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基本信息

項(xiàng)目名稱：
超聲電化學(xué)處理難沉降煤泥水裝置
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
在探索超聲-電化學(xué)預(yù)處理難沉降煤泥水作用機(jī)理的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了本裝置，它是將超聲波及電化學(xué)方法結(jié)合在同一處理體系，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、相互協(xié)同的一種新型煤泥水處理裝置。本裝置優(yōu)勢(shì)在于降低上清液濁度的同時(shí)還可以大大降低藥耗。
詳細(xì)介紹：
本產(chǎn)品是采用超聲—電化學(xué)法處理難沉降煤泥水的一種裝置。在通過分析煤泥水濃度、酸堿性、粒度、電性等基本性質(zhì)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)，考察不同電極、電解質(zhì)、電流密度、電解時(shí)間及超聲能量密度和超聲時(shí)間對(duì)煤泥水沉降效果和能耗的影響，確定難沉降煤泥水的超聲—電化學(xué)預(yù)處理的最佳工藝條件，最終實(shí)現(xiàn)節(jié)約藥劑20%，洗水濃度降低至10g/L以下的效果。

作品圖片

  • 超聲電化學(xué)處理難沉降煤泥水裝置
  • 超聲電化學(xué)處理難沉降煤泥水裝置
  • 超聲電化學(xué)處理難沉降煤泥水裝置

作品專業(yè)信息

設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

煤泥水的處理效果決定著選煤過程中各項(xiàng)重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，煤泥水的凈化問題，是選煤廠正常生產(chǎn)的首要前提。隨著采煤機(jī)械化程度提高，細(xì)粒級(jí)煤越來越多，同時(shí)由于矸石泥化程度加大，使煤泥水具有粒度細(xì)、灰分高、粘性大、難以沉降的特點(diǎn)，現(xiàn)有煤泥水沉降方法難以奏效。由此煤泥水處理尤其是難沉降煤泥水的處理成為研究焦點(diǎn)問題。通過設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)，確定超聲—電化學(xué)預(yù)處理煤泥水的最佳工藝條件，探索超聲—電化學(xué)預(yù)處理煤泥水的作用機(jī)理，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)研發(fā)了超聲電化學(xué)處理難沉降煤泥水裝置。本裝置利用超聲波空化作用改變煤粒表面性質(zhì)，同時(shí)在電解過程中加速反號(hào)離子吸附在煤顆粒表面，兩者共同作用降低顆粒之間的靜電斥力，促進(jìn)絮團(tuán)沉降。二者優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、相互協(xié)同，取得節(jié)約藥劑20%，洗水濃度降低至10g/L以下的效果。技術(shù)指標(biāo)得以保證，經(jīng)濟(jì)效益顯著提高。

科學(xué)性、先進(jìn)性

傳統(tǒng)的煤泥水處理常采用絮凝劑與凝聚劑復(fù)合使用的方法，但隨著細(xì)粒煤所占比例越來越大，這些方法已無法滿足用戶對(duì)水分的要求。傳統(tǒng)的方法是利用靜電引力壓縮雙電層，減小顆粒之間的斥力，進(jìn)而絮凝劑作用形成絮團(tuán)加速沉降。而本裝置是一種工藝清潔的煤泥水凈化裝置，不存在二次污染的問題，在本裝置的處理體系中超聲波的空化作用強(qiáng)化了電化學(xué)傳質(zhì)過程，使的細(xì)粒煤泥加速凝聚，沉降速度加快。超聲電化學(xué)法的優(yōu)勢(shì)在于在降低上清液濁度的同時(shí)還可以降低藥耗。

獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果

無

作品所處階段

已在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上研制出超聲電化學(xué)處理難沉降煤泥水裝置。

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

無

作品可展示的形式

一套超聲電化學(xué)處理難沉降煤泥水裝置實(shí)物，并可以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)演示處理過程。

使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)

