專利名稱：一種粉煤灰基凝膠去除固體雜質(zhì)的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及的是粉煤灰高溫堿熔融一水熱合成分子篩過程中凝膠自動分離雜質(zhì)的裝置，具體涉及的是一種粉煤灰基凝膠去除固體雜質(zhì)的裝置。
背景技術(shù)：
粉煤灰是燃煤電廠生產(chǎn)過程煤或粉煤燃燒后產(chǎn)生的細粒分散狀殘余物。我國對粉煤灰的利用仍處于較低水平，仍需大力發(fā)展粉煤灰資源化利用與高值化利用，近年來國內(nèi)外廣泛開展了利用粉煤灰合成沸石的研究，利用廉價的工業(yè)固體廢棄物粉煤灰作為基本原料，可制備出具有優(yōu)異性能的各種沸石分子篩。目前，高溫堿熔融一水熱合成分子篩，具有高轉(zhuǎn)化率和高生產(chǎn)效率等優(yōu)點。粉煤灰高溫堿熔融后，加水攪拌形成凝膠，靜止一段時間后，在凝膠底部將出現(xiàn)少量的固體顆粒雜 質(zhì)。若直接將此凝膠采用水熱合成法制備分子篩，將會影響分子篩的純度和性能。由于凝膠粘度較大，一些固體雜質(zhì)懸浮分散在凝膠中，采用常規(guī)的分離方法很難將凝膠中的這些細小固體顆粒雜質(zhì)去除。同時，粉煤灰高溫堿熔融-水熱合成法存在效率低、能耗高，分離不徹底等缺點，這些均影響粉煤灰合成分子篩純度，進而影響分子篩的性能，同時也制約了粉煤灰合成分子篩的發(fā)展。因此，開發(fā)智能、高效的凝膠分離裝置及水熱合成裝置以滿足現(xiàn)階段粉煤灰基分子篩制備顯得尤為重要。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種粉煤灰基凝膠去除固體雜質(zhì)的裝置，它用于解決目前采用常規(guī)的分離方法很難將粉煤灰高溫堿熔融一水熱合成分子篩過程中凝膠中的雜質(zhì)分離徹底的問題。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是這種粉煤灰基凝膠去除固體雜質(zhì)的裝置由凝膠自動分離器、凝膠生成罐、水熱合成釜通過管線連接而成，凝膠自動分離器設(shè)置有凝膠輸入管，水熱合成釜的底部有分子篩產(chǎn)品輸出管；凝膠自動分離器內(nèi)安裝液體噴淋裝置、PH自動測量裝置、攪拌槳、錐形離心分離器，錐形離心分離器安裝在凝膠自動分離器的底部，凝膠自動分離器還連接酸液儲存罐；凝膠生成罐內(nèi)安裝液體噴淋裝置、PH自動測量裝置、攪拌槳，凝膠生成罐還連接堿液儲存罐；水熱合成釜設(shè)置有壓力表。上述方案中凝膠自動分離器的底部為錐形的，錐形離心分離器安裝在凝膠自動分離器的錐形底部位，凝膠自動分離器錐形的底部安裝有清理孔，通過清理孔可定期清理罐內(nèi)由于離心而沉積下來的粉煤灰固體雜質(zhì)。上述方案中凝膠自動分離器的錐形離心分離器通過管線與凝膠生成罐相連，凝膠生成罐在底部通過管線與水熱合成釜相連，上述各管線上均設(shè)置有離心泵和調(diào)節(jié)閥。上述方案中凝膠自動分離器上安裝操作面板，操作面板上設(shè)置控制閥調(diào)節(jié)按鈕、開關(guān)、PH值顯示器、酸液滴加速率控制器、攪拌速率顯示器、凝膠溶解時間顯示器；凝膠生成罐的罐體外安裝操作面板，操作面板上設(shè)置參數(shù)調(diào)節(jié)按鈕、開關(guān)、pH值顯示器、堿液滴加速率調(diào)節(jié)器、攪拌速率調(diào)節(jié)器、凝膠形成時間控制器；水熱合成釜上安裝操作面板，操作面板上設(shè)置參數(shù)調(diào)節(jié)按鈕、開關(guān)、釜內(nèi)壓力表調(diào)節(jié)器、合成時間顯示器，溫度顯示器。本實用新型具有以下有益效果I、本實用新型將噴淋、攪拌、離心式分離有機地融合在一起，可以將粉煤灰高溫堿熔融一水熱合成分子篩過程中凝膠中的雜質(zhì)徹底分離，適用性強，提高了分子篩的純度，分子篩純度可提高85%以上。2、本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、控制方便，易于操作，投資少。

圖I是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。 I凝膠自動分離器 2凝膠生成罐 3水熱合成釜 4凝膠輸入管 5液體噴淋裝置 6攪拌槳 7錐形離心分離器8酸液儲存罐9堿液儲存罐10壓力表11產(chǎn)品輸出管12離心泵13操作面板。
