本實用新型涉及煤炭脫硫技術領域，特別涉及一種罐式超溫超聲波洗煤機。

背景技術：

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

目前煤的脫硫技術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、型煤固硫技術、爐內(nèi)直接噴射脫硫技術等等都屬于燃中固硫。燃中固硫投資少，運行費用低，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的發(fā)展和應用已經(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，但工藝過程比較復雜，投資及運行費用都比較高，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性質、導電性、密度和磁性等方面的差異而去除煤中無機硫的方法。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。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。一般包括以下三個過程：即煤炭的預處理、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以原煤作為產(chǎn)量計量的國家，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動，交替的收縮和膨脹，導致煤粒因密度按從上到下逐漸增加的順序進行分層，從而達到分選的目的。由于跳汰法適合于各種不同的原煤，具有流程簡單，投資少，設備操作和檢修維護均比較方便，處理能力強，成本低等優(yōu)點，因此跳汰法是目前應用最廣泛的一種脫無機硫方法。

近年來，選煤生產(chǎn)技術發(fā)展較快，但選煤基礎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粒散布的有機礦物質并不實用，同時選煤廠排出的廢渣中包括煤巖石和煤泥，含有大量的細煤，從而造成了能源的浪費。

2、微波化學脫硫法

（1）化學脫硫法

化學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脫硫的目的。化學法脫硫的效率較高，能脫除大部分無機硫和相當部分的有機硫。根據(jù)所用化學試劑的種類及反應原理的不同，可以將化學脫硫法分為：氧化法、堿處理法、熱解法、溶劑萃取法等。

多數(shù)的化學脫硫法均是在高溫高壓下進行，有的還使用不同的氧化劑，因此，操作費用和設備投資費用比較高。此外，反應條件也比較強烈，可能導致煤質發(fā)生變化。

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

在此基礎上，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的機械振動沖擊工作表面，結合萃取劑，加速煤炭顆粒與萃取液的相互作用，使反應能夠在常壓、較低溫度下進行，最小程度地破壞煤的結構和性質的一種凈煤方法，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)揮出應有的效果?；诖耍景l(fā)明提出了一種罐式超溫超聲波洗煤機。

技術實現(xiàn)要素：

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

本實用新型是通過如下技術方案實現(xiàn)的：

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

本實用新型的有益效果是：該罐式超溫超聲波洗煤機，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)約能源的同時提高煤炭脫硫率，有利于我國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展，適宜推廣應用。

附圖說明

附圖1為本實用新型超聲波發(fā)生棒結構示意圖。

附圖2為本實用新型罐式超溫超聲波洗煤機結構示意圖。

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預應力螺栓，7冷卻裝置，8電極引線，9信號發(fā)生器，10變頻攪拌電機及減速機，11減速機支架，12攪拌器，13進料口，14罐體，15超聲波發(fā)生棒，16加熱棒，17氣動蝶閥，18出料口。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型進行詳細說明。

該罐式超溫超聲波洗煤機，包括罐體14，所述罐體14上部設有進料口13，下部通過氣動蝶閥17連接出料口18，同時罐體14內(nèi)部還設有攪拌器12和超聲波發(fā)生棒15；所述攪拌器12設置在罐體14的中央，通過減速機支架11連接變頻攪拌電機及減速機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。

反應后的煤粉與復合萃取液的混合物在118~128℃時，后邊的固液分離效果達到最佳，煤中復合萃取液殘留量最少。故而在罐體14底部設計加熱棒16。

由于超聲波換能器工作溫度不能超過85℃的條件，傳統(tǒng)的超聲波換能器達不到技術要求?；诖吮緦嵱眯滦透倪M了換能器4的輸出方式，以棒狀為基礎，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，工具頭1可以處于高溫環(huán)境下工作，保證了超聲波設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，使用方法如下：

（1）從進料口13按照復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，預熱達到118～128℃后進入該罐式超溫超聲波洗煤機內(nèi)，變頻攪拌電機及減速機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行充分混合，加速煤炭顆粒與復合萃取液的作用，為該反應提供最佳環(huán)境。

（3）加熱棒16啟動，對罐體14內(nèi)部進行保溫，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，充分反應好的混合物從出料口18放出，進入下一道工序。

大量實驗數(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SUS201；

超聲波發(fā)生棒15功率約為18KW；

變頻攪拌電機及減速機10功率約為2.2KW；

生產(chǎn)效率：100KG/H（煤粉）。