公布日：2023.01.17
申请日：2022.11.02
分类号：B01J2/20(2006.01)I;C02F11/00(2006.01)I;C02F11/13(2019.01)I;C02F11/147(2019.01)I;C02F11/122(2019.01)I;C02F11/12(2019.01)I;C02F9/00(2023.01)I;
C02F101/10(2006.01)N;C02F101/18(2006.01)N;C02F1/20(2006.01)N;C02F1/58(2006.01)N;C02F1/76(2006.01)N;C02F1/78(2006.01)N;C02F1/72(2006.01)N
摘要
一种咖啡因生产中的污泥造粒方法及其装置，所述方法以氰乙酸与二甲脲为原料，以醋酐为脱水剂进行一系列反应制得咖啡因，将咖啡因生产排放的污泥，经脱水后进入污泥造粒工序、送入螺旋输送挤压机，制成污泥条，污泥条被切块机构切成块状，落入污泥造粒机构中，所述污泥造粒机构为一个旋转的外筒、内筒及螺旋滑道，落入污泥造粒机构的块状污泥沿螺旋滑道滚落，并一路翻滚成颗粒状，落入成品箱。本发明设置了螺旋滑道，延长污泥颗粒滚动整形过程，使污泥颗粒外形更加圆滑结实，受热干燥时间长，保证污泥颗粒定型稳定，品相好。本发明全部工序连续化生产，成品污泥颗粒均匀一致，提高了污泥造粒效率，也便于后续处理和应用。
权利要求书
1.一种咖啡因生产中的污泥造粒方法，其特征是，所述方法以氰乙酸与二甲脲为原料，以醋酐为脱水剂进行一系列反应制得咖啡因，将咖啡因生产排放的污泥，经脱水后进入污泥造粒工序、送入螺旋输送挤压机，在螺旋输送挤压机的右端下部设有筛板，被挤压的污泥经过筛板的调制，制成污泥条，所述污泥条被切块机构切成块状，落入污泥造粒部分；所述污泥造粒部分为一个旋转的外筒（10），所述外筒（10）内套有一个直径略小的内筒（11），所述内筒（11）的上部为接料凸丘（9），接料凸丘（9）的底面连接螺旋滑道（12），所述螺旋滑道（12）沿内筒（11）外壁螺旋状配置，旋转若干圈后，其下部则逐渐弯曲进入内筒（11）中心并由此延伸出内筒（11）的底部；落入污泥造粒部分的块状污泥从接料凸丘（9）滑落至底部后沿螺旋滑道（12）滚落，并一路翻滚成颗粒状，落入成品箱（19）；所述外筒（10）和内筒（11）的下端部旋转支承在环形旋转机构上；所述外筒（10）和内筒（11）设有旋转驱动部分，所述旋转驱动部分包括环形大齿轮（13）和小齿轮（14），由小齿轮（14）驱动环形大齿轮（13）、并进而带动外筒（10）和内筒（11）绕内筒（11）中心线旋转。
2.根据权利要求1所述的咖啡因生产中的污泥造粒方法，其特征是，在污泥造粒之前首先进行无害化处理，除去亚硫酸根和氰根粒子，向咖啡因废水中加入酸液，所述酸液选自稀盐酸、稀硫酸或碳酸，酸液与亚硫酸根粒子发生反应，然后进行吹脱处理，得到除去亚硫酸根离子的溶液；向所述溶液中加入氧化剂，氧化剂选自双氧水、次氯酸钠或臭氧，氰根离子与氧化剂反应，得到除去氰根离子的废水，同时，也脱去了咖啡因废水的颜色。
