节能、脱硫的目的，不仅能够使水泥窑或锅炉节煤率达到10％以上，水泥窑提产率5％以上，提高火力10％以上，还能有效降低废气中NO x以及粉尘等，水泥窑可提高余热发电量2kWh/t以上。

Description

一种纳米环保燃煤助燃固硫剂生产设备
技术领域
本发明涉及煤炭能源节能减排技术领域，具体为一种纳米环保燃煤助燃固硫剂生产设备。
背景技术
煤炭是我国一项主要的能源和化工原料之一，尤其是作为能源，是现代工业中应用最普遍的能源原料，在水泥生产过程中，煤在窑内的燃烧过程与熟料的锻烧过程是同时进行的，最后燃烧后残留下来的煤灰，则均匀的掺杂在水泥窑内的锻烧物料中，成为水泥熟料成分的一部分，因此煤的相关组成性质、煤的燃烧特性与水泥锻烧过程、熟料热耗、质量以及水泥窑内工况的稳定与否具有密切联系，从作用原理上看，燃煤助燃固硫剂可分为氧化剂、固硫剂和膨松剂等。不论哪种添加剂都能够起到提高燃烧效率和降低着火点温度等多种作用。
氧化剂可以加速氧化反应，如高锰酸钾，如果煤料处于堆积状态，加入膨松剂可以使其处于翻飞状态，增加了反应面积，从而有利于通风和反应过程的加速，固硫剂有利于环保，减少SO2排放，按照现在的研究方向，节煤剂能有效的解决这些问题，然而现有的燃煤助燃固硫剂通常为粉剂，无论在生产作业和使用添加时，因粉料容易四处飞散，粘附在加工生产的进料及下料口处，影响粉料的实际混合效果，同时操作人员容易吸入粉料，增加现有燃煤助燃固硫剂的使用不便，降低燃煤助燃固硫剂的实用价值，并且在燃煤助燃固硫剂加工期间，往往需要将多个的粉料和药剂相互混合，但粉料和药剂一般都是直接倒入混合的料液中，这样粉料会过于集中，难以做到均匀的搅拌混合效果，从而导致产出的燃煤助燃固硫剂精度较低，节煤效果不稳定，同时掺量非常大，污染环境、格林黑度不达标及节煤率低的缺点，远远达不到工作人员所期望的效果，当水泥窑或锅炉工艺条件变化或煤品质的变化时，节煤率会进一步降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纳米环保燃煤助燃固硫剂生产设备，以解决上述背景技术中提出的相关问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：包括反应釜体，所述反应釜体的顶部设有顶槽，所述顶槽的顶部设有安装槽，所述安装槽顶部的两侧设有连接架，所述安装槽内部的中间位置处设有粉料导流组件，所述反应釜体两侧的底部设有固定座，所述反应釜体底部的中间位置处设有相互连通的液泵，所述顶槽内部的顶部和底部套设有套管，所述顶槽内部的一侧设有混合搅拌组件，一组所述固定座的顶部设有控制台，所述控制台通过导线与液泵电连接；
所述粉料导流组件内部的中间位置处设有导料口，且导料口与套管相互对应，两组所述连接架相互靠近的一侧分别设有导料管和风机，所述风机与导料管和导料口相互连通，所述套管内部的底部设有四组固定块，四组所述固定块相互靠近的一侧设有半球形导流座，所述半球形导流座内部的底部设有螺旋导料杆，所述套管的底部设有环形下料口，所述控制台通过导线与风机电连接；
所述混合搅拌组件内部的一侧设有驱动电机，所述驱动电机的输出端设有主动齿轮，所述套管外侧的中间位置处设有与主动齿轮相互啮合的齿盘，所述反应釜体内部顶部的边缘处设有环形滑槽，所述环形滑槽的内侧对称设有滑块，两组所述滑块相互靠近的一侧设有与套管相互连接的连接板，所述套管底部的中间位置处设有搅拌杆，所述搅拌杆的底部设有搅拌叶，所述环形滑槽底部的边缘处设有内齿环，两组所述滑块的底部套设有搅拌棍，两组所述搅拌棍外侧的顶部设有与内齿环相互啮合的齿轮所述控制台通过导线与驱动电机电连接。
优选的，所述顶槽内部的两侧设有导流管，且导流管的顶部设有注液口，而注液口的顶部设有密封板，所述顶槽内部顶部和底部的中间位置处设有轴承，且轴承与套管相互配合。
