一种煤矸石微波热处理设备的制作方法

1.本发明涉及煤矸石热处理设备技术领域，特别涉及一种煤矸石微波热处理设备。


背景技术：

2.目前我国煤研石综合利用的途径主要有煤研石发电、制作建筑材料、从煤研石中回收有用矿物、煤研石生产复合肥料等。但经过多年的实践证明煤矸石发电对环境有相当的污染，不利于环保；回收有价值的矿物会产生新的污染源，在某些地区因回收矿物所产生的性的污染源还属危废，对环境破坏程度更大，显然是得不偿失的；制作建筑材料因其中还有部分c以及c化合物导致所制备的建筑材料性能不高，应用场景有限，消纳量较低，社会效益不显著；至于生产复合肥，因煤矸石主题原材料中所含元素波动较大，生产工艺复杂，综合成本较高，使用量也较少。
3.微波是高频振荡电磁波，当微波对物料进行处理的过程中，物质内部受到微波的高频震荡场的作用，内部会出现大量的键能缺陷，在本专利设备的运行过程中，微波不仅对煤矸石进行升温热处理，同时在吸波物质的协助下使煤矸石内部产生键能缺陷，以利于后继物理化学反应，以便于形成具有一定力学性能的产物。
4.目前我国微波处理煤矸石的方式是直接将吸波材料加入到煤矸石粉体当中，在微波处理器中搅拌器的高速搅拌和分散状态下，实现对物料的直接加热并保持适宜的温度环境以对物料进行热处理，但部分煤矸石粉料中使无法添加吸波介质，并且后续处理过程需要将吸波介质与煤矸石粉体进行分离，该方式适用范围较窄。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种煤矸石微波热处理设备，本发明的微波热处理设备不仅可以对煤矸石等含有吸波物质的固废进行处理，还可以对工业化学石膏、尾矿砂等工业固废进行处理，以达到高效处置消纳固废的目的，因此，本发明的设备应用范围是极为广泛的，应用效果是极为突出的。。
6.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种煤矸石微波热处理设备，包括罐体、设置在所述罐体内部的转动件、设置在所述转动件侧壁的若干搅拌叶片、设置在所述罐体外侧壁的微波发生器、所述转动件驱动所述搅拌叶片进行转动，所述微波发生器向所述罐体内部发出微波，所述搅拌叶片为中空结构。
7.本发明的进一步设置为：所述搅拌叶片为双层结构，包括内层与外层，所述内层与外层之间形成介质腔体。
8.本发明的进一步设置为：所述搅拌叶片内层腔体为真空。
9.本发明的进一步设置为：所述转动件包括转动连接在所述罐体底部的转动杆、设置在所述管体底部驱动所述转动杆转动的转动电机，所述转动电机与所述转送杆之间连接有万向联轴器。
10.本发明的进一步设置为：所述转动杆上侧壁径向设置有若干卡接头，所述搅拌叶
片靠近所述转动杆端部设置有卡接口，所述中空搅拌叶片通过所述卡接口可拆卸连接在所述卡接头上。
11.本发明的进一步设置为：所述卡接头包括均匀径向固定连接在所述转动杆上的固定柱、活动连接在所述固定柱轴线上的解除件、固定连接在所述固定柱端部的固定头，所述卡接口包括设置有卡接口端部的活动空腔、设置在所述活动空腔内部的锁定件，所述固定头卡接在所述活动空腔内时，所述锁定件将所述固定头固定在所述活动空腔内。
12.本发明的进一步设置为：所述固定头为半圆球型，所述解除件直径从两端向中间逐渐增大，所述解除件最大直径等于所述固定头最大直径，所述固定头与所述固定柱连接处向内凹陷形成凹槽，所述凹槽与所述解除件端部可贴合接触。
13.本发明的进一步设置为：所述锁定件包括活动插接在所述卡接口侧壁的锁定销、套设在所述锁定销外侧的弹簧、固定设置在所述锁定销端部的卡接块，所述卡接口侧壁开设有收缩腔，所述锁定销贯穿所述收缩腔突出所述活动空腔内壁，所述弹簧两端连接在所述收缩腔相对两侧内壁。
14.本发明的进一步设置为：所述介质腔体靠近所述卡接口的一侧设置有进料口，所述进料口上设置有封闭盖，所述吸波材料填充在所述介质腔体内。
15.本发明的进一步设置为：所述罐体上还连接有气氛发生器，所述气氛发生器包括储气罐、连接在储气罐上的风机，所述风机与所示罐体内部相连通。
16.本发明的有益效果是：
