一种用于实验室改性粉煤灰制备的装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种用于实验室改性粉煤灰制备的装置，涉及粉煤灰改性技术领域，主要包括上下两部分，上部为水浴加热搅拌器，下部为离心过滤干燥器，水浴加热搅拌器主要包括水浴加热模块，温控感应模块和混合搅拌模块。离心过滤干燥器主要包括离心过滤模块，淋洗改性模块和热风干燥模块。样品通过进样口送入设备，通过控制面板设定搅拌速率和时间、水浴加热温度和时间、送样量、离心转速和时间、热风干燥温度和时间等参数，设备即可按照设定要求对粉煤灰进行改性，改性完成后可以进行自清洗，即可再次工作。整台设备自动化程度高，操作简单，便捷高效，能够减少人员操作步骤，提升工作效率，并能证改性效果，按照设定要求完成改性工作。按照设定要求完成改性工作。按照设定要求完成改性工作。

【技术实现步骤摘要】
一种用于实验室改性粉煤灰制备的装置


[0001]本专利技术涉及粉煤灰改性
，尤其涉及一种用于实验室改性粉煤灰制备的装置。

技术介绍

[0002]粉煤灰俗称飞灰，是煤燃烧后产生的细粉末状实心或空心无定型球形颗粒，主要成分有SiO2、A12O3、CaO、Fe2O3和未燃尽的炭，以及一些少量的其他物质；主要矿物包括非晶态的玻璃体(占70％～80％)和晶体矿物莫来石(3A12O3·
2SiO2)、石英(α
‑
SiO2)、赤铁矿(Fe2O3)等。近年来，随着资源消耗量的增加，粉煤灰产量呈逐年上升趋势。根据中国生态环境部2018年12月发布的《2018年全国大、中城市固体废物污染环境防治年报》，2017年我国粉煤灰年产量约为4.9亿t，粉煤灰排放量年均在4亿t以上，预计2020年产生量将达到9亿t，届时中国粉煤灰总堆积量将达到30亿t以上，且目前已经成为中国最大的单一固体污染源。当前，国外粉煤灰的利用率较高，其中日本荷兰的利用率均达到了100％，而我国粉煤灰有效利用率仅约为60％，每年仍有约40％的粉煤灰被倒入灰池或堆置于耕地、山沟、坡地。粉煤灰造成堆积占地和流失形成的空气、水质污染、土地沙化、碱化等问题，如果得不到妥善处置，势必对人类环境产生较大威胁。
[0003]由于粉煤灰具有独特的凝胶性能及特有的球形结构和微粒分布等特征，使得其具有多种潜在的综合利用价值。因此，将粉煤灰进行资源化利用，有利于释放粉煤灰的堆放空间，降低堆置引起的环境风险，且将粉煤灰高价值利用可以产生一定的经济效益。r/>[0004]在受重金属污染土壤的修复中，因粉煤灰具有较高的pH值，较大的比表面积，具有固体吸附剂性能，可以利用粉煤灰的吸附性能，处理一些含有害物质的废水和土壤。粉煤灰中氧化铝，氧化钙，三氧化二铁，氧化镁，二氧化硅和碳等成分对重金属具有较强的吸附能力，能够有效固定土壤重金属。另外，粉煤灰表面积以及空隙较大，对重金属有较强的吸附作用，还含有较多铁、铝氧化物，以其碱性特征和较强的吸附能力被用于钝化土壤中的重金属，施用粉煤灰不仅可以补偿施加酸性磷酸盐造成的土壤酸化作用，还可以增加土壤有效磷含量，并提供多种矿物元素，进而促进植物的生长。
[0005]虽然粉煤灰具有较好的吸附性能，但相对于生物炭等介孔材料，其对污染物的吸附固定能力有限。因此，为提高粉煤灰在实际工程应用中的作用，有必要通过一些改性方法，提高其性能，并加工成功能性产品，以发挥其优良的使用价值，扩大其在环境领域中的应用。
[0006]但是在实验室采用相关方法对粉煤灰改性过程中，需要一系列复杂繁琐的实验步骤，一般包括摇晃震荡混合、离心过滤、淋洗改性等操作，尤其当涉及大量样品时，需要较长的时间进行相关操作，在此过程中需要操作人员全程参与，浪费了人力物力，降低了工作效率。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种用于实验室改性粉煤灰制备的装置，该装置能够根据设定要求将粉煤灰进行改性，其具有高效、智能、一体化、稳定等优点。
[0008]本专利技术实现专利技术目的采用如下技术方案：
[0009]一种用于实验室改性粉煤灰制备的装置主要包括上下两部分，上部分圆柱体主要功能为水浴加热和混合搅拌，下部分圆柱体主要功能为离心过滤、淋洗改性和干燥烘干，粉煤灰和化学药剂从上面进药口进入搅拌箱，在搅拌桨的作用下混合搅拌，进行改性，同时外部水浴进行加热，以满足温度调节。初步改性后，在电磁阀和流量计的控制下，通过送药管送入下部进行离心过滤，在分药器的作用下粉煤灰均匀进入离心框内，离心框内装有可更换式滤袋和滤膜，在离心力的作用下灰分和液体能够进行固液分离，并且离心机内设置有喷头，可以对剩余固体进行淋洗改性，同时再次进行离心过滤，通过器壁收集过滤的液体，通过pH探头测定淋洗是否达到要求。最后截留下来粉煤灰在热风干燥器的作用下，烘干干燥，并且可以通过过滤器快速移出，移出后，设备进行自清洗，烘干后放入新的过滤器即可进行下一项任务，便捷高效。