优选的，所述反应釜体一侧的顶部设有排气阀，所述反应釜体底部靠近液泵的一侧设有排料口，且排料口的底部设有水阀。
优选的，所述导料管的正面一端设有粉料进口，且粉料进口呈倾斜角度与导料管相互连通。
优选的，所述半球形导流座内部的顶部设有通口，且通口与螺旋导料杆相互适配，所述半球形导流座的底部设有固定套，且固定套与搅拌杆相互连接。
优选的，两组所述滑块的底部设有轴承座，两组所述搅拌棍的顶部设有转杆，且转杆与轴承座相互连接，所述齿轮套设于转杆的外侧。
优选的，所述环形滑槽外侧的底部设有连接环，且连接环与内齿环相互连接，所述驱动电机的外侧设有保护壳。
一种纳米环保燃煤助燃固硫剂的制备方法，制备方法步骤如下：
步骤一；在设备使用时，通过控制台分别启动驱动电机、液泵和风机，首先将硝酸从一组导流管倒入反应釜体内，且硝酸一定要过量，其含量根据浓度100％计算，如果硝酸浓度低于100％，根据实际值进行换算，然后将二茂铁从导料管的粉料进口倒入，期间在风机的启动下向导料管吹入导流风，促使进入导料管的粉料快速下落导料口内，通过导料口流入套管，然后在驱动电机的启动下带动主动齿轮与齿盘啮合，迫使套管整体旋转，随着套管的转动促使套管内的半球形导流座和螺旋导料杆转动，进而配合风机吹出的导流风连通粉料一同流入套管内，利用螺旋导料杆将粉料打散导流，最终在半球形导流座的阻挡下分散流出，使二茂铁溶于硝酸中；
步骤二；当二茂铁溶于硝酸后，再将纳米氧化镧、纳米氧化铈及纳米氧化钴中的一种或几种慢慢加入步骤一所得的溶液中，期间各种粉料皆在螺旋导料杆和套管的旋转下均匀导流输送，并根据套管旋转的同时，带动半球形导流座和搅拌杆及搅拌叶转动，使粉料边加入边搅拌，并随着套管的旋转带动连接板和滑块在的导向下滑动，然后两组搅拌棍跟随滑块的环形移动，使齿轮沿绕内齿环啮合转动，即可利用齿轮的旋转带动搅拌棍转动，进行辅助搅拌工作，待反应完成后从另一组导流管补入水液；
步骤三；最后加入氯化铵及木质素磺酸钠，同样利用步骤一和步骤二的粉料导流组件和混合搅拌组件的相互结合，边加入边搅拌，直到完全溶解为止，即得纳米环保燃煤助燃固硫剂。
与现有技术相比，本发明提供了一种纳米环保燃煤助燃固硫剂生产设备，具备以下有益效果：
1、本发明的燃煤助燃固硫剂可以改善炉体燃烧条件，增强煤层透气性，使煤充分燃烧，提高燃煤热效率，降低烟尘排放量，改善热传导效率，固硫降烟，降低CO、SO2的排放，减少环境污染，从而达到助燃、固硫、节能、脱硫的目的，不仅能够使水泥窑或锅炉节煤率达到10％以上，水泥窑提产率5％以上，提高火力10％以上，还能有效降低废气中NO x以及粉尘等，水泥窑可提高余热发电量2kWh/t以上。
2、本发明利用粉料导流组件的相互配合，可以在燃煤助燃固硫剂生产期间将不同的粉料在螺旋导料杆和套管的旋转下打散导流，并配合风机的风力输送，不仅加快粉料的导引效果，并在半球形导流座的阻挡下从环形下料口分散流出，使粉料更加均匀的与溶液混合，提高搅拌混合的精度，同时防止粉料粘附套管的内壁，增加设备的功能性和使用的便捷性。
3、本发明通过混合搅拌组件的相互配合，可以通过搅拌杆及搅拌叶的搅拌配合均匀下落的粉料进行边加入边搅拌工作，促使粉料和溶液混合成效效率更高，精度更好，并配合两组搅拌棍在齿轮和内齿环的啮合下呈环形旋转趋势进行辅助搅拌，进一步提高溶液和粉料的混合效果，减少操作人员的等待时间，加强燃煤助燃固硫剂的生产效率。
附图说明
图1为本发明的主视剖视图；
图2为本发明的主视图；
图3为本发明图1的A处放大图；
图4为本发明的半球形导流座立体图；
图5为本发明的环形滑槽俯视剖视图；
图6为本发明的齿轮和内齿环啮合图；
图7为本发明的导料管侧视图。
