一种生物质型煤粘合剂制备装置及制备方法与流程

本发明适用于一种粘合剂制备装置及制备方法，尤其适用于生物质改性制备复合型生物质粘结剂的生产制备使用的生物质型煤粘合剂制备装置及制备方法。

背景技术：

生物质是可再生能源，而且来源广泛，价格低廉，可将它们经微生物工程处理或直接利用。它们不仅有较好的发热量，同时还不增加型煤的灰份，在经化学处理后具有较好的粘结性，生产的型煤燃点低，燃烧不结渣，故生物质作粘结剂

近来逐渐受到国内外的重视。用生物质秸秆制粘结剂，在无任何其它添加物的条件下生产的型煤机械强度随粘结剂用量的增大而提高，而且具有较好的防水性能，可满足长途运输、露天存放的要求；而且生产的型煤挥发分远高于原煤，含硫量远低于原煤，这不仅有利于改善型煤着火性能，而且可减少环境污染，达到型煤燃烧的要求。随着生物质粘结剂重要作用的体现，随着国家洁净型煤的不断推广与发展，成本低、环保特性好的生物质粘结剂大规模制备成为必然，之配套的制备装置显得尤为重要。

技术实现要素：

针对现有技术的不足之处，提供一种自动化程度高、操作简单、能产业化制备生物质粘结剂的生物质型煤粘合剂制备装置及制备方法。

为实现上述技术目的，本发明的生物质型煤粘合剂制备装置，包括装置筒体和电气控制箱，装置筒体上方设有装置顶盖，其中装置筒体包括外筒，外筒内设有内筒，外筒与内筒之间设有空隙水槽，空隙水槽内设有加热装置，装置顶盖上设有注水口、搅拌器速率控制按钮、数字显示屏和搅拌器定时开关；装置顶盖向内筒中延伸设有伸缩搅拌器，内筒内设有电动升降筛板，电动升降筛板与内筒底部之间设有改性滤液空间，改性滤液空间设有伸出到外筒外的改性滤液空间排出管，外筒侧下方设有与外筒与内筒之间空隙水槽相连通的外筒排水管，所述电气控制箱与加热装置和温度传感器相连接，温度传感器用于采集外筒(1)与内筒之间空隙水槽内水温，并将温度信号转换为电阻值，经过集成放大器的放大、比较后，输出控制信号，有效地控制电加热管的平均加热功率，使空隙水槽内的水保持恒温，电气控制箱上设有有温度设定显示屏和电源开关按钮。

所述加热装置为设置在外筒与内筒之间空隙水槽底部的加热管。所述外筒上设有液位观察镜，内筒为透明、耐高温、耐腐蚀材料，正对液位观察镜处的内筒上设有刻度测量体积。所述的伸缩搅拌器的叶片与杆均可伸缩，由内筒改性液浓度不同调整叶片大小，需要搅拌时将杆拉伸，不需要搅拌时将杆收缩。所述电动升降筛板可根据改性生物质粒度不同以及改性程度不同更换不同孔径的筛板，生物质粘结剂制备完成后可通过提升筛板对改性后通过筛板过滤出的粘性固体进行过滤与分离。注水口可以实现注水与喷淋的作用，内外筒放水时采用大口径注水，粘结剂制备完成后固体部分移出后采用高压喷淋方式对内筒进行洗涤，具有双重作用。

一种生物质置型煤粘合剂制备方法，其步骤如下：

a.控制内筒中的电动升降筛板下降至内筒最底部，通过注水口向内筒中注水，利用液位观察镜控制内筒中的注水量，当注水量达到预设要求后将向外筒与内筒之间的空隙水槽中注水，直到注水量达到要求后停止注水；

b.利用电气控制箱控制加热装置对外筒中的水进行加热从而给内筒进行加热，并将调配好比你的药剂投入内筒中，控制伸缩搅拌器伸出并对药剂和水进行搅拌，使药剂与水充分混合形成混合溶液后停止搅拌；

c.当内筒中的的混合溶液温度达到预设值后，打开顶盖按照生物质粘接剂配方添加干燥粉碎后的生物质，关闭顶盖启动伸缩搅拌器，并根据需要控制伸缩搅拌器的转速和搅拌时间从而使混合溶液和生物质进行改性反应；

d.当伸缩搅拌器搅拌停止后，收缩伸缩搅拌器，启动电动升降筛板由内筒底部向上升起，随着电动升降筛板上升将留在电动升降筛板上被过滤掉的粘稠状固体取出并装入容器，未被电动升降筛板过滤掉的滤液留在内筒中；

