射流藥劑分散系統(tǒng)及應(yīng)用該系統(tǒng)的細(xì)煤粒調(diào)漿改質(zhì)設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及煤漿預(yù)處理領(lǐng)域，具體涉及一種用于高灰難選細(xì)粒煤泥的調(diào)漿與改質(zhì)的射流藥劑分散系統(tǒng)及應(yīng)用該系統(tǒng)的細(xì)煤粒調(diào)漿改質(zhì)設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]由于我國煤泥的可浮性普遍較差，因此煤漿預(yù)處理是浮游選煤工藝中必不可少的環(huán)節(jié)，是浮選機獲得良好的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)的先決條件。煤漿預(yù)處理的必要性主要有以下四點:1)、將浮選藥劑(非極性油類捕收劑和起泡劑)充分分散，煤泥的浮選藥劑不溶或微溶于水，只有將其充分分散成大量的微小液滴，才能將其均勻混合到煤漿中；2)、將分散的浮選藥劑良好地混合在入浮煤漿中，非極性油類捕收劑在不同直徑的煤粒表面形成較為穩(wěn)定的油膜，提高煤粒的疏水性；3)、浮選藥劑在煤粒表面發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)需要有一定的作用時間；4)、將入浮煤漿稀釋到合理的濃度范圍。
[0003]煤漿的預(yù)處理工序中，目前浮選劑的分散一般有三種方式:
[0004](1)、機械分散
[0005]我國于上世紀(jì)80年代研發(fā)的XY系列礦漿預(yù)處理器是將浮選劑引入到加藥嘴后，借助葉輪定子混合器中的上層葉片旋轉(zhuǎn)，用機械方式分散，由于葉輪的線速度有限，僅為8.0m/s，所分散的油滴直徑較大，在煤漿中混合得不夠均勻，增加了浮選劑用量。
[0006](2)、乳化分散
[0007]在我國一些選煤廠推廣使用的水噴射式乳化器結(jié)構(gòu)，大致為壓力水從噴嘴高速噴出，在噴射室內(nèi)形成負(fù)壓。浮選劑由此吸入并裹卷到射流之中，經(jīng)水力沖擊、剪切，分散為〈15 μ m的油滴，乳濁液由混合管噴出。然而，該水噴射式乳化器，通常都為單側(cè)入藥的方式，該方式導(dǎo)致射流受到的氣壓作用不穩(wěn)定，藥劑與水液間的混合均勻度往往較低，仍待進一步改進。
[0008](3)霧化分散
[0009]于上世紀(jì)80年代在我國開始使用的XK系列礦漿準(zhǔn)備器，如申請人為唐山國華科技有限公司于2010年1月15日申請的專利名稱為“霧化混合式煤漿預(yù)處理器”(申請?zhí)?201010033384.9)的發(fā)明專利文本就公布了以下技術(shù)方案:其由霧化系統(tǒng)、上部箱體和下部箱體三部分組成。霧化系統(tǒng)由主電動機、撓性聯(lián)軸器、套筒、起霧盤和加藥漏斗等組成。上部箱體為進料和浮選劑霧化工作區(qū)，箱體外側(cè)有中心入料槽，左右兩側(cè)有溢流槽。下部箱體是煤漿與浮選劑充分混合的工作空間，左右兩側(cè)均安裝有三塊上滑板和兩塊下滑板，各滑板上均布等高的坎條。實際使用時，浮選劑經(jīng)加藥漏斗及管道流入起霧盤上方的套筒內(nèi)，并濺落在起霧盤正面中心區(qū)，粘附在高速旋轉(zhuǎn)的盤面上形成一層薄液膜，在離心力的作用下向盤邊緣運動，被盤邊緣的鋸齒切割為霧滴；入浮煤漿經(jīng)中心入料槽分配到上部箱體兩側(cè)的溢流堰中，沿堰寬呈瀑布狀溢流，其在泄落過程中與浮選劑霧滴相遇，還有一部分霧滴靠重力直接降落在第一層上滑板，之后，混有浮選劑的煤漿通過上、下滑板的坎條，連續(xù)躍起和混合，使得煤漿與浮選劑霧滴充分混合，直至從箱體底部排出進入浮選機。