3.根据权利要求1所述的咖啡因生产中的污泥造粒方法，其特征是，在所述螺旋输送挤压机中增设第一干粉剂撒粉机构（6）和第二干粉剂撒粉机构（4），所述第二干粉剂撒粉机构（4）位于外筒（10）切块机构的上部，干粉剂为粉煤灰、生石灰或秸秆粉的粉状混合物；所述第二干粉剂撒粉机构（4）通过料刷（28）的刷扫动作将干粉剂撒落在块状污泥的表面，以减少含水比例，利于块状污泥的滚动；所述第二干粉剂撒粉机构（4）的旋转动力由第四电机（32）提供；所述第一干粉剂撒粉机构（6）位于螺旋输送挤压机的进料端，其结构与所述第二干粉剂撒粉机构（4）的结构相同，由第三电机（31）驱动旋转，将干粉剂撒在进入所述螺旋输送挤压机的污泥上，进行拌合；所述干粉剂为生石灰和粉煤灰的粉状混合物。
4.根据权利要求1所述的咖啡因生产中的污泥造粒方法，其特征是，增设热风干燥部分，所述热风干燥部分包括热风风机（20）、插入内筒（11）底部中心孔内的热风管（21），所述热风管（21）将热风鼓入内筒（11），在所述内筒（11）的筒壁上设有密布的散热风小孔（26），吹出散热风小孔（26）的热风将块状污泥进一步干燥定型。
5.一种咖啡因生产中的污泥造粒装置，其特征是：包括底座(18)、污泥制条部分和污泥造粒部分，所述污泥制条部分将污泥挤压成污泥条，污泥条再进入污泥造粒部分制成颗粒；所述污泥造粒部分包括切块机构、接料凸丘（9）、外筒（10）、内筒（11）、螺旋滑道（12）和成品箱（19）；所述外筒（10）和内筒（11）设置在环形支座（29）上，所述内筒（11）的外壁上设置螺旋滑道（12），所述螺旋滑道（12）的上端口与其上方接料凸丘（9）的底面出料口（903）吻接，螺旋滑道（12）的下端穿过内筒（11）的筒壁吻接于位于内筒中心的出料圆筒（33），从而将污泥颗粒导入成品箱（19）；切块机构设置在接料凸丘（9）的上方，其外周与外筒固定；所述外筒（10）和内筒（11）的下端部支承在环形旋转机构上，并被第二电机（15）通过小齿轮（14）驱动旋转。
6.根据权利要求5所述的一种咖啡因生产中的污泥造粒装置，其特征是：所述污泥制条部分包括螺旋输送挤压机、第一电机（1）和筛板（7），所述螺旋输送挤压机由第一电机（1）驱动旋转，其主轴上设有螺旋，所述螺旋的螺距由左向右逐渐变小，被挤压的污泥经过筛板（7）的调制，制成污泥条，落入污泥造粒部分；所述切块机构为辐射状排列的切刀（8），所述切刀（8）为钢丝，钢丝的直径为0.5-2毫米，数量为3-10个，间隔均布。
7.根据权利要求6所述的一种咖啡因生产中的污泥造粒装置，其特征是，增设第一干粉剂撒粉机构（6）和第二干粉剂撒粉机构（4），所述第二干粉剂撒粉机构（4）位于外筒（10）的上部，包括送粉斗（602）、避风阀（601）、撒粉筒（603），所述避风阀（601）的上方连接送粉斗（602），下方连接撒粉筒（603），撒粉筒（603）内设置4-10只料刷（28），所述料刷（28）将避风阀（601）送入撒粉筒（603）内的粉料散开、并撒在接料凸丘（9）上的污泥颗粒上；所述第一干粉剂撒粉机构（6）的结构与第二干粉剂撒粉机构（4）相同，安装在所述螺旋输送挤压机上进料斗（2）的右侧，所述第一干粉剂撒粉机构（6）由第三电机（31）驱动，将干粉剂撒在进入所述螺旋输送挤压机的污泥上，进行拌合。
