滤饼成浆装置的制作方法

本发明属于催化剂制备领域，特别地，涉及一种高粘滤饼的高效成浆装置及其方法。

背景技术：

在催化剂的制备过程中，滤饼成浆往往是重要的工艺环节，滤饼通常需要在打浆槽中被充分搅拌以形成浆液。

例如，ZL201320342061.7公开了一种白炭黑滤饼打浆槽(或称打浆罐)，包括槽体、动力驱动装置和泵，槽体内安装有搅拌轴，搅拌轴与动力驱动装置相连接，搅拌轴上沿轴向安装有一个以上的搅拌桨，槽体的内壁上安装有一个以上的固定叶片，搅拌桨和固定叶片的工作面均呈锯齿形，槽体的上部开设有进料口和浆料循环入口，槽体的下部开设有出料口和浆料循环出口，槽体的底面倾斜设置，泵的进液口与出料口管路连接，泵的出液口分别与浆料循环入口和浆料收集装置管路连接。

在此专利中，在打浆槽内采用了搅拌桨和固定叶片的配合搅拌方式，并采用循环打浆以取得更好的搅拌效果。然而，由于滤饼有时粘度很大(即高粘滤饼)，在直接被投入打浆槽内后，因搅拌桨的破碎效果毕竟有限，所以加入打浆槽后不能很快地被分散，依然会有大块浆料由于自身重力原因迅速沉到底部而堵塞出料口，同时在打浆槽的器壁上设置固定叶片、折流板等也会因滤饼在其上沉积而使得其破碎和搅拌效果变差。因此，现有的打浆槽普遍存在着搅拌效果差，搅拌时间长、浆料排出困难且存在死角等问题。

技术实现要素：

针对现有技术中的上述缺陷或不足，本发明提供了一种滤饼成浆装置，能够充分破碎滤饼，搅拌效果好，成浆效率高，有效缓解打浆罐的出料口堵塞和底部沉积。

为实现上述目的，本发明提供了一种滤饼成浆装置，包括内设搅拌桨的打浆罐和挤条机，该挤条机具有进料口和挤料出口，该挤料出口的端口处设有筛网，所述挤料出口伸入所述打浆罐的罐体内，从所述进料口加入的滤饼能够被所述挤条机挤压成滤饼挤条，滤饼挤条在所述挤料出口处通过所述筛网被分散后进入所述罐体内，以在所述搅拌桨的搅拌下形成浆液。

优选地，所述挤条机具有进水口，该进水口连通至所述挤料出口的内腔中；

或者，所述打浆罐的顶部设有进水口，由所述进水口进入的水流入罐体中；

其中，所述滤饼挤条通过所述筛网后被水的剪切作用力分散，从而形成浆料进入所述罐体内。

优选地，所述筛网为8～32目的等间距网格型筛网。

优选地，所述滤饼成浆装置还包括搅拌电机，所述搅拌桨包括内搅拌桨和外搅拌桨，所述外搅拌桨径向间隔地套设在所述内搅拌桨外，所述搅拌电机通过搅拌轴能够分别独立地驱动所述内搅拌桨和外搅拌桨，并且能够同时驱动所述内搅拌桨和外搅拌桨同向旋转或反向旋转。

优选地，所述搅拌电机能够驱动所述内搅拌桨和外搅拌桨竖直升降。

优选地，所述搅拌轴包括内搅拌轴和外搅拌轴，该外搅拌轴为空心轴，所述内搅拌轴沿轴向穿过所述外搅拌轴；

所述内搅拌桨为螺旋搅拌桨，该螺旋搅拌桨的螺旋桨叶从所述内搅拌轴的底端呈螺旋状向下延伸；

所述外搅拌桨为笼形搅拌桨，该笼形搅拌桨形成为圆球或椭圆球形状的 笼体结构，该笼体结构连接于所述外搅拌轴的底端且笼体内腔容纳有所述螺旋搅拌桨，所述笼体结构包括多个相应的圆形桨叶或椭圆形桨叶，多个所述圆形桨叶或椭圆形桨叶沿所述笼体结构的圆周方向间隔排布以形成所述笼体结构的骨架。

优选地，所述螺旋搅拌桨与所述笼形搅拌桨之间的最小径向间距为5mm～20mm。

优选地，所述打浆罐的内底面呈圆弧状，该内底面的弧度小于圆球或椭圆球形状的所述笼体结构的底面弧度。

优选地，所述打浆罐的内底面的弧度为π/3～π，所述笼体结构的底面弧度为π/2～π。

优选地，所述打浆罐还包括保护盖，该保护盖可打开地罩盖在所述罐体的顶部。

优选地，所述搅拌电机设置在所述保护盖外，所述保护盖上形成有贯通孔，该贯通孔的周缘设有防震垫圈，所述搅拌轴竖直向下地穿过所述防震垫圈以伸入所述罐体内。

通过上述技术方案，在本发明的滤饼成浆装置中，首先改变了直接往打浆罐内投入滤饼的方式，而是通过挤条机的挤条，挤条再通过筛网的分散，甚至遇水成浆料状再进入打浆罐中，这样就明显减轻了搅拌桨的负荷，搅拌桨无需担负过多破碎功能，也能避免大块的滤饼沉到底部而堵塞出料口，或者粘附在搅拌桨上。此外，还采用了双层搅拌桨，可反向搅动，更进一步地提高搅拌效果，而且搅拌桨可升降，从而能够解决打浆罐底部的沉积，实现更充分的搅拌，提高成浆效率。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为根据本发明的优选实施方式的滤饼成浆装置的结构示意图；

