专利名称：自供气式粉煤灰多级浮选分离系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及利用粉煤灰制造活性炭，更具体地讲，本发明涉及一种自供气式粉煤灰多级浮选分离系统。
背景技术：
粉煤灰是我国当前排量较大的工业废渣之一，现阶段我国年排渣量已达3000万吨。随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加。粉煤灰中含有大量未燃烧的碳颗粒，经浮选后，可用作制造活性炭的原料。中国专利200810031474. 7公开了一种粉煤灰专用浮选柱，在浮选柱筒体顶部装有矿浆分配器，筒体内设多段鼓泡板，筒体下部设多点旋流装置和多点尾灰溢流孔，矿浆分配器周围装置矿浆分配管，筒体周边装置循环 管道，循环管道上端与矿浆分配管连接连通， 下端与旋流装置连接连通，矿浆分配管接口和进出料口分别连接循环泵两端，在浮选柱上部还装有高碳灰均衡溢流板及高碳灰溢流收集口，尾灰溢流孔通过管道连接安装有尾灰自动调节箱。中国专利200920064391. 8公开了一种循环流化床锅炉粉煤灰专用浮选柱，在顶部装有矿浆分配器，内设多段鼓泡板，下部设多点旋流装置，底部连接安装锥形尾灰收集槽，矿浆分配器周围装置矿浆分配管，周边装置循环管道，矿浆分配管连接循环泵，在浮选柱上部还装有高碳灰均衡溢流板及收集口，锥形尾灰收集槽其底端连接的尾灰管道连接至尾灰自动调节箱。中国专利200920261379. 6公开了一种垃圾微波裂解生产活性炭使用的搅拌浮选设备；该搅拌浮选设备包括机体部分F、动力部分G和搅拌浮选部分H。机体部分F包括 搅拌浮选缸、机架、浮选物出口和混合物出口，动力部分G包括搅拌浮选电机和搅拌浮选轴，搅拌浮选电机固定设置在所述的机架上，搅拌浮选电机与搅拌浮选轴连接。搅拌浮选部分H包括搅拌叶片和浮选叶片，搅拌叶片固定设置在所述的搅拌浮选轴底部，浮选叶片固定设置在所述的搅拌浮选轴上部。中国专利200920063583. 7公开了一种用粉煤灰制取活性炭的新设备，包括依次连接的粉煤灰原灰进灰斗、电子计量秤、箱式冲灰器、矿浆预处理器、第一级浮选柱、第二级浮选柱、第一浓缩机、第一过滤机、第一烘干机、活性炭专用磨、油水分离器、第二烘干机；矿浆预处理器和第二级浮选柱还连接有分散剂及复合浮选剂的自动加药机，活性炭专用磨还连接有高压蒸汽管道。中国专利200820046239. 2公开了一种粉煤灰浮选炭生产装置，粉煤灰浮选炭生产装置包括可对粉煤灰粒度进行筛选的筛分模块、搅拌模块，可把精煤和尾灰分离的浮选模块、脱水模块以及把以上模块依次有机联系成整体的输送机构。上述技术方案的缺点是1、需要在浮选分离装置或浮选分离系统内设置单独的喷气装置，增加了制造成本；2、浮选产物的灰分含量高。
发明内容
针对现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种不需要单独的喷气装置的浮选分离系统。为了实现上述目的，本发明提供了一种自供气式粉煤灰多级浮选分离系统，该系统包括至少两个自供气式浮选分离装置，该自供气式浮选分离装置包括竖直设置的筒体、 位于筒体内的浮选板、分配装置、循环装置、溢流收集段、尾灰收集段；其中，浮选板上有多个孔；该浮选板的作用有两个一是使具有不同浮力的不同物料分层；二是通过浮选板上的孔的孔径限制气泡的大小。浮选板上的孔的孔径为0.5厘米-5厘米，浮选板可为金属、各种塑料或其它材料制成，其具体可为单层或多层，优选为间隔设置的多层，例如2-5层，以利于将筒体内的物料分成多层，使比重较大的灰分沉到底层，使含碳量较高的颗粒浮到顶层。