[0010]作为优选，本专利技术提供的一种用于实验室改性粉煤灰制备的装置，上部为水浴加热搅拌器，外部水浴加热部分主要通过电阻丝进行加热，并且通过温控感应器进行控制，达到设定温度。
[0011]作为优选，本专利技术提供的一种用于实验室改性粉煤灰制备的装置，机械搅拌装置为圆饼形状，这样能够增到水浴加热面积，可以通过控制面板设定搅拌桨转速和搅拌时间，完成搅拌混合后混合物在重力的作用下通过斜板进入送药管，在流量计和电磁阀的控制下进入下部离心过滤部分。
[0012]作为优选，本专利技术提供的一种用于实验室改性粉煤灰制备的装置，混合物通过分样器均匀送入离心框中，在离心框内，内外侧和底部为带有小孔的不锈钢板作为离心器的骨架，用于承载离心样品，在离心框内设有过滤器，其为可更换式的滤布和滤膜，滤布是为了承载滤膜，防止滤膜在高速离心下破碎，使之受力均匀，滤膜是为了防止粒径较小的灰分随滤液流失，以提高设备产能。
[0013]作为优选，本专利技术提供的一种用于实验室改性粉煤灰制备的装置，在离心机内部和送药管处共设有4个喷头和一个进药口，这样能够满足设定的淋洗改性要求，通过喷洒去离子水或其他药品对粉煤灰再次进行改性，同时配合低速离心，进一步提升改性过滤效果，提升工作效率。
[0014]作为优选，本专利技术提供的一种用于实验室改性粉煤灰制备的装置，在离心机四壁设有凹槽和斜坡，能够收集离心过滤的产生滤液，并通过pH探头测定滤液的pH值，来反馈洗涤改性效果，在微机的控制下，调节洗涤时间和洗涤流量，并将pH值机改性时间和流量显示在控制面板上。
[0015]作为优选，本专利技术提供的一种用于实验室改性粉煤灰制备的装置，改性完成后，在离心过滤干燥器内的热风干燥器进行工作，通过控制面板设定干燥温度和时间，完成样品的干燥处理，并且过滤器为可更换式，可以直接将过滤器取出，从而取出样品，放入新的过滤器即可再次工作。
[0016]作为优选，本专利技术提供的一种用于实验室改性粉煤灰制备的装置，本装置设有废
液排放口，上下两部分分开排放，上部分用于水浴加热的水可以直接排入下水道，下部用于改性粉煤灰产生的废液收集后，如果有有毒有害物质，经处理后再排放。
[0017]作为优选，本专利技术提供的一种用于实验室改性粉煤灰制备的装置，本装置能够进行自清洁，通过进水口和喷头先通入自来水进行清洗，然后通入去离子水对设备进行润洗，同时热风干燥器进行工作，将设备烘干，放入新的过滤器，即可再次工作。进行新的改性前可以进行自清洁，既保证了生产质量，又能够节约人力，提升工作效率，自动化程度高。
[0018]与现有技术相比，本设备的优点在于高效、智能、一体化、稳定，其能够减少操作的步骤，提升工作效率，节约工作时间，并且能够进行自清洁，其通过自动化系统控制，保证改性效果的同时，解放操作人员双手，自动化程度高，仅需要设定相应参数，即可按照设定程序进行工作，达到改性设计要求。
附图说明
[0019]图1是本专利技术正视结构示意图；
[0020]图2是本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于实验室改性粉煤灰制备的装置主要包括上下两部分，上部分圆柱体为水浴加热搅拌器，下部分圆柱体为离心过滤干燥器，水浴加热搅拌器主要包括水浴加热模块，温控感应模块和混合搅拌模块。离心过滤干燥器主要包括离心过滤模块，淋洗改性模块和热风干燥模块。整台设备自动化程度高，可以通过控制面板进行相应参数设定，即可完成改性工作，并且能够进行自清洗，智能、高效、便捷。2.根据权利要求1所述的用于实验室改性粉煤灰制备的装置，其特征在于：上部为水浴加热搅拌器，外部水浴加热部分主要通过电阻丝进行加热，并且通过温控感应器进行控制，达到设定温度。3.根据权利要求2所述的用于实验室改性粉煤灰制备的装置，其特征在于：机械搅拌装置为圆饼形状，这样能够增到水浴加热面积，可以通过控制面板设定搅拌桨转速和搅拌时间，完成搅拌混合后混合物在重力的作用下通过斜板进入送药管，在流量计和电磁阀的控制下进入下部离心过滤部分。4.根据权利要求1所述的用于实验室改性粉煤灰制备的装置，其特征在于：混合物通过分样器均匀送入离心框中，在离心框内，内外侧和底部为带有小孔的不锈钢板作为离心器的骨架，用于承载离心样品，在离心框内设有过滤器，其为可更换式的滤布和滤膜，滤布是为了承载滤膜，防止滤膜在高速离心下破碎，使之受力均匀，滤膜是为了防止粒径较小的灰分随滤液流失，以提高设备产能。5.根据权利要求1所述的用于实验室改性粉煤灰制备的装置，其特征在于：在离心机内部和送药管处共设有...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔红标，王昱茗，范玉超，李德天，刘明雨，赵广泓，李帅，胡少军，王秋雅，王子钰，鲍丙露，程洁钰，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：