作為領(lǐng)域內(nèi)較為先進的煤漿預(yù)處理裝置，其浮選劑液滴比乳化分散的液滴要更小一個數(shù)量級，分散效果較好；但是，在實際使用時人們發(fā)現(xiàn)，由于上述結(jié)構(gòu)中浮選藥劑的分散效果均依靠起霧盤轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)，往往需要一個用于形成密閉空間的密閉狀箱體，方可避免霧狀藥劑的無意義飄散，其密閉環(huán)境的形成卻往往造成了諸如起霧盤工作環(huán)境較差而易于發(fā)送產(chǎn)品故障、無法對于漿液混合過程實現(xiàn)直觀觀察乃至產(chǎn)生故障也難于及時發(fā)現(xiàn)等諸多缺陷，從而給現(xiàn)場操作和維護工作帶來困擾；此外，高速轉(zhuǎn)動的起霧盤，對于驅(qū)動電機轉(zhuǎn)速要求過高，也即必須采用轉(zhuǎn)速高達(dá)3000轉(zhuǎn)/分的二級電機方可保證其工作性能，這都為實際的裝配、購買乃至維護成本造成嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的其中一個目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單而合理的射流藥劑分散系統(tǒng)，以高效而可控的實現(xiàn)藥劑與礦漿的均勻混合進料需求。除此之外，本發(fā)明還提供了一套應(yīng)用上述進料系統(tǒng)的細(xì)煤粒調(diào)漿改質(zhì)設(shè)備，可對入浮煤泥起到很好的調(diào)質(zhì)作用，尤其適合難浮細(xì)粒煤的調(diào)漿改質(zhì)需求，其工作效率高而預(yù)處理過程快速方便。
[0011 ] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
[0012]—種射流藥劑分散系統(tǒng)，包括具備中空管腔的管體，所述管體為文丘里管；管體的入口段連通外部的礦漿管路或清水管路，管體的收縮段或喉道連通外部的藥劑管路，管體的擴散段構(gòu)成混合液出口管；其特征在于:在管體中空管腔的入口段末端布置噴嘴隔板以使入口段形成獨立腔室，噴嘴隔板上設(shè)置噴嘴且該噴嘴的進料口連通入口段所處腔室而出料端連通收縮段所處腔室；噴嘴隔板的位于入口段所處腔室的一側(cè)板面處布置導(dǎo)流葉片，所述各導(dǎo)流葉片外形呈弧面平行噴嘴軸線的弧片狀且整體以管體軸線為中心線呈渦卷狀布置；噴嘴為沿管體軸線環(huán)繞均布的多個且各噴嘴一一對應(yīng)的布置于相應(yīng)導(dǎo)流葉片的靠近管體軸線所在側(cè)處；擴散段為沿管體軸線周向分布的叉狀管體構(gòu)造，該叉狀管體構(gòu)造的每個分叉均形成一段混合液出口管。
[0013]所述噴嘴的進料口呈圓孔狀，導(dǎo)流葉片的靠近管體腔壁所在側(cè)與管體該腔壁固接，導(dǎo)流葉片靠近管體軸線所在側(cè)延伸所形成的曲形延伸面與噴嘴的軸線重合布置。
[0014]管體的擴散段內(nèi)沿管體軸線呈渦卷狀布置有混合擋片；擴散段的各分叉所構(gòu)成的混合液出口管沿液體流動方向口徑漸小布置