溢流收集段位于筒体的上段的外部，其底端低于筒体的顶端，用于收集从浮选段溢流出的颗粒物，溢流收集段的底端设有出料口 ；例如，溢流收集段可为底板上有孔的圆柱形容器，筒体的顶端从其底板上的孔穿出，这样，筒体内浮选出的颗粒物不断地向上 堆积， 就越过筒壁流进溢流收集段内；又如，筒体的顶部外壁上设有溢流孔或溢流管，溢流收集段为位于该溢流孔或溢流管下方的容器；尾灰收集段位于所述筒体的底端，其设有尾灰出口 ；分配装置位于溢流收集段上方，其为下部或底端设置有多条分配管道的容器；分配管道的末端可位于顶层浮选板的上方，也可以位于任意一层浮选板之下；循环装置包括循环管道及与位于循环管道上的循环泵；循环管道设有文丘里管结构，并在对应于文丘里管结构、形成负压的循环管道侧壁处，设置有补气装置，例如，该补气装置可包括补气口及连接于该补气口的补气管，并在补气管的末端设有用于遮挡雨水的挡雨帽；其中，第一浮选分离装置的出料口通过出料管道与第二浮选分离装置的分配装置相连通。这里的文丘里管结构为制造成文丘里管一样的结构，例如，包括圆形入口部分、渐缩部分、圆筒形喉部和渐扩部分。本发明中，利用文丘里管的异形结构使流经该管流体的速度发生变化从而产生差压，并通过补气装置使外部的气体进入循环管道，并随着物料一起进入筒体内，从而在筒体内形成气泡，避免了设置单独的供气装置，节省了设备的制造成本。本发明的工作原理是粉煤灰的主要成分为碳颗粒及灰分。加入浮选剂和/或捕收剂和/或其它助剂后，粉煤灰中的颗粒与气泡接触、碰撞，可浮性好的碳颗粒选择性地粘附于气泡，并被携带上升，实现浮选。而可浮性差的灰分则向下沉。本发明的工作流程可分为两个阶段在第一浮选分离装置内的第一阶段和在第二浮选分离装置内的第二阶段。其中第一阶段为(以下部件均属于第一浮选分离装置)分配装置内的粉煤灰原料和浮选剂的混合物经位于分配装置下部或底端的多条分配管道进入筒体内，落到顶层的浮选板上。然后向下穿过层层浮选板，到达筒体的底部，进入循环管道，并从循环管道重新回到筒体内。循环管道内的文丘里管结构产生负压，使外部的气体从补气口进入循环管道，并随着物料一起进入筒体内，从而在筒体内形成气泡。碳颗粒在浮选剂的作用下粘附于气泡，四散漂浮并向上运动，顺利通过各层浮选板上的孔，落到最上层的浮选板上，实现碳颗粒的浮选。可浮性差的灰分则未通过浮选板浮选，落到尾灰收集段。浮选出的碳颗粒被收集到溢流收集层内，并从出料口经出料管道进入第二浮选分离装置的分配装置内，开始了浮选的第二阶段。第二阶段的是以第一阶段浮选出的碳颗粒作为原料进一步浮选，以制造含碳量更高的颗粒。其流程与第一阶段类似，具体为(以下部件均属于第二浮选分离装置) 分配装置内的粉煤灰原料和浮选剂的混合物经位于分配装置下部或底端的多条分配管道进入筒体内，落到顶层的浮选板上。然后向下穿过层层浮选板，到达筒体的底部，进入循环管道，并从循环管道重新回到筒体内。循环管道内的文丘里管结构产生负压，使外部的气体从补气口进入循环管道，并随着物料一起进入筒体内，从而在筒体内形成气泡。碳颗粒在浮选剂的作用下粘附于气泡，四散漂浮并向上运动，顺利通过各层浮选板上的孔，落到最上层的浮选板上，实现碳颗粒的浮选。浮选出的碳颗粒被收集到溢流收集层内，可浮性差的灰分则未通过浮选板浮选，落到尾灰收集段。根据本发明的另一实施方式，第一浮选分离装置还包括储料装置，该储料装置的下部或底端设有送料管道，该送料管道通向第一浮选分离装置的分配装置。待浮选的粉煤灰在储料装置里添加浮选剂、捕收剂等化学药剂，然后经位于储料装置的下部或底端的送料管道进入第一浮选分离装置的分配装置。