专利名称：一种粉煤灰分离方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明属于粉煤灰分离技术，特别是一种粉煤灰分离方法及其装置。
背景技术：
燃煤电厂每年排出大量的损害环境的固体废弃物-粉煤灰，一方面其储存和处理 需要花费大量的人力物力，另一方面它又是一种可资利用的资源。粉煤灰的利用主要包括 两个方面一是建筑工程和农业领域，将粉煤灰作为生产建材或改良土壤的原料 ’二是从 粉煤灰中提取高附加值产品，如玻璃微珠等。对粉煤灰进行分离操作，以得到粒径、密度或 形状等某一特征参数粒子较为富集的产品是获取高附加值产品的重要途径，例如通过分离 得到的密度轻于水的飘珠可用于多种应用场合(如用于制备智能自修复材料系统等)，其 市场价值远高于分离前的原始粉煤灰。现有电厂除灰系统有水力除灰和干除灰两类，前者耗水量高，易造成灰水污染，不 利于粉煤灰综合利用，将逐渐为后者所取代，因此相应的粉煤灰分离也将主要依赖于干法 分离。干法分离主要有筛分法、风选法、电选法、磁选法等。筛分法在大批量处理粉煤灰时 常出现筛网堵塞等问题，工作可靠性不高。风选法采用运动气流作为工作介质进行粉煤灰 分离，是使用较多的一种方法，有许多具体的装置结构型式。电选法和磁选法只适用于特定 的条件，其能耗也较高。总的来看，现有的干法分离技术尚不能满足粉煤灰大批量分离操作 的需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种粉煤灰分离方法及其装置，分离过程采用重力作为动 力，设备结构简单，运行方便可靠，运行时只需要极少的辅助外加能量，可方便地扩展至多 级分离。实现本发明目的的技术解决方案为一种粉煤灰分离方法，料斗中干燥的粉煤灰 下落至转动的电动辊轮表面后溅落至斜槽倾斜底面上，然后在重力作用下在该倾斜底面上 形成薄层流动，斜槽末端底面有一水平段，不同粒径、密度或形状的颗粒在水平段末端产生 大小不同的出流速度，并最终降落至收集仓的不同子仓内，粒径大、密度高或球形度好的粒 子出流速度大，落至远的子仓内，出流速度小的粒子落至近的子仓内，从而实现不同参数粉 煤灰粒子的分离，各个子仓中的粒子即为分离后的不同规格的粉煤灰，或者将分离后某一 子仓的粒子重复上述分离过程进行二级分离或多级分离。一种粉煤灰分离装置，包括料斗、斜槽和收集仓，该料斗上端入口装有料斗进料阀，下端依次连接斜槽进料阀和斜槽，该斜槽由入口段、倾斜段和水平段组成，该斜槽上部 入口段内装有电源驱动的电动辊轮，该电动辊轮的固定部分与斜槽的壁面连接为一体，倾 斜段下端连接一水平段，该水平段末端与收集仓连接为一体，该收集仓下部设置至少两个 子仓，每个子仓底部分别安装一个出料阀；斜槽倾斜段和水平段垂直于粉煤灰流向的截面 积逐渐扩大，倾斜段底面和水平段底面上设置沿粉煤灰流向的隔板，将粉煤灰流动分成等距子流路；料斗中干燥的粉煤灰下落至转动的电动辊轮表面后溅落至斜槽的倾斜段底面 上，然后在重力作用下在该倾斜段底面上形成薄层流动，不同粒径、密度或形状的颗粒在水 平段末端产生大小不同的出流速度，并最终降落至收集仓的不同子仓内从而实现不同参数 粉煤灰粒子的单级分离，或者将多个上述装置串联在一起形成多级分离装置。本发明与现有技术相比，其显著优点为(1)采用含变截面倾斜段与水平段、带隔 板的斜槽倾斜表面薄层流动和多子仓收集仓分离干燥粉煤灰，装置结构简单、安装运行方 便、安全和适用范围宽、能耗低；(2)分离后的产品易于扩展至多级分离，可再进行二级或 多级分离以达到所设定的产品技术要求，可应用于燃煤电厂粉煤灰大批量处理。下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