[0015]—種應(yīng)用上述射流藥劑分散系統(tǒng)的細(xì)煤粒調(diào)漿改質(zhì)設(shè)備，其特征在于:至少包括混合箱以及設(shè)置于混合箱內(nèi)的分級混合系統(tǒng)，混合箱頂部布置藥劑霧化分散系統(tǒng)而底部設(shè)置射流藥劑分散系統(tǒng)；藥劑霧化分散系統(tǒng)包括起霧盤，起霧盤位于混合箱的腔體內(nèi)且以軸線鉛垂的驅(qū)動軸驅(qū)動；藥劑箱的其中一個藥劑管路出口延伸至起霧盤的盤面中心處；起霧盤的盤緣下方設(shè)置用于剪切分散混合液的環(huán)形分散單元；在環(huán)形分散單元與混合箱的箱壁之間空間處布置用于引入外部礦漿的礦漿入料槽，礦漿入料槽的外槽壁為混合箱箱壁而內(nèi)側(cè)壁構(gòu)成溢流壁，礦漿由礦漿入料槽的溢流壁溢流入環(huán)形分散單元進料口處以與藥劑混合；在環(huán)形分散單元的出料口下方布置傾角跌落板，傾角跌落板為由混合箱箱壁向驅(qū)動軸軸線處上翹延伸的喇叭口狀構(gòu)造，在傾角跌落板上沿混合液行進方向依次設(shè)置多根坎條，傾角跌落板與驅(qū)動軸間存有供混合液跌落的間隙；驅(qū)動軸上還同軸安裝有一組以上的葉輪，葉輪布置于喇叭口狀構(gòu)造的傾角跌落板下方處，環(huán)繞葉輪布置有定子壁，定子壁由傾角跌落板的內(nèi)環(huán)面向下順延形成；管體與驅(qū)動軸同軸且由下而上的貫穿混合箱的底端面，管體的混合液出口管指向最下層葉輪的輪面處，混合箱的出液口與管體的安裝位置相異布置。
[0016]所述混合箱的底端面處墊設(shè)有一層平板狀的假底隔板，兩者間隙用以夾設(shè)混合單元；混合單元及環(huán)形分散單元均由擋片沿混合液流動方向交錯布置而成。
[0017]所述混合箱的箱壁處設(shè)置沖程隔膜攪拌器，沖程隔膜攪拌器位于傾角跌落板下方處；所述沖程隔膜攪拌器包括沿驅(qū)動軸徑向貫穿混合箱箱壁的沖程軸，以及驅(qū)動該沖程軸作沿桿長方向的直線往復(fù)動作的驅(qū)動電機，沖程軸的位于混合箱內(nèi)腔的桿端布置高分子材料隔膜；高分子材料隔膜的膜邊固接于由混合箱的內(nèi)壁處凸設(shè)而出的套筒頂端，高分子材料隔膜的中心與沖程軸桿端固接布置。
[0018]沖程隔膜攪拌器為四個并等高度的沿混合箱箱壁的周向環(huán)繞均布。
[0019]所述起霧盤的上盤面處徑向設(shè)置直棱狀的筋條，筋條由起霧盤的軸心延伸至其盤緣處且筋條表面呈鋸齒狀構(gòu)造；各筋條沿起霧盤上盤面周向環(huán)繞布置。
[0020]所述環(huán)形的礦漿入料槽的頂部蓋設(shè)有環(huán)形的蓋板，蓋板上貫穿板體設(shè)置溢流口，各溢流口沿蓋板的環(huán)形方向依次均布。
[0021]藥劑箱的延伸至起霧盤的盤面中心處的藥劑管路上沿藥劑流動方向依次設(shè)置有隔膜計量栗、控制閥門以及流量計。
[0022]本發(fā)明的有益效果在于:
[0023]1)、相對于目前的傳統(tǒng)的射流噴頭結(jié)構(gòu)，本發(fā)明通過采用多噴嘴構(gòu)造，搭配設(shè)置于噴嘴入料口上方的導(dǎo)流葉片，且導(dǎo)流葉片數(shù)與噴嘴數(shù)相同，從而能促使礦漿以旋轉(zhuǎn)射流形式噴出，最終有利于噴射室負(fù)壓區(qū)的快速形成及藥劑的高效剪切吸入。喉道末端的擴散管開口采用涵道的叉狀構(gòu)造，不但使得各分叉處的單位混合液出口管的流速更快，有利于形成高剪切環(huán)境；同時也可一頭多用的實現(xiàn)一定范圍內(nèi)的均勻出料需求。其結(jié)構(gòu)簡潔而合理，可高效而可控的實現(xiàn)藥劑、礦漿乃至清水的均勻混合進料需求。
[0024]2)、實際操作時，導(dǎo)流葉片的布置方式為本發(fā)明的一大重點。通過將導(dǎo)流葉片由管體腔壁處起，直至延伸至與之配合的噴嘴的進料口處，從而實現(xiàn)對于礦漿管路或清水管路處液體的高效導(dǎo)向目的。礦漿管路或清水管路處液體在沿導(dǎo)流葉片行進過程中，不斷得以加速，并在直接引導(dǎo)至噴嘴處后，以旋轉(zhuǎn)射流方式由噴嘴處射至噴射室，最終帶動藥劑的