17.1、在微波加热处理工艺中因煤矸石属于固废材料，其中所含c元素的含量波动较大，如果含量较少则无法达到相应的温度范围，为弥补该问题，在微波处理器内部设有微波辅助吸波发热装置，其中添加吸波发热物质，如焦炭、二氧化锰、四氧化三铁等物质，以确保热处理过程中处理温度可稳定保持在600～800℃范围内，提高制备出的地聚物性能的稳定性，通过接触热与微波能量传递输入的两种方式使弱吸收微波的物质温度迅速升高，达到火花煤矸石的目的。
18.2、本发明采用中空结构的搅拌叶片替代传统实心搅拌叶片，将吸波介质添加到微波处理器的中空搅拌叶片中，利用物料与高速搅拌与分散的中空叶片充分接触的条件对物料进行热处理，该方式能够适用于吸波介质无法直接添加到煤矸石粉料中进行热处理的情况，并且同吸波介质与煤矸石直接混合进行热处理的方式相比，本发明中的方式受热更加均匀，吸波介质能够被重复适用，减少了吸波介质与煤矸石粉料的分离过程，提高了加工速率，降低了工业生产成本。
19.3、本发明中的搅拌叶片为双层结构，包括内层与外层，内层与外层之间形成填充吸波介质的介质腔体，双层结构的搅拌叶片能够避免吸波介质在高速转动的过程中由于离心力而出现吸波介质富集在搅拌叶片端部，使罐体内部受热不均匀的现象发生，局部温度过高会使高温形成的无定型氧化硅和氧化铝重新结合莫来石晶体，活性大大降低，另一方面，为保证不出现吸波介质聚集的现象，单层的搅拌叶片需要将搅拌叶片的内部完全填充，该方式需要的吸波介质较多，成本较高，并且完全填充之后的搅拌叶片较重，不利于高速搅拌。
20.4、本发明中的搅拌叶片内层腔体为真空填充，由于在煤矸石粉体微波热处理过程中，内部温度可达到500℃以上，若内层腔体为填充空气，在高温情况下，内部空气受热以后
膨胀，体积变大，容易使搅拌叶片的内外层在热空气的挤压下出现破裂的现象，采用真空填充，微波发生器产生的微波既能够在真空中进行传播，因此对于微波的传递路径并不会产生影响，同时也不会使其内部温度过高对搅拌叶片造成影响。
21.5、本发明中的的搅拌叶片与转动杆之间通过卡接头与卡接口进行可拆卸连接，当将卡接口向卡接头用力挤压时，锁定销端部的卡接块会沿着固定头外表面收缩，然后卡接在固定柱与固定头之间，实现了搅拌叶片的安装，然后继续向卡接头挤压，卡接块沿着接解除件表面运动到转动杆处，再向回拉动搅拌叶片，卡接块带动解除件沿着固定柱轴向方向运动到固定头处，使卡接块能够继续沿着固定头外表面向外运动，使搅拌叶片能够被拆卸下来，采用该方式进行搅拌叶片的安装与拆卸过程能够方便搅拌叶片内部吸波介质的更换，采用传统固定连接的方式，在高温情况下，固定位置容易变形，使固定形式不够稳定，而本发明中的固定方式能够不受温度的影响，即使出现微小的变形也不会影响搅拌叶片的固定与连接，并且该连接方式的固定与拆解过程便捷。
22.6、本发明中的微波热处理器上还连接有气氛发生器，能够根据粉体热处理的要求选择是否通入空气或其他气氛气体，一方面能够带走热处理过程中的废物进行净化处理，另一方面对物料热处理进行气氛保护。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1是本发明结构示意图。
25.图2是本发明中罐体剖面结构示意图。
26.图3是本发明中罐体俯视结构示意图。
27.图4是本发明中搅拌叶片剖面结构示意图。
28.图5是本发明中卡接口与卡接头局部剖面结构示意图。
29.图6是图5中a处局部结构示意图。
30.图7是本发明安装状态结构示意图。
31.图8是本发明拆卸状态结构示意图。
32.图中，1、罐体；2、微波发生器；3、搅拌叶片；31、内层；32、外层；33、介质腔体；34、内层腔体；4、转动件；41、转动杆；42、转动电机；43、万向联轴器；5、卡接头；51、固定柱；52、解除件；53、固定头；531、凹槽；6、卡接口；61、活动空腔；62、锁定件；621、锁定销；622、卡接块；623、弹簧；624、收缩腔；7、进料口；71、封闭盖；8、储气罐；9、风机。
具体实施方式
