本實(shí)用新型涉及煤炭脫硫技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種罐式超溫超聲波洗煤機(jī)。

背景技術(shù)：

煤中的硫不僅對煤的轉(zhuǎn)化加工有害，而且對環(huán)境也造成了嚴(yán)重的污染，因此，煤中硫的燃前脫除是煤利用過程中的一個(gè)重要問題。

目前煤的脫硫技術(shù)與工藝主要分為燃前脫硫、燃中固硫和燃后脫硫。其中，燃前脫硫在脫除煤中硫分方面效率較低，因此難以滿足環(huán)保的要求。而燃中脫硫主要是在煤中添加一些固硫劑，在煤燃燒的過程，SO₂等含硫物就被其固定在煤渣中，流化床固硫技術(shù)、型煤固硫技術(shù)、爐內(nèi)直接噴射脫硫技術(shù)等等都屬于燃中固硫。燃中固硫投資少，運(yùn)行費(fèi)用低，不產(chǎn)生廢氣，但燃中固硫會對爐膛的溫度有一定的限制，影響煤炭加工過程的正常運(yùn)行，使得效率大大降低，并且該方法的脫硫效率也很低；燃燒后的煙氣脫硫技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用已經(jīng)幾近成熟，燃后脫硫的方法很多，如噴霧干燥法煙氣脫硫、濕法煙氣脫硫等，不過這種脫硫的方法雖然脫硫效率比較高，但工藝過程比較復(fù)雜，投資及運(yùn)行費(fèi)用都比較高，且占用場地較大等等，這些不足限制了它的廣泛應(yīng)用。

綜合考慮各種方法的優(yōu)劣，目前我們采用最多的還是燃前脫硫。煤的燃前脫硫的方法很多，大體上可以分為物理脫硫、化學(xué)脫硫和生物法脫硫三種。

1、物理脫硫法

物理法脫硫是根據(jù)煤炭顆粒與含硫化合物在表面化學(xué)性質(zhì)、導(dǎo)電性、密度和磁性等方面的差異而去除煤中無機(jī)硫的方法。迄今為止，物理凈化法是唯一已經(jīng)工業(yè)化的煤炭凈化技術(shù)。煤炭物理凈化系統(tǒng)的中心環(huán)節(jié)是把產(chǎn)品與廢渣分離的分選過程。一般包括以下三個(gè)過程：即煤炭的預(yù)處理、煤的分選和產(chǎn)品的脫水。目前常用的物理脫硫法有常規(guī)洗選法、跳汰法、重介質(zhì)法、浮選等。

（1）常規(guī)洗選法

這是煤中脫灰、脫硫的主要方法之一，目前已經(jīng)具有一定的工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模。我國是世界上唯一一個(gè)以原煤作為產(chǎn)量計(jì)量的國家，德、澳、法、日等國的原煤入選率都在90%以上，而我國只有40%左右，其中動力煤入洗率僅為7.6%，遠(yuǎn)低于其它國家。

（2）跳汰法

它的基木原理是：煤層在脈動的液體中，由于液體周期性的上下運(yùn)動，交替的收縮和膨脹，導(dǎo)致煤粒因密度按從上到下逐漸增加的順序進(jìn)行分層，從而達(dá)到分選的目的。由于跳汰法適合于各種不同的原煤，具有流程簡單，投資少，設(shè)備操作和檢修維護(hù)均比較方便，處理能力強(qiáng)，成本低等優(yōu)點(diǎn)，因此跳汰法是目前應(yīng)用最廣泛的一種脫無機(jī)硫方法。

近年來，選煤生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展較快，但選煤基礎(chǔ)研究還滿足不了生產(chǎn)的發(fā)展需要。到目前為止，煤的物理凈化技術(shù)僅能降低煤炭中灰的含量和黃鐵礦硫含量，只能脫除部分的黃鐵礦，且這種方法對脫除細(xì)粒散布的有機(jī)礦物質(zhì)并不實(shí)用，同時(shí)選煤廠排出的廢渣中包括煤巖石和煤泥，含有大量的細(xì)煤，從而造成了能源的浪費(fèi)。