该储料装置内可设有搅拌装置，用于将粉煤灰原料浆和浮选剂充分搅拌。根据本发明的另一实施方式，第二浮选分离装置还包括储料装置，该储料装置的下部或底端设有送料管道，该送料管道通向第二浮选分离装置的分配装置；第一浮选分离装置的出料口连接出料管道，该出料管道通向第二浮选分离装置的储料装置。设置该储料装置的目的在于，在该储料装置内向第一浮选分离装置的浮选产物中添加浮选剂、捕收剂等化学药剂，以利于进行第二级浮选。类似地，该储料装置内可设有搅拌装置。根据本发明的另一实施方式，上述自供气式浮选分离装置内，循环管道包括物料收集段、物料泵送段、物料补气段；筒体的侧壁连接物料收集段，物料收集段连接物料泵送段，物料泵送段连接物料补气段，物料补气段连接至筒体的侧壁；循环泵设置于物料泵送段。筒体内的物料在循环泵的抽吸作用下，从筒体进入物料收集段，然后经物料泵送段进入物料补气段，最后从物料补气段回到筒体内。具体而言，物料收集段和物料补气段与筒体侧壁的连接点均位于底层浮选板的下方。物料补气段设有文丘里管结构，补气装置为一端连接物料补气段、另一端开口的补气管。这样，外部的气体从补气管进入，并随着物料补气段内的物料进入筒体，即物料循环了一周回到筒体以后，向筒体内带进了外部的气体。根据本发明的另一实施方式，上述自供气式浮选分离装置内，循环管道还包括物料分流段，该物料分流段可为，例如，水平设置的圆环状，物料补气段通过该物料分流段连接于物料泵送段。另外，连接于该物料分流段的物料补气段可为多条，物料泵送段内的物料先进入物料分流段，然后从物料分流段进入各条物料补气段。根据本发明的另一实施方式，上述自供气式浮选分离装置内，尾灰收集段为尖端向下的锥斗状，尾灰出口位于其底部的尖端处。尾灰出口连接尾灰管道，例如，该尾灰管道的末端的高度位于顶层浮选板之上。进一步地，尾灰管道的末端设有调节浮选分离装置内液面高度的液面调节装置，该液面调节装置具体可包括插在尾灰管道内的细管，该细管的外径和尾灰管道的内径一致，该细管上部的侧壁上设有多个孔；连接于细管并能调整细管高度的丝杆。其中，丝杆可以固定连接于细管的侧壁或其封盖上。尾灰管道内的尾灰从细管侧壁上的孔流出，通过调节细管侧壁上孔的高度，可以调节浮选分离装置内的液面高度。具体而言，丝杆上设有旋柄，通过旋转旋柄使丝杆转动， 从而带动插在尾灰管道内的细管上下运动。根据本发明的另一实施方式，上述自供气式浮选分离装置还包括尾灰箱，尾灰箱位于尾灰管道的末端，且套在尾灰管道之外，尾灰箱的下部或底端开有排灰口。根据本发明的另一实施方式，筒体为圆筒或方筒。方筒的拐角处能形成反射，而圆筒内的颗粒及气泡的分布更加均勻。另外，筒体内尾灰收集段的上方可以设置过滤板，以减缓物料的下行速度。
根据本发明的另一实施方式，每一浮选分离装置还包括位于筒壁上的物理分离装置。通过设置物理分离装置，有效地打破碳颗粒与灰分之间的结合，大大提高了碳的浮选率。该物理分离装置具体可为超声分离装置或超声破散装置，通过发射超声波提高碳颗粒和灰分的剥离，例如，形成粒度达一万目的超细的碳颗粒。具体而言，该超声分离装置或超声破散装置包括超声波发射器及配套的辅助装置。另外，每一浮选分离装置也可设置动力驱动的供气装置，以提供自供气以外的外供气，例如，该供气装置可包括鼓风机及连接于该鼓风机的通向浮选分离装置内的送气管道。本发明的第一浮选分离装置可有一个或多个，例如3-5个；第二浮选分离装置可有一个；多个第一浮选分离装置的出料口均通过出料管道与第二浮选分离装置的分配装置相连通，即多个第一浮选分离装置的浮选产物进入第二浮选分离装置进行再次浮选，以提高最终浮选产物的含碳量。