專利名稱：一種微波低溫脫水及脫硫的煤炭提質(zhì)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煤炭加工應(yīng)用裝置，具體涉及ー種微波低溫脫水及脫硫的煤炭提質(zhì)裝置。
背景技術(shù)：
煤炭含水量高將導(dǎo)致熱值低、運(yùn)輸成本高，如煤泥的含水量達(dá)到25%以上、熱值3000 4000大卡，褐煤含水量高達(dá)33%左右，熱值3700 4300大卡之間。因此煤炭的脫水、干燥，對(duì)提升煤質(zhì)和提高運(yùn)輸效率有著積極的意義。但是現(xiàn)有技術(shù)的脫水方法有加熱干燥法，這種脫水干燥方法，對(duì)煤炭本身具有較大的負(fù)面影響，如煤在高溫加熱過程中自然等造成煤炭質(zhì)量降低。另外我國(guó)煤中硫含量變化很大，從O. 2% 8%，部分超過10%，其中有30%的煤硫含量超過3%，屬高硫煤，含硫煤的燃燒對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重，因此，無論作為燃料還是作為原料，均 需要進(jìn)行燃前脫硫。目前，煤的燃前脫硫可分為物理法、化學(xué)法和生物法三種。其中(I)物理法脫硫是根據(jù)煤炭顆粒與含硫化合物在密度、表面化學(xué)性質(zhì)、磁性和導(dǎo)電性等的差異而去除煤中無機(jī)硫的方法，包括重選、浮選和高梯度磁選脫硫等。物理脫硫法エ藝成熟,成本較低，易于實(shí)現(xiàn)エ業(yè)化生產(chǎn)。但缺點(diǎn)是不能同時(shí)去除煤中有機(jī)硫，而且無機(jī)硫的晶體結(jié)構(gòu)、大小及分布等會(huì)影響脫硫效果和煤炭回收率。(2)化學(xué)法脫硫的原理是通過氧化劑把硫氧化或把硫置換而達(dá)脫硫的目的。盡管它可以脫除大部分無機(jī)硫(不受硫的晶體結(jié)構(gòu)、大小和分布的影響)和相當(dāng)部分的有機(jī)硫，但是必須高溫、高壓并使用腐蝕性浙濾劑，經(jīng)常需要在一定的酸堿條件下進(jìn)行，對(duì)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，同時(shí)因過程能耗大、設(shè)備復(fù)雜，因此未能投入實(shí)際エ業(yè)應(yīng)用。(3)生物法脫硫的原理是利用特定微生物能夠選擇性地氧化有機(jī)硫或無機(jī)硫的特點(diǎn)，去除煤中的硫元素，包括浸出和表面氧化等方法。生物脫硫的優(yōu)點(diǎn)是既能專一地脫除結(jié)構(gòu)復(fù)雜、嵌布粒度很細(xì)的無機(jī)硫(如黃鐵礦硫)，同時(shí)又能脫除部分有機(jī)硫，且反應(yīng)條件溫和、設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低。但生物脫硫法，存在如傳統(tǒng)脫硫細(xì)菌生長(zhǎng)慢、脫硫時(shí)間長(zhǎng)等缺點(diǎn)。因此，很有必要在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)開發(fā)ー種能同時(shí)對(duì)煤炭進(jìn)行脫水和脫硫處理，又不影響煤質(zhì)量的裝置及其方法。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供ー種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，可操作性強(qiáng)，生產(chǎn)效率高，自動(dòng)化程度高，可節(jié)省大量人力物力，能夠同時(shí)對(duì)煤炭進(jìn)行脫水和脫硫處理，使煤炭含水量降低到5%以下，含硫量達(dá)O. 02%以下，并且適用用于各種煤質(zhì)的微波低溫脫水及脫硫的煤炭提質(zhì)裝置。技術(shù)方案為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為