2、微波化學(xué)脫硫法

（1）化學(xué)脫硫法

化學(xué)方法脫硫主要是利用氧化劑把硫氧化或把硫置換出來從而達(dá)脫硫的目的?；瘜W(xué)法脫硫的效率較高，能脫除大部分無機(jī)硫和相當(dāng)部分的有機(jī)硫。根據(jù)所用化學(xué)試劑的種類及反應(yīng)原理的不同，可以將化學(xué)脫硫法分為：氧化法、堿處理法、熱解法、溶劑萃取法等。

多數(shù)的化學(xué)脫硫法均是在高溫高壓下進(jìn)行，有的還使用不同的氧化劑，因此，操作費(fèi)用和設(shè)備投資費(fèi)用比較高。此外，反應(yīng)條件也比較強(qiáng)烈，可能導(dǎo)致煤質(zhì)發(fā)生變化。

綜上所述，物理脫硫雖然經(jīng)濟(jì)，工藝簡單，卻只能脫除煤中的無機(jī)硫，不能脫除有機(jī)硫；而盡管化學(xué)脫硫法可以脫去幾乎所有的無機(jī)硫和大部分有機(jī)硫，但其工藝復(fù)雜，經(jīng)常需要在一定的酸堿條件下進(jìn)行，有時(shí)甚至需要較高的溫度，對煤的性質(zhì)影響較大，如引起煤的粘結(jié)性變差、發(fā)熱量降低等。

在此基礎(chǔ)上，人們又提出了一種超聲波脫硫的方法。該方法依據(jù)超聲波清洗工作原理，利用超聲波滲透力強(qiáng)的機(jī)械振動沖擊工作表面，結(jié)合萃取劑，加速煤炭顆粒與萃取液的相互作用，使反應(yīng)能夠在常壓、較低溫度下進(jìn)行，最小程度地破壞煤的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的一種凈煤方法，且對煤炭熱值不會有太大影響，具有很好的市場潛力。

然而受到現(xiàn)有的超聲波設(shè)備的換能器工作溫度不能超過85℃的限制，超聲波脫硫方法一直無法發(fā)揮出應(yīng)有的效果。基于此，本發(fā)明提出了一種罐式超溫超聲波洗煤機(jī)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實(shí)用新型提供了一種高脫硫率的罐式超溫超聲波洗煤機(jī)。

本實(shí)用新型是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種罐式超溫超聲波洗煤機(jī)，其特征在于：包括罐體，所述罐體上部設(shè)有進(jìn)料口，下部通過氣動蝶閥連接出料口，同時(shí)罐體內(nèi)部還設(shè)有攪拌器和超聲波發(fā)生棒；所述攪拌器設(shè)置在罐體的中央，通過減速機(jī)支架連接變頻攪拌電機(jī)及減速機(jī)；所述超聲波發(fā)生棒嵌在所述罐體的外壁上。

所述罐體底部還設(shè)有加熱棒。

所述超聲波發(fā)生棒包括換能器，超聲波變幅桿和信號發(fā)生器，所述換能器通過法蘭連接超聲波變幅桿，所述超聲波變幅桿連接有工具頭；所述換能器外層設(shè)有外殼，所述外殼外層包覆有冷卻裝置；所述信號發(fā)生器通過電極引線連接到換能器；

所述超聲波發(fā)生棒嵌在罐體的外壁上，其中外殼和信號發(fā)生器位于罐體外部，超聲波變幅桿和工具頭位于罐體內(nèi)部。

所述超聲波變幅桿采用不銹鋼材料。

本實(shí)用新型的有益效果是：該罐式超溫超聲波洗煤機(jī)，通過在換能器外包覆冷卻裝置解決了換能器工作溫度不能超過85℃的問題，使超聲波發(fā)生棒能夠達(dá)到在120℃及以上溫度工作環(huán)境下正常工作，滿足了超聲波脫硫工藝的需要，有利于節(jié)約能源的同時(shí)提高煤炭脫硫率，有利于我國經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，適宜推廣應(yīng)用。