图中：1、反应釜体；2、搅拌叶；201、搅拌杆；202、搅拌棍；203、驱动电机；204、主动齿轮；205、齿盘；206、连接板；207、齿轮；208、内齿环；209、滑块；2010、环形滑槽；3、液泵；4、固定座；5、顶槽；6、安装槽；7、导料口；701、导料管；702、风机；703、螺旋导料杆；704、半球形导流座；705、环形下料口；706、固定块；8、连接架；9、套管；10、控制台。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
实施例一
请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：一种纳米环保燃煤助燃固硫剂生产设备，包括反应釜体1，反应釜体1的顶部设有顶槽5，顶槽5的顶部设有安装槽6，安装槽6顶部的两侧设有连接架8，安装槽6内部的中间位置处设有粉料导流组件，反应釜体1两侧的底部设有固定座4，反应釜体1底部的中间位置处设有相互连通的液泵3，顶槽5内部的顶部和底部套设有套管9，顶槽5内部的一侧设有混合搅拌组件，一组固定座4的顶部设有控制台10，控制台10通过导线与液泵3电连接；
粉料导流组件内部的中间位置处设有导料口7，且导料口7与套管9相互对应，两组连接架8相互靠近的一侧分别设有导料管701和风机702，风机702与导料管701和导料口7相互连通，套管9内部的底部设有四组固定块706，四组固定块706相互靠近的一侧设有半球形导流座704，半球形导流座704内部的底部设有螺旋导料杆703，套管9的底部设有环形下料口705，控制台10通过导线与风机702电连接；
混合搅拌组件内部的一侧设有驱动电机203，驱动电机203的输出端设有主动齿轮204，套管9外侧的中间位置处设有与主动齿轮204相互啮合的齿盘205，反应釜体1内部顶部的边缘处设有环形滑槽2010，环形滑槽2010的内侧对称设有滑块209，两组滑块209相互靠近的一侧设有与套管9相互连接的连接板206，套管9底部的中间位置处设有搅拌杆201，搅拌杆201的底部设有搅拌叶2，环形滑槽2010底部的边缘处设有内齿环208，两组滑块209的底部套设有搅拌棍202，两组搅拌棍202外侧的顶部设有与齿轮207相互啮合的齿轮207控制台10通过导线与驱动电机203电连接。
实施例二
请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：一种纳米环保燃煤助燃固硫剂生产设备，包括反应釜体1，反应釜体1的顶部设有顶槽5，顶槽5的顶部设有安装槽6，安装槽6顶部的两侧设有连接架8，安装槽6内部的中间位置处设有粉料导流组件，反应釜体1两侧的底部设有固定座4，反应釜体1底部的中间位置处设有相互连通的液泵3，顶槽5内部的顶部和底部套设有套管9，顶槽5内部的一侧设有混合搅拌组件，一组固定座4的顶部设有控制台10，控制台10通过导线与液泵3电连接；
粉料导流组件内部的中间位置处设有导料口7，且导料口7与套管9相互对应，两组连接架8相互靠近的一侧分别设有导料管701和风机702，风机702与导料管701和导料口7相互连通，套管9内部的底部设有四组固定块706，四组固定块706相互靠近的一侧设有半球形导流座704，半球形导流座704内部的底部设有螺旋导料杆703，套管9的底部设有环形下料口705，控制台10通过导线与风机702电连接；
混合搅拌组件内部的一侧设有驱动电机203，驱动电机203的输出端设有主动齿轮204，套管9外侧的中间位置处设有与主动齿轮204相互啮合的齿盘205，反应釜体1内部顶部的边缘处设有环形滑槽2010，环形滑槽2010的内侧对称设有滑块209，两组滑块209相互靠近的一侧设有与套管9相互连接的连接板206，套管9底部的中间位置处设有搅拌杆201，搅拌杆201的底部设有搅拌叶2，环形滑槽2010底部的边缘处设有内齿环208，两组滑块209的底部套设有搅拌棍202，两组搅拌棍202外侧的顶部设有与齿轮207相互啮合的齿轮207控制台10通过导线与驱动电机203电连接。
