一种矿用离子液体阻化剂的净化装置及净化方法与流程

本发明涉及离子液体阻化剂净化技术领域，具体涉及一种矿用离子液体阻化剂的净化装置及净化方法。

背景技术：

在煤炭资源开采过程中，为了抑制煤自燃现象的发生，通常在煤开采过程中向煤体压注阻化剂来提高煤氧化的的活化能，延长煤的自燃发火期，降低开采危险系数，增强安全性，提高生产进度，但是特别地，与其他粉末状或者颗粒状的阻化剂不同的是本发明设计一种离子液体阻化剂，在室温下呈液态，而对于一种矿用离子液体阻化剂需要进行净化，以去除不需要的杂质，使得这种离子液体阻化剂更加纯净，以便为后续生产提供条件。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于针对上述实际生产的需要，提供了一种矿用离子液体阻化剂的净化装置，该净化装置结构精巧，使用方便，净化效果好，装置易操作，可推广应用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种矿用离子液体阻化剂的净化装置，其特征在于，包括依次相互连通的混凝反应器、净化塔和消毒池，所述混凝反应器和净化塔均竖直设置，所述混凝反应器的一侧开设有反应器进口，所述混凝反应器的另一侧连接有第一管道，混凝反应器内设置有由第一电机提供动力的第一搅拌器；所述净化塔的一侧开设有与所述第一管道连通的净化塔进口，所述净化塔的另一侧开设有净化塔出口，所述净化塔出口连接第二管道，所述净化塔内设置有由第二电机提供动力的第二搅拌器，所述净化塔内位于所述第二搅拌器的搅拌桨的上下两方均设置有冲洗装置，所述净化塔内位于所述净化塔出口和第二搅拌器之间的位置设置有过滤层，所述净化塔底部连通有杂质排放池，所述杂质排放池顶端设置有挡板，所述杂质排放池底部开设有杂质排放口；所述消毒池的一侧与所述第二管道连接，所述消毒池的另一侧开设有消毒池出口。

优选地，所述过滤层包括两块对称拼接的相同的半圆过滤膜和固定连接在所述过滤膜之间的第一橡胶连接片，所述挡板包括两块对称拼接的相同的半圆聚乙烯板和固定连接在所述聚乙烯板之间的第二橡胶连接片，水平设置的第一转动杆和竖直设置的第二转动杆通过万向节连接，所述第二转动杆穿过所述第一橡胶连接片和第二橡胶连接片中心位置，所述第一传动杆伸出所述净化塔与电动机连接，所述电动机与自动控制器连接，所述第二转动杆穿过第一橡胶连接片和第二橡胶连接片位置的下端固定安装有第一定位板和第二定位板。

优选地，所述第一定位板和第二定位板随第二转动杆转动，当所述第一定位板与第一橡胶连接片垂直时能承托两块过滤膜，使过滤层处于闭合状态，当第一定位板转动至与所述第一橡胶连接片平行时，两块过滤膜失去支撑，在杂质和过滤膜的重力作用下过滤膜向下倾斜，过滤层打开。当第二定位板与第二橡胶连接片垂直相交时能承托两块聚乙烯板，使挡板处于闭合状态，反之，当第二定位板转动至与所述第二橡胶连接片平行时，两块聚乙烯板失去支撑，向下倾斜，挡板打开杂质流出，当杂质排完后过滤层和挡板恢复闭合状态。

优选地，所述混凝反应器上安装有流量检测元件a，所述流量检测元件a连接有流量记录控制器a，所述流量记录控制器a与所述控制阀门a连接，所述反应器进口上连接的管道处设置有控制阀门，且控制阀门同时设置有手动和自动的两种，当自动阀门失控时，可以通过手动阀门调节。

优选地，所述净化塔出口处上安装有流量检测元件b，所述流量检测元件b连接有流量记录控制器b，所述流量记录控制器b与所述自动控制器连接。当所述流量记录控制器b通过流量检测元件b检测到净化塔出口内的流量为零时，将信号传递给自动控制器控制电动机使第二转动杆转动从而打开过滤层和挡板。