一種微波低溫脫水及脫硫的煤炭提質(zhì)裝置，它包括連續(xù)式隧道傳輸裝置，煤炭傳輸帯，微波行腔，安裝在微波行腔頂部的微波饋入口，安裝在微波行腔兩端的微波泄漏抑制裝置，其中連續(xù)波磁控管的微波能量通過饋能ロ進(jìn)入微波行腔，所述的微波行腔的上部開有抽排ロ，所述的微波行腔的底部連接有保護(hù)氣體的充氣裝置，所述的微波行腔多個(gè)連續(xù)組合構(gòu)成微波組合腔。并且在微波腔外頂部安裝有多路微波饋入裝置。作為優(yōu)選方案，以上所述的微波低溫脫水及脫硫的煤炭提質(zhì)裝置，所述的微波泄漏抑制裝置包括微波吸收條，梳狀抑制條，抑制槽板，所述的微波吸收條由石墨碳板制成，所述的梳狀抑制條由合金鋁制成，本發(fā)明經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)研究，篩選出微波吸收防泄漏材料，并通過大量實(shí)驗(yàn)研究出微波泄漏抑制裝置的結(jié)構(gòu)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在微波行腔旁邊增加本發(fā)明研究的微波泄漏抑制，可以有效的防止微波泄漏，増加生產(chǎn)的安全性能，和現(xiàn)有技術(shù)相比具有脫水，脫硫更快，且能有效防止微波泄漏的優(yōu)點(diǎn)。作為優(yōu)選方案，以上所述的微波低溫脫水及脫硫的煤炭提質(zhì)裝置，所述的微波行腔內(nèi)安裝有溫度和濕度測(cè)控裝置，本發(fā)明在微波行腔內(nèi)安裝有溫度和濕度測(cè)控裝置，可實(shí)時(shí)在線測(cè)量腔內(nèi)的煤炭的干燥溫度和濕度，并可根據(jù)脫水和脫硫需要控制微波行腔內(nèi)的溫度和濕度，提高煤炭的微波脫水和脫硫效率。
作為優(yōu)選方案，以上所述的微波低溫脫水及脫硫的煤炭提質(zhì)裝置，所述的煤炭傳輸帶由不吸收微波的聚丙及硅膠制成，煤炭經(jīng)過傳輸帶輸送到多個(gè)微波行腔連續(xù)組合構(gòu)成微波組合腔內(nèi)，在連續(xù)波磁控管產(chǎn)生的微波能作用下進(jìn)行脫水和脫硫，為了充分利用微波效率，防止傳送帶吸收微波效能，本發(fā)明經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)篩選出傳輸帶的材料組成，制備得到不吸收微波的傳送帯，工作效率更高。微波脫水是基于分子極化理論，即微波場(chǎng)可使水分子極化因趨向作用而發(fā)生頻率極高的振蕩運(yùn)動(dòng)，分子間相互摩擦、碰撞而產(chǎn)生熱能。微波的穿透性可以實(shí)現(xiàn)煤炭?jī)?nèi)外部水分子的同時(shí)加熱，微波加熱的選擇性使得煤的升溫速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于水的升溫速率，所以微波可以實(shí)現(xiàn)煤溫在110°c以下的低溫脫水干燥，同時(shí)大大縮短加熱時(shí)間，具有脫水速度快，又不影響煤質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)。微波脫硫技術(shù)是基于不同介質(zhì)具有吸收不同微波能這ー物理特性，煤是ー種非同質(zhì)的混合物，不同的物質(zhì)復(fù)合介電常數(shù)不同，在微波作用下可以進(jìn)行選擇性加熱。因此微波加熱不會(huì)造成煤基體的過熱分解。通過微波快速加熱的煤，由于熱膨脹系數(shù)不同，導(dǎo)致不同礦物組分界面間產(chǎn)生熱應(yīng)變，進(jìn)而產(chǎn)生裂痕，使煤的単體解離出來；同時(shí)由于煤的快速升溫，受熱分解或使硫鍵(Fe-S或C-S)斷裂，生成單質(zhì)硫，從而達(dá)到脫除煤中無機(jī)硫和有機(jī)硫的目的。