一种煤泥深度调浆改质设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及煤浆预处理领域，具体涉及用于高灰难选细粒煤泥调浆与改质的一种煤泥深度调浆改质设备。
【背景技术】
[0002]由于我国煤泥的可浮性普遍较差，因此煤浆预处理是浮游选煤工艺中必不可少的环节，是浮选机获得良好的技术经济指标的先决条件。煤浆预处理的必要性主要有以下四点:1)、将浮选药剂(非极性油类捕收剂和起泡剂)充分分散，煤泥的浮选药剂不溶或微溶于水，只有将其充分分散成大量的微小液滴，才能将其均匀混合到煤浆中；2)、将分散的浮选药剂良好地混合在入浮煤浆中，非极性油类捕收剂在不同直径的煤粒表面形成较为稳定的油膜，提高煤粒的疏水性；3)、浮选药剂在煤粒表面发生物理化学反应需要有一定的作用时间；4)、将入浮煤浆稀释到合理的浓度范围。
[0003]煤浆的预处理工序中，目前浮选剂的分散一般有三种方式:
[0004](1)、机械分散
[0005]我国于上世纪80年代研发的XY系列矿浆预处理器是将浮选剂引入到加药嘴后，借助叶轮定子混合器中的上层叶片旋转，用机械方式分散，由于叶轮的线速度有限，仅为8.0m/s，所分散的油滴直径较大，在煤浆中混合得不够均匀，增加了浮选剂用量。
[0006](2)、乳化分散
[0007]在我国一些选煤厂推广使用的水喷射式乳化器结构，大致为压力水从喷嘴高速喷出，在喷射室内形成负压。浮选剂由此吸入并裹卷到射流之中，经水力冲击、剪切，分散为〈15 μ m的油滴，乳浊液由混合管喷出。然而，该水喷射式乳化器，通常都为单侧入药的方式，该方式导致射流受到的气压作用不稳定，药剂与水液间的混合均匀度往往较低，仍待进一步改进。
[0008](3)雾化分散
[0009]于上世纪80年代在我国开始使用的XK系列矿浆准备器，如申请人为唐山国华科技有限公司于2010年1月15日申请的专利名称为“雾化混合式煤浆预处理器”(申请号:201010033384.9)的发明专利文本就公布了以下技术方案:其由雾化系统、上部箱体和下部箱体三部分组成。雾化系统由主电动机、挠性联轴器、套筒、起雾盘和加药漏斗等组成。上部箱体为进料和浮选剂雾化工作区，箱体外侧有中心入料槽，左右两侧有溢流槽。下部箱体是煤浆与浮选剂充分混合的工作空间，左右两侧均安装有三块上滑板和两块下滑板，各滑板上均布等高的坎条。实际使用时，浮选剂经加药漏斗及管道流入起雾盘上方的套筒内，并溅落在起雾盘正面中心区，粘附在高速旋转的盘面上形成一层薄液膜，在离心力的作用下向盘边缘运动，被盘边缘的锯齿切割为雾滴；入浮煤浆经中心入料槽分配到上部箱体两侧的溢流堰中，沿堰宽呈瀑布状溢流，其在泄落过程中与浮选剂雾滴相遇，还有一部分雾滴靠重力直接降落在第一层上滑板，之后，混有浮选剂的煤浆通过上、下滑板的坎条，连续跃起和混合，使得煤浆与浮选剂雾滴充分混合，直至从箱体底部排出进入浮选机。作为领域内较为先进的煤浆预处理装置，其浮选剂液滴比乳化分散的液滴要更小一个数量级，分散效果较好；但是，在实际使用时人们发现，由于上述结构中浮选药剂的分散效果均依靠起雾盘转动来实现，往往需要一个用于形成密闭空间的密闭状箱体，方可避免雾状药剂的无意义飘散，其密闭环境的形成却往往造成了诸如起雾盘工作环境较差而易于发送产品故障、无法对于浆液混合过程实现直观观察乃至产生故障也难于及时发现等诸多缺陷，从而给现场操作和维护工作带来困扰；此外，高速转动的起雾盘，对于驱动电机转速要求过高，也即必须采用转速高达3000转/分的二级电机方可保证其工作性能，这都为实际的装配、购买乃至维护成本造成严峻挑战。
【发明内容】
[0010]本发明的目的在于提供一种结构简单而合理的煤泥深度调浆改质设备，可对入浮煤泥起到很好的调质作用，尤其适合难浮细粒煤的调浆改质需求，其工作效率高而预处理过程快速方便。
[0011 ] 为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案:
