CN115846350A - 一种生物质灰渣分级改性的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种生物质灰渣分级改性的方法，将生物质灰渣依次经过磁力传送、筛网分级、溶液喷液，完成生物质灰渣的分级改性；所述溶液喷液在筛网分级过程的后段进行。本发明将喷液应用到筛网振动中，巧妙的将喷液‑转轮‑橡胶杆‑筛网结合，形成动力输送，产生振动，结合下料时的冲击，满足筛网振动分级，出乎意料的取代了现有普遍使用的振动器，这显著降低成本。相对于现有振动器结合浸泡处理，本发明取得更优的技术效果，而且本发明的喷液与现有浸泡相比，技术效果相当，关键的，浸泡为单独工序，明显耗时耗力。

Description

一种生物质灰渣分级改性的方法

技术领域

本发明涉及筛分以及表面处理技术，特别地，是涉及一种生物质灰渣分级改性的方法，得到分级以及表面处理的生物质灰渣。

背景技术

生物质灰渣被生物质发电厂视为主要固体废弃物，其颗粒大小分布不均、含铁类杂质的特性影响着生物质灰渣的回收利用率，以致大多数生物质灰渣被直接丢弃，对电厂及其周边环境造成潜在的环境污染和资源浪费，并一定程度上制约着生物质发电的发展。传统人工湿地中砾石、陶粒、沸石、粉煤灰等颗粒填料，比表面积有限、孔隙率较大；而土壤、砂粒等填料，比表面积较大、孔隙率较小，又容易导致基质堵塞。湿地基质在人工湿地发挥脱氮除磷功能中有至关重要的作用，而每种填料性能各有优缺点，为了综合发挥各填料优势，湿地填料往往由多种填料组成，填料级配十分重要，以有效去除各种污染物质，同时有效避免堵塞，提高运行周期。目前，生物质筛分处理设备存在筛分效果不好，粉尘大，灰渣中铁杂质不能有效分离的问题。所以，设计一种生物质灰渣分级改性方法有着十分重要的意义。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种筛分效果好且表面改性好的生物质灰渣分级改性方法，得到分级以及表面处理的生物质灰渣，有效的分级以及表面处理使其在水处理中有很好的应用，尤其是分级改性简单，喷液而无需浸泡。

本发明采用的技术方案是：

一种生物质灰渣分级改性的方法，将生物质灰渣依次经过磁力传送、筛网分级、溶液喷液，完成生物质灰渣的分级改性；所述溶液喷液在筛网分级过程的后段进行。具体的，生物质灰渣经过磁力传送，得到除铁灰渣；再将除铁灰渣经过倾斜的筛网组，除铁灰渣向下滑动的同时完成筛网分级，同时在筛网组后段进行溶液喷液，完成生物质灰渣的分级改性。优选的，筛网组向出料端倾斜；除铁灰渣在弹性振动下向下滑动。具体的，利用溶液冲击转轮，再利用转轮转动打击位于筛网组表面的橡胶杆，实现弹性振动。本发明通过除铁灰渣下落结合转轮打击产生弹性振动；具体的，筛网组设有弹簧；表面设有橡胶杆；橡胶杆上方设有转轮；转轮的上方设有喷液结构；喷液结构包括储液箱及多个喷头；喷头的排布方向与转轮的轮轴平行；储液箱存储醋酸水溶液；醋酸水溶液从喷头压出冲击转轮实现转轮转动，转轮转动打击橡胶杆产生振动。进一步的，储液箱设有压缩空气进口，可连通气泵，也可连通工厂常规的压缩空气管道，加大溶液喷出压力。

本发明公开了根据上述生物质灰渣分级改性的方法制备的分级改性生物质灰渣；以及该分级改性生物质灰渣在制备水处理材料中的应用。

现有技术通过浸泡生物质灰渣进行表面处理，这对生产应用不利，本发明利用分级过程结合喷液，取得了现有浸泡的技术效果，简化了处理过程，优选在筛网后段，比如筛网上，距离出料端20%～10%的位置，进行喷液，这样保证了前段筛分分级的效果，而且对分级后的灰渣可以喷液。尤其是，本发明将喷液应用到筛网振动中，巧妙的将喷液-转轮-橡胶杆-筛网结合，形成动力输送，产生振动，结合下料时的冲击，满足筛网振动分级，出乎意料的取代了现有普遍使用的振动器，这显著降低成本。而且相对于现有振动器结合浸泡处理，本发明取得更优的技术效果，而且本发明的喷液与现有浸泡相比，技术效果相当，关键的，浸泡为单独工序，明显耗时耗力。进一步的，本发明采用常规的喷头，只要产生水柱就好，取代了现有喷淋处理普遍使用的旋转喷头，该成本下降大，本发明的普通喷头可采用普通球阀，水柱冲击转轮实现溶液分散，无需使用现有喷液喷头。