根據(jù)以上微波脫水和脫硫作用原理，微波的大小對(duì)煤脫水和脫硫影響很大，本發(fā)明根據(jù)各類煤炭中的含水和含硫情況，通過大量實(shí)驗(yàn)篩選連續(xù)波磁控管的工作頻率和功率大小，作為優(yōu)選方案，本發(fā)明提供的微波低溫脫水及脫硫的煤炭提質(zhì)裝置，所述的連續(xù)波磁控管的頻率范圍為820至2700MHz，單管連續(xù)波磁控管功率范圍為5 kW至120kW，微波功率輸出方式為BJ_26 (WR340)、BJ-22 (WR430)、BJ_9 (WR975)。連續(xù)波磁控管在該優(yōu)選的エ作頻率和工作功率下能快速將煤中的水分子和硫脫除，和現(xiàn)有技術(shù)相比不僅能脫水又能脫硫，得到的煤質(zhì)量更高，且脫水、脫硫速度快，工作效率更高，取得了很好的技術(shù)效果。作為優(yōu)選方案，以上所述的微波低溫脫水及脫硫的煤炭提質(zhì)裝置，所述的饋能方式為微波行腔外頂部多路輸入。本發(fā)明采用多路微波輸入具有均勻性好、微波合成功率高等特點(diǎn)。經(jīng)過微波腔體仿真設(shè)計(jì)(CST)軟件的精心設(shè)計(jì)，能最大程度消除各個(gè)微波饋能ロ的相互干擾，微波饋能ロ的耦合最佳，煤的脫水和脫硫效率更高。
作為優(yōu)選方案，以上所述的微波低溫脫水及脫硫的煤炭提質(zhì)裝置，所述的連續(xù)波磁控管的微波行腔上開設(shè)有屏蔽微波腔門，可方便觀測(cè)腔內(nèi)工作狀況。作為優(yōu)選方案，以上所述的微波低溫脫水及脫硫的煤炭提質(zhì)裝置，所述的保護(hù)氣體的充氣裝置的保護(hù)氣體為氮?dú)?，煤在微波作用下進(jìn)行脫水和脫硫，為了排除微波行腔內(nèi)的空氣，本發(fā)明往微波行腔內(nèi)不斷填充惰性氣體，使脫水和脫硫效果更徹底，可進(jìn)ー步提高煤的質(zhì)量。作為優(yōu)選方案，以上所述的微波低溫脫水及脫硫的煤炭提質(zhì)裝置，所述的連續(xù)式隧道傳輸裝置另一端和煤炭上料裝置相連，在經(jīng)過多個(gè)微波行腔連續(xù)組合構(gòu)成微波組合腔脫水和脫硫后的煤炭，通過連續(xù)式隧道傳輸裝置帶動(dòng)煤炭傳輸帶輸送到煤炭上料裝置，進(jìn)行下一道エ序，自動(dòng)化程度高。 作為優(yōu)選方案，以上所述的微波低溫脫水及脫硫的煤炭提質(zhì)裝置，所述的微波行腔內(nèi)部上方安裝有聚四氟材料制成的防塵板，可以有效防止煤炭在微波脫水、脫硫作用下產(chǎn)生的灰塵污染微波饋入ロ。有益效果本發(fā)明提供的微波低溫脫水及脫硫的煤炭提質(zhì)裝置與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)
I、本發(fā)明提供的微波低溫脫水及脫硫的煤炭提質(zhì)裝置，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，可操作性強(qiáng)，適用范圍廣泛，不僅能對(duì)各種煤質(zhì)進(jìn)行脫水還能同時(shí)進(jìn)行脫硫處理，可使煤炭含水量降低到5%以下，含硫量達(dá)O. 02%以下，得到的煤炭質(zhì)量更高。2、本發(fā)明在微波腔外頂部安裝有多路饋入裝置，安裝有多路饋入裝置的優(yōu)點(diǎn)是微波輸入具有均勻性好、微波合成功率高等特點(diǎn)。并且本發(fā)明經(jīng)過微波腔體仿真設(shè)計(jì)(CST)軟件的精心設(shè)計(jì)，可最大程度消除各個(gè)微波饋能ロ的相互干擾，微波饋能ロ的耦合最佳，煤的脫水和脫硫效率更聞。