本發(fā)明涉及脫硫，尤其涉及一種聚能超聲波脫硫裝置。

背景技術(shù)：

煤炭是我國(guó)重要能源基礎(chǔ)；近年來(lái)煤炭資源的短缺和去產(chǎn)能，發(fā)熱量高于煤炭1.5倍的石油焦逐漸成為制鋁、玻璃、水泥、陶瓷、工業(yè)硅、碳化硅等行業(yè)和部分新建火電廠難以舍棄的主要燃料。

我國(guó)煤質(zhì)含硫量含灰偏高、石油焦含硫量更是高于煤炭數(shù)倍，每年全國(guó)近40億噸的煤炭消耗量和數(shù)千萬(wàn)噸的石油焦消耗量是華北、華東地區(qū)乃至全國(guó)霧霾的主要成因之一。煤炭、石油焦燃燒產(chǎn)生大量含硫h2s、so2、cos等有害氣體，形成酸雨、霧霾和pm2.5嚴(yán)重超標(biāo)，大面積危及人類健康和農(nóng)作物的生長(zhǎng)，嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境。眾多煤炭生產(chǎn)企業(yè)、火力發(fā)電、制鋁、水泥、玻璃、陶瓷、鍋爐供熱等耗煤、石油焦量大使用企業(yè)往往苦于可持續(xù)發(fā)展和環(huán)保治理的兩難境地，目前還稀有可供選擇大批量、高效低耗的煤炭、石油焦燃前脫硫工藝、設(shè)備。

煤炭、石油焦脫硫分為燃燒前脫硫和燃燒后脫硫，目前煤炭因燃燒前脫硫率低和其主要成分有機(jī)硫幾乎很難脫除，實(shí)際上多為退而求其次采用燃燒后脫硫，但是燃燒后已經(jīng)生成大量含硫h2s、so2、cos等有害氣體致使脫硫效果有限、脫硫成本高。煤炭燃燒前脫硫是從根本上控制上述有害氣體生成，因此是合理、清潔、環(huán)保使用煤炭的必然方向。

煤的燃前脫硫現(xiàn)有物理法、化學(xué)法和生物法三種：物理法包括浮選法、重液體富集法、磁性分離法等；化學(xué)法包括強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑通過(guò)化學(xué)還原、氮抽提、熱解等方法脫硫；生物法利用某些嗜酸、耐熱微生物消化、吸收f(shuō)e3和so2分解法脫硫。

現(xiàn)有石油焦物理脫硫采用1100k～1700k高溫處理，本身即是消耗高能源的方法而且對(duì)碳骨架的噻吩有機(jī)硫效果并不理想；化學(xué)脫硫采用相似相溶原理選取芳烴類化合物作為抽提溶劑脫硫，有資料表明該法脫硫率難以超過(guò)20％；高溫加化學(xué)脫硫是在一定溫度條件下促進(jìn)化學(xué)試劑脫硫。由于高污染和政策限制，石油焦燃前脫硫在我國(guó)處于半盲區(qū)狀態(tài)。

現(xiàn)有物理、化學(xué)、生物法脫硫?qū)嶋H上在煤炭行業(yè)探索多年但效果并不理想，主要缺陷是對(duì)煤炭中主要成分的有機(jī)硫幾乎無(wú)法脫除、無(wú)機(jī)硫脫硫率低，而且高溫高壓條件耗能大、成本高、污染重；生物法嗜酸菌生長(zhǎng)緩慢、脫硫時(shí)間長(zhǎng)、效果有限等等。現(xiàn)有石油焦物理、化學(xué)法脫硫主要問(wèn)題是噻吩有機(jī)硫脫硫率低、高溫耗能大、芳烴類化合物溶劑作為抽提劑成本高。而且現(xiàn)有石油焦脫硫研究都僅僅是實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)果。

