射流驅動式藥劑分散系統(tǒng)及應用該系統(tǒng)的調漿改質設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及煤漿預處理領域，具體涉及一種用于高灰難選細粒煤泥的調漿與改質的射流驅動式藥劑分散系統(tǒng)及應用該系統(tǒng)的調漿改質設備。
【背景技術】
[0002]由于我國煤泥的可浮性普遍較差，因此煤漿預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經濟指標的先決條件。煤漿預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)生物理化學反應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]煤漿的預處理工序中，目前浮選劑的分散一般有三種方式:
[0004](I)、機械分散
[0005]我國于上世紀80年代研發(fā)的XY系列礦漿預處理器是將浮選劑引入到加藥嘴后，借助攪拌葉輪定子混合器中的上層葉片旋轉，用機械方式分散，由于攪拌葉輪的線速度有限，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構，大致為壓力水從噴嘴高速噴出，在噴射室內形成負壓。浮選劑由此吸入并裹卷到射流之中，經水力沖擊、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，通常都為單側入藥的方式，該方式導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80年代在我國開始使用的XK系列礦漿準備器，如申請人為唐山國華科技有限公司于2010年I月15日申請的專利名稱為“霧化混合式煤漿預處理器”(申請?zhí)?201010033384.9)的發(fā)明專利文本就公布了以下技術方案: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)，箱體外側有中心入料槽，左右兩側有溢流槽。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，浮選劑經加藥漏斗及管道流入起霧盤上方的套筒內，并濺落在起霧盤正面中心區(qū)，粘附在高速旋轉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；入浮煤漿經中心入料槽分配到上部箱體兩側的溢流堰中，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。作為領域內較為先進的煤漿預處理裝置，其浮選劑液滴比乳化分散的液滴要更小一個數量級，分散效果較好；但是，在實際使用時人們發(fā)現，由于上述結構中浮選藥劑的分散效果均依靠起霧盤轉動來實現，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)送產品故障、無法對于漿液混合過程實現直觀觀察乃至產生故障也難于及時發(fā)現等諸多缺陷，從而給現場操作和維護工作帶來困擾；此外，高速轉動的起霧盤，對于驅動電機轉速要求過高，也即必須采用轉速高達3000轉/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峻挑戰(zhàn)。

【發(fā)明內容】

[0010]本發(fā)明的其中一個目的在于提供一種結構簡單而合理的射流驅動式藥劑分散系統(tǒng)，以高效而可控的實現藥劑與礦漿的均勻混合進料需求。除此之外，本發(fā)明還提供了一套應用上述系統(tǒng)的調漿改質設備，可對入浮煤泥起到很好的調質作用，尤其適合難浮細粒煤的調漿改質需求，其工作效率高而預處理過程快速方便。
[0011 ] 為實現上述目的，本發(fā)明采用了以下技術方案:
[0012]一種射流驅動式藥劑分散系統(tǒng)，至少包括射流噴頭以及用于提供射流噴頭以混合液的液流管路，其特征在于:所述射流噴頭包括外管體，所述外管體外形呈兩端內徑粗而中段內徑細的縮頸管狀結構，液流管路連通于外管體的一端，外管體另一端構成混合液出口 ；外管體內同軸套設有轉軸，轉軸的靠近液流管路一端同軸布置主動葉輪而混合液出口端同軸設置從動葉輪；所述液流管路呈三通狀構造，其中兩通管路分別連通藥劑管路及礦漿管路，連接外管體的一通管路的出液方向位于主動葉輪的切線方向上且該通管路管腔內布置用于初步混合上述礦漿與藥劑的管路混合器。
[0013]外管體的內腔處固定有用于使混合液沿從動葉輪切線方向沖擊從動葉輪的導流定子；外管體的用于安置從動葉輪的一端為口徑漸粗的喇叭口形擴散管構造，導流定子布置于從動葉輪的靠近主動葉輪一端處。
[0014]導流定子呈以外管體軸線為中心線布置的渦卷狀葉輪構造，且所引導的液流流向與從動葉輪轉向同向布置。
[0015]一種應用上述系統(tǒng)的調漿改質設備，至少包括混合箱以及設置于混合箱內的分級混合系統(tǒng)，混合箱頂部布置藥劑霧化分散系統(tǒng)而底部設置射流噴頭；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且以軸線鉛垂的驅動軸驅動；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側壁構成溢流壁，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動軸軸線處上翹延伸的喇叭口狀構造，在傾角跌落板上沿混合液行進方向依次設置多根坎條，傾角跌落板與驅動軸間存有供混合液跌落的間隙；驅動軸上還同軸安裝有一組以上的攪拌葉輪，攪拌葉輪布置于喇叭口狀構造的傾角跌落板下方處，環(huán)繞攪拌葉輪布置有定子壁，定子壁由傾角跌落板的內環(huán)面向下順延形成；夕卜管體與驅動軸同軸且由下而上的貫穿混合箱的底端面，外管體的混合液出口指向最下層攪拌葉輪的輪面處，混合箱的出液口與外管體的安裝位置相異布置。
[0016]所述混合箱的底端面處墊設有一層平板狀的假底隔板，兩者間隙用以夾設混合單元；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動軸徑向貫穿混合箱箱壁的沖程軸，以及驅動該沖程軸作沿桿長方向的直線往復動作的驅動電機，沖程軸的位于混合箱內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壁處凸設而出的套筒頂端，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有環(huán)形的蓋板，蓋板上貫穿板體設置溢流口，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]I)、相對傳統(tǒng)的射流分散系統(tǒng)，本發(fā)明一方面利用了混合液的高流速，從而通過主動葉輪與從動葉輪的同軸協(xié)同作用，進而實現無機械驅動部件下的自動液流攪拌目的。工作時，利用流體的流速力，礦漿攜藥劑高速涌入主動葉輪內并驅動其旋轉，主動葉輪同步帶動從動葉輪轉動，進而使得藥劑在沿外管體行進過程中不斷受到各葉輪的沖擊、攪拌，并伴隨外管體管壁的碰撞力，最終使得混合液被強制乳化分散成微小液滴。另一方面，在礦漿與藥劑進入外管體之前，首先經過該管腔內布置的管道混合器以進行初步混合，以保證整個混合液以更為均勻的混合狀態(tài)進入該射流噴頭內。本發(fā)明尤其適用細粒煤含量多的礦漿的預處理過程中，可高效而可控的實現藥劑與礦漿的均勻混合進料需求。
[0024]2)、從動葉輪進液方向設置導流定子，從而可促使礦漿以從動葉輪的切線方向沖擊從動葉輪的輪體，符合流體力學最佳運動特征。在上述限定方向的沖擊作用下，混合液會得到最佳的攪拌葉輪沖擊、攪拌和導流定子的碰撞作用