3、本發(fā)明提供的微波低溫脫水及脫硫的煤炭提質(zhì)裝置，經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)篩選出微波吸收防泄漏材料和研究出微波泄漏抑制裝置的結(jié)構(gòu)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在微波行腔旁邊增加本發(fā)明研究的微波泄漏抑制，可以有效的防止微波泄漏，和現(xiàn)有技術(shù)相比具有脫水，脫硫更快，且能有效防止微波泄漏的優(yōu)點(diǎn)，安全性能更高。4、本發(fā)明將多個(gè)微波行腔組合構(gòu)成微波組合腔，并通過大量實(shí)驗(yàn)篩選出連續(xù)波磁控管的頻率范圍，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明能快速將各種煤中的水分子和硫脫除，工作效率更高。


圖I為本發(fā)明提供的微波低溫脫水及脫硫的煤炭提質(zhì)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明提供的微波低溫脫水及脫硫的煤炭提質(zhì)裝置中微波饋能ロ的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明提供的微波低溫脫水及脫硫的煤炭提質(zhì)裝置中微波泄漏抑制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)ー步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。實(shí)施例I
如圖I至圖3所示，本發(fā)明所述的微波低溫脫水及脫硫的煤炭提質(zhì)裝置，它包括連續(xù)式隧道傳輸裝置(I)，煤炭傳輸帶(2)，微波行腔(3)，安裝在微波行腔(3)頂部的饋能ロ(4)，安裝在微波行腔(3)兩端的微波泄漏抑制裝置(5)，連續(xù)波磁控管的微波能量通過饋能ロ
(4)進(jìn)入微波行腔(3)，所述的微波行腔(3)的上部開有抽排ロ出)，所述的微波行腔(3)的底部連接有保護(hù)氣體的充氣裝置(7)，所述的微波行腔(3)多個(gè)連續(xù)組合構(gòu)成微波組合腔。并且所述的連續(xù)式隧道傳輸裝置(I)另一端和煤炭上料裝置(10)相連。以上所述的微波低溫脫水及脫硫的煤炭提質(zhì)裝置，所述的微波泄漏抑制裝置(5)包括微波吸收條(5-1)，梳狀抑制條(5-2)，抑制槽板(5-3)，所述的微波吸收條(5-1)由石墨碳板制成，所述的梳狀抑制條(5-2)由合金鋁制成。
以上所述的微波低溫脫水及脫硫的煤炭提質(zhì)裝置，所述的微波行腔(3)內(nèi)安裝有溫度和濕度測(cè)控裝置(8)。以上所述的微波低溫脫水及脫硫的煤炭提質(zhì)裝置，所述的煤炭傳輸帶(2)由不吸收微波的聚丙及硅膠制成。以上所述的微波低溫脫水及脫硫的煤炭提質(zhì)裝置，所述的連續(xù)波磁控管的頻率范圍為820至2700MHz，單管微波功率范圍為5 kW至120kW。以上所述的微波低溫脫水及脫硫的煤炭提質(zhì)裝置，所述的饋能方式為微波行腔外頂部多路輸入。以上所述的微波低溫脫水及脫硫的煤炭提質(zhì)裝置，所述的微波行腔(3)上開設(shè)有屏蔽微波腔門(9)。以上所述的微波低溫脫水及脫硫的煤炭提質(zhì)裝置，所述的保護(hù)氣體的充氣裝置
(7)的保護(hù)氣體為氮?dú)?。以上所述的微波低溫脫水及脫硫的煤炭提質(zhì)裝置，所述的微波行腔(3)內(nèi)部上方安裝有聚四氟材料制成的防塵板(11)。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種微波低溫脫水及脫硫的煤炭提質(zhì)裝置，其特征在于，它包括連續(xù)式隧道傳輸裝置(I)，煤炭傳輸帶(2)，微波行腔(3)，安裝在微波行腔(3)頂部的饋能口(4)，安裝在微波行腔(3)兩端的微波泄漏抑制裝置(5)，連續(xù)波磁控管的微波能量通過饋能口(4)進(jìn)入微波行腔(3)，所述的微波行腔(3)的上部開有抽排口 ￠)，所述的微波行腔(3)的底部連接有保護(hù)氣體的充氣裝置(7)，所述的微波行腔(3)多個(gè)連續(xù)組合構(gòu)成微波組合腔。