具體實施方式
如圖I所示，這種粉煤灰基凝膠去除固體雜質(zhì)的裝置由凝膠自動分離器I、凝膠生成罐2、水熱合成釜3通過管線連接而成，凝膠自動分離器I的錐形離心分離器7通過管線與凝膠生成罐2相連，凝膠生成罐2在底部通過管線與水熱合成釜3相連，上述各管線上均設(shè)置有離心泵12和調(diào)節(jié)閥；凝膠自動分離器I設(shè)置有凝膠輸入管4，水熱合成釜3的底部有分子篩產(chǎn)品輸出管11，產(chǎn)品輸出管11上安裝閥門，分子篩產(chǎn)品從該閥門輸出。凝膠自動分離器I連接酸液儲存罐(2mol/L的鹽酸或硫酸)，酸液儲存罐8安裝在凝膠自動分離器I的上面；凝膠生成罐2連接堿液儲存罐(2mol/L的氫氧化鈉)，堿液儲存罐9安裝在凝膠生成罐2的上面。凝膠自動分離器I內(nèi)安裝液體噴淋裝置5、pH自動測量裝置、聚四氟乙烯攪拌槳6、錐形離心分離器7，凝膠自動分離器I的底部為錐形的，錐形離心分離器7安裝在凝膠自動分離器I的錐形底部位；凝膠自動分離器I上安裝操作面板，操作面板上設(shè)置控制閥調(diào)節(jié)按鈕、開關(guān)、PH值顯示器、酸液滴加速率控制器、攪拌速率顯示器、凝膠溶解時間顯示器。凝膠生成罐2內(nèi)安裝液體噴淋裝置5、pH自動測量裝置、聚四氟乙烯攪拌槳6 ;凝膠生成罐4的罐體外安裝操作面板，操作面板上設(shè)置參數(shù)調(diào)節(jié)按鈕、開關(guān)、PH值顯示器、堿液滴加速率調(diào)節(jié)器、攪拌速率調(diào)節(jié)器、凝膠形成時間控制器。水熱合成釜3設(shè)置有壓力表10，水熱合成釜3上還安裝操作面板13，操作面板13上設(shè)置參數(shù)調(diào)節(jié)按鈕、開關(guān)、釜內(nèi)壓力表調(diào)節(jié)器、合成時間顯不器，溫度顯不器。為了能夠定期清理凝膠自動分離器I內(nèi)由于離心而沉積下來粉煤灰固體雜質(zhì)，凝膠自動分離器錐形的底部安裝有清理孔。本實用新型工作過程如下首先，設(shè)置儀器操作參數(shù)，一定量的凝膠與固體雜質(zhì)通過凝膠輸入管4進入凝膠自動分離器I內(nèi)，酸液儲存罐8內(nèi)的酸液通過凝膠自動分離器I內(nèi)部的液體噴淋裝置5自動噴淋，在攪拌槳6的作用下，凝膠逐漸溶解，變?yōu)楣桎X酸鹽溶液。當凝膠自動分離器I外壁的PH值顯示器顯示I時，加酸自動停止。錐形離心分離器7開始工作，對混合液進行離心分離；硅鋁酸鹽溶液被離心泵12輸送到凝膠生成罐2，固體雜質(zhì)留在錐形離心分離器7底部。當離心分離結(jié)束，凝膠自動分離器I又開始進料，酸液自動噴淋，形成一個連續(xù)操作的過程。到達凝膠生成罐2后的溶液，堿液儲存罐9內(nèi)的堿液通過凝膠生成罐2內(nèi)部的液體噴淋裝置5自動噴淋，在攪拌槳6的作用下，硅鋁酸鹽溶液逐漸形成溶膠，當凝膠生成罐2外壁的pH值顯示器顯示12時，加堿自動停止，由凝膠生成罐2出來的凝膠通過離心泵12進入水熱合成釜3，在溫度為90°C—150°C，合成壓力O. IMPa-1. OMPa下水熱合成2h — 8h，水熱合成釜3自動停止工作，水熱合成釜3底部的閥門打開，分子篩產(chǎn)品順著產(chǎn)品輸出管11自動從水熱合成釜3出來。本實用新型工作原理粉煤灰經(jīng)前期高溫有氧焙燒除碳、水洗除可溶性鹽預(yù)處理、NaOH堿熔融高溫焙燒后，主要生成NaA102與Na2Si03，二者在堿性溶液中(ρΗ>11)可生成凝膠。同時，凝膠中會懸浮部分固體雜質(zhì)。通過實驗研究發(fā)現(xiàn)，硅鋁酸鹽凝膠在PH=I時，凝膠可完全溶解。在此實驗基礎(chǔ)上，為了將凝膠與部分固體雜質(zhì)分離，可以通過降低溶液的PH值獲得硅鋁酸鹽溶液，采用離心法強化分離將固體雜質(zhì)除去；分離后，通過調(diào)整溶液PH值，使之再次變成凝膠，再進行水熱合成，這樣制備的分子篩純度可提高85%以上。 模擬檢測實驗I :在模擬凝膠分離一水熱合成反應(yīng)裝置中，設(shè)置操作參數(shù)，凝膠自動分離器操作參數(shù)為進料流量為5L/min，酸液滴加速度為5L/min，攪拌槳的轉(zhuǎn)速為200r/min ;凝膠生成罐的操作參數(shù)為液體進料流量為5L/min,堿液液滴加速度為5L/min ;水熱合成爸的操作參數(shù)為壓強O. 5MPa，合成時間為3h，合成溫度為100°C。