优选地，所述混凝反应器和净化塔上均设置有压力报警器，所述消毒池上安装有液位报警器。

优选地，所述第一管道上设置有第一压力泵，所述第二管道上设置有第二压力泵，所述第一管道上位于所述第一压力泵与净化塔进口之间的管道上设置有控制阀门a，所述第二管道上位于所述第二压力泵与消毒池之间的管道上设置有控制阀门b。

优选地，所述第一压力泵和第二压力泵采用一用一备，所述第一压力泵和第二压力泵上均安装有止逆阀以及排污阀。

优选地，所述净化塔的上部开设有排气孔，所述净化塔的下部开设有净化塔检修口。

优选地，所述冲洗装置包括设置在净化塔内壁上的两圈水管和开设在净化塔上的第一进水口和第二进水口，所述水管分别与第一进水口和第二进水口连通，所述水管上均匀布设有多个喷头，所使用的冲洗液采用洁净的自来水。

优选地，所述杂质排放池为倾角45°的倒椎体结构。

优选地，所述净化塔底部设置有支撑柱。

优选地，所述消毒池上分别开设有取样口、消毒剂添加口和消毒池检修口。

优选地，所述消毒池上安装有液位检测元件，所述液位检测元件连接有流量记录控制器c，所述流量记录控制器c与所述控制阀门b连接。

所述净化装置净化矿用离子液体阻化剂的方法为：将需要净化处理的离子液体阻化剂经过反应器进口，进入混凝反应器中，待混凝反应器内离子液体阻化剂达到处理量时加入絮凝剂进行混凝反应，通过第一搅拌器进行搅拌混合，将混合搅拌后的离子液体阻化剂沿第一管道输送至净化塔中，在净化塔内由第二搅拌器进行二次搅拌并沉降，待过滤后的清液从净化塔出口排出后，通过流量记录控制器b发出控制信号给自动控制器通过启动电动机使第二转动杆转动从而打开过滤层和挡板，将杂质排放到杂质排放池，此时启动冲洗装置冲洗净化塔内壁，冲洗的杂质从杂质排放口排出进行环保处理，从净化塔出口中排出的清液经第二管道输送至消毒池，通过消毒剂添加口向清液内加入消毒剂，通过取样口进行离子液体阻化剂洁净度的检验，最后检验合格的的离子液体阻化剂由消毒池出口排出，定期通过净化塔检修口和消毒池检修口对净化塔和消毒池进行检修清理。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明结构精巧，使用方便，安装简便，净化效果好，净化效率高，可推广应用。

2、本发明通过设置的混凝反应器在离子液体阻化剂中加入絮凝剂，并用第一搅拌器搅拌，初步分离出离子液体阻化剂中的杂质，经过净化塔中第二搅拌器的二次搅拌使离子液体阻化剂更好的沉淀分层，利于分离，其操作简便，工作效率高。

3、本发明在净化塔中设置有冲洗装置，可以有效扫除净化塔内壁、过滤膜和挡板上附着的固体杂质，能提高过滤净化效率，减小人工维护工作量。在过滤膜上设置有自动控制器连接的第一转动杆和第二转动杆，能自行完成间歇式排放固体杂质，过滤效率高，杂质残留少。

4、本发明设置有多个报警装置，能在净化装置工作中出现异常情况时及时发出警报，大大提高生产安全性，间接地节省生产成本。

5、本发明中设计安装有多个流量检测元件和流量记录控制器，能实时反应净化装置各部位实时工作状况，通过电脑自动控制，大大提高生产效率，减少安全隐患。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明净化装置的结构示意图。