(1) 精選化學(xué)物質(zhì)材料: 細(xì)粒煤、潔凈水、聚丙烯酰胺、硫酸鋁 (2) 配制煤泥水：50g/L (3) 配制電解液：0.73mol/L的硫酸鋁水溶液 (4) 配制絮凝劑水溶液：1‰濃度 (5) 超聲處理煤泥水：20KHz (6) 電解處理煤泥水：用量2400 g/t干煤泥 (7) 絮凝處理煤泥水：用量為80g/t干煤泥 (8) 干燥處理煤泥 (9) 檢測(cè)、分析、表征 本研究在原有的絮凝沉降的基礎(chǔ)上加入了電解超聲新型工藝，利用煤帶微電荷的基本特性，將超聲波及電化學(xué)方法結(jié)合在同一處理體系中，利用超聲波空化作用清洗煤粒表面，同時(shí)在電解過程中反號(hào)離子吸附煤顆粒表面，兩者共同作用降低顆粒之間的靜電斥力，促進(jìn)絮團(tuán)沉降。近些年細(xì)粒煤所占的比重越來越大，這些顆粒粒度細(xì)、灰分高、粘性大、難以沉降。然而超聲電化學(xué)法可以在優(yōu)于技術(shù)指標(biāo)的前提下，降低藥耗20%以上，每處理一噸干煤泥可節(jié)約藥劑費(fèi)6000元。這使得這項(xiàng)技術(shù)在選煤廠有很好的應(yīng)用前景。

同類課題研究水平概述

目前國(guó)內(nèi)外對(duì)煤泥水處理的研究不斷發(fā)展。近年來也不斷有新藥劑被開發(fā)，蔣衛(wèi)紅、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)劉炯天以及日本小田節(jié)子等都在新藥劑的研發(fā)上有很大進(jìn)展。同時(shí)，新的思路也不斷涌現(xiàn)，II.II.Paiiikob等人將自己研制的用直流非對(duì)稱電流處理懸浮液的電凝聚方法和設(shè)備用于礦漿濃縮和凈化廢水。 Ozkan.S等人研究了超聲波在電化學(xué)預(yù)處理中影響。研究結(jié)果表明：由于懸浮物的均勻分布和化學(xué)藥品的優(yōu)化作用，超聲波技術(shù)能夠提高試劑的浮選效率。 董憲姝等在發(fā)現(xiàn)添加絮凝劑和凝聚劑解決高泥化煤泥水沉降存在成本高、效果不佳的問題時(shí)， 采用電化學(xué)預(yù)處理煤泥水的方法， 考察了電解后煤泥水的沉降特性，研究并優(yōu)化了電解條件。利用電泳儀、紅外光譜以及影像分析儀表征了電解前后煤顆粒表面電動(dòng)電位、官能團(tuán)以及絮團(tuán)大小變化。結(jié)果表明： 采用3 種電解質(zhì)對(duì)煤泥水進(jìn)行電化學(xué)預(yù)處理后沉降效果得到明顯改善，氯化鎂電解質(zhì)好于氯化鈉和氯化鋁?？滴臐膳c胡軍等在超聲處理煤泥與浮選藥劑的作用研究中發(fā)現(xiàn)超聲處理使煤泥與煤油的潤(rùn)濕熱增大,同時(shí)使煤與煤油的接觸角也降低了，此種處理方法降低了浮選藥耗,提高了煤泥浮選的效率和選擇性。 在沉降機(jī)理方面E. Sabah在研究Tuncbiled coal preparation plant煤泥水時(shí)證實(shí),約一半的懸浮顆粒是黏土礦物,從而判定黏土礦物決定煤泥水的凝聚效果和煤泥的脫水性能。Arnold和Ap-lan通過試驗(yàn)證明高嶺石和伊利石對(duì)煤泥分選精度影響不大,而蒙脫石影響較大,提出了黏土種類是影響分選精度的關(guān)鍵因素。 以上方法雖取得較好效果，但任無法改變處理難沉降煤泥水時(shí)對(duì)藥劑的大量消耗。超聲與電化學(xué)在處理煤泥水領(lǐng)域的單獨(dú)使用都有前例，但二者的復(fù)合使用還沒有先例，而本裝置將二者結(jié)合于同一處理體系，實(shí)驗(yàn)證明二者優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，在降低上清液濁度的同時(shí)還可以大大降低藥耗。
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