与现有技术相比，本发明具有如下有益效果1、利用文丘里管的异形结构使流经该管流体的速度发生变化从而产生差压，并通过补气装置使外部的气体进入循环管道，并随着物料一起进入筒体内，从而在筒体内形成气泡，避免了设置单独的供气装置，节省了设备的制造成本；2、通过设置两个以上浮选分离装置，提高了最终浮选产物的含碳量。下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明的实施例1的结构示意图；图2是本发明的实施例1中的液面调节装置的结构示意图；图3是本发明的实施例2的结构示意图；图4是本发明的实施例3的结构示意图。
具体实施例方式实施例1如图1所示，本发明的实施例1包括两个自供气式浮选分离装置。其中，第一浮选分离装置包括储料装置8、分配装置1、竖直设置的筒体2、溢流收集段3、尾灰收集段4、多层浮选板5、循环装置6、尾灰箱7、液面调节装置9。其中，储料装置8内设有搅拌装置801，用于将粉煤灰原料浆和浮选剂充分搅拌。 储料装置8的下部设有送料管道802，送料管道802上设有渣浆泵803，该送料管道802通向分配装置1。筒体2内设有间隔设置的多层浮选板5 (例如3层)。溢流收集段3位于筒体2上段的外部，且筒体2的顶端位于溢流收集段3的顶端和底端之间；溢流收集段3的底端设有出料口 301。出料口 301连接出料管道302，出料管道302上设有渣浆泵303。 尾灰收集段4位于筒体2底部，其为尖端向下的锥斗状，其底部的尖端处设有尾灰出口 401。尾灰出口 401连接尾灰管道402，该尾灰管道402的末端的高度位于顶层浮选板 5之上，以调整浮选分离装置内的液面高度。尾灰管道402的末端设有液面调节装置9(如图2所示)，液面调节装置9包括插在尾灰管道402内的细管901、固定连接于细管901顶端的封盖903、固定连接于封盖903顶端的丝杆904，其中细管901的外径和尾灰管道402 的内径一致，且细管901上部的侧壁上设有多个长孔902 ；丝杆904上设有旋柄905，通过旋转旋柄905使丝杆904转动，从而带动插在尾灰管道402内的细管901上下运动，通过调节尾灰流出的长孔902的高度调节筒体2内的液面。尾灰箱7位于尾灰管道402的末端，且套在尾灰管道402之外，尾灰箱7的下部开有排灰口 701。分配装置1为下部设置有多条(例如4条)分配管道103的容器，其位于溢流收集段3上方，分配管道103的末端位于顶层浮选板5的上方；分配装置2上设有进料口 102， 送料管道802的另一端连接到该进料口 102。循环装置6包括物料收集段61、物料泵送段62、物料分流段63、物料补气段64。其中，物料收集段61包括多条(例如4条)出料段611及收集段612。该多条出料段611的一端均连接于筒体2的侧壁，且连接点位于底层浮选板5的下方，另一端均连接于收集段612。收集段612为竖直设置的半圆环状。物料泵送段62的一端连接收集段612 ；循环泵621位于该物料泵送段62上。物料泵送段62的另一端连接物料分流段63，该物料分流段63为水平设置的圆环状。物料补气段64有多条(例如4条)，该多条物料补气段64的一端均连接于物料泵送段62，另一端均连接于筒体2的侧壁，且连接点位于底层浮选板5的下方。每条物料补气段64内均设有文丘里管结构641，每条物料补气段64的侧壁、对应于文丘里管结构641形成负压的位置设有补气装置，该补气装置包括补气口及连接于该补气口的补气管642。第二浮选分离装置包括分配装置1’、竖直设置的筒体2’、溢流收集段3’、尾灰收集段4’、多层浮选板5’、循环装置6’、尾灰箱7’、液面调节装置。
其中，筒体2’内设有间隔设置的多层浮选板5’ (例如3层)。