附图说明

图1是实施例一生物质灰渣分级改性设备的示意图（活动板打开状态）；

图2是筛网结构示意图；

其中：1、外壳；2、磁性传送带；3、筛网组；4、喷液结构；41、喷头；42、储液箱；43、气泵；5、弹簧；6、活动板，可上下抽拉；7、转轮；8、铁屑盒；12、刮铁板；13、铁屑挡板；14、入料口；21、传送带卸料端；31、筛网；32、筛网进料端；33、筛网侧挡板；36、挡片；37、安装板；38、橡胶杆；39、筛网出料端；71、叶片。

具体实施方式

本发明公开了一种设备在上述生物质灰渣分级改性中的应用，所述设备包括磁性传送带、筛网组、弹性振动结构、喷液结构，进一步包括外壳；外壳的上方设有入料口，该入料口下方为磁性传送带的入料端，并将从该入料口掉落的物料输送向卸料端；筛网组在该传送带的卸料端下方，承接除铁灰渣；筛网组包括安装板及多个向出料端倾斜向下延伸的筛网，各筛网进料端位于安装板上，各筛网出料端设有挡片；作为创新，安装板底部通过弹簧安装在外壳底部；外壳上，靠近出料端的侧壁为活动板，挡片与该活动板接触，活动板可以为上下抽动的活动板，也可以为门式活动板；作为创新，本发明采用弹性振动，弹性振动结构包括转轮与位于筛网组上表面的橡胶杆；转轮位于该橡胶杆上方；喷液结构的多个喷头都位于该转轮的上方。根据本发明的结构，喷液结构的喷头喷射醋酸水溶液冲击转轮旋转，转轮上的叶片连续击打橡胶杆而使筛网组振动，结合弹簧，实现弹性振动。作为优选，传送带的入料端的下方设有边沿与该传送带表面相接触的刮铁板，刮铁板下方为铁屑挡板、铁屑盒，可将传送带上吸附的铁屑刮落至下方的铁屑盒中，铁屑盒的具体位置没有限定，能够收集铁杂质即可，一般的，位于外壳侧壁处，在外壳侧壁开门，如此可取出。本发明的安装板为L型，各筛网的进料端安装在竖面上，横面的上表面向出料端倾斜向下延伸，且出料端铰接有挡片，为最小粒径的灰渣输送板，横面的下表面、外壳底部之间设有弹簧，从而形成弹性连接。作为常识，各筛网以及安装板的横面的上表面互相平行，倾斜向下的角度为常规倾斜角度，比如，可设置为5°-10°，使得灰渣向下移动即可。喷液结构包括气泵、储液箱及多个喷头，可采用球阀作为喷头，成本低、易控制，对于小型筛分机可在外壳上开口，伸手开阀，对于大型筛分机可在外壳开门，进门开阀，此都为常规技术。采用这种结构的喷液结构，不仅由于气泵的压力作用，使得各喷头里喷出液柱对转轮上叶片的冲击力变大，转轮旋转速度变快，与橡胶杆的碰撞强度变大、频率变高，进而大大提高了筛网组的振动强度及频率，增强了该生物灰渣分级改性设备的筛分效果，而且储液箱中喷射出的溶液可在对各筛网上的物料振动筛分时同步实现了物料表面的喷液改性，改性后的物料可运用到水处理领域，降低改善水质的处理成本。作为优选，所述筛网组中的筛网数量为3-7个，以达到较好的多级筛分效果。多个向出料端倾斜向下延伸的筛网中，网孔孔径从上至下依次减小，实现筛分。具体筛网数量以及各层筛网的孔径选择，可根据实际生产需要进行。作为优选，筛网设有侧挡板，防止物料在筛分振动过程中掉落的同时，对出料起到导流的作用；侧挡板是指筛网长度方向设置挡板，高度没有要求，能够挡住灰渣即可。橡胶杆有多根，以提高橡胶杆与转轮叶片的撞击频率。

本发明中，所述磁性传送带为现有产品，一般的，包括带体以及由并行设置的磁性滚轴构成的滚轴组，各磁性滚轴之间留有间隙，采用磁性传送带，磁性滚轴的磁吸力不用太大便可将铁质吸附住。