图2为图1装置的俯视图，其中去除了保护盖以显示打浆罐内的搅拌桨；

图3为带有保护盖的图1装置的俯视图；

图4为图1所示的装置中设置在挤料出口处的筛网的主视图。

附图标记说明

1 打浆罐 2 挤条机

3 筛网 4 搅拌电机

5 内搅拌轴 6 外搅拌轴

7 内搅拌桨 8 外搅拌桨

9 防震垫圈

11 罐体 12 保护盖

81 圆形桨叶或椭圆形桨叶 13 浆液出口

21 进料口 22 挤料出口

23 孔板

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上 而言的各部件相互位置关系描述用词；“竖直方向”指的是图示的纸面上下方向，“横向”值得是图示的大致水平的纸面左右方向；“内、外”通常指的是相对于腔室而言的腔室内外或相对于圆心、中心而言的径向内外。

如图1所示，本发明提供了一种滤饼成浆装置，该装置包括内设搅拌桨的打浆罐1和挤条机2，该挤条机具有进料口21和挤料出口22，该挤料出口22的端口处设有筛网3，所述挤料出口22伸入所述打浆罐1的罐体11内，从所述进料口21加入的滤饼能够被所述挤条机2挤压成滤饼挤条，滤饼挤条在所述挤料出口22处通过所述筛网3被分散后进入所述罐体11内，以在所述搅拌桨的搅拌下形成浆液。其中筛网3位于搅拌桨的上方，本实施方式中筛网3与笼形搅拌桨相距1mm-10mm。

其中，不同于现有技术的打浆罐(槽)的直接加入滤饼的方式，将滤饼(尤其是高粘滤饼)投入挤条机2的进料口21，滤饼在挤条机2的挤压力作用下通过孔板23，孔板23的圆孔孔径例如为1cm～5cm，从而形成1cm～5cm的圆条型滤饼挤条，在挤料出口22处，圆条型滤饼挤条被筛网3破碎而分散成小块，甚至可遇水成浆，从而在根本上减轻了打浆罐内的搅拌桨的工作负荷，小块滤饼条可更容易地被搅拌桨充分搅拌，而且不易造成堵塞和沉积。

具体地，为促进圆条型滤饼挤条的分散，减轻筛网3的承压，挤条机2可具有高压进水口(未显示)，该高压进水口连通至挤料出口22的内腔中，使得滤饼挤条与水混合后再通过筛网3，更容易被分散且形成浆料。或者，在打浆罐1的顶部设有进水口(未显示)的情况下，由顶部进水口进入的水可直接流入打浆罐1的罐体11内，同时滤饼挤条通过筛网3被分散且在水的剪切作用力下被分散和充分混合形成浆料。如图4所示，筛网3为耐腐蚀的金属筛网，优选为8～32目的等间距网格型筛网。本领域技术人员能够理解的是，筛网3的安装方向、形状以及网孔目数等可根据具体工况进行优化选择，在此不再细述。

滤饼成浆装置还包括搅拌电机4，搅拌桨优选为双层搅拌桨，包括内搅拌桨7和外搅拌桨8，外搅拌桨8径向间隔地套设在内搅拌桨7外，搅拌电机4通过搅拌轴能够分别独立地驱动内搅拌桨7和外搅拌桨8以不同转速旋转，并且能够同时驱动内搅拌桨7和外搅拌桨8同向旋转或反向旋转。这样，采用内外套设的双层搅拌桨，有利于充分搅拌，颗粒碎化，增加液体流动性，提高搅拌效率，分散后的滤饼挤条(或浆料)能够在充分搅拌后形成高浓度的桨液。

其中，内搅拌桨7和外搅拌桨8也可由单一的搅拌电机4驱动而统一的同步旋转，即共用单一的搅拌轴。也可如图1所示的分别具有不同的搅拌轴，从而实现独立控制、反向旋转等，以满足不同层次的搅拌要求。参见图1，其中的搅拌轴包括内搅拌轴5和外搅拌轴6，该外搅拌轴6为空心轴，内搅拌轴5沿轴向穿过外搅拌轴6。内搅拌桨7优选为螺旋搅拌桨，该螺旋搅拌桨包括单根的螺旋桨叶，由强度较高的耐腐蚀材料制成，螺旋桨叶从内搅拌轴5的底端以一定角度呈螺旋状向下延伸；其中，螺旋线的径向尺寸从中间部向两端逐渐减小。