上述各種方法的難點(diǎn)在于無(wú)法有效脫除煤炭、石油焦的有機(jī)硫，而有機(jī)硫主要以烷基硫、芳基硫和噻吩硫等高價(jià)有機(jī)官能團(tuán)的形態(tài)存在于煤炭、石油焦中，煤炭、石油焦有機(jī)硫脫除的關(guān)鍵在于破壞其高價(jià)鍵合力和打斷其長(zhǎng)鏈大分子結(jié)構(gòu)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種聚能超聲波脫硫裝置，旨在用于解決現(xiàn)有的煤炭等燃料在燃燒前脫硫成本較高且脫硫效率較低的問(wèn)題。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明實(shí)施例提供一種聚能超聲波脫硫裝置，包括可內(nèi)置提取劑的脫硫槽，所述脫硫槽具有進(jìn)料口與出料口，還包括控制物料沿所述進(jìn)料口至所述出料口的方向移動(dòng)的輸送機(jī)構(gòu)以及安設(shè)于所述脫硫槽上的聚能超聲波單元，且所述聚能超聲波單元的輻射端伸入所述脫硫槽內(nèi)。

進(jìn)一步地，所述脫硫槽相對(duì)水平方向傾斜設(shè)置，所述輸送機(jī)構(gòu)包括沿所述脫硫槽長(zhǎng)度方向設(shè)置的傳動(dòng)軸桿以及驅(qū)使所述傳動(dòng)軸桿旋轉(zhuǎn)的電機(jī)，且于所述傳動(dòng)軸桿上設(shè)置有連續(xù)的螺旋推進(jìn)葉片，所述傳動(dòng)軸桿位于所述進(jìn)料口與所述出料口對(duì)應(yīng)的區(qū)間內(nèi)。

進(jìn)一步地，還包括安裝座，所述安裝座包括第一支架以及與所述第一支架間隔設(shè)置的第二支架，所述第一支架的高度大于所述第二支架的高度，所述脫硫槽的兩個(gè)端部分別安設(shè)于所述第一支架以及第二支架上。

進(jìn)一步地，所述電機(jī)安裝于所述第一支架上。

進(jìn)一步地，所述出料口豎直向下設(shè)置，所述進(jìn)料口豎直向上設(shè)置，且所述出料口以及所述進(jìn)料口均高于所述脫硫槽內(nèi)的液面。

進(jìn)一步地，于所述脫硫槽的底部設(shè)置有排液閥，所述排液閥位于所述脫硫槽靠近所述進(jìn)料口一側(cè)的底端。

進(jìn)一步地，所述聚能超聲波單元為多個(gè)，且各所述聚能超聲波單元的輻射端均位于所述進(jìn)料口與所述出料口的區(qū)間內(nèi)。

進(jìn)一步地，且其中至少部分所述聚能超聲波單元均繞所述脫硫槽的周向依次間隔分布。

進(jìn)一步地，所述聚能超聲波單元包括位于所述脫硫槽外側(cè)的超聲換能器以及位于所述脫硫槽內(nèi)側(cè)表面的聚能棒，所述聚能棒為所述聚能超聲波單元的輻射端。

進(jìn)一步地，還包括電控柜，所述電控柜設(shè)置有變頻調(diào)速器，所述變頻調(diào)速器與所述輸送機(jī)構(gòu)電連接。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明的脫硫裝置中，將含硫物料由進(jìn)料口置于脫硫槽內(nèi)，一般該含硫物料為煤炭或石油焦，同時(shí)向脫硫槽內(nèi)導(dǎo)入脫硫提取劑，聚能超聲波單元開(kāi)始工作，發(fā)出超聲強(qiáng)度大于30～50w/cm²的聚能超聲波作用于煤炭或石油焦(一般聚能超聲波清洗超聲強(qiáng)度2～3w/cm²)，利用煤炭或石油焦微觀結(jié)構(gòu)中的松散多孔性，聚能超聲波特有的空化效應(yīng)可產(chǎn)生瞬間壓力達(dá)上千個(gè)大氣壓的無(wú)數(shù)微觀沖擊波破壞煤炭或石油焦的結(jié)構(gòu)壁壘和打斷有機(jī)硫的高價(jià)大分子鏈；聚能超聲波的惠更斯波動(dòng)效應(yīng)可以使有機(jī)硫、無(wú)機(jī)硫分子質(zhì)點(diǎn)獲得比重力加速度大8200倍以上的質(zhì)點(diǎn)加速度和運(yùn)動(dòng)學(xué)巨大的速度(加速度一次積分)、位移(加速度二次積分)和動(dòng)能(與質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度的平方成正比)，使有機(jī)硫、無(wú)機(jī)硫具有運(yùn)動(dòng)能量脫離煤炭或石油焦結(jié)構(gòu)基體從而達(dá)到脫硫的目的，且聚能超聲波的溫度效應(yīng)、攪拌效應(yīng)、催化效應(yīng)可以促進(jìn)有機(jī)硫、無(wú)機(jī)硫與提取劑產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，生成易于分離的硫化物，而輸送機(jī)構(gòu)則可以控制煤炭或石油焦物料沿脫硫槽移動(dòng)提升，進(jìn)而可以使得脫硫后的煤炭或石油焦由出料口排出。在上述過(guò)程中，利用聚能超聲波的物理以及化學(xué)效應(yīng)可以使得煤炭或石油焦內(nèi)的微觀結(jié)構(gòu)壁壘被破壞和斷鏈有機(jī)硫高價(jià)大分子鏈，使有機(jī)硫、無(wú)機(jī)硫質(zhì)點(diǎn)獲得運(yùn)動(dòng)能量、脫離煤炭或石油焦基體生成可富集的新硫化物，同時(shí)本發(fā)明脫硫效率高運(yùn)行成本低，無(wú)需高溫、高壓、高耗能，無(wú)酸堿污染，可連續(xù)作業(yè)工業(yè)化大批量煤炭或石油焦處理。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的聚能超聲波脫硫裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中a-a向剖視圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