8.根据权利要求6所述的一种咖啡因生产中的污泥造粒装置，其特征是，所述环形支座（29）由盖板（24）、滚珠（16）和底座（18）构成，所述盖板（24）和底座（18）均为环状，在盖板（24）和底座（18）相对的一面均设有环形凹槽，滚珠（16）即装设于凹槽内。
9.根据权利要求6所述的一种咖啡因生产中的污泥造粒装置，其特征是，增设热风干燥系统，热风干燥系统包括热风风机（20）、热风管（21）和内筒（11），所述内筒（11）的筒壁上布满均匀设置的散热风小孔（26），所述热风管（21）固定在底座（18）上，一端伸入到内筒（11），另一端通过管路连接热风风机（20），热风的温度选择55-85℃。
10.根据权利要求6所述的一种咖啡因生产中的污泥造粒装置，其特征是，在所述筛板（7）的中心部位固设污泥颗粒（30）均匀度调节件，所述污泥颗粒（30）均匀度调节件为空心半球（17），其球心位于内筒（11）中心线的延长线上。
发明内容
本发明目的在于提供一种咖啡因生产中的污泥造粒方法及其装置，所述技术能够以污泥为原料，通过连续地旋转或滚动，将污泥制备成颗粒状，以解决污泥不便储存运输和使用的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种咖啡因生产中的污泥造粒方法，所述方法以氰乙酸与二甲脲为原料，以醋酐为脱水剂进行一系列反应制得咖啡因，将咖啡因生产排放的污泥，经脱水后进入污泥造粒工序、送入螺旋输送挤压机，在螺旋输送挤压机的右端下部设有筛板，被挤压的污泥经过筛板的调制，制成污泥条，所述污泥条被切块机构切成块状，落入污泥造粒机构中，所述污泥造粒机构为一个旋转的外筒和内筒，外筒内套有一个直径略小的内筒，内筒的上部为接料凸丘，接料凸丘为顶部稍尖的球缺状，接料凸丘的底面连接螺旋滑道，所述螺旋滑道沿内筒外壁螺旋状配置，旋转若干圈后，其下部则逐渐弯曲进入内筒中心并由此延伸出内筒的底部；落入污泥造粒机构的块状污泥从接料凸丘滑落至底部后沿螺旋滑道滚落，并一路翻滚成颗粒状，落入成品箱；所述外筒和内筒的下端部旋转支承在环形旋转机构上；所述外筒和内筒设有旋转驱动部分，所述旋转驱动部分包括环形大齿轮和小齿轮，由小齿轮驱动环形大齿轮、并进而带动外筒和内筒绕内筒中心线旋转。
上述咖啡因生产中的污泥造粒方法，在污泥造粒之前首先进行无害化处理，除去亚硫酸根和氰根粒子，向咖啡因废水中加入酸液，所述酸液选自稀盐酸、稀硫酸或碳酸，酸液与亚硫酸根粒子发生反应，然后进行吹脱处理，得到除去亚硫酸根离子的溶液；向所述溶液中加入氧化剂，氧化剂选自双氧水、次氯酸钠或臭氧，氰根离子与氧化剂反应，得到除去氰根离子的废水，同时，也脱去了咖啡因废水的颜色。
上述咖啡因生产中的污泥造粒方法，在所述螺旋输送挤压机中增设第一干粉剂撒粉机构和第二干粉剂撒粉机构，所述第二干粉剂撒粉机构位于外筒切块机构的上部，干粉剂为粉煤灰、生石灰或秸秆粉的粉状混合物；所述第二干粉剂撒粉机构通过料刷的刷扫动作将干粉剂撒落在块状污泥的表面，以减少含水比例，利于块状污泥的滚动；所述第二干粉剂撒粉机构的旋转动力由第四电机提供；所述第一干粉剂撒粉机构位于螺旋输送挤压机的进料端，其结构与所述第二干粉剂撒粉机构的结构相同，由第三电机驱动旋转，将干粉剂撒在进入所述螺旋输送挤压机的污泥上，进行拌合；所述干粉剂为生石灰和粉煤灰的粉状混合物。
