[发明专利]一种粉煤灰采集分级分离装置

说明书

技术领域

本发明涉及工业、环保等领域中颗粒物料采集、分级和分离领域，更具体地说，涉及一种粉煤灰采集分级分离装置。

背景技术

大宗工业废弃物的综合利用是解决因工业固体废料堆存而带来环境污染和安全隐患的治本之策。粉煤灰是火力发电所产生的大宗工业废弃物之一，其排放量规模巨大，除了一般意义的粉尘污染空气以外，还因其中含有微量的重金属物质和极其少量的放射性物质，对于水和土壤也带来了严重污染，且容易发生地质灾害。

粉煤灰综合利用的途径已经从过去的筑路、筑坝、工程回填、砂浆及土壤改造等方面，发展到目前在水泥原料、水泥混合材、大型水利枢纽工程、大体积混凝土制品、高级填料等高级化利用等领域，但是总体而言仍属先进适用技术不足，高附加值利用率低的问题。实际上，粉煤灰中含有多种有用物质，如碳粉、微玻璃珠、高铝粉等，有效采集并分离这些物质可以大幅提高粉煤灰的经济价值。

发明内容

为解决上述问题，本发明是应用流体力学中喷射流与吸引流理论及空气动力学的相关技术原理，针对粉煤灰综合利用领域中的采集、分级、分离问题而设计的一种新型装置。本发明所提供的粉煤灰采集分级分离装置利用粉煤灰中各种物质拥有不同密度或不同粒径的特性，可以有效的从粉煤灰中提取出碳粉、微玻璃珠、高铝粉等有价组分和高附加值产品，为高铝粉煤灰的综合利用，实现大规模低能耗冶炼硅铝合金提供了原料途径。该种装置还可以通过变换不同的结构参数应用于各个行业的粉状物料或颗粒状物料的采集，实现按级分离、输送等工艺过程，并发挥出很好的效果。

本发明装置所提供的粉煤灰采集分级分离装置包括气流喷射管路、出料管、防尘罩、三角形储料室、百叶窗式通道、阶梯式管道、吸引管。

本项发明所设计的装置工作原理如下：首先气流经喷射管路喷出，形成喷射流；喷射流以一定速度喷射到粉煤灰堆的表面，高速气流在煤灰堆的阻挡下发生扰动，继而将一定范围内处于静止状态的煤灰激起，被激起的煤灰在气流的挟持作用下向喷射气流周围反射，形成灰尘流；由于高速气流不断流入，同时防尘罩又阻止灰尘流向四周扩散，从而防尘罩内的灰尘流不断增加，压强也随之增大，迫使灰尘流沿管道向上运动，同时在阶梯式管道上部的吸引管处施加吸引气流，将灰尘流吸引到阶梯式管道内；由于在沉降室处管道直径不断增加，灰尘流的速度随之降低，此时密度或粒径较大的颗粒不能继续被气流挟持沿管道上行，而是悬浮在悬浮室中或是在沉降室管道壁附近沉降，同时在悬浮室中的煤灰颗粒也会向管道壁附近运动；沉降下来的颗粒物通过百叶窗式通道在储料室内聚集，聚集的沉降颗粒物又将被从与储料室相通的出料管缓慢抽出，同时在此处形成微小的负压，加快了沉降室管道壁附近的颗粒物的沉降速度及悬浮室中悬浮颗粒物向管道壁运动的速度；灰尘流被分离出一部分密度或粒径较大的颗粒后继续向上运动，由于阶梯式管道中设置了直径逐级增加的3级颗粒物分级区域，依据以上原理，密度或粒径较小的颗粒物又将被逐级从出料管中抽出，从而实现将煤灰分级输出，同时也实现了煤灰的采集与清理转移。

所述的阶梯式管道是指在沉降室上端连接具有一定高度的悬浮室，沉降室外侧固定环状断面，该环状断面与沉降室的侧壁之间形成的空间为三角形的储料室，且环的内外径与悬浮室相同，以此方式组成一个管道阶梯。同样，其他的沉降室、悬浮室、储料室共同组成了竖直的带有三段阶梯的管道，简称阶梯式管道。阶梯式管道上端接宫灯形吸引管，吸引管与带有负压的外界管道相通，阶梯式管道下端连接锥台式防尘罩，其锥度为1.2-1.5。

因阶梯式管道一共有三级，每一级都有独立的三角形的储料室和沉降室，每一储料室与沉降室共用的薄壁上部均开设有百叶窗式通道，在三个储料室的直角处均开有向外延伸的出料管，每一级出料管均处于相应的储料室的最底部，即出料管的中心线均低于百叶窗式通道最下层叶片位置，且略伸入储料室内。

为了实现煤灰中颗粒物的悬浮或沉降，悬浮室设计为圆柱型，其各自的直径依次为且直径比悬浮室的高度均为H₁；沉降室高度均为H₂，防尘罩的高度为H₃，悬浮室、沉降室和防尘罩的高度比H₁:H₂:H₃=2:1:3。