參見(jiàn)圖1以及圖2，本發(fā)明實(shí)施例提供一種聚能超聲波脫硫裝置，包括脫硫槽1，脫硫槽1采用圓管狀結(jié)構(gòu)，為相對(duì)密封的腔體結(jié)構(gòu)并相對(duì)水平方向傾斜安裝在安裝座2上，可以向脫硫槽1內(nèi)導(dǎo)入一定量的提取劑，該提取劑為脫硫提取劑，可與無(wú)機(jī)硫以及有機(jī)硫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，脫硫槽1具有進(jìn)料口11與出料口12，進(jìn)料口11與出料口12之間應(yīng)相互遠(yuǎn)離，通常進(jìn)料口11位于脫硫槽1的低端，而出料口12位于脫硫槽1的高端，進(jìn)料口11主要是用于向脫硫槽1內(nèi)添加待脫硫的物料和提取劑，一般為含硫煤炭以及含硫石油焦等，且在脫硫槽1內(nèi)被脫硫后由出料口12排出，通常還應(yīng)設(shè)置安裝座2，安裝座2固定安設(shè)于地面上，脫硫槽1則固定安裝于安裝座2上，使得出料口12與地面之間具有一定距離，方便煤炭等物料排出。脫硫裝置還包括有輸送機(jī)構(gòu)3以及聚能超聲波單元4，其中輸送機(jī)構(gòu)3是用于控制脫硫槽1內(nèi)的物料由進(jìn)料口11向出料口12移動(dòng)，進(jìn)而可以控制脫硫后的物料由出料口12排出，而多組聚能超聲波單元4則是重要的脫硫工具，其分布安裝于脫硫槽1上，可向脫硫槽1內(nèi)的提取劑、物料輻射大功率聚能超聲。本發(fā)明中，聚能超聲波單元4工作時(shí)可以發(fā)出超聲強(qiáng)度大于30w/cm²的聚能超聲波，利用煤炭、石油焦微觀結(jié)構(gòu)中的松散多孔性，聚能超聲波特有的空化效應(yīng)可產(chǎn)生瞬間壓力達(dá)上千個(gè)大氣壓的無(wú)數(shù)微觀沖擊波破壞煤炭、石油焦的結(jié)構(gòu)壁壘和打斷有機(jī)硫的高價(jià)大分子鏈，同時(shí)聚能超聲波的惠更斯波動(dòng)效應(yīng)可以使有機(jī)硫、無(wú)機(jī)硫分子質(zhì)點(diǎn)獲得比重力加速度大8200倍的質(zhì)點(diǎn)加速度和運(yùn)動(dòng)學(xué)巨大的速度、位移和動(dòng)能，使有機(jī)硫、無(wú)機(jī)硫具有運(yùn)動(dòng)能量脫離煤炭、石油焦結(jié)構(gòu)基體，且聚能超聲波的溫度效應(yīng)、攪拌效應(yīng)、催化效應(yīng)可以促進(jìn)有機(jī)硫、無(wú)機(jī)硫與提取劑產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，生成易于分離的硫化物，而螺旋輸送機(jī)構(gòu)3則可以將脫硫后的煤炭、石油焦由出料口12排出。當(dāng)然脫硫槽1的進(jìn)料口11與出料口12處分別連接有自動(dòng)進(jìn)料設(shè)備以及接料設(shè)備，自動(dòng)進(jìn)料設(shè)備可以由進(jìn)料口11向脫硫槽1內(nèi)持續(xù)導(dǎo)入待脫硫的煤炭或石油焦，同時(shí)輸送機(jī)構(gòu)則可以持續(xù)將脫硫后的煤炭或石油焦由出料口12排至接料設(shè)備內(nèi)，從而可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)作業(yè)工業(yè)化大批量煤炭處理。另外采用這種脫硫裝置不但脫硫效率比較高，運(yùn)行成本低，而且無(wú)需高溫、高壓、高耗能，無(wú)酸堿污染。