作为本实施例的优选方案：顶槽5内部的两侧设有导流管，且导流管的顶部设有注液口，而注液口的顶部设有密封板，便于将水液或硝酸加入设备内进行混合工作，顶槽5内部顶部和底部的中间位置处设有轴承，且轴承与套管9相互配合。
作为本实施例的优选方案：反应釜体1一侧的顶部设有排气阀，反应釜体1底部靠近液泵3的一侧设有排料口，且排料口的底部设有水阀，便于将反应釜体1内的溶液或水液排出。
作为本实施例的优选方案：导料管701的正面一端设有粉料进口，且粉料进口呈倾斜角度与导料管701相互连通，便于将粉料倒料输送。
作为本实施例的优选方案：半球形导流座704内部的顶部设有通口，且通口与螺旋导料杆703相互适配，半球形导流座704的底部设有固定套，且固定套与搅拌杆201相互连接，增加搅拌杆201安装的稳定性，提高搅拌杆201的搅拌成效。
作为本实施例的优选方案：两组滑块209的底部设有轴承座，两组搅拌棍202的顶部设有转杆，且转杆与轴承座相互连接，齿轮207套设于转杆的外侧，便于转杆在齿轮207和内齿环208的啮合下旋转进行搅拌工作。
作为本实施例的优选方案：环形滑槽2010外侧的底部设有连接环，且连接环与内齿环208相互连接，提高部件连接的结构强度，驱动电机203的外侧设有保护壳，增加部件的保护性。
一种纳米环保燃煤助燃固硫剂的制备方法，制备方法步骤如下：
步骤一；在设备使用时，通过控制台10分别启动驱动电机203、液泵3和风机702，首先将硝酸从一组导流管倒入反应釜体1内，且硝酸一定要过量，其含量根据浓度100％计算，如果硝酸浓度低于100％，根据实际值进行换算，然后将二茂铁从导料管701的粉料进口倒入，期间在风机702的启动下向导料管701吹入导流风，促使进入导料管701的粉料快速下落导料口7内，通过导料口7流入套管9，然后在驱动电机203的启动下带动主动齿轮204与齿盘205啮合，迫使套管9整体旋转，随着套管9的转动促使套管9内的半球形导流座704和螺旋导料杆703转动，进而配合风机702吹出的导流风连通粉料一同流入套管9内，利用螺旋导料杆703将粉料打散导流，最终在半球形导流座704的阻挡下分散流出，使二茂铁溶于硝酸中；
步骤二；当二茂铁溶于硝酸后，再将纳米氧化镧、纳米氧化铈及纳米氧化钴中的一种或几种慢慢加入步骤一所得的溶液中，期间各种粉料皆在螺旋导料杆703和套管9的旋转下均匀导流输送，并根据套管9旋转的同时，带动半球形导流座704和搅拌杆201及搅拌叶2转动，使粉料边加入边搅拌，并随着套管9的旋转带动连接板206和滑块209在2011的导向下滑动，然后两组搅拌棍202跟随滑块209的环形移动，使齿轮207沿绕内齿环208啮合转动，即可利用齿轮207的旋转带动搅拌棍202转动，进行辅助搅拌工作，待反应完成后从另一组导流管补入水液；
步骤三；最后加入氯化铵及木质素磺酸钠，同样利用步骤一和步骤二的粉料导流组件和混合搅拌组件的相互结合，边加入边搅拌，直到完全溶解为止，即得纳米环保燃煤助燃固硫剂。
综上所述：在本发明中，燃煤助燃固硫剂由助燃剂、催化剂、渗透剂、分散剂组成，这些组分按重量百分比分别为助燃剂10～11％、催化剂3.5～5％、渗透剂3.5～4.5％、分散剂1～2％，助燃剂为二茂铁及硝酸锰、硝酸锌、硝酸镍中的一种或几种的混合物；催化剂为纳米氧化镧、纳米氧化铈和纳米氧化钴中的一种或几种的混合物；渗透剂为硝酸和水；分散剂氯化铵及木质素磺酸钠，按上述组分配比的燃煤助燃固硫剂为橙黄色液体，密度为1-1.2g/cm3，溶于水，pH呈弱酸性，添加量燃煤的0.07％，即每吨燃煤添加0.7kg燃煤助燃固硫剂，由此形成的燃煤助燃固硫剂具有增强煤层透气性，使煤充分燃烧，降低烟尘排放量，改善热传导效率的功效，增加燃煤助燃固硫剂的泛用性和实用价值。
