CN207071393U - 聚能超声波脱硫装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及脱硫，提供一种聚能超声波脱硫装置，包括可内置提取剂的脱硫槽，还包括超声波单元以及搅拌机构，超声波单元的辐射端伸入脱硫槽内，搅拌机构包括安设于脱硫槽内的旋转结构，旋转结构靠近脱硫槽的底部，辐射端由脱硫槽的上端口向旋转结构延伸。本实用新型针对上述煤炭或石油焦脱硫的难题，着重阐述一种大功率聚能超声波脱硫新原理、新方法，利用大功率聚能超声波特有的物理以及化学效应可以冲破煤炭、石油焦内的微观结构壁垒和断链有机硫高价大分子链，使有机硫、无机硫质点获得运动能量、脱离煤炭、石油焦基体生成可富集的新硫化物，达到高效脱除有机硫的目地，而且运行成本低，无需高温、高压、高耗能，无酸碱污染。
Description
技术领域
本实用新型涉及脱硫，尤其涉及一种聚能超声波脱硫装置。
背景技术
煤炭和发热量高于煤炭1.5倍的石油焦是我国重要能源物资，煤炭、石油焦脱硫分为燃烧前脱硫和燃烧后脱硫。因燃烧前其主要成分有机硫几乎很难脱除、脱硫率低和脱硫成本高，实际上多为退而求其次采用燃烧后脱硫。但是燃烧后已经生成大量含硫H2S、SO2、COS等有害气体，大面积危及人类健康和农作物的生长，严重破坏生态环境。
我国煤质含硫量含灰偏高、石油焦含硫量更是高于煤炭数倍，每年全国近40亿吨的煤炭消耗量和数千万吨的石油焦消耗量是华北、华东地区乃至全国雾霾的主要成因之一。燃烧前脱硫是从根本上控制上述有害气体生成，因此是合理、清洁、环保使用煤炭、石油焦的必然方向。
煤炭燃前脱硫现有物理法、化学法和生物法三种：物理法包括浮选法、重液体富集法、磁性分离法等，化学法包括强酸、强碱、强氧化剂通过化学还原、氮抽提、热解等方法脱硫，生物法利用某些嗜酸、耐热微生物消化、吸收Fe3和SO2分解法脱硫。
石油焦燃前脱硫采用1100K～1700K高温处理，本身即是高消耗能源的方法而且对碳骨架的噻吩有机硫效果并不理想；化学脱硫采用相似相溶原理选取芳烃类化合物作为抽提溶剂脱硫，有资料表明该法脱硫率难以超过20％；高温加化学脱硫是在一定温度条件下促进化学试剂脱硫，例如氧化脱硫、在含硫气体环境中脱硫、在烃类气体环境中脱硫、用碱金属化合物脱硫、加氢脱硫等等。
上述现有的脱硫原理和方法实际上在煤炭、石油焦行业探索多年但效果并不理想，主要缺陷是对煤炭中主要成分的有机硫几乎无法脱除、无机硫脱硫率低，而且高温高压条件耗能大、成本高、污染重；生物法嗜酸菌生长缓慢、脱硫时间长、效果有限等等，而现有石油焦物理、化学法脱硫主要问题是噻吩有机硫脱硫率低、高温耗能大、芳烃类化合物溶剂作为抽提剂成本高。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种聚能超声波脱硫装置，旨在用于解决煤炭、石油焦在燃烧前脱硫遇到的各种难题。
本实用新型的脱硫是这样实现的：
本实用新型实施例提供一种聚能超声波脱硫装置，包括可内置提取剂的脱硫槽，还包括超声波单元以及搅拌机构，所述超声波单元的辐射端伸入所述脱硫槽内，所述搅拌机构包括安设于所述脱硫槽内的旋转结构，所述旋转结构靠近所述脱硫槽的底部，所述辐射端由所述脱硫槽的上端口向所述旋转结构延伸。
进一步地，还包括加热结构，所述加热结构附着于所述脱硫槽的外壁。
进一步地，所述加热结构为多个，其中部分所述加热结构位于所述脱硫槽的侧壁外表面上，另外部分所述加热结构位于所述脱硫槽的底部外表面上。
进一步地，所述旋转结构包括伸入所述脱硫槽内的旋转轴以及安设于所述旋转轴上的叶片。
进一步地，所述脱硫槽的底部设置有排液阀。
进一步地，所述超声波单元包括位于所述脱硫槽外侧的超声换能器以及位于所述脱硫槽内侧的聚能变幅杆，所述聚能变幅杆的端部为所述超声波单元的辐射端。
进一步地，所述超声波单元还包括超声波发生器，所述超声波发生器与所述超声换能器之间通过高频电缆连接
进一步地，还包括电控柜，所述电控柜设置有变频调速器，所述变频调速器与所述搅拌机构电连接。。