本发明还公开了利用上述设备进行生物质灰渣分级改性的方法。生物质灰渣是生物质电厂燃烧秸秆、木材等生物质燃料所产生的灰渣，是目前我国生物质电厂发电过程中所产生的主要废弃物，取炉排炉生物质电厂发电作业产生的底部炉渣作为用于本发明分级改性。100 mL醋酸加入10L水中，作为溶液，用于灰渣改性处理。下面结合附图及较佳实施例，对本发明的技术方案进行清楚和完整的描述。本发明涉及的具体部件为现有产品或者常规技术可得到的产品，具体连接以及使用方法为常规技术。本发明涉及的方位为实际生产时的位置关系。

实施例一

如图1所示：一种生物质灰渣分级改性设备，包括外壳1、磁性传送带2、筛网组3、活动板6、喷液结构4；外壳1的上方设有入料口14；磁性传送带位于入料口的下方；传送带的下方设有与传送带表面相接触的刮铁板12，刮铁板下方为铁屑挡板、铁屑盒8中，打开外壳上的仓门就可处理铁屑盒中的铁杂质。

筛网组设置在传送带的卸料端21下方，作为常识，传送带的宽度小于筛网宽度，不会漏下滴渣；筛网组包括L型安装板37及5个筛网31，筛网31的孔径从上到下依次为2.5目、16目、32目、60目和100目，网间距为40cm。筛网和安装板横面分别以相对水平方向倾斜一定角度的方式设置，倾斜角度为10°；各筛网进料端32连接于安装板的竖面上，各筛网出料端39用合页铰接有挡片36；为了防止物料在筛分振动过程中掉落，也为了对出料起到导流的作用，各筛网分别设有侧挡板33。安装板通过弹簧安装于外壳的底部；当物料从传送带上掉落至筛网组上时，物料的冲击力会引起筛网组振动，而且倾斜的网面能促使在多级筛分的振动过程中各筛网及安装板上的物料能在重力的作用下不断朝右行进，为其后续的喷液改性继而从下游不同的物料出口流出做准备。外壳靠近筛网出料端的侧壁为活动板，关闭状态时，挡片竖直向上并与活动板接触；当活动板拉起开启时，挡片转落，可出料。活动板连接在筛网端面的方法为常规技术，比如铰接。筛网组的上表面设有橡胶杆38，转轮7位于橡胶杆上方，活动套接在水平固定于外壳侧壁上的一根轴上，可转动；

振动装置包括转轮7与橡胶杆38；喷液结构设有气泵43、储液箱42，安装在外壳的顶部，储液箱内部储有醋酸水溶液，下方有球阀作为喷头，喷头41穿过外壳对准转轮，经由喷头喷射而旋转时，转轮上的叶片连续击打橡胶杆而使筛网组振动；橡胶杆可有三根，以提高撞击频率。采用这种结构的喷液结构，不仅由于气泵的压力作用，使得喷头里喷出液柱对转轮上叶片的冲击力变大，旋转速度变快，与橡胶杆的碰撞强度变大、频率变高，进而提高了筛网组的振动强度及频率，增强了该生物灰渣分级改性设备的筛分效果，而且喷射储液箱中的溶液可在对各筛网上的物料振动筛分时同步实现了物料表面的改性，改性后的物料可运用到水处理领域，降低改善水质的处理成本。筛网上，距离出料端20%的位置，进行喷液，这样保证了前段筛分分级的效果，而且对分级后的灰渣可以喷液。

实施例二

利用上述生物质灰渣分级改性设备进行生物质灰渣分级改性的工作过程为：生物质灰渣从入料口进入，经磁性传送带传送时，灰渣中的铁粉杂质将会滞留在传送带表面，除铁灰渣则会被送入具有多层不同孔径大小的筛网组中，并通过筛网组的弹性振动，从上至下逐级筛选。打开气泵以及喷头，转轮受喷射处理溶液冲击而旋转，叶片连续击打橡胶杆而使筛网组振动，灰渣边筛分边向各筛网出料端行进，而且喷出的液柱连续不断地撞击旋转叶片，叶片将液柱打散后，液体向下飞溅，实现了喷液的均匀化，减少了筛分过程中的粉尘污染。当灰渣分级改性结束需要收集时，关闭喷液，拉起打开活动板，挡片调节至水平位，各筛网出料端和安装板横面上的灰渣就可被导流至常规的收集袋。

