阅读说明：本技术 运用于煤炭微波脱硫的处理装置及方法 (Treatment device and method applied to microwave desulfurization of coal ) 是由 葛涛 李洋 张明旭 于 2019-10-28 设计创作，主要内容包括：本发明涉及煤炭脱硫技术领域,公开了一种运用于煤炭微波脱硫的处理装置及方法。其包括多个结构相同的换热机构,换热机构包括壳体,壳体内设有换热腔,换热腔内设有第一进气管,第一进气管的侧壁上设有出气孔,第一进气管外侧面处且位于换热腔内套设有第二进气管,第二进气管的两端分别伸出壳体的上下方；换热腔内设有套于第二进气管外侧的附着机构,换热腔的上方且位于附着机构间设有一伸出壳体的出气管；相邻的换热机构之间的出气管与第一进气管之间通过连接机构连接有第一连接管,位于壳体下方的第二进气管与相邻的位于壳体上方的第二进气管之间通过连接机构连接有第二连接管。通过上述构造,使处理装置能够较佳地对高温硫蒸气进行换热。(The invention relates to the technical field of coal desulfurization, and discloses a treatment device and a treatment method applied to coal microwave desulfurization. The heat exchange mechanism comprises a plurality of heat exchange mechanisms with the same structure, the heat exchange mechanism comprises a shell, a heat exchange cavity is arranged in the shell, a first air inlet pipe is arranged in the heat exchange cavity, an air outlet hole is formed in the side wall of the first air inlet pipe, a second air inlet pipe is sleeved at the outer side surface of the first air inlet pipe and positioned in the heat exchange cavity, and two ends of the second air inlet pipe respectively extend out of the upper part and the lower part of the shell; an attachment mechanism sleeved outside the second air inlet pipe is arranged in the heat exchange cavity, and an air outlet pipe extending out of the shell is arranged above the heat exchange cavity and between the attachment mechanisms; a first connecting pipe is connected between the air outlet pipe and the first air inlet pipe between the adjacent heat exchange mechanisms through a connecting mechanism, and a second connecting pipe is connected between the second air inlet pipe positioned below the shell and the second air inlet pipe positioned above the shell through a connecting mechanism. With the above configuration, the treatment device can preferably exchange heat with the high-temperature sulfur vapor.)

运用于煤炭微波脱硫的处理装置及方法

技术领域

本发明涉及煤炭脱硫技术领域，具体地说，涉及一种运用于煤炭微波脱硫的处理装置及方法。

背景技术

我国煤炭资源丰富，煤炭中硫含量平均为1.72％，其中高硫煤(S含量≥2.0％，包括高硫煤和中硫煤)探明储量约占煤炭总储量的1/3，占原煤生产的16.67％，具有巨大的潜在应用价值。

高硫煤中蕴藏着巨大的硫资源，2016年我国原煤产量共计33.64吨，按煤中S含量为2.0％计算，高硫煤所含的S含量在1121万吨；2016年我国硫磺产量仅为516万吨，进口硫磺为1196.1万吨，对外依存度超过50％，而我国目前高硫煤的使用及硫回收水平低，从煤中回收的硫磺数量很少。此外，高硫煤不经过任何处理直接进行燃烧会造成大量SO2排放，对环境造成严重污染，因此急需开发一种经济可行的高硫煤脱硫及硫资源化回收的技术和方法。

利用微波脱硫是近年来高硫煤脱硫的新方法，微波是频率在0.3-300GHz，波长在1mm-100cm的电磁波，煤中的黄铁矿等无机硫在微波下分解，主要释放出H2S，H2S与少量的SO2在煤表面生成单质硫，黄铁矿在高温的作用下转变为磁性黄铁矿，这种方法可以脱除煤中约50％的硫。

申请号为CN201710424225.3的专利公开了一种煤炭脱硫并回收单质硫的系统及方法，该系统包括微波脱硫单元，还包括原煤烘干单元，废气收集单元和单质硫反应单元，原煤烘干单元的出料口与微波脱硫单元的进料口相连，废气收集单元设置于微波脱硫单元的出气口处，单质硫反应单元的进气口分别与原煤烘干单元的出气口和废气收集单元的出气口相连。虽然该系统及方法能够同时对煤炭中的硫进行脱除并回收，适用于各种煤质中高硫煤的脱硫及硫的回收，但是单质反应单元产生的高温单质硫蒸气具有的热能没有被回收利用，存在着热量浪费的缺陷。

发明内容

针对现有技术中存在的某种或某些缺陷，本发明提供了一种用于煤炭脱硫中的热能回收处理装置。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决。

运用于煤炭微波脱硫的处理装置，其包括多个结构相同的换热机构，换热机构包括壳体，壳体内设有换热腔，换热腔内设有伸出壳体上方的第一进气管，第一进气管的侧壁上且位于换热腔的下方处设有出气孔，第一进气管外侧面处且位于换热腔内套设有呈螺旋状的第二进气管，第二进气管的两端分别伸出壳体的上下方；换热腔内设有套于第二进气管外侧的附着机构，换热腔的上方且位于附着机构间设有一伸出壳体的出气管；第一进气管、第二进气管和出气管的端部均设有连接机构，连接机构包括第一连接环，第一连接环的外侧壁且位于上端部沿第一连接环的周向设有转动槽，第一连接环外套设有第二连接环，第二连接环的内侧壁上设有与转动槽相配合的转动块；相邻的换热机构之间的出气管与第一进气管之间通过连接机构连接有第一连接管，位于壳体下方的第二进气管与相邻的位于壳体上方的第二进气管之间通过连接机构连接有第二连接管。