外搅拌桨8优选为笼形搅拌桨，该笼形搅拌桨形成为圆球或椭圆球形状的笼体结构，该笼体结构连接于外搅拌轴6的底端且笼体内腔容纳有螺旋搅拌桨。笼体结构由多个相应的圆形桨叶或椭圆形桨叶81构成，多个圆形桨叶或椭圆形桨叶81沿笼体结构的圆周方向间隔排布以形成笼体结构的骨架(或称框架)。例如图1和图2所示，其中的外搅拌桨8为椭圆形笼体结构，包括两个椭圆形桨叶，两个椭圆形桨叶在顶部搭接于外搅拌轴6的底端，并且两个椭圆形桨叶在底端也搭接在一起，以形成笼体的框架。优选地，笼形搅拌桨可由2-8个桨叶叶片组成，每根桨叶叶片为粗细均等的耐腐蚀材料，所有桨叶叶片在顶部和底部都是相连的。

由于内外搅拌桨的独立控制，二者不可接触以免机械干涉，根据一般工 艺要求，在本实施方式中，要求螺旋搅拌桨与笼形搅拌桨之间的最小径向间距为5mm～20mm，以达到较好的搅拌和流体流动效果。

另外，为解决底部沉积的问题，搅拌电机4优选为能够驱动内搅拌桨7和外搅拌桨8竖直升降。相应的，打浆罐1的内底面优选为呈圆弧状，该内底面的弧度小于圆球或椭圆球形状的笼体结构的底面弧度。优选地，打浆罐1的内底面的弧度为π/3～π，笼体结构的底面弧度为π/2～π，从而在大块的滤饼块沉积在打浆罐1的底部中心时，可驱动笼形搅拌桨下降以接近打浆罐1的内底面中心，从而在内外搅拌桨反向旋转的情况下，通过负压吸收的方式，将沉积物吸入笼体内进行搅拌，增加混流，从而通过升降搅拌浆能够有效解决沉渣，避免滤饼沉渣堵塞浆液出口13。

参见图1，打浆罐1还包括保护盖12，该保护盖12可打开地罩盖在罐体11的顶部，一方面可以防止由于搅拌桨转速过快导致的浆料飞溅，另一方面可以防止外部的尘土或其他污染进入打浆罐1内。在安装有保护盖12时，可将搅拌电机4设置在保护盖12外，保护盖12上形成有比搅拌轴的孔径稍大的贯通孔，如图3所示，该贯通孔的周缘设有防震垫圈9，搅拌轴竖直向下地穿过防震垫圈9以伸入罐体内。防震垫圈9用以保护搅拌桨，防止搅拌桨与保护盖12直接接触，造成磨损或损坏。在打浆罐1的底部设有浆液出口13，当浆液浓度达到设定值(例如5％～50％)时，开始出料。当浆液浓度达到设定值并开始出料后，可通过进水口开始补充新鲜水。

实施例

采用图1所示的滤饼成浆装置。其中，挤条机2的滤饼处理量为0.1-10kg/h，挤条机的孔板23的孔径为1-5cm，螺旋搅拌桨转速控制为0～600r/min，笼形搅拌桨转速为0～900r/min，二者反向旋转，筛网3为8～32目的等间距网格型筛网，防震垫圈9为直径2-5cm的规格，以期获得浆液浓度 0％～50％的最终浆液。

滤饼成浆的操作方法包括步骤：

1、滤饼通过挤条机2的进料口21，进入挤条机2；

2、滤饼在挤条机2的压力作用下，通过挤条机2前端的孔板23被挤压成圆条型滤饼挤条；

3、滤饼挤条最终到达挤条机2的挤料出口22处设置的筛网3；

4、滤饼挤条在筛网3中通过水的作用力进行分散；

5、由搅拌电机4控制螺旋搅拌桨和笼形搅拌桨同轴反向转动；

6、同时升降搅拌桨，控制搅拌桨每间隔5分钟，垂直向下位移至离打浆罐1的底部5mm，保持1分钟，然后复位；

7、当浆液浓度达到设定值时，浆料开始从浆液出口13中排出；

8、开始排出浆料后，开启进水管线补充新鲜水。

表一：各控制参数、打浆时间及打浆效果

在上述实施例中，参见表一可见，采用本发明装置的滤饼成浆效率高，成浆速度可控，滤饼沉积量低，能够有效避免浆液出口堵塞以及打浆罐底部沉渣。此外，还能有效降低搅拌桨负荷，起到节能效果，并防止因搅拌桨转速高造成的飞溅，以及外部落尘等。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，例如内外搅拌桨的具体形状，也可内部采用笼形搅拌桨，而外部采用大直径的螺旋搅拌桨等，这些简单变型均未超出本发明的构思，因而均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。