[发明专利]一种用物理方法制备水泥减水剂的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用物理方法制备水泥减水剂的装置，尤其是一种先利用金属管道摩擦使粉煤灰颗粒荷电，然后在静电场中将其分离，然后利用旋流器收集高纯度的脱碳灰即水泥减水剂的装置。

背景技术

水泥混凝土是世界上用量最大的建筑材料，但水泥混凝土存在自重大，强度低，脆性大的弱点。随着建筑业的高速发展，对其性能提出了更新更高的要求。在水泥中添加外加剂是提高混凝土强度，改善其各种性能的有效、简便、经济的方法。

常用的且用量最大的外加剂是水泥减水剂，目前使用最多的减水剂如：改性木质素类减水剂，萘磺酸盐甲醛缩合物高效减水剂，聚氯胺磺酸盐甲醛缩合物高效减水剂，低烧失量的脱碳灰水泥减水剂等。所述的低烧失量脱碳灰水泥减水剂，是对粉煤灰进行分选后得到的粉煤灰再经脱碳工艺后而得，是一种能有效提高水泥混凝土质量，降低成本的外加剂，常用于生产建材、化肥、提取金属等。

我国是世界上少数几个以煤炭为主要能源的国家之一，1998年在我国能源消费构成中，煤炭占72.9％。到2010年我国一次能源消费构成中煤炭占60％左右，由此可见，我国以煤炭为主的能源生产和消费格局在长时间内不会改变。消费量巨大的燃煤产生的环境问题日益突出，1998年我国排放SO₂为2090万吨，烟尘1452万吨；1999年排放SO₂为1857万吨，烟尘1159万吨，其中75％以上与燃煤污染有关。随着大型火力发电厂的增加，我国粉煤灰排放量已由1979年的2675.2万吨，猛增到2000年的1.6亿吨，所述的粉煤灰是煤粉燃烧后排放出的一种火山灰质材料，又名飞灰、烟灰。目前我国粉煤灰的平均年排放量约为1.8亿吨。现在全国火力发电厂总贮存粉煤灰量已超过22亿吨，贮灰场占用土地与良田约44万亩，但是我国粉煤灰的利用率一直只在30％左右徘徊。由此可见，大量废弃的粉煤灰得不到利用，不仅污染水质和空气，破坏环境，同时还侵占了不少耕地，影响气候，破坏生态。因此把粉煤灰作为一种资源来加以认识和充分利用，是关系到可持续发展战略急需解决的问题。

对粉煤灰进行摩擦电选机分选后可得到三种产品：脱碳灰、中灰和煤粒。低烧失量的脱碳灰有很多用途，可以作水泥混和料来生产各种粉煤灰水泥。这种减水剂对于提高水泥质量，降低水泥成本和大量消耗粉煤灰都是很有好处的。同时，这种低烧失量的脱碳灰还可用于具有很高实用价值和经济价值的粉煤灰减水剂，即水泥减水剂；而分选粉煤灰得到的煤粉可作低质燃料出售或供锅炉回烧，由于其高度多孔网状结构，还可以加工成活性碳，进一步开拓其利用途径

我国粉煤灰分选技术研究起始于70年代末，形成干法和湿法两大系列。湿法分选技术在分选漂珠、选铁和选碳等方面取得了一定的进展，但是，鉴于湿法工艺流程复杂，必须依靠干燥设备，以及产生废水而污染环境，因而相比较之下干法处理粉煤灰技术比湿法分选技术更具有优越性；干法分选技术则在改善粉煤灰细度、烧失量等品质方面显示出其优越性。而采用电选法处理粉煤灰可以有效地降低其碳含量，并生产出具有工业应用价值的脱碳灰。粉煤灰等级划分的国家标准(GB1596-91)中烧失量(LOI)是最重要的参数之一：I级粉煤灰：LOI≤5％；II级粉煤灰：LOI≤8％；III级粉煤灰：LOI≤15％。粉煤灰等级越高，脱煤灰烧失量LOI越低，脱煤灰的产量就越高。

CN2745653Y中公开的静电颗粒带电分选装置，该分选装置安装一个圆筒状的带电内辊筒，它与中心轴支撑连接，在带电辊筒外包围两个半圆形的外罩筒，外罩筒与带电辊筒之间形成带电室，在外罩筒下部，顺序与外罩筒下板及绝缘连接基座连接，在两个外罩筒下部中间，形成有出料口，在外罩筒上方，连接有外罩筒上板，外罩筒上板之间为物料均布器，物料均布器上端开口处，装有协流管，在协流管中间，安装有带电栅极，带电栅极分别与带电装置连接。工作时，物料从物料均布器进入，从协流管打入气流，带电物料顺序经带电室、出料口进入分选机进行物料分选。该装置虽然功效高、成本低，但是不适合类似于粉煤灰这种粉料的分选，且分选过程没有完全封闭，粉尘污染大。

CN2304472Y中公开的摩擦静电分选装置，它包括分选室内有正负高压电极及围绕它的由传动轴带动的卸料折带，两高压板间形成静电场，分选室下端连接排料斗，另一端有喷嘴，摩擦器两端各与给料斗及喷嘴相连。外部供风系统为该装置提供高速载流气体，物料在高速气流携带下与摩擦器碰撞、摩擦，使煤与矿物质分别带上极性相反的电荷，通过静电场实现分离。其结构合理简单，简洁有效，但是矿粒分离不彻底，成品率低。