附圖說明

附圖1為本實(shí)用新型超聲波發(fā)生棒結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖2為本實(shí)用新型罐式超溫超聲波洗煤機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖中，1工具頭，2超聲波變幅桿，3法蘭，4換能器，5外殼，6預(yù)應(yīng)力螺栓，7冷卻裝置，8電極引線，9信號發(fā)生器，10變頻攪拌電機(jī)及減速機(jī)，11減速機(jī)支架，12攪拌器，13進(jìn)料口，14罐體，15超聲波發(fā)生棒，16加熱棒，17氣動蝶閥，18出料口。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。

該罐式超溫超聲波洗煤機(jī)，包括罐體14，所述罐體14上部設(shè)有進(jìn)料口13，下部通過氣動蝶閥17連接出料口18，同時(shí)罐體14內(nèi)部還設(shè)有攪拌器12和超聲波發(fā)生棒15；所述攪拌器12設(shè)置在罐體14的中央，通過減速機(jī)支架11連接變頻攪拌電機(jī)及減速機(jī)10；所述超聲波發(fā)生棒15嵌在所述罐體14的外壁上。

所述罐體14底部還設(shè)有加熱棒16。

所述超聲波發(fā)生棒15包括換能器4，超聲波變幅桿2和信號發(fā)生器9，所述換能器4通過法蘭3連接超聲波變幅桿2，所述超聲波變幅桿2連接有工具頭1；所述換能器4外層設(shè)有外殼5，所述外殼5外層包覆有冷卻裝置7；所述信號發(fā)生器9通過電極引線8連接到換能器4；

所述超聲波發(fā)生棒15嵌在罐體14的外壁上，其中外殼5和信號發(fā)生器9位于罐體14外部，超聲波變幅桿2和工具頭1位于罐體14內(nèi)部。

所述超聲波變幅桿2采用不銹鋼材料。

反應(yīng)后的煤粉與復(fù)合萃取液的混合物在118~128℃時(shí)，后邊的固液分離效果達(dá)到最佳，煤中復(fù)合萃取液殘留量最少。故而在罐體14底部設(shè)計(jì)加熱棒16。

由于超聲波換能器工作溫度不能超過85℃的條件，傳統(tǒng)的超聲波換能器達(dá)不到技術(shù)要求?；诖吮緦?shí)用新型改進(jìn)了換能器4的輸出方式，以棒狀為基礎(chǔ)，在換能器4四周包裹一層冷卻裝置7，使換能器4工作溫度在85℃以下，用超聲波變幅桿2連接工具頭1，使工具頭1作為換能器的傳遞介質(zhì)，工具頭1可以處于高溫環(huán)境下工作，保證了超聲波設(shè)備的正常工作且突破了溫度的限制。該罐式超溫超聲波洗煤機(jī)，使用方法如下：

（1）從進(jìn)料口13按照復(fù)合萃取液與原料煤按照重量比10:1加入原料煤和萃取液的混合物，預(yù)熱達(dá)到118～128℃后進(jìn)入該罐式超溫超聲波洗煤機(jī)內(nèi)，變頻攪拌電機(jī)及減速機(jī)10啟動攪拌器12開始攪拌，避免煤粉在工作過程中沉淀影響清洗效果。

（2）超聲波發(fā)生棒15（可在115～123℃溶液中工作）啟動，對煤粉和萃取液的混合物進(jìn)行充分混合，加速煤炭顆粒與復(fù)合萃取液的作用，為該反應(yīng)提供最佳環(huán)境。

（3）加熱棒16啟動，對罐體14內(nèi)部進(jìn)行保溫，使罐體14溫度維持在118～128℃范圍之間。

（4）超聲波清洗完成后氣動蝶閥17打開，充分反應(yīng)好的混合物從出料口18放出，進(jìn)入下一道工序。

大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，在此環(huán)境下，通過攪拌器12持續(xù)攪拌及超聲波作用下，保溫60min，能夠達(dá)到較好的脫硫效果。

其他參數(shù)：

所述罐體14有效容積約1.5立方米，材質(zhì)SUS201；

超聲波發(fā)生棒15功率約為18KW；

變頻攪拌電機(jī)及減速機(jī)10功率約為2.2KW；

生產(chǎn)效率：100KG/H（煤粉）。