參見(jiàn)圖1，優(yōu)化上述實(shí)施例，細(xì)化輸送機(jī)構(gòu)3的結(jié)構(gòu)，其包括螺旋推進(jìn)葉片31和傳動(dòng)軸桿32、電機(jī)33、減速器34和聯(lián)軸器35，其中螺旋推進(jìn)葉片31、傳動(dòng)軸桿32、電機(jī)33、減速器34和聯(lián)軸器35與脫硫槽1的軸線傾斜安裝一致。螺旋推進(jìn)葉片31與傳動(dòng)軸桿32設(shè)置于脫硫槽1內(nèi)且位于脫硫槽1對(duì)應(yīng)進(jìn)料口11與出料口12之間的區(qū)間內(nèi)，螺旋推進(jìn)葉片11為連續(xù)結(jié)構(gòu)，沿傳動(dòng)軸桿32的長(zhǎng)度方向依次螺旋延伸。具體為傳動(dòng)軸桿32的低端靠近進(jìn)料口11，而高端向出料口12靠近，電機(jī)33、減速器34、聯(lián)軸器35則為動(dòng)力部分，可以驅(qū)使傳動(dòng)軸桿32繞自身的軸線旋轉(zhuǎn)，具體為電機(jī)33驅(qū)使傳動(dòng)軸桿32的傳動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，然后由傳動(dòng)軸帶動(dòng)螺旋推進(jìn)葉片31同步旋轉(zhuǎn)，通常在電機(jī)33的輸出軸與傳動(dòng)軸桿32之間還應(yīng)傳動(dòng)連接有減速器34，而減速器34與傳動(dòng)軸桿32之間采用聯(lián)軸器35連接。本實(shí)施例中，螺旋推進(jìn)葉片31應(yīng)具有一定的旋向，當(dāng)傳動(dòng)軸桿32沿順時(shí)針或者逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，螺旋推進(jìn)葉片31在同步旋轉(zhuǎn)時(shí)可以驅(qū)使煤炭或石油焦沿進(jìn)料口11向出料口12的方向移動(dòng)，且煤炭、或石油焦在移動(dòng)的過(guò)程中，葉片對(duì)煤炭或石油焦還形成了翻轉(zhuǎn)攪拌作用，從而可以保證聚能超聲波單元4能夠?qū)γ摿虿?內(nèi)的煤炭或石油焦充分均勻脫硫，有效防止了煤炭或石油焦的堆積，提高脫硫效率。

細(xì)化安裝座2的結(jié)構(gòu)，安裝座2包括第一支架21以及與第一支架21間隔設(shè)置的第二支架22，第一支架21的高度大于第二支架22的高度，且脫硫槽1的兩個(gè)端部分別安設(shè)于第一支架21以及第二支架22上。本實(shí)施例中，通過(guò)第一支架21與第二支架22的高度使得脫硫槽1整體傾斜設(shè)置，針對(duì)這種結(jié)構(gòu)，脫硫槽1的進(jìn)料口11靠近第二支架22，出料口12靠近第一支架21，通常在第一支架21與第二支架22之間還設(shè)置有另外的支撐結(jié)構(gòu)23，該支撐結(jié)構(gòu)23也用于支撐脫硫槽1，進(jìn)而保證脫硫槽1安裝后結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。另外將上述的電機(jī)33安設(shè)于第一支架21上，電機(jī)33、減速器34以及聯(lián)軸器35的高度均高于提取劑的液面以及出料口12的高度，進(jìn)而可以避免提取劑由聯(lián)軸器35位置溢出。