本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型的脱硫装置中，将含硫物料置于脱硫槽内，一般该含硫物料为煤炭或者石油焦，同时向脱硫槽内导入脱硫提取剂，根据需要适当加温(或不需加温)后超声波单元、搅拌机构开始工作，大功率聚能超声波作用于物料，利用物料微观结构中的松散多孔性，聚能超声波特有的空化效应可产生瞬间压力达上千个大气压的无数微观冲击波破坏物料的结构壁垒和打断有机硫的高价大分子链；可以使有机硫、无机硫分子质点获得比重力加速度大近万倍的质点加速度和巨大的运动学动能，使有机硫、无机硫具有运动能量脱离物料结构基体从而达到脱硫的目的。且超声波的温度效应、搅拌效应、催化效应可以促进有机硫、无机硫与提取剂产生化学反应，生成易于分离的硫化物，而搅拌机构则可以搅拌脱硫槽内的物料，使全部物料均匀经受超声脱硫。在上述过程中，聚能超声可以：1、破坏煤炭、石油焦松散多孔微观结构的壁垒；2、打断有机硫大分子链；3、是有机硫、无机硫获得大运动能量；4、促使提取剂与硫产生化学反应生成新硫化物。这些都是突破有机硫难以脱除难点和与其他现有脱硫法根本不同的特点。由于脱硫过程无高温、高压，无强酸强碱，因此可降低脱硫成本、能耗、无环境污染。根据本实用新型新原理、新方法合理设计大型脱硫设备可连续作业工业化大批量煤炭、石油焦燃烧前脱硫处理。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本实用新型实施例提供的聚能超声波脱硫装置的结构示意图；
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
参见图1，本实用新型实施例提供一种超声波脱硫装置，包括脱硫槽4，可向其内添加物料或者取出物料，当然还可向脱硫槽4内导入一定量的提取剂5，该提取剂5为脱硫提取剂5，可与无机硫以及断链有机硫发生化学反应，脱硫装置还包括有搅拌机构6以及超声波单元，其中搅拌机构6包括安设于脱硫槽4内的旋转结构，其用于搅拌脱硫槽4内物料，而超声波单元则是重要的脱硫工具，超声波单元的辐射端伸入脱硫槽4内，脱硫槽4的上端具有端口，超声波单元的辐射端由该端口伸入脱硫槽4的物料内，搅拌机构6可以充分搅拌翻动物料均匀脱硫，搅拌机构包括安设于脱硫槽4内的旋转结构，具体地，旋转结构位于脱硫槽4的底部，辐射端由脱硫槽4的上端口向旋转结构延伸，通过旋转结构可以将脱硫槽4底部的物料搅拌至上方，然后通过辐射端直接对周围的物料进行超声波作用。本实用新型中，超声波单元工作时可以发出超声强度30～50W/cm2的聚能超声波，进而可以：1、破坏煤炭、石油焦松散多孔微观结构的壁垒；2、打断有机硫大分子链；3、是有机硫、无机硫获得大运动能量；4、促使提取剂5与硫产生化学反应生成新硫化物。这些都是突破有机硫难以脱除难点和与其他现有脱硫法根本不同的特点，由于脱硫过程无高温、高压，无强酸强碱，因此可降低脱硫成本、能耗、无环境污染。根据本实用新型新原理、新方法合理设计大型脱硫设备可连续作业工业化大批量煤炭、石油焦燃烧前脱硫处理。另外，针对上述提取剂5的形式，在脱硫槽4的底部设置有排液阀，测定提取剂5的含硫量或硫化物富集程度后可通过排液阀排放收集并更换新提取剂5，打开排液阀即可，非常方便，且具有较好的排空效果。
优化上述实施例，脱硫装置还可以设置有加热结构7附着于脱硫槽4的外壁，加热结构7具有预设温度和自动温度控制和数值显示功能，通常加热结构7可以为多个，其中部分加热结构7位于脱硫槽4的侧壁的外表面上，而另一部分加热结构7则位于脱硫槽4的底部的外表面上，从而可以实现对脱硫槽4内物料均匀加热的目的。对旋转结构包括伸入脱硫槽4内的旋转轴以及安设于旋转轴上的叶片，通过旋转轴带动叶片旋转，进而形成对物料的搅拌，且采用叶片的结构形式，可以较大程度搅动脱硫槽4内的物料，以使位于脱硫槽4底部的物料被搅动至上端，保证物料的脱硫效果。电控柜设置有变频调速器，变频调速器为控制中心，搅拌机构2与变频调速器电连接，通常搅拌机构6还包括有一伺服电机，通过该伺服电机驱动旋转结构的旋转轴以及叶片旋转，而伺服电机与变频调速器电连接，进而可以通过变频调速器实现对搅拌机构2的叶片旋转速度的调节控制。