图1是本发明粉煤灰分离装置结构示意图(以包含4个子仓的收集 仓为例)。图2是本发明粉煤灰分离装置的斜槽隔板结构示意图(以包含3个隔板的斜槽为 例)。图3是图2的A-A剖视图。图4是本发明粉煤灰分离装置的斜槽水平段末端上倾段结构示意图。图中1-料斗进料阀，2-料斗，3-斜槽进料阀，4-电动辊轮，5-电源，6-斜槽，7-收 集仓，8-第一出料阀，9-第二出料阀，10-第三出料阀，11-第四出料阀，12-底板，13-第一 侧板，14-第二侧板，15-顶板，16-第一隔板，17-第二隔板，18-第三隔板
具体实施例方式本发明粉煤灰分离方法，利用重力作用使薄层粉煤灰在末端带水平段的斜槽的倾 斜表面上流动，不同粒径、密度或表面形状的粉煤灰粒子在斜槽出口产生不同的流速，落入 收集仓后产生不同的落点，即在重力作用下落入不同的收集仓子仓，实现粉煤灰粒子的分 离。具体而言，料斗中干燥的粉煤灰下落至转动的电动辊轮表面后溅落至斜槽倾斜底面上， 然后在重力作用下在该倾斜底面上形成薄层流动，斜槽末端底面有一水平段，不同粒径、密 度或形状的颗粒在水平段末端产生大小不同的出流速度，并最终降落至收集仓的不同子仓 内，粒径较大、密度较高或球形度更好的粒子出流速度较大，落至较远的子仓内，出流速度 较小的粒子落至较近的子仓内，从而实现不同参数粉煤灰粒子的分离，各个子仓中的粒子 即为分离后的不同规格的粉煤灰，或者将分离后某一子仓的粒子重复上述分离过程进行二 级分离或多级分离。其中，粉煤灰在斜槽内部倾斜底面上向下流动时，通过控制斜槽进料阀 开度，使在斜槽水平段出口处粉煤灰料层厚度小于1mm。结合图1，本发明粉煤灰分离装置，包括料斗2、斜槽6和收集仓7，该料斗2上端入 口装有料斗进料阀1，下端依次连接斜槽进料阀3和斜槽6，该斜槽6由入口段、倾斜段和水 平段组成，该斜槽6上部入口段内装有电源5驱动的电动辊轮4，该电动辊轮4的固定部分 与斜槽6的壁面连接为一体，倾斜段下端连接一水平段，该水平段末端与收集仓7连接为一 体，该收集仓7下部设置至少两个子仓，每个子仓底部分别安装一个出料阀，子仓的截面形 状为上大下小的梯形。斜槽6倾斜段和水平段垂直于粉煤灰流向的截面积逐渐扩大(扩张 角最大不超过60度)，倾斜段底面和水平段底面上设置沿粉煤灰流向的隔板，将粉煤灰流动分成等距子流路；料斗2中干燥的粉煤灰下落至转动的电动辊轮4表面后溅落至斜槽6的倾斜段底面上，然后在重力作用下在该倾斜段底面上形成薄层流动，不同粒径、密度或形 状的颗粒在水平段末端产生大小不同的出流速度，并最终降落至收集仓7的不同子仓内从 而实现不同参数粉煤灰粒子的单级分离，或者将多个上述装置串联在一起，即任一子仓连 接到下一级料斗入口从而形成多级分离装置。在料斗2进料过程中，斜槽进料阀3关闭，料 斗进料阀1打开至进料完成后关闭；在粉煤灰流动分离过程中，料斗进料阀1关闭，所有子 仓的出料阀关闭，斜槽进料阀3打开，粉煤灰由料斗2中经该斜槽进料阀3向下顺次流入斜 槽6和收集仓7的各子仓；在出料过程中，斜槽进料阀3关闭，子仓的出料阀打开，将各子仓 中的粉煤灰排出作为分离后的产品。其中，斜槽6的倾斜段与水平方向的夹角大于0小于90度，其倾斜段和水平段长 度根据实际要求而定，如水平段长度不小于1mm。斜槽6水平段的末端可以有一段上倾段， 该上倾段长度最大不超过水平段的一半，倾角最大不超过30度，如图4。实施例结合图1 (以收集仓有4个子仓为例)，实现上述分离方法的粉煤灰分离装 置，包括进料阀1、料斗2、斜槽进料阀3、电动辊轮4、电源5、斜槽6、收集仓7、第一到第四出 料阀8到11，粉煤灰由外部通过进料阀1送入料斗2储存，当斜槽进料阀3打开时，料斗2 中的粉煤灰在重力作用下先落至转动的电动辊轮4表面，然后溅落至斜槽6的倾斜底面上 并继续在其上流动，在斜槽6末端水平段出口形成水平出流，最后落至收集仓7的不同子仓 内，形成粉煤灰流路。