33.下面将结合具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.实施例，如图1、图2、图3、图4所示，一种煤矸石微波热处理设备，还包括罐体1、设置在罐体1内部的转动件4、设置在转动件4侧壁的若干搅拌叶片3、设置在罐体1外侧壁的微波发生器2、转动件4驱动搅拌叶片3进行转动，对内部的煤矸石粉体进行搅拌，避免局部温度过高或过低，微波发生器2向罐体1内部发出微波，搅拌叶片3为中空结构，搅拌叶片3包括内层31与外层32，内层31与外层32之间的空隙形成介质腔体33，在内层31腔体为真空结构，在介质腔体33内部填充有吸波介质，罐体1内部还与风机9相连接，风机9的另一端与储气罐8相连接，能够根据粉体热处理的要求选择是否通入空气或其他气氛气体，一方面能够带走热处理过程中的废物进行净化处理，另一方面对物料热处理进行气氛保护。
35.如图2所示，转动件4包括转动连接在罐体1底部的转动杆41，设置在罐体1底部连接在转动杆41端部的万向联轴器43，万向联轴器43的另一端连接有转动电机42，转动电机42驱动所述转动杆41转动，设置万向联轴器43能够降低高速转动的剪切力，降低设备损耗。
36.如图3、图4、图5所示，在转动杆41的外侧壁径向连接有若干卡接头5，搅拌叶片3靠近转动杆41的端部设置有卡接口6，搅拌叶片3通过卡接口6可拆卸连接在卡接头5上，在介质腔体33靠近卡接口6的一侧开设有进料口7，进料口7用于更换介质腔体33内部的吸波介质，然后在用封闭盖71进行封闭；卡接头5包括固定连接在转动杆41上的固定柱51，活动连接在固定柱51轴线上的解除件52，固定连接在固定柱51端部的固定头53，固定头53为半圆形结构，解除件52的直径从两端向中间逐渐增大，解除件52最大直径等于固定头53最大直径，固定头53与固定柱51连接处向内凹陷形成凹槽531，凹槽531与解除件52端部可贴合接触；卡接口6端部向内凹陷形成活动空腔61，活动空腔61的内部设置有锁定件62，固定头53卡接在活动空腔61内时，锁定件62可将固定头53固定在活动空腔61内，实现搅拌叶片3的安装和固定。
37.如图6所示，锁定件62包括活动插接在卡接口6侧壁的锁定销621，在活动空腔61的侧壁内部设置有收缩腔624，锁定销621穿过收缩腔624并突出活动空腔61的内壁，在收缩腔624内部的锁定销621上套设有弹簧623，弹簧623的两端分别连接在收缩腔624内壁与锁定销621上，在锁定销621突出活动空腔61内壁的端部设置有卡接块622，卡接块622上具有倾斜面，倾斜面在靠近固定柱51的一侧。
38.一种煤矸石微波热处理设备的工作原理：将吸波介质从进料口7填充到介质腔体33内，盖上封闭盖71，将搅拌叶片3的卡接口6向卡接头5挤压，锁定销621在固定头53的挤压下逐渐向外部运动，当锁定销621的端部卡接块622运动到半圆球的端部时，在被压缩的弹簧623的回弹力的驱动下，使卡接块622卡接在固定头53的端面上，完成搅拌叶片3的安装，再向罐体1内部加入煤矸石粉料，启动气氛发生器，是罐体1内部填充满其他气氛气体，打开转动件4和微波发生器2，当微波对物料进行处理的过程中，物质内部受到微波的高频震荡场的作用，会出现大量的键能缺陷，该键能缺陷利于后期地聚物的形成，同时有利于煤矸石反应能力的提高，可以明显煤矸石成型能力以及成型强度。此外，在需要进行吸波介质的更换时，只需要进一步的将搅拌叶片3向转动杆41的方向进行挤压后再拉出，挤压过程中，卡接块622沿着解除件52的表面运动到靠近转动杆41的端面，再回拉搅拌叶片3时，卡接块622会带动解除件52沿着固定柱51向固定头53运动，解除件52的一端嵌入到固定头53的凹槽531处，使解除件52直径最大的地方与固定头53直径最大的地方重合之后，卡接块622便能够继续运动到固定头53上然后脱落出来，本发明采用中空结构的搅拌叶片3替代传统实心
搅拌叶片3，将吸波介质添加到微波处理器的中空搅拌叶片3中，利用物料与高速搅拌与分散的中空叶片充分接触的条件对物料进行热处理，该方式能够适用于吸波介质无法直接添加到煤矸石粉料中进行热处理的情况，并且同吸波介质与煤矸石直接混合进行热处理的方式相比，本发明中的方式受热更加均匀，吸波介质能够被更换，减少了吸波介质与煤矸石粉料的分离过程，提高了加工速率，降低了工业生产成本。