經(jīng)過除雜處理后的凝膠，合成的分子篩純度提高85%。模擬檢測實驗2:在模擬凝膠分離一水熱合成反應(yīng)裝置中，設(shè)置操作參數(shù)，凝膠自動分離器操作參數(shù)為進料流量為5L/min，酸液滴加速度為5L/min，攪拌槳的轉(zhuǎn)速為200r/min ;凝膠生成罐的操作參數(shù)為液體進料流量為5L/min,堿液液滴加速度為5L/min ;水熱合成爸的操作參數(shù)為壓強0.9MPa，合成時間為6h，合成溫度為150°C。經(jīng)過除雜處理后的凝膠，合成的分子篩純度提高92%。
權(quán)利要求1.一種粉煤灰基凝膠去除固體雜質(zhì)的裝置，其特征在于這種粉煤灰基凝膠去除固體雜質(zhì)的裝置由凝膠自動分離器(I)、凝膠生成罐(2)、水熱合成釜(3)通過管線連接而成，凝膠自動分離器(I)設(shè)置有凝膠輸入管(4)，水熱合成釜(3)的底部有分子篩產(chǎn)品輸出管(11);凝膠自動分離器(I)內(nèi)安裝液體噴淋裝置(5)、pH自動測量裝置、攪拌槳(6)、錐形離心分離器(7 )，錐形離心分離器(7 )安裝在凝膠自動分離器(I)的底部，凝膠自動分離器(I)還連接酸液儲存罐(8);凝膠生成罐(2)內(nèi)安裝液體噴淋裝置(5)、pH自動測量裝置、攪拌槳(6 )，凝膠生成罐(2 )還連接堿液儲存罐(9 );水熱合成釜(3 )設(shè)置有壓力表(10 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的粉煤灰基凝膠去除固體雜質(zhì)的裝置，其特征在于所述的凝膠自動分離器(I)的底部為錐形的，錐形離心分離器(7)安裝在凝膠自動分離器(I)的錐形底部位，凝膠自動分離器(I)錐形的底部安裝有清理孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的粉煤灰基凝膠去除固體雜質(zhì)的裝置，其特征在于所述的凝膠自動分離器的錐形離心分離器(7)通過管線與凝膠生成罐(2)相連，凝膠生成罐(2)在底部通過管線與水熱合成釜(3 )相連，上述各管線上均設(shè)置有離心泵(12 )和調(diào)節(jié)閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的粉煤灰基凝膠去除固體雜質(zhì)的裝置，其特征在于所述的凝膠自動分離器(I)上安裝操作面板，操作面板上設(shè)置控制閥調(diào)節(jié)按鈕、開關(guān)、PH值顯示器、酸液滴加速率控制器、攪拌速率顯示器、凝膠溶解時間顯示器；凝膠生成罐(2)的罐體外安裝操作面板，操作面板上設(shè)置參數(shù)調(diào)節(jié)按鈕、開關(guān)、PH值顯示器、堿液滴加速率調(diào)節(jié)器、攪拌速率調(diào)節(jié)器、凝膠形成時間控制器；水熱合成釜(3)上安裝操作面板(13)，操作面板(13)上設(shè)置參數(shù)調(diào)節(jié)按鈕、開關(guān)、釜內(nèi)壓力表調(diào)節(jié)器、合成時間顯示器，溫度顯示器。
專利摘要本實用新型涉及的是一種粉煤灰基凝膠去除固體雜質(zhì)的裝置，這種粉煤灰基凝膠去除固體雜質(zhì)的裝置由凝膠自動分離器、凝膠生成罐、水熱合成釜通過管線連接而成，凝膠自動分離器設(shè)置有凝膠輸入管，水熱合成釜的底部有分子篩產(chǎn)品輸出管；凝膠自動分離器內(nèi)安裝液體噴淋裝置、pH自動測量裝置、攪拌槳、錐形離心分離器，錐形離心分離器安裝在凝膠自動分離器的底部，凝膠自動分離器還連接酸液儲存罐；凝膠生成罐內(nèi)安裝液體噴淋裝置、pH自動測量裝置、攪拌槳，凝膠生成罐還連接堿液儲存罐；水熱合成釜設(shè)置有壓力表。本實用新型可以將粉煤灰高溫堿熔融—水熱合成分子篩過程中凝膠中的雜質(zhì)徹底分離，提高了分子篩的純度。
文檔編號B01J13/00GK202683186SQ201220409578
公開日2013年1月23日 申請日期2012年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月18日
發(fā)明者陳彥廣, 陸佳, 韓洪晶, 王 華, 李丹丹, 盧宏男 申請人:東北石油大學(xué)