e.利用注水口对内筒进行喷淋洗涤液，之后洗涤液与未被电动升降筛板过滤掉的滤液共同经过滤液排出管排出并用容器收集；

f.制备结束，外筒与内筒空隙水槽处的水利用外筒排水管排出。

所述内筒内混合溶液和生物质加热搅拌过程中蒸发的水蒸气在顶盖冷凝后液化重新滴落回内筒，实现冷凝保持水分流失过多。

有益效果：

(1)可以实现生物质改性粘结剂的规模化生产制备；

(2)装置顶盖装备电动搅拌装置，搅拌器可伸缩，搅拌更均匀；

(3)可以设定搅拌时间与搅拌速率，定时进行搅拌，生物质改性更充分；

(4)内筒底部有可以自动升降的筛板，可根据实际需求更换不同粒度的筛板，同时制备完成后可以进行固液分离，粘稠状固体部分通过筛板上升移入专用容器，液体组分通过滤液排出管收集至专用容器，留作配比；

(5)装置顶盖的进水口可以实现注水与喷淋的作用，内外筒放水时采用大口径注水，粘结剂制备完成后固体部分移出后采用喷淋方式对内筒进行洗涤，有效保护设备。

(6)装置自动化程度高，操作简单方便，随着生物质粘结剂优势不断受到关注，装置具有良好的应用前景；

附图说明

图1为本发明生物质型煤粘合剂制备装置的主要结构示意图；

图2为本发明生物质型煤粘合剂制备装置的顶盖组成结构示意图；

图3为本发明生物质型煤粘合剂制备装置的内筒侧壁的筛板提升轨道示意图；

图4为本发明生物质型煤粘合剂制备装置的外筒液位观察镜示意图。

图中：1-带有液位观察镜的设备外筒体，2-用于制备生物质粘结剂的内筒，3-设备顶盖，4-电气控制箱，5-伸缩搅拌器，6-电动升降筛板，7-改性滤液排出管，8-电热管，9-外筒排水管，10-注水口，11-搅拌器速率控制按钮，12-数字显示屏，13-搅拌器定时开关，14-温度设定显示屏，15-电源开关按钮，16-筛板提升轨道，17-液位观察镜。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作进一步说明：

如图1和图2所示，本发明的生物质型煤粘合剂制备装置，包括装置筒体和电气控制箱4，装置筒体上方设有装置顶盖3，其中装置筒体包括外筒1，外筒1内设有内筒2，所述外筒1上设有液位观察镜17，内筒2为透明、耐高温、耐腐蚀材料，正对液位观察镜17处的内筒2上设有刻度测量体积，外筒1与内筒2之间设有空隙水槽，空隙水槽内设有加热装置和温度传感器，所述加热装置为设置在外筒1与内筒2之间空隙水槽底部的加热管8，装置顶盖3上设有注水口10、搅拌器速率控制按钮11、数字显示屏12和搅拌器定时开关13；注水口10可以实现注水与喷淋的作用，内外筒放水时采用大口径注水，粘结剂制备完成后固体部分移出后采用高压喷淋方式对内筒进行洗涤，具有双重作用，装置顶盖3向内筒2中延伸设有伸缩搅拌器5，所述的伸缩搅拌器5的叶片与杆均可伸缩，由内筒2改性液浓度不同调整叶片大小，需要搅拌时将杆拉伸，不需要搅拌时将杆收缩，内筒2内设有电动升降筛板6，所述电动升降筛板6可根据改性生物质粒度不同以及改性程度不同更换不同孔径的筛板，生物质粘结剂制备完成后可通过提升筛板对改性后通过筛板过滤出的粘性固体进行过滤与分离，电动升降筛板6与内筒2底部之间设有改性滤液空间，改性滤液空间设有伸出到外筒1外的改性滤液空间排出管7，外筒1侧下方设有与外筒1与内筒2之间空隙水槽相连通的外筒排水管9，所述电气控制箱4上设有温度设定显示屏14和电源开关按钮15，电气控制箱4与加热装置和温度传感器相连接，温度传感器用于采集外筒1与内筒2之间空隙水槽内水温，并将温度信号转换为电阻值，经过集成放大器的放大、比较后，输出控制信号，有效地控制电加热管的平均加热功率，使空隙水槽内的水保持恒温，电气控制箱4上设有有温度设定显示屏14和电源开关按钮15。