本发明粉煤灰分离装置的进料阀1在关闭后应保证气密性，即外部空气不能漏入 装置。斜槽进料阀3的开度可采用手动或电动方式调节，在装置工作过程调节该斜槽进料 阀3的开度保证斜槽6出口水平段末端的粉煤灰料层厚度小于1mm，即形成所谓薄层流动。 电动辊轮4通过电线与电源5连接，接通电源5电动辊轮4按图1所示方向转动。本发明粉煤灰分离装置的斜槽6包括入口段、倾斜段和水平段，入口段内装有电 动辊轮4，该电动辊轮4固定在入口段上，倾斜段内部底面倾角在0-90度之间，水平段长度 不小于1mm，斜槽倾斜段和水平段截面积逐渐扩大，斜槽6由底板12、顶板15、第一侧板13 和第二侧板14组成，倾斜段底面和水平段的底板12上设置沿流向至少有一个隔板，将粉煤 灰流动分成若干等距子流路。如隔板为三个时，即第一至第三隔板16、17、18，第一至第三 隔板16-18的高度不小于3mm，不大于底面12与顶板15之间的距离或第一侧板13和第二 侧板14的高度，第一至第三隔板16-18间距相同并等于第一隔板16与第一侧板13之间的 距离和第三隔板18与第二侧板14之间的距离。斜槽6水平段的另一种结构是该水平段 末端有一段上倾段，该上倾段长度最大不超过水平段的一半，倾角最大不超过30度。斜槽 6可采用任何适当的工程材料(如钢、玻璃、塑料等)制造，该斜槽6的入口段、倾斜段和水 平段在连接时要保证光滑过渡，连接可采用任何适于所用材料的方法。本发明粉煤灰分离装置的收集仓7由多个子仓(以4个为例)组成，每个子仓截 面为上大下小的梯形，该收集仓7可采用任何适当的工程材料。出料阀如第一到第四出料 阀8到11在关闭后应保证气密性，即外部空气不能漏入装置。 本发明适用于干燥的粉煤灰分离。 如图1、图2和图3所示，粉煤灰分离方法与装置实施方式从干燥的粉煤灰进料 至出料，一个周期的工作过程包括以下阶段
①进料阶段在初始冷态，分离装置内无料。关闭斜槽进料阀3，打开进料阀1，粉煤灰从外部输入料斗2，至料位达到设定位置时关闭进料阀1。②分离阶段接通电源5，电动辊轮4转动，打开斜槽进料阀3至设定开度(保证 斜槽6水平段末端料层厚度小于Imm)，粉煤灰由料斗2内下落至电动辊轮4表面上，然后 溅落至斜槽6底部倾斜面上，并在重力作用下向下流动，由于粒径、密度和表面形状不同， 在斜槽6水平段末端产生大小不同的出流粒子速度，速度较大的粒子落入收集仓7中距斜 槽6水平段出口较远的子仓，速度较小的粒子落入收集仓7中距斜槽6水平段出口较近的 子仓，此过程持续至料斗2中所有的粉煤灰均通过分离流动进入收集仓7的各子仓为止。③出料阶段打开第一到第四出料阀8到11，经过分离的收集仓7各子仓中的粉 煤灰粒子在重力作用落入装置外部的收集容器形成分离后的产品。经过分离得到的产品可采用与前述相同的方法和装置进行二级或多级分离以达 到设定的产品技术要求。
权利要求
一种粉煤灰分离方法，其特征在于料斗中干燥的粉煤灰下落至转动的电动辊轮表面后溅落至斜槽倾斜底面上，然后在重力作用下在该倾斜底面上形成薄层流动，斜槽末端底面有一水平段，不同粒径、密度或形状的颗粒在水平段末端产生大小不同的出流速度，并最终降落至收集仓的不同子仓内，粒径大、密度高或球形度好的粒子出流速度大，落至远的子仓内，出流速度小的粒子落至近的子仓内，从而实现不同参数粉煤灰粒子的分离，各个子仓中的粒子即为分离后的不同规格的粉煤灰，或者将分离后某一子仓的粒子重复上述分离过程进行二级分离或多级分离。