具体地，每一超声波单元均包括位于脱硫槽4内侧聚能变幅杆1、外侧的超声换能器2以及位于脱硫槽4外的超声波发生器3。超声波发生器3为超声换能器2提供高频大功率电能，超声换能器2将电能转换为超声波能，聚能变幅杆1则将超声能聚集为超强超声声场，经由聚能变幅杆1端部向提取剂5中辐射聚能超声波，上述的超声波单元的辐射端即为聚能变幅杆1的端部，对于超声波发生器3与超声换能器2之间，可以采用高频电缆8进行连接，高频电缆8可以起到传输电能的作用。由于超声换能器2在工作的过程中会产生一定的热量，则超声换能器2还可以配置有冷却装置，用于冷却散热，保证超声波单元正常持续工作。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种聚能超声波脱硫装置，包括可内置提取剂的脱硫槽，其特征在于：还包括超声波单元以及搅拌机构，所述超声波单元的辐射端伸入所述脱硫槽内，所述搅拌机构包括安设于所述脱硫槽内的旋转结构，所述旋转结构靠近所述脱硫槽的底部，所述辐射端由所述脱硫槽的上端口向所述旋转结构延伸。
2.如权利要求1所述的聚能超声波脱硫装置，其特征在于：还包括加热结构，所述加热结构附着于所述脱硫槽的外壁。
3.如权利要求2所述的聚能超声波脱硫装置，其特征在于：所述加热结构为多个，其中部分所述加热结构位于所述脱硫槽的侧壁外表面上，另外部分所述加热结构位于所述脱硫槽的底部外表面上。
4.如权利要求1所述的聚能超声波脱硫装置，其特征在于：所述旋转结构包括伸入所述脱硫槽内的旋转轴以及安设于所述旋转轴上的叶片。
5.如权利要求1所述的聚能超声波脱硫装置，其特征在于：所述脱硫槽的底部设置有排液阀。
6.如权利要求1所述的聚能超声波脱硫装置，其特征在于：所述超声波单元包括位于所述脱硫槽外侧的超声换能器以及位于所述脱硫槽内侧的聚能变幅杆，所述聚能变幅杆的端部为所述超声波单元的辐射端。
7.如权利要求6所述的聚能超声波脱硫装置，其特征在于：所述超声波单元还包括超声波发生器，所述超声波发生器与所述超声换能器之间通过高频电缆连接。
8.如权利要求1所述的聚能超声波脱硫装置，其特征在于：还包括电控柜，所述电控柜设置有变频调速器，所述变频调速器与所述搅拌机构电连接。
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| CN201720781033.3U CN207071393U (zh) | 2017-06-29 | 2017-06-29 | 聚能超声波脱硫装置 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108546562A (zh) * | 2018-04-19 | 2018-09-18 | 武汉嘉鹏电子有限公司 | 一种超声波脱硫装置 |
| CN108687669A (zh) * | 2018-05-10 | 2018-10-23 | 太原理工大学 | 一种超声空化辅助搅拌磁流变抛光液的液体循环装置 |
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2017
- 2017-06-29 CN CN201720781033.3U patent/CN207071393U/zh active Active
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| CN108687669A (zh) * | 2018-05-10 | 2018-10-23 | 太原理工大学 | 一种超声空化辅助搅拌磁流变抛光液的液体循环装置 |
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