溢流收集段3’位于筒体2’上段的外部，且筒体2’的顶端位于溢流收集段3’的顶端和底端之间；溢流收集段3’的底端设有出料口 301’。尾灰收集段4’位于筒体2’底部，其为尖端向下的锥斗状，其底部的尖端处设有尾灰出口 401，。尾灰出口 401，连接尾灰管道402，，该尾灰管道402，的末端的高度位于顶层浮选板5’之上，以调整浮选分离装置内的液面高度。尾灰管道402’的末端设有液面调节装置(图中未示)，液面调节装置包括插在尾灰管道402’内的细管、固定连接于细管顶端的封盖、固定连接于封盖顶端的丝杆，其中细管的外径和尾灰管道402’的内径一致，且细管上部的侧壁上设有多个长孔；丝杆上设有旋柄，通过旋转旋柄使丝杆转动，从而带动插在尾灰管道402’内的细管上下运动。进而调节筒体2’内的液面。尾灰箱7，位于尾灰管道402，的末端，且套在尾灰管道402，之外，尾灰箱7，的下部开有排灰口 701，。分配装置1’为下部设置有多条(例如4条)分配管道103’的容器，其位于溢流收集段3’上方，分配管道103’的末端位于顶层浮选板5’的上方；分配装置2’上设有进料口 102’，第一浮选分离装置的出料管道302的另一端连接到该进料口 102’。循环装置6’包括物料收集段61’、物料泵送段62’、物料分流段63’、物料补气段 64，。其中，物料收集段61，包括多条(例如4条)出料段611，及收集段612，。该多条出料段611’的一端均连接于筒体2’的侧壁，且连接点位于底层浮选板5’的下方，另一端均连接于收集段612’。收集段612’为竖直设置的半圆环状。物料泵送段62，的一端连接收集段612’ ；循环泵621’位于该物料泵送段62’上。物料泵送段62’的另一端连接物料分流段63’，该物料分流段63’为水平设置的圆环状。物料补气段64’有多条(例如4条)，该多条物料补气段64’的一端均连接于物料泵送段62’，另一端均连接于筒体2’的侧壁，且连接点位于底层浮选板5’的下方。每条物料补气段64’内均设有文丘里管结构641’，每条物料补气段64’的侧壁、对应于文丘里管结构641’形成负压的位置设有补气装置，该补气装置包括补气口及连接于该补气口的补气管642’。实施例2如图3所示，本发明的实施例2与实施例1相似，其不同之处在于第二浮选分离装置还包括储料装置8’，第一浮选分离装置的出料管道302通向该储料装置8，。储料装置 8，内设有搅拌装置801’，储料装置8’的下部设有送料管道802’，送料管道802’上设有渣浆泵803，，该送料管道802，连接到分配装置1，的进料口 102，。实施例3如图4所示，本发明的实施例3与实施例2相似，其不同之处在于第一浮选分离装置和第二浮选分离装置均不设置尾灰管道、液面调节装置、尾灰箱。实施例4本发明的实施例4与实施例1相似，其不同之处在于1、第一浮选分离装置有三个，该三个第一浮选分离装置的出料口均通过出料管道连接到第二浮选分离装置的分配装置；2、每一浮选分离装置中，分配管道的数目为6条；3、每一浮选分离装置中，浮选板的数目为4层；4、每一浮选分离装置中，出料段的数目为6条；5、每一浮选分离装置中，物料补气段有8条；6、每一浮选分离装置中，分配管道的底端位于顶层浮选板之下。
虽然本发明以较佳实施例揭露如上，但并非用以限定本发明实施的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的发明范围内，当可作些许的改进，即凡是依照本发明所做 的同等改进，应为本发明的发明范围所涵盖。
权利要求