上述咖啡因生产中的污泥造粒方法，增设热风干燥部分，所述热风干燥部分包括热风风机、插入内筒底部中心孔内的热风管，所述热风管将热风鼓入内筒，在所述内筒的筒壁上设有密布的散热风小孔，吹出散热风小孔的热风将块状污泥进一步干燥定型。
一种咖啡因生产中的污泥造粒机构，包括底座、污泥制条部分和污泥造粒部分，所述污泥制条部分将污泥挤压成污泥条，污泥条再进入污泥造粒部分制成颗粒；所述污泥造粒部分包括切块机构、接料凸丘、外筒、内筒、螺旋滑道和成品箱；所述外筒和内筒设置在环形支座上，内筒的外壁上设置螺旋滑道，所述螺旋滑道的上端口与其上方接料凸丘的底面吻接，螺旋滑道的下端穿过内筒的筒壁吻接于位于内筒中心的出料圆筒，从而将污泥颗粒导入成品箱；切块机构设置在接料凸丘的上方，其外周与外筒固定；所述外筒和内筒的下端部旋转支承在环形旋转机构上，并被第二电机通过小齿轮驱动旋转。
上述咖啡因生产中的污泥造粒机构，所述污泥制条部分包括螺旋输送挤压机、第一电机和筛板，所述螺旋输送挤压机由第一电机驱动旋转，其主轴上设有螺旋，所述螺旋的螺距由左向右逐渐变小，被挤压的污泥经过筛板的调制，制成污泥条，落入污泥造粒部分；所述切块机构为辐射状排列的切刀，所述切刀为钢丝，钢丝的直径为0.5-2毫米，数量为3-10个，间隔均布。
上述咖啡因生产中的污泥造粒机构，增设第一干粉剂撒粉机构和第二干粉剂撒粉机构，所述第一干粉剂撒粉机构位于外筒的上部，包括送粉斗、避风阀、撒粉筒，所述避风阀的上方连接送粉斗，下方连接撒粉筒，撒粉筒内设置4-10只料刷，所述料刷将避风阀送入撒粉筒内的粉料散开、并撒在接料凸丘上的污泥颗粒上；所述第二干粉剂撒粉机构的结构与第一干粉剂撒粉机构相同，安装在所述螺旋输送挤压机上进料斗的右侧，所述第一干粉剂撒粉机构由第三电机驱动，第二干粉剂撒粉机构由第四电机驱动，将干粉剂撒在进入所述螺旋输送挤压机的污泥上，进行拌合。
上述咖啡因生产中的污泥造粒机构，所述环形支座由盖板、滚珠和底座构成，所述盖板和底座均为环状，在盖板和底座相对的一面均设有环形凹槽，滚珠即装设于凹槽内。
上述咖啡因生产中的污泥造粒机构，增设热风干燥系统，热风干燥系统包括热风风机、热风管和内筒的筒壁上布满均匀设有的散热风小孔，所述热风管固定在底座上，一端伸入到内筒中，另一端通过管路连接热风风机，热风的温度选择55-85℃。上述咖啡因生产中的污泥造粒机构，在筛板的中心部位固设污泥颗粒均匀度调节件，所述污泥颗粒均匀度调节件为空心半球，其球心位于内筒中心线的延长线上。
有益效果与现有技术相比，本发明具有如下优点：A、全部工序自动化，包括送料、送粉、切割、滚动、加热、干燥、定型、直至落入成品箱，实现了连续化生产；B、本发明设有撒粉机构，可以对污泥进行吸水、干燥、减少含水量，使污泥颗粒干湿适宜，易于定型、表观质量稳定；C、本发明设置了螺旋滑道，延长污泥颗粒滚动整形过程，使污泥颗粒外形更加圆滑结实，受热干燥时间长，保证污泥颗粒定型稳定；D、成品污泥颗粒均匀一致，品相好，便于后续处理及应用；E、本发明所提供的污泥造粒装置操作便捷，空间占用面积小，可连续化自动生产，大大提高了污泥造粒的生产效率。
（发明人：韩峰;周英壮;郭少卿;张腾;李小宋;张剑）
