煤泥滤饼固化装置及方法.pdf

本发明公开了一种煤泥滤饼固化装置及方法，包括铁架台，分液漏斗固定在铁架台上，取样器位于分液漏斗出液口正下方，取样器下部连接过滤器，过滤器与抽滤瓶瓶口连接，抽滤瓶的抽滤嘴通过橡胶软管与真空泵连接。环氧树脂和固化剂质量按环氧树脂：固化剂=3:1配好，在真空泵形成的压差作用下灌注到干燥处理后的滤饼内部，再将滤饼放入干燥箱中干燥即可得到固化滤饼。本装置结构简单、可操作性强。固化后滤饼机械强度高，可任意切割、抛光、打磨，扫描电镜下可观察滤饼内部任意平面孔隙结构，为研究煤泥水过滤宏观现象与滤饼微观结构之间的关系奠定了基础。

1.  一种煤泥滤饼固化装置，包括铁架台(7)，其特征在于，分液漏斗(1)固定在铁架台(7)上，取样器(2)位于分液漏斗(1)出液口正下方，取样器(2)下部连接过滤器(3)，过滤器(3)与抽滤瓶(4)瓶口连接，抽滤瓶(4)的抽滤嘴通过橡胶软管(5)与真空泵(6)连接。

2.  根据权利要求1所述的煤泥滤饼固化装置，其特征在于，所述取样器(2)是一段透明薄壁PVC圆管。

3.  根据权利要求1所述的煤泥滤饼固化装置，其特征在于，所述过滤器(3)是由具有磨砂外壁的玻璃圆管上端焊接法兰、底部密封制成，过滤器(3)上端法兰外径大于抽滤瓶(4)瓶口外径，过滤器(3)底部均匀分布等直径圆孔。

4.  根据权利要求1所述的煤泥滤饼固化装置，其特征在于，所述抽滤瓶(4)瓶口具有磨砂内壁。

5.  根据权利要求1所述的煤泥滤饼固化装置，其特征在于，所述取样器(2)的外径与过滤器(3)的内径大小相等，过滤器(3)的外径与抽滤瓶(4)瓶口内径大小相等。

6.  一种权利要求1所述装置的煤泥滤饼固化方法，其特征在于：
A.煤泥过滤结束，取一块具有完整结构的滤饼，滤饼面积需大于取样器横截面面积；
B.取样器(2)垂直滤饼表面，向下取样至整个滤饼厚度；
C.将夹有滤饼的取样器(2)与底部放有滤纸的过滤器(3)相连，将取样器(2)+过滤器(3)竖直放入恒温干燥箱中，40℃-45℃干燥至恒重；
D.干燥至恒重的取样器(2)+过滤器(3)与抽滤瓶(4)连接，将装有灌注液的分液漏斗(1)固定在铁架台(7)上，移动抽滤瓶(4)使取样器(2)位于分液漏斗(1)出液口的正下方，将抽滤瓶(4)与真空泵(6)通过橡胶软管(5)连接，打开分液漏斗(1)阀门，当取样器(2)内滴入2/3灌注液时，打开真空泵(6)，待过滤器(3)底部有灌注液渗出再灌注30-60min；
E.灌注结束，将取样器(2)从过滤器(3)中取出，取样器(2)放入干燥箱，40℃-45℃干燥12h即可得到固化滤饼。