最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (7)

1.一种纳米环保燃煤助燃固硫剂生产设备，包括反应釜体(1)，其特征在于：所述反应釜体(1)的顶部设有顶槽(5)，所述顶槽(5)的顶部设有安装槽(6)，所述安装槽(6)顶部的两侧设有连接架(8)，所述安装槽(6)内部的中间位置处设有粉料导流组件，所述反应釜体(1)两侧的底部设有固定座(4)，所述反应釜体(1)底部的中间位置处设有相互连通的液泵(3)，所述顶槽(5)内部的顶部和底部套设有套管(9)，所述顶槽(5)内部的一侧设有混合搅拌组件，一组所述固定座(4)的顶部设有控制台(10)，所述控制台(10)通过导线与液泵(3)电连接；
所述粉料导流组件内部的中间位置处设有导料口(7)，且导料口(7)与套管(9)相互对应，两组所述连接架(8)相互靠近的一侧分别设有导料管(701)和风机(702)，所述风机(702)与导料管(701)和导料口(7)相互连通，所述套管(9)内部的底部设有四组固定块(706)，四组所述固定块(706)相互靠近的一侧设有半球形导流座(704)，所述半球形导流座(704)内部的底部设有螺旋导料杆(703)，所述套管(9)的底部设有环形下料口(705)，所述控制台(10)通过导线与风机(702)电连接；
所述混合搅拌组件内部的一侧设有驱动电机(203)，所述驱动电机(203)的输出端设有主动齿轮(204)，所述套管(9)外侧的中间位置处设有与主动齿轮(204)相互啮合的齿盘(205)，所述反应釜体(1)内部顶部的边缘处设有环形滑槽(2010)，所述环形滑槽(2010)的内侧对称设有滑块(209)，两组所述滑块(209)相互靠近的一侧设有与套管(9)相互连接的连接板(206)，所述套管(9)底部的中间位置处设有搅拌杆(201)，所述搅拌杆(201)的底部设有搅拌叶(2)，所述环形滑槽(2010)底部的边缘处设有内齿环(208)，两组所述滑块(209)的底部套设有搅拌棍(202)，两组所述搅拌棍(202)外侧的顶部设有与内齿环(208)相互啮合的齿轮(207)，所述控制台(10)通过导线与驱动电机(203)电连接。
2.根据权利要求1所述的一种纳米环保燃煤助燃固硫剂生产设备，其特征在于：所述顶槽(5)内部的两侧设有导流管，且导流管的顶部设有注液口，而注液口的顶部设有密封板，所述顶槽(5)内部顶部和底部的中间位置处设有轴承，且轴承与套管(9)相互配合。
3.根据权利要求1所述的一种纳米环保燃煤助燃固硫剂生产设备，其特征在于：所述反应釜体(1)一侧的顶部设有排气阀，所述反应釜体(1)底部靠近液泵(3)的一侧设有排料口，且排料口的底部设有水阀。
4.根据权利要求2所述的一种纳米环保燃煤助燃固硫剂生产设备，其特征在于：所述导料管(701)的正面一端设有粉料进口，且粉料进口呈倾斜角度与导料管(701)相互连通。
5.根据权利要求2所述的一种纳米环保燃煤助燃固硫剂生产设备，其特征在于：所述半球形导流座(704)内部的顶部设有通口，且通口与螺旋导料杆(703)相互适配，所述半球形导流座(704)的底部设有固定套，且固定套与搅拌杆(201)相互连接。
6.根据权利要求3所述的一种纳米环保燃煤助燃固硫剂生产设备，其特征在于：两组所述滑块(209)的底部设有轴承座，两组所述搅拌棍(202)的顶部设有转杆，且转杆与轴承座相互连接，所述齿轮(207)套设于转杆的外侧。
7.根据权利要求3所述的一种纳米环保燃煤助燃固硫剂生产设备，其特征在于：所述环形滑槽(2010)外侧的底部设有连接环，且连接环与内齿环(208)相互连接，所述驱动电机(203)的外侧设有保护壳。
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