图2是本发明过滤层与第二转动杆的连接结构示意图。

图3是本发明挡板结构示意图。

附图标记说明：

1—混凝反应器；2—净化塔；3—消毒池；

4—杂质排放池；5—反应器进口；6—净化塔进口；

7—净化塔出口；8—消毒池出口；9—第二电机；

10—排气孔；11—净化塔检修口；12—反冲洗滤帽；

13—消毒液添加口；14—消毒池检修口；15—过滤层；

16—杂质排放口；17—控制阀门a；18—第一压力泵；

19—第一电机；20—取样口；21—第一搅拌器；

22—第二搅拌器；23—第二压力泵；24—自动控制器；

25—第一转动杆；26—流量检测元件a；27—流量记录控制器a；

28—流量记录控制器b；29—流量检测元件b；30—流量记录控制器c；

31—液位检测元件；32—控制阀门b；33—第一管道：

34—第二管道；35—第一进水口；36—第二进水口；

37—挡板；38—第一橡胶连接片；39—第一支撑板；

40—第二橡胶连接片；41—第二支撑板；42—第二转动杆；

43—电动机。

具体实施方式

如图1至图3所示，本发明包括依次相互连通的混凝反应器1、净化塔2和消毒池3，所述混凝反应器1和净化塔2均竖直设置，所述混凝反应器1的一侧开设有反应器进口5，所述混凝反应器1的另一侧连接有第一管道33，混凝反应器1内设置有由第一电机19提供动力的第一搅拌器21；所述净化塔2的一侧开设有与所述第一管道33连通的净化塔进口6，所述净化塔2的另一侧开设有净化塔出口7，所述净化塔出口7连接第二管道34，所述净化塔内设置有由第二电机9提供动力的第二搅拌器22，所述净化塔2内位于所述第二搅拌器22的搅拌桨的上下两方均设置有冲洗装置12，所述净化塔2内位于所述净化塔出口7和第二搅拌器22之间的位置设置有过滤层15，所述净化塔2底部连通有杂质排放池4，所述杂质排放池4顶端设置有挡板37，所述杂质排放池4底部开设有杂质排放口16；所述消毒池3的一侧与所述第二管道34连接，所述消毒池3的另一侧开设有消毒池出口8。

本实施例中，所述过滤层15包括两块对称拼接的相同的半圆过滤膜和固定连接在所述过滤膜之间的第一橡胶连接片38，所述挡板37包括两块对称拼接的相同的半圆聚乙烯板和固定连接在所述聚乙烯板之间的第二橡胶连接片40，水平设置的第一转动杆25和竖直设置的第二转动杆42通过万向节连接，所述第二传动杆依次穿过所述第一橡胶连接片38和第二橡胶连接片40中心位置，所述第一传动杆伸出所述净化塔2与电动机43连接，所述第二转动杆42上穿过第一橡胶连接片38和第二橡胶连接片40位置的下端固定安装有第一定位板39和第二定位板41，所述第一定位板39和第二定位板41能随第二转动杆42转动而转动，进而控制所述过滤层15和挡板37断开向下呈一定角度，再在进行排污处理。

本实施例中，第一定位板39、第二定位板41、第一橡胶连接片38和第二橡胶连接片40均为长条状，所述第一定位板39的宽度小于第一橡胶连接片38，第二定位板41的宽度小于第二橡胶连接片40。

本实施例中，所述第一定位板39和第二定位板41随第二转动杆42转动，当所述第一定位板39与第一橡胶连接片38垂直时能承托两块过滤膜，使过滤层15处于闭合状态，当第一定位板39转动至与所述第一橡胶连接片38平行时，两块过滤膜失去支撑，在杂质和过滤膜的重力作用下过滤膜向下倾斜，过滤层15打开；当第二定位板41与第二橡胶连接片40垂直相交时能承托两块聚乙烯板，使挡板37处于闭合状态，反之，当第二定位板41转动至与所述第二橡胶连接片40平行时，两块聚乙烯板失去支撑，向下倾斜，挡板37打开杂质流出，当杂质排完后过滤层15和挡板37恢复闭合状态。

本实施例中，所述净化塔出口7上安装有流量检测元件b29，所述流量检测元件b29连接有流量记录控制器b28，所述流量记录控制器b28与所述自动控制器24连接。

本实施例中，所述混凝反应器1和净化塔2上均设置有压力报警器，所述消毒池3上安装有液位报警器。

本实施例中，所述第一管道33上设置有第一压力泵18，所述第二管道34上设置第二压力泵23，所述第一管道33上位于所述第一压力泵18与净化塔进口6之间的管道上设置有控制阀门a17，所述第二管道34上位于所述第二压力泵23与消毒池3之间的管道上设置有控制阀门b32。

本实施例中，所述混凝反应器1上安装有流量检测元件a26，所述流量检测元件a26连接有流量记录控制器a27，所述流量记录控制器a27与所述控制阀门a17连接，所述反应器进口5上连接的管道处设置有控制阀门，且控制阀门同时设置有手动和自动的两种，当自动阀门失控时，可以通过手动阀门调节。