另外，針對(duì)上述提取劑的形式，在脫硫槽1的底部應(yīng)設(shè)置有排液閥13，具體是，于所述脫硫槽1靠近所述進(jìn)料口11一側(cè)的底端，當(dāng)需要排出脫硫槽1內(nèi)的提取劑時(shí)，比如測(cè)定提取劑的含硫量或硫化物富集程度后可通過(guò)排液閥13排放收集并更換新提取劑，打開(kāi)排液閥13即可，非常方便，且具有較好的排空效果。出料口12豎直向下設(shè)置，進(jìn)料口11豎直向上設(shè)置，且出料口12以及進(jìn)料口11均高于脫硫槽1內(nèi)的液面，避免螺旋推進(jìn)葉片31導(dǎo)料過(guò)程中，提取劑由進(jìn)料口11或者出料口12排出。

通常脫硫裝置還應(yīng)包括有電控柜，電控柜為脫硫裝置的控制中心，其內(nèi)設(shè)置有變頻調(diào)速器，該變頻調(diào)速器與輸送機(jī)構(gòu)3電連接，其可以控制螺旋推進(jìn)葉片31的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)脫硫槽1內(nèi)煤炭的移動(dòng)速度，可以改變不同含硫量煤炭的超聲脫硫時(shí)間。當(dāng)然假若需要提高脫硫槽1內(nèi)的提取劑的脫硫溫度時(shí)，則可以增設(shè)加熱裝置，而加熱裝置也電連接至電控柜5，通過(guò)該處開(kāi)啟加熱裝置或者控制加熱溫度，操作比較方便。

再次參見(jiàn)圖1以及圖2，進(jìn)一步地，細(xì)化聚能超聲波單元4的結(jié)構(gòu)形式，其可以為多個(gè)，如圖2所示各聚能超聲波單元4的輻射端均分布在脫硫槽1有提取劑的區(qū)間段，具體位于進(jìn)料口11與出料口12的區(qū)間內(nèi)，且其中至少部分聚能超聲波單元4均繞脫硫槽1的周向依次間隔分布。本實(shí)施例中，為提高脫硫槽1內(nèi)的脫硫效率，聚能超聲波單元4采用多組同時(shí)工作的形式，具體可以將多個(gè)聚能超聲波單元4分為多組形式，各組依次沿脫硫槽1的長(zhǎng)度方向依次間隔設(shè)置，而每一組又包括四個(gè)聚能超聲波單元4，從而可以有效保證脫硫槽1內(nèi)的煤炭、石油焦均被脫硫完全，脫硫速度以及脫硫質(zhì)量均比較高。

具體地，每一聚能超聲波單元4均包括位于脫硫槽1外側(cè)的超聲換能器以及位于脫硫槽1內(nèi)側(cè)表面的聚能棒，而該聚能棒即為前述的聚能超聲波單元4的輻射端。當(dāng)然聚能超聲波單元4還應(yīng)包括有聚能超聲波發(fā)生器以及變幅桿，聚能超聲波發(fā)生器為聚能超聲波單元4的控制部分，而變幅桿則是用于放大聚能超聲波的振動(dòng)幅度，進(jìn)而可以通過(guò)超聲換能器將聚能超聲波傳遞至聚能棒，達(dá)到產(chǎn)生聚能超聲波的目的，超聲波發(fā)生器具有大功率超聲波輸出、諧振頻率自動(dòng)跟蹤、脈沖和連續(xù)兩種運(yùn)行方式、匹配電感高精度可調(diào)、換能器聚能棒溫度低等功能和特點(diǎn)。由于聚能超聲波單元4在工作的過(guò)程中，振動(dòng)會(huì)產(chǎn)生一定的熱量，則聚能超聲波單元4還可以配置有冷卻裝置，用于冷卻散熱，保證聚能超聲波單元4正常持續(xù)工作。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。