[发明专利]一种固体燃料与液体介质多级混合装置及方法

说明书

本发明公开一种固体燃料与液体介质多级混合装置及方法，装置包括：内套筒(1)；外套筒(2)，内套筒(1)和外套筒(2)通过支架(9)连接固定；固体燃料浆进口(41)，固体燃料浆进口(41)与内套筒(1)同轴；空气进气口(42)；微纳米气泡发生部件(5)；物料出口(71)。本发明的多级混合装置，能在浮选分离装置前单独对固体燃料颗粒物料进行预矿化，提高了固体燃料颗粒的矿化程度，矿化程度越高，则后续泡沫浮选塔内的浮选分离效果就越好，体现在泡沫浮选塔内泡沫相与水相的相界面越明显，还避免了单槽浮选装置中含碳‑氢的可燃物颗粒中有夹杂着大量矿物颗粒的问题。本发明的多级混合装置，还能用于制备悬浮稳定的类液体燃料。

技术领域

本发明属于混合设备领域，具体涉及一种固体燃料与液体介质多级混合装置及其操作方法。

背景技术

混合是化学、化工和湿法选矿过程中常见的单元操作。混合操作中，最难的是如何将气液固三相的均匀混合成稳定的“类液体”，以便用泵输送和强化特定的操作，例如进行气液固三相的充分接触等。由于气、液、固密度差异和表面亲/疏水性的巨大差异，常规的搅拌浆或叶轮高速搅拌式混合，往往不能得到均匀且稳定的三相混合物，其表现在固体容易沉降而微气泡容易快速聚集成大气泡而逸出，无论是固体沉降还是气泡逸出，都会造成浆料失稳，不再是“类液体浆料”，丧失可泵送性或降低气液固三相的接触。

例如，煤化工工业中，通常由掺杂有矿物质颗粒的劣质煤粉经过泡沫浮选技术去除矿物质颗粒，得到的超细超低灰洁净煤粉浆料再用来制备具有特定可燃燃料浓度的水煤浆，供应到煤气化装置中。其中泡沫浮选过程，就要求对固体颗粒(包括煤粉和矿物质颗粒)、液体介质(水或油)和气体(微气泡)进行三相充分混合成“类液体”，以便于泵送和强化泡沫浮选效果。这仅仅是气液固三相混合的一种典型应用场景，当然还有其他应用场景。

总之，工业界一直希望有一种能够将固体燃料颗粒、液体介质和微气泡充分均匀混合成稳定的“类液体浆料”的设备和方法。本发明旨在解决这个技术问题。

发明内容

本发明第一方面提供一种固体燃料与液体介质多级混合装置，其包括：

内套筒1，所述内套筒1上具有周向分布的内套筒孔11；

外套筒2，其位于所述内套筒1外围，所述内套筒1和所述外套筒2通过支架9连接固定；

固体燃料浆进口41，其连接至所述内套筒1上游，所述固体燃料浆进口41与所述内套筒1同轴；

空气进气口42，其连接至所述内套筒1上游，所述空气进气口42和所述固体燃料浆进口41的角度为30°～60°；

微纳米气泡发生部件5，其位于所述内套筒1下游；

物料出口71，其连接至所述内套筒1下游。

优选地，所述空气进气口42为多个；所述空气进气口42上具有气体分布多孔板421，所述气体分布多孔板421为金属粉末压缩形成的多孔结构。

优选地，所述外套筒2上游设置有上游固定座3，其具有第一空腔31；所述上游固定座3上游设置有底座4，其具有第二空腔43和所述空气进气口42，所述第一空腔31和第二空腔43为等腰梯形，靠近所述固体燃料浆进口41一侧为等腰梯形的上底。

优选地，所述第一空腔31、所述第二空腔43和所述固体燃料浆进口41同轴连通，所述空气进气口42与所述第二空腔43连通。

优选地，所述外套筒2下游设置有下游固定座6，其具有第三空腔61；所述下游固定座6下游设置有出口固定座7，其具有物料通道72和所述固体燃料浆出口71，所述第三空腔61、物料通道72和所述固体燃料浆出口71连通。

优选地，所述出口固定座7下游设置有顶盖8。