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微波低溫脫水及脫硫的煤炭提質(zhì)裝置，其特征在于，所述的微波泄漏抑制裝置(5)包括微波吸收條(5-1)，梳狀抑制條(5-2)，抑制槽板(5-3)，所述的微波吸收條(5-1)由石墨碳板制成，所述的梳狀抑制條(5-2)由合金鋁制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微波低溫脫水及脫硫的煤炭提質(zhì)裝置，其特征在于，所述的微波行腔(3)內(nèi)安裝有溫度和濕度測(cè)控裝置(8)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微波低溫脫水及脫硫的煤炭提質(zhì)裝置，其特征在于，所述的煤炭傳輸帶(2)由不吸收微波的聚丙及硅膠制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微波低溫脫水及脫硫的煤炭提質(zhì)裝置，其特征在于，所述的連續(xù)波磁控管的頻率范圍為820至2700MHz，單管功率范圍為5 kW至120kW。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微波低溫脫水及脫硫的煤炭提質(zhì)裝置，其特征在于，所述的饋能方式為微波行腔外頂部多路輸入。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微波低溫脫水及脫硫的煤炭提質(zhì)裝置，其特征在于，所述的微波行腔(3)上開設(shè)有屏蔽微波腔門(9)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微波低溫脫水及脫硫的煤炭提質(zhì)裝置，其特征在于，所述的保護(hù)氣體的充氣裝置(7)的保護(hù)氣體為氮?dú)狻?br> 9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微波低溫脫水及脫硫的煤炭提質(zhì)裝置，其特征在于，所述的連續(xù)式隧道傳輸裝置(I)另一端和煤炭上料裝置(10)相連。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微波低溫脫水及脫硫的煤炭提質(zhì)裝置，其特征在于，所述的微波行腔(3)內(nèi)部上方安裝有聚四氟材料制成的防塵板(11)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種微波低溫脫水及脫硫的煤炭提質(zhì)裝置，它包括連續(xù)式隧道傳輸裝置(1)，煤炭傳輸帶(2)，微波行腔(3)，安裝在微波行腔(3)頂部的饋能口(4)，安裝在微波行腔(3)兩端的微波泄漏抑制裝置(5)，連續(xù)波磁控管的微波能量通過饋能口(4)進(jìn)入微波行腔(3)，所述的微波行腔(3)的上部開有抽排口(6)，所述的微波行腔(3)的底部連接有保護(hù)氣體的充氣裝置(7)，所述的微波行腔(3)多個(gè)連續(xù)組合構(gòu)成微波組合腔。本發(fā)明提供的微波低溫脫水及脫硫的煤炭提質(zhì)裝置，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、生產(chǎn)效率高、安全性強(qiáng)、適用范圍廣泛，能同時(shí)進(jìn)行脫水、脫硫處理，得到的煤炭質(zhì)量更高。
文檔編號(hào)C10L9/00GK102816623SQ20121028748
公開日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月14日
發(fā)明者鄭玉虎, 劉超, 姚騰 申請(qǐng)人:南京三樂微波技術(shù)發(fā)展有限公司