[0012]—种煤泥深度调浆改质设备，其特征在于:包括混合箱以及设置于混合箱内的分级混合系统；混合箱的腔体顶部处设置药剂分散槽，药剂分散槽外侧依次设置环形分散单元及环状的矿浆入料槽，所述矿浆入料槽的外槽壁为混合箱的箱壁而内侧壁构成溢流壁，溢流出的矿浆与药剂分散槽处溢流出的药剂混合液混合后进入具备剪切混合功能的环形分散单元；在环形分散单元的出料口下方布置倾角跌落板；混合箱上铅垂布置驱动轴，倾角跌落板为由混合箱箱壁向驱动轴轴线处上翘延伸的喇叭口状构造，在倾角跌落板上沿混合液行进方向依次设置多根坎条，倾角跌落板与驱动轴间存有供混合液跌落的间隙；驱动轴上还同轴安装有叶轮，叶轮布置于倾角跌落板下方处，环绕叶轮布置有定子壁，定子壁由倾角跌落板的内环面向下顺延形成；混合箱的出液口位于其底端面处；
[0013]混合箱顶端面设置用于提供药剂分散槽以药剂混合液的双排并列式的射流分散喷头，射流分散喷头包括具备中空管腔的管体，所述管体为文丘里管；管体的入口段连通外部的矿浆管路，管体的收缩段或喉道连通外部的药剂管路，管体的扩散段构成混合液出口管；在管体中空管腔的入口段末端布置喷嘴隔板以使入口段形成独立腔室，喷嘴隔板上设置喷嘴且该喷嘴的进料口连通入口段所处腔室而出料端连通收缩段所处腔室；喷嘴隔板的位于入口段所处腔室的一侧板面处布置导流叶片，所述各导流叶片外形呈弧面平行喷嘴轴线的弧片状且整体以管体轴线为中心线呈涡卷状布置；喷嘴为沿管体轴线环绕均布的多个且各喷嘴一一对应的布置于相应导流叶片的靠近管体轴线所在侧处；扩散段为沿管体轴线周向分布的叉状管体构造，该叉状管体构造的每个分叉均形成一段混合液出口管；药剂分散槽为彼此槽向平行布置的两条；各射流分散喷头的扩散段探入相应药剂分散槽的槽腔内。
[0014]所述喷嘴的进料口呈圆孔状，导流叶片的靠近管体腔壁所在侧与管体该腔壁固接，导流叶片靠近管体轴线所在侧延伸所形成的曲形延伸面与喷嘴的轴线重合布置；管体的扩散段内沿管体轴线呈涡卷状布置有混合挡片。
[0015]定子壁具备上窄下阔的喇叭口状上段和直圆筒状构造的下段，下段外径与上段的底端部外径间等直径设置；所述位于驱动轴上的叶轮至少为同轴布置的两层，上层叶轮直径小于下层叶轮直径且上层叶轮位于上段内而下层叶轮位于下段内，两层叶轮共同构成与定子壁配合的双层叶轮结构。
[0016]沿驱动轴轴线方向，在倾角跌落板以下的混合箱腔体空间内由上而下的布置多层强制搅拌腔，每组强制搅拌腔分别包括一组双层叶轮结构；强制搅拌腔的出液口均位于其底端面处，且每一层强制搅拌腔的定子壁与叶轮配合间隙均构成其进液口 ；在每组强制搅拌腔的底端面处均垫设有一层平板状的假底隔板，且两者存在配合间隙用以夹设混合单元；混合单元及环形分散单元均由挡片沿混合液流动方向交错布置而成。
[0017]各层强制搅拌腔的腔壁处均设置冲程隔膜搅拌器；所述冲程隔膜搅拌器包括沿驱动轴径向贯穿混合箱箱壁的冲程轴，以及驱动该冲程轴作沿杆长方向的直线往复动作的驱动电机，冲程轴的位于混合箱内腔的杆端布置高分子材料隔膜；高分子材料隔膜的膜边固接于由混合箱的内壁处凸设而出的套筒顶端，高分子材料隔膜的中心与冲程轴杆端固接布置。
[0018]各层强制搅拌腔处的冲程隔膜搅拌器均为四个并等高度的沿混合箱箱壁的周向环绕均布。
[0019]所述环形的矿浆入料槽的顶部盖设有环形的盖板，盖板上贯穿板体设置溢流口，各溢流口沿盖板的环形方向依次均布。
[0020]所述药剂分散槽的两槽端及相对靠近环形分散单元的一槽壁均呈封闭面构造，且该封闭面构造上布置连通槽腔的出液孔；在该封闭面构造与环形分散单元之间设置过渡溢流槽，所述过渡溢流槽的溢流面与环形分散单元的内环面同面布置。
[0021]由药剂箱延伸至射流分散喷头的药剂管路上，以及用于供给射流分散喷头以矿浆的矿浆管路上，均沿液体流动方向依次设置控制阀门和流量计。
[0022]所述混合箱的出液口外形呈直圆筒状构造，在其出液口内同样设置混合单元。
[0023]本发明的有益效果在于:
[0024]1)、组合式调浆方式将是未来主要的发展方向，本发明集射流分散及管道混合、跌落板混合、高剪切搅拌分散混合于一体，实现了煤泥的高效的深度调浆改质功能。其中，相对于目前的传统的喷头结构，本发明的射流分散喷头通过采用多喷嘴构造，搭配设置于喷嘴入料口上方的导流叶片，且导流叶片数与喷嘴数相同，从而能促使矿浆以旋转射流形式喷出，最终有利于喷射室负压区的快速形成及药剂的高效剪切吸入。喉道末端的扩散管开口采用涵道的叉状构造，不但使得各分叉处的单位混合液出口管的流速更快，有利于形成高剪切环境；同时也可一头多用的实现一定范围内的均匀出料需求。该喷头结构简洁而合理，可