1.一种自供气式粉煤灰多级浮选分离系统，该系统包括至少两个自供气式浮选分离装置；所述自供气式浮选分离装置包括竖直设置的筒体、位于所述筒体内的浮选板、分配装置、循环装置、溢流收集段和尾灰收集段；其中，所述的溢流收集段设置于所述筒体的上段的外部，其底端设有出料口 ；所述的尾灰收集段设置于所述筒体的底端，其设有尾灰出口 ；所述的分配装置位于所述溢流收集段上方，其为下部或底端设置有多条分配管道的容器；以及所述的循环装置包括循环管道及与位于所述循环管道上的循环泵；所述循环管道设有文丘里管结构，并在对应于文丘里管结构、形成负压的循环管道侧壁处，设置有补气装置；其中，所述第一浮选分离装置的出料口通过出料管道与所述第二浮选分离装置的分配装置相连通。
2.如权利要求1所述的浮选分离系统，其中，所述第一浮选分离装置还包括储料装置， 所述储料装置的下部或底端设有送料管道，该送料管道通向第一浮选分离装置的分配装置。
3.如权利要求1所述的浮选分离系统，其中，所述第二浮选分离装置还包括储料装置， 所述储料装置的下部或底端设有送料管道，该送料管道通向第二浮选分离装置的分配装置；第一浮选分离装置的出料口连接出料管道，该出料管道通向第二浮选分离装置的储料直ο
4.如权利要求1所述的浮选分离系统，其中，所述自供气式浮选分离装置内，所述的循环管道包括物料收集段、物料泵送段和物料补气段；其中，所述筒体的侧壁连接所述物料收集段，所述物料收集段连接所述物料泵送段，所述物料泵送段连接所述物料补气段，所述物料补气段连接至所述筒体的侧壁；所述循环泵设置于所述物料泵送段；所述物料补气段内设所述的文丘里管结构；所述的补气装置为一端连接所述物料补气段、另一端开口的补气管。
5.如权利要求4所述的浮选分离系统，其中，所述循环管道还包括物料分流段，所述物料补气段通过所述物料分流段连接于所述物料泵送段。
6.如权利要求5所述的浮选分离系统，其中，所述的物料补气段有多条，所述的多条物料补气段的另一端连接于所述物料分流段。
7.如权利要求1所述的浮选分离系统，其中，所述自供气式浮选分离装置内，所述尾灰收集段为尖端向下的锥斗状，所述尾灰出口位于其底部的尖端处。
8.如权利要求7所述的浮选分离系统，其中，所述尾灰出口连接尾灰管道。
9.如权利要求8所述的浮选分离系统，其中，所述尾灰管道的末端设有调节浮选分离装置内液面高度的液面调节装置；所述液面调节装置包括插在尾灰管道内的细管，该细管的外径和尾灰管道的内径一致，该细管上部的侧壁上设有多个孔；连接于所述细管并能调整其高度的丝杆。
10.如权利要求8或9所述的浮选分离系统，其中，每一所述浮选分离装置内还包括尾灰箱，所述尾灰箱位于尾灰管道的末端，且套在尾灰管道之外，所述尾灰箱的下部或底端开有排灰口。
全文摘要
本发明公开了一种自供气式粉煤灰多级浮选分离系统，该系统包括至少两个自供气式浮选分离装置，该自供气式浮选分离装置包括竖直设置的筒体、浮选板、分配装置、循环装置、溢流收集段、尾灰收集段；其中，循环管道设有文丘里管结构。其中，第一浮选分离装置的出料口通过出料管道与第二浮选分离装置的分配装置相连通。本发明的优点在于1、利用文丘里管的异形结构使流经该管流体的速度发生变化从而产生差压，并通过补气装置使外部的气体进入循环管道，并随着物料一起进入筒体内，从而在筒体内形成气泡，避免了设置单独的供气装置，节省了设备的制造成本；2、通过设置两个以上浮选分离装置，提高了最终浮选产物的含碳量。
文档编号B03D1/14GK102319637SQ201110185140
公开日2012年1月18日 申请日期2011年7月4日 优先权日2011年7月4日
发明者许闽清 申请人:福建省龙岩龙能粉煤灰综合利用有限公司