如图3所示：内筒侧壁设有筛板提升轨道16粘结剂制备完成后通过电动升降筛板6将固体粘稠部分与滤液分离。

如图4所示：外筒壁侧面上设有的液位观察镜17，液位观察镜17用于观察到内筒2中水的液位，确保配比的准确性。

上所述仅是本发明的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应当视为本发明的保护范围。

一种生物质型煤粘合剂制备方法，其步骤如下：

a.控制内筒2中的电动升降筛板6下降至内筒2最底部，通过注水口10向内筒2中注水，利用液位观察镜17控制内筒2中的注水量，当注水量达到预设要求后将向外筒1与内筒2之间的空隙水槽中注水，直到注水量达到要求后停止注水；

b.利用电气控制箱4控制加热装置对外筒1中的水进行加热从而给内筒2进行加热，并将调配好比你的药剂投入内筒2中，控制伸缩搅拌器5伸出并对药剂和水进行搅拌，使药剂与水充分混合形成混合溶液后停止搅拌，内筒2内混合溶液和生物质加热搅拌过程中蒸发的水蒸气在顶盖3冷凝后液化重新滴落回内筒，实现冷凝保持水分流失过多；

c.当内筒2中的的混合溶液温度达到预设值后，打开顶盖3按照生物质粘接剂配方添加干燥粉碎后的生物质，关闭顶盖3启动伸缩搅拌器5，并根据需要控制伸缩搅拌器5的转速和搅拌时间从而使混合溶液和生物质进行改性反应；

d.当伸缩搅拌器5搅拌停止后，收缩伸缩搅拌器5，启动电动升降筛板6由内筒2底部向上升起，随着电动升降筛板6上升将留在电动升降筛板6上被过滤掉的粘稠状固体取出并装入容器，未被电动升降筛板6过滤掉的滤液留在内筒2中；

e.利用注水口10对内筒2进行喷淋洗涤液，之后洗涤液与未被电动升降筛板6过滤掉的滤液共同经过滤液排出管7排出并用容器收集。

f.制备结束，外筒1与内筒2空隙水槽处的水利用外筒排水管9排出。

如图2所示：本发明的生物质粘结剂制备装置包括装置顶盖，其特征在于：实现对内外筒注水与伸缩搅拌器的有效控制。10为注水口，可以实现注水与喷淋的作用，内外筒放水时采用大口径注水，粘结剂制备完成后固体部分移出后采用喷淋方式对内筒进行洗涤，有效保护设备。11为搅拌器速率控制按钮，可以设定搅拌速率，13为搅拌器定时开关，可以通过设置进行定时搅拌，在生物质改性制备粘结剂过程中定时搅拌可以保证粘结剂改性更充分，设置的参数均在数字显示屏上面进行显示。

实例1：打开电源，设定加热温度为80℃进行加热，将naoh、固化剂等药剂按配比投入内筒2后，启动伸缩搅拌器5进行搅拌，使溶液混合均匀。待内筒2溶液温度达到80℃后1:30的固水比添加破碎至2mm与干燥后的玉米秸秆，然后盖上设备顶盖3，设置搅拌时间为1.2h，搅拌速率为60r/min，改性反应进行2h后打开设备顶盖3，收缩搅拌器5，按下电源开关按钮15关闭电源，启动电动升降筛板6随着筛板上升将粘稠状固体移入专用容器，随后打开注水口10对内筒2进行喷淋洗涤，洗涤液与滤液共同经过滤液排出管排出用专用容器收集。根据生物质改性制备型煤粘合剂技术方案的设定，液体与固体按质量比为3:7的比例混合制备特定的型煤粘合剂。制备结束后，外筒1中的水经外筒排水管9排出。

实例2：打开注水口10，对外筒1进行注水，打开电源15，设定加热温度为80℃进行加热，根据浓度为1％配制naoh溶液，打开注水口在内,2注水90l，按下伸缩搅拌器5进行搅拌，使溶液混合均匀。待内筒2溶液温度达到80℃后1:10的固水比添加破碎至2mm与干燥后的玉米秸秆9kg，然后盖上设备顶盖3，设置搅拌时间为1.2h，搅拌速率为60r/min，改性反应进行2h后打开设备顶盖3，加入氧化镁、氯化镁、硅酸钠各9g作为固化剂，按溶液总质量1-3％加入由ca(oh)2、caco3、fe2o3、sio2、al2o3等物质复配的固硫剂，打开搅拌器5搅拌15min，启动电源开关按钮15关闭电源，启动电动升降筛板6随着筛板上升将粘稠状固体移入专用容器，随后打开注水10口对内筒进行喷淋洗涤，洗涤液与滤液共同经过滤液排出管排出用专用容器收集后，与90-180g破碎至2mm的煤共同投入搅拌桶进行一种具有节能减排效益的环保型煤。粘结剂制备结束后，外筒1中的水经外筒排水管9排出。