本实施例中，所述净化塔2的上部开设有排气孔10，所述净化塔2的下部开设有净化塔检修口11。

本实施例中，所述冲洗装置12包括固定在净化塔2内壁上的两圈水管和开设在净化塔2上的第一进水口35和第二进水口36，所述水管分别与第一进水口35和第二进水口36连通，所述水管上均匀布设有多个喷头。

本实施例中，所述杂质排放池4为倾角45°的倒椎体结构，方便排出杂质。

本实施例中，所述净化塔2底部设置有支撑柱。

本实施例中，所述消毒池3上分别开设有取样口20、消毒剂添加口13和消毒池检修口14。

本实施例中，所述消毒池3上安装有液位检测元件31，防止消毒池3内净化的矿用离子阻化剂溢流，所述液位检测元件31连接有流量记录控制器c30，所述流量记录控制器c30与所述控制阀门b32连接。

本实施例中，所述的净化塔2、混凝反应器1、消毒池3、杂质回收池4均选用防氧化防腐蚀材料制造。

本实施例中，离子液体阻化剂通过的管道均采用耐腐蚀的直径为10cm的pvc管。

本实施例中，所述自动控制器24的型号为bq5双电源框架式自动转换开关控制器，第一转动杆25和第二转动杆42选用不锈钢材料。

本实施例中，冲洗装置12冲洗的过程和杂质排放的过程同步进行，此时过滤层15打开，冲洗装置12喷头喷出的水流不但能清洗净化塔2内壁，还能清洗过滤层15和挡板37，清洗完之后的污水排放至杂质排放池4，经杂质排放口16排放。

本实施例中，所述第一搅拌器20和第二搅拌器21均采用恒速框式搅拌器，且搅拌叶片采用防腐、防氧化能好的镍铬合金。

本实施例中，所述第一压力泵17和第二压力泵22采用一用一备，所述第一压力泵17和第二压力泵22上均设置有止逆阀和排污阀。

本实施例中，所述消毒池3上设置有液位报警装置，从而能合理地控制进入消毒池3的离子液体阻化剂的流量大小。

本实施例中，所述净化塔检修口11和消毒池检修口14尺寸为80cm。

本实施例中，所述的各压力报警器、流量检测元件以及流量记录控制器都和计算机电脑进行远程联锁控制，采用先进的电子信息化设备，极大地提高了控制数据的精确化和标准化，而且使得事故事件大大减少。

该矿用离子液体阻化剂的净化装置用于净化矿用离子液体阻化剂的净化方法为：

第一步、将所述混凝反应器、净化塔和消毒池固定安装，并连接好各段管道，将各压力报警器、流量检测元件以及流量记录控制器计算机系统连接；

第二步、控制待净化的离子液体阻化剂的温度为常温，通过控制阀门将待净化的离子液体阻化剂的流量控制在5-20l/h之间,加入混凝反应器1内，然后加入絮凝剂进行混凝反应，并通过第一搅拌器21进行搅拌混合，得到混合液；所述离子液体阻化剂选用1-丁基-3-甲基咪唑碘盐[bmim]i，其物理化学性质为弱碱性盐，易溶于水、乙醇，比重比水大，热分解温度为265℃；所述絮凝剂选用无机高分子絮凝剂聚合硫酸铁；

第三步、将第二步中所述混合液通过第一压力泵18沿第一管道33输送至净化塔2中，当净化塔2内混合液达到一定量时，设定时长10min进行沉降(此时过滤层15和挡板37均关闭)；

第四步、待沉降完成后从净化塔出口7排出清液，紧接着流量记录控制器b28将信号传递给自动控制器24控制电动机43启动从而第二转动杆42打开过滤层15和挡板37，在排污的同时冲洗装置12开启，冲洗净化塔2内壁，同时也能冲洗过滤层15和挡板37上残留的杂质，所有杂质随冲洗水流排至杂质排放池4通过杂质排放口16排出处理；

第五步、从净化塔出口7排出的清液经第二管道37由第二压力泵23输送至消毒池3，通过消毒剂添加口13加入消毒剂，通过取样口20进行离子液体阻化剂洁净度的检验，最后检验合格的离子液体阻化剂由消毒池出口8排出，定期通过净化塔检修口11和消毒池检修口14对净化塔2和消毒池3进行检修清理；所述消毒剂选用二氧化氯。

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、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。