实施例三

本发明的分级改性灰渣作为装载填料，填充顺序由下至上依次为16目、32目、60目和100目筛网上的分级改性灰渣网兜，各层厚度分别为200mm、150mm、150mm、200mm。

实验室模拟垂直污水处理，进水水质为：总氮：2.0 mg/L，总磷：0.32 mg/L，水力负荷：0.9 m³·m^-2·d^-1，从上到下流经上述装载填料，出水水质为：总氮1.09 mg/L，总磷0.223 mg/L。

对比例一

在实施例一的基础上，省略弹簧与橡胶杆，将安装板直接装在外壳底部，并在安装板侧壁设有振动器，由其提供振动筛分，此为现有普遍使用的振动方式，其余不变，根据实施例二以及实施例三，模拟实验后，出水水质为：总氮1.41mg/L，总磷0.26 mg/L。

对比例二

在实施例一的基础上，省略弹簧与橡胶杆，将安装板直接装在外壳底部，并在安装板侧壁设有振动器，由其提供振动筛分，此为现有普遍使用的振动方式，另外，在实施例二中，不进行喷液，而是将分级后的灰渣分别浸泡在处理溶液中，15分钟后取出表干，根据实施例三，模拟实验后，出水水质为：总氮1.26mg/L，总磷0.231 mg/L。

对照例

在实施例二中，将处理溶液替换为水，然后将分级（水）处理后的灰渣分别浸泡在处理溶液中，15分钟后取出表干，根据实施例三，模拟实验后，出水水质为：总氮0.99mg/L，总磷0.22mg/L。

相对于现有振动器结合浸泡处理，本发明取得更优的技术效果，而且本发明的喷液与现有浸泡相比，技术效果相当，关键的，浸泡为单独工序，明显耗时耗力。

经过实际计算，以设备费用结合人工，本发明生物质灰渣分级改性的方法与现有工厂生产方法相比，分级改性同样数量的灰渣，成本下降15.3%左右；而且耗时更少。

本发明首次将喷液处理与震荡结合，该生物质灰渣分级改性设备在使用时，从入料口进入的生物质灰渣经磁性传送带传送时，灰渣中的铁类杂质将会滞留在传送带表面，而其余物料则会被送入具有多层不同孔径大小的筛网组中，此时也会使得弹性连接的筛网组晃动，并通过筛网组的振动，从上至下逐级筛选。转轮经由喷液结构的喷头喷射而旋转时，不仅转轮的叶片连续击打橡胶杆而使筛网组振动，而且喷出的液柱连续不断地撞击旋转转轮上的叶片，叶片将液柱打散后，液体向下飞溅，实现了喷液的均匀化，进一步加强了降低粉尘的效果。所以，该生物质灰渣分级改性设备具有结构新颖、无粉尘污染、筛分高效、集约化程度高等优点。

Claims (10)

1.一种生物质灰渣分级改性的方法，其特征在于：将生物质灰渣依次经过磁力传送、筛网分级、溶液喷液，完成生物质灰渣的分级改性；所述溶液喷液在筛网分级过程的后段进行。

2.根据权利要求1所述的生物质灰渣分级改性的方法，其特征在于：生物质灰渣经过磁力传送，得到除铁灰渣；再将除铁灰渣经过倾斜的筛网组，除铁灰渣向下滑动的同时完成筛网分级，同时在筛网组后段进行溶液喷液，完成生物质灰渣的分级改性。

3.根据权利要求2所述的生物质灰渣分级改性的方法，其特征在于：筛网组向出料端倾斜；除铁灰渣在弹性振动下向下滑动。

4.根据权利要求3所述的生物质灰渣分级改性的方法，其特征在于：利用溶液冲击转轮，再利用转轮转动打击位于筛网组表面的橡胶杆，实现弹性振动。

5.根据权利要求1所述的生物质灰渣分级改性的方法，其特征在于：溶液为醋酸水溶液。

6.根据权利要求1所述的生物质灰渣分级改性的方法，其特征在于：筛网分级时，网孔孔径从上至下依次减小。

7.根据权利要求1所述的生物质灰渣分级改性的方法制备的分级改性生物质灰渣。

8.权利要求7所述分级改性生物质灰渣在制备水处理材料中的应用。

9.一种设备在权利要求1所述生物质灰渣分级改性中的应用，其特征在于：所述设备包括磁性传送带、筛网组、弹性振动结构、喷液结构。

10.一种水处理方法，其特征在于，将权利要求7所述分级改性生物质灰渣组合为水处理填料，然后利用所述水处理填料实现水处理。

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