7.  根据权利要求6所述的煤泥滤饼固化方法，其特征在于，所述灌注液为环氧树脂+固化剂，环氧树脂与固化剂质量配比为环氧树脂：固化剂＝3:1。

煤泥滤饼固化装置及方法
技术领域
本发明涉及一种煤泥滤饼固化装置及方法，特别是涉及一种压滤或加压过滤煤泥滤饼固化装置及方法。
背景技术
选煤厂煤泥水一般采用压滤或加压过滤进行固液分离，煤泥水过滤除了降低产品水分，还可以避免细泥循环积聚，保证循环水浓度稳定在较低范围内，实现选煤厂洗水一级闭路循环。为确保选煤厂正常运行、提高过滤效率，国内外诸多学者对入料粒度、浓度、矿物组成、过滤压力、操作时间等因素对滤饼水分、过滤速度、滤液固含量的影响进行了大量研究，但对煤泥滤饼内部孔隙结构研究很少。
目前，滤饼孔隙结构表征常用扫描电镜(SEM)观察法，扫描电镜可以直接观察滤饼孔隙的形貌和大小。由于煤泥滤饼含水率高、机械强度低，扫描电镜主要用于观察煤泥滤饼表层或某一断面的孔隙结构，不能观察煤泥滤饼内部特定平面的孔隙结构。张卫东.一种袋式除尘器中滤饼固定方法:中国，201010272804.9[P].2010-12-15.中提出在气体进入除尘器之前，向输送含尘管道中通入少量固化剂羧甲基纤维素钠(CMC)，CMC与粉尘颗粒一起进入除尘器并被滤料截留形成滤饼，且CMC均匀分布在滤饼层中，然后通入水蒸汽加湿，使CMC具有黏合作用，短时间固定后，取出滤饼在室温下干燥，即可得到固化滤饼。张成锋.固化法研究过滤过程颗粒层压缩现象[D].北京：清华大学，2005.中提出用携带强力粘结剂的空气缓慢通过滤饼，在颗粒层内部表面形成一个很薄的薄层，从而起到对颗粒层结构进行简单的固定。然后将滤饼置入真空环境中进行树脂包埋，得到固化滤饼。
上述两种滤饼固化方法均针对袋式除尘器中形成的滤饼，笔者采用上述方法对压滤和加压过滤的煤泥滤饼进行实验，由于煤泥滤饼含水率高、结构致密(过滤压力0.6Mpa-0.8Mpa)，煤泥滤饼固化后机械强度较低或只能包埋煤泥滤饼表层。
发明内容
为了解决现有技术对含水率高、结构致密的压滤或加压过滤煤泥滤饼固化效果差的问题，本发明提供了一种适用于压滤或加压过滤煤泥滤饼固化装置及方法。
本发明的煤泥滤饼固化装置，包括铁架台，分液漏斗固定在铁架台上，取样器位于分液漏斗出液口正下方，取样器下部连接过滤器，过滤器与抽滤瓶瓶口连接，抽滤瓶的抽滤 嘴通过橡胶软管与真空泵连接。
所述取样器是一段透明薄壁PVC圆管。
所述过滤器是由具有磨砂外壁的玻璃圆管上端焊接法兰、底部密封制成，过滤器上端法兰外径大于抽滤瓶瓶口外径，过滤器底部均匀分布等直径圆孔。
所述抽滤瓶瓶口具有磨砂内壁。
所述取样器的外径与过滤器的内径大小相等，过滤器的外径与抽滤瓶瓶口内径大小相等。
本发明的煤泥滤饼固化方法：
A.煤泥过滤结束，取一块具有完整结构的滤饼，滤饼面积需大于取样器横截面面积；
B.取样器垂直滤饼表面，向下取样至整个滤饼厚度；
C.将夹有滤饼的取样器与底部放有滤纸的过滤器相连，将取样器+过滤器竖直放入恒温干燥箱中，40℃-45℃干燥至恒重；
D.干燥至恒重的取样器+过滤器与抽滤瓶连接，将装有灌注液的分液漏斗固定在铁架台上，移动抽滤瓶使取样器位于分液漏斗出液口的正下方，将抽滤瓶与真空泵通过橡胶软管连接，打开分液漏斗阀门，当取样器内滴入2/3灌注液时，打开真空泵，待过滤器底部有灌注液渗出再灌注30-60min；
E.灌注结束，将取样器从过滤器中取出，取样器放入干燥箱，40℃-45℃干燥12h即可得到固化滤饼。
所述灌注液为环氧树脂+固化剂，环氧树脂与固化剂质量配比为环氧树脂：固化剂＝3:1。
本发明装置结构简单、可操作性强。压滤或加压过滤煤泥滤饼固化完全，固化后煤泥滤饼机械强度高，可任意切割、抛光、打磨，扫描电镜下可观察滤饼内部任意平面孔隙结构，为研究煤泥水过滤宏观现象与滤饼微观结构之间的关系奠定了基础。
附图说明
附图1为本发明的煤泥滤饼固化装置结构示意图。
附图2为本发明的煤泥滤饼固化装置取样器主视图。
附图3为本发明的煤泥滤饼固化装置取样器俯视图。
附图4为本发明的煤泥滤饼固化装置过滤器主视图。
附图5为本发明的煤泥滤饼固化装置过滤器俯视图。
附图6为本发明的煤泥滤饼固化装置过滤器A-A剖面图。
附图1中：1—分液漏斗；2—取样器；3—过滤器；4—抽滤瓶；5—橡胶软管；6—真空泵；7—铁架台。
具体实施方式
本发明的煤泥滤饼固化装置具体实施方式如附图所示。分液漏斗(1)固定在铁架台(7)上，取样器(2)位于分液漏斗(1)出液口正下方，取样器(2)由一段透明薄壁PVC圆管制成。取样器(2)下部连接过滤器(3)，过滤器(3)是由具有磨砂外壁的玻璃圆管上端焊接法兰、底部密封制成，过滤器(3)上端法兰外径大于抽滤瓶(4)瓶口外径，过滤器(3)底部均匀分布等直径圆孔。过滤器(3)与抽滤瓶(4)瓶口连接，抽滤瓶(4)瓶口需制作磨砂内壁。抽滤瓶(4)的抽滤嘴通过橡胶软管(5)与真空泵(6)连接。取样器(2)的外径与过滤器(3)的内径大小相等，过滤器(3)的外径与抽滤瓶(4)瓶口内径大小相等，各连接部位需具有良好的密封性。
对粒度-0.074mm，浓度300g/L的煤泥水,在0.7Mpa下加压过滤得到的20mm厚滤饼进行固化为例。
本发明的煤泥滤饼固化方法具体步骤为：
A.煤泥加压过滤结束，取一块具有完整结构的煤泥滤饼，滤饼样品面积大于取样器横截面面积；
B.取样器(2)长40mm，取样器(2)垂直煤泥滤饼表面，向下取样至整个滤饼厚度；
C.将夹有煤泥滤饼的取样器(2)与底部放有滤纸的过滤器(3)连接，将取样器(2)+过滤器(3)竖直放入恒温干燥箱中，45℃干燥至恒重；
D.干燥至恒重的取样器(2)+过滤器(3)与抽滤瓶(4)连接，将抽滤瓶(4)与真空泵(6)通过橡胶软管(5)连接，检查各连接部位密封性；
E.将环氧树脂和固化剂质量按环氧树脂：固化剂＝3:1配好，顺时针方向搅拌均匀，冷却3min-5min再加入分液漏斗中；
F.将装有灌注液的分液漏斗(1)固定在铁架台(7)上，移动抽滤瓶(4)使取样 器(2)位于分液漏斗(1)出液口的正下方，打开分液漏斗(1)阀门，当取样器(2)内滴入2/3灌注液时，打开真空泵(6)，待过滤器(3)底部有灌注液渗出再灌注60min；
G.灌注结束，将取样器(2)从过滤器(3)中取出，取样器(2)放入干燥箱，45℃干燥12h得到固化滤饼。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何根据本发明技术范围内所做的简单修改、变更或替换，均仍属于本发明的保护范围。