2.根据权利要求1所述的粉煤灰分离方法，其特征在于粉煤灰在斜槽内部倾斜底 面上向下流动时，通过控制斜槽进料阀开度，使在斜槽水平段出口处粉煤灰料层厚度小于 lmm0
3.一种粉煤灰分离装置，其特征在于包括料斗[2]、斜槽[6]和收集仓[7]，该料斗[2] 上端入口装有料斗进料阀[1]，下端依次连接斜槽进料阀[3]和斜槽[6]，该斜槽[6]由入 口段、倾斜段和水平段组成，该斜槽[6]上部入口段内装有电源[5]驱动的电动辊轮[4]，该 电动辊轮[4]的固定部分与斜槽[6]的壁面连接为一体，倾斜段下端连接一水平段，该水平 段末端与收集仓[7]连接为一体，该收集仓[7]下部设置至少两个子仓，每个子仓底部分别 安装一个出料阀；斜槽[6]倾斜段和水平段垂直于粉煤灰流向的截面积逐渐扩大，倾斜段 底面和水平段底面上设置沿粉煤灰流向的隔板，将粉煤灰流动分成等距子流路；料斗[2] 中干燥的粉煤灰下落至转动的电动辊轮[4]表面后溅落至斜槽[6]的倾斜段底面上，然后 在重力作用下在该倾斜段底面上形成薄层流动，不同粒径、密度或形状的颗粒在水平段末 端产生大小不同的出流速度，并最终降落至收集仓[7]的不同子仓内从而实现不同参数粉 煤灰粒子的单级分离，或者将多个上述装置串联在一起形成多级分离装置。
4.根据权利要求3所述的粉煤灰分离装置，其特征在于斜槽[6]的倾斜段与水平方向 的夹角大于0小于90度。
5.根据权利要求3所述的粉煤灰分离装置，其特征在于斜槽[6]由底板[12]、顶板 [15]、第一侧板[13]和第二侧板[14]组成，在倾斜段和水平段的底板[12]上设置沿粉煤 灰流向的隔板为第一至第三隔板[16，17，18]，第一侧板[13]、第一至第三隔板[16，17，18] 和第二侧板[14]之间间距相同，该第一至第三隔板[16，17，18]的高度不小于3mm，不大于 底板[12]与顶板[15]之间的距离或第一侧板[13]和第二侧板[14]的高度。
6.根据权利要求3所述的粉煤灰分离装置，其特征在于斜槽[6]水平段的末端有一段 上倾段，该上倾段长度最大不超过水平段的一半，倾角最大不超过30度。
7.根据权利要求3所述的粉煤灰分离装置，其特征在于子仓的截面形状为上大下小的 梯形。
8.根据权利要求3所述的粉煤灰分离装置，其特征在于在料斗[2]进料过程中，斜槽 进料阀[3]关闭，料斗进料阀[1]打开至进料完成后关闭；在粉煤灰流动分离过程中，料斗 进料阀[1]关闭，所有子仓的出料阀关闭，斜槽进料阀[3]打开，粉煤灰由料斗[2]中经该 斜槽进料阀[3]向下顺次流入斜槽[6]和收集仓[7]的各子仓；在出料过程中，斜槽进料阀 [3]关闭，子仓的出料阀打开，将各子仓中的粉煤灰排出作为分离后的产品。
全文摘要
本发明涉及一种粉煤灰分离方法及其装置，包括料斗、斜槽、收集仓等，斜槽进料阀打开后，料斗中干燥的粉煤灰下落至转动的电动辊轮表面后溅落至截面逐渐扩大的带隔板的斜槽中，在重力作用下形成厚度小于1mm的薄层流动，斜槽末端有一平台段，不同粒径、密度或形状的颗粒在平台段末端产生大小不同的出流速度，并在重力作用下最终降落至收集仓的不同子仓内，出流速度较大的粒子落至较远的子仓内，出流速度较小的粒子落至较近的子仓内，从而实现不同参数粉煤灰粒子的分离，不同子仓中的粒子即为分离后的产品，分离后的某一子仓的粒子可重复上述过程进行二级分离或多级分离。本发明具有结构简单、能耗低、安全可靠性高、安装运行方便和适用范围宽等优点。
文档编号B07B13/08GK101829653SQ200910025849
公开日2010年9月15日 申请日期2009年3月11日 优先权日2009年3月11日
发明者刘心志, 张后雷, 朱曙光, 熊荣辉 申请人:南京理工大学