通过本发明的上述构造，使得高温单质硫蒸气有第一进气管进入换热腔内，原煤经微波热解生成温度较低的H2S、SO2烟气由第二进气管进入换热腔内使其发生热交换，从而使高温单质硫蒸气的热能得到回收；其中，换热机构设置多个，使高温单质硫蒸气得到多次热交换，使换热的效果更佳；通过本发明中的连接机构，使第一连接管和第二连接管在换热机构上的安装更加的方便；本发明通过上述的技术方案，使热能回收处理装置能够对高温单质硫蒸气进行多次热交换，使回收热能的效果更佳。

作为优选，附着机构包括两块相对设置且呈半圆状的安装板，两块安装板相对的侧面上均设有安装槽，安装槽内且位于四角处沿左右方向设有第一导向柱，安装槽内设有附着板，附着板上设有供对应第一导向柱穿过的第一通孔，第一导向柱上套设有位于附着板与安装槽侧壁之间的第一弹簧；两块安装板相对的侧面上且位于上下端处均设有转动座，两块转动座之间设有伸出壳体的转动轴，转动轴上相对设有与附着板侧面相抵挡的凸起块。

通过本发明中的安装板、附着板和转动轴的设置，使得换热腔内热交换时高温单质硫蒸气冷凝产生的硫磺能够在附着板上附着，同时，转动轴转动使附着板在安装槽内左右振动，使附着在附着板上的硫磺掉落在换热腔底部，从而有利于硫磺的后期的收集。

作为优选，换热腔的上侧壁上沿左右方向设有截面呈T型的滑槽，壳体的下侧面上对应安装板设有凹槽，凹槽内沿左右方向设有第二导向柱，凹槽的顶部均设有与对应安装板的下端面相配合的出料口；安装板的上端面上均设有位于滑槽内滑动的滑轨，安装板的下端面上设有穿过出料口伸入凹槽内的延伸部，延伸部上设有位于凹槽内且用于对出料口进行密封的连接部，连接部上设有供第二导向柱穿过的第二通孔，第二导向柱上套设有位于连接部与凹槽侧壁之间的第二弹簧，第二弹簧用于推动安装板相向移动，两个凹槽相对的侧壁上均设有供转动轴穿过的移动槽。

通过本发明中的凹槽、出料口、延伸部和连接部的设置，较佳地使出料口得到封堵；通过第二导向柱、第二弹簧、滑槽和滑轨的设置，使得第二弹簧能够自动推动安装板对出料口进行封堵，保证换热的效果；通过移动槽的设置，使得拨动转动轴能够较为方便地控制出料口的开合，便于硫磺的排出收集。

作为优选，转动轴内设有开口向下的弹簧安装腔，弹簧安装腔的内侧壁上相对设有沿上下方向设置的限位滑槽，弹簧安装腔内通过第三弹簧设有伸出弹簧安装腔的推杆，凸起块设于推杆上且伸出对应的限位滑槽；凹槽内沿前后方向设有位于连接部下方的定位杆，定位杆用于与推杆相抵挡控制出料口开合。

通过本发明中的上述构造，通过第三弹簧推动推杆伸出转动轴的下端并与凹槽内的定位杆相抵挡，进而使转动轴得到限制，从而保持出料口保持常开的状态，便于换热腔内硫磺的排出；当使推杆缩回弹簧安装腔内解除与定位杆的抵挡配合，第二弹簧自动推动安装板对出料口进行封堵；其中，限位滑槽的设置，使得固定在推杆上的凸起块伸出限位滑槽，使其既能够带动附着板振动，又能够使推杆得到限位，防止推杆滑出弹簧安装腔。

作为优选，安装槽的下侧壁上设有第一斜面，较佳地使附着板上掉落的硫磺能够由第一斜面滑入到换热腔底部，较佳地防止硫磺在安装槽底部处的堆积。

作为优选，附着板朝向第二进气管的侧面上沿上下方向设有滑动槽，滑动槽相对的侧面上沿上下方向设有限位卡槽，滑动槽的顶端面上沿上下方向设有第三导向柱；滑动槽内设有可活动的且下端伸出附着板下端面的活动板，活动板的侧面上设有位于对应限位卡槽内的滑块，活动板上设有供第三导向柱穿过的第三通孔，第三导向柱上套设有位于活动板与滑动槽顶壁之间的第四弹簧，活动板的下端面上设有用于与第一斜面相配合推动活动板上移的第二斜面。

通过本发明中的构造，通过滑动槽、限位卡槽、活动板和滑块的设置，使得滑块位于限位卡槽内并在限位卡槽的下端部设置封堵，使活动板能够安装在滑动槽内同时能够在滑动槽内上下移动；其中，第三导向柱、第四弹簧和第三通孔的设置，使得第三导向柱伸入第三通孔内使第四弹簧得到安装同时第四弹簧提供弹力推动活动板下移；其中，通过第二斜面的设置，使得转动轴转动带动附着板移向安装槽内时第二斜面与第一斜面相挤压，进而使活动板移向滑动槽内，当附着板移向安装槽的开口时，第四弹簧推动活动板移出滑动槽，从而使活动板能够在滑动槽内上下振动，使活动板上的硫磺的掉落效果更佳。

作为优选，换热机构均设于一机架上，机架包括支撑板，支撑板上间隔设有方形通孔，方形通孔上端侧壁向外扩张形成用于安装壳体的安装台阶。

通过本发明中的安装台阶的设置，使得换热机构能够较佳地安装在支撑板上；通过方形通孔的设置，使得出料口排出的硫磺能够由方形通孔掉落在支撑板下方，便于收集。

作为优选，支撑板上且位于相邻的安装台阶之间设有供第二连接管穿过的通槽，较佳地使第二连接管能够连接相邻的换热机构，同时使第二连接管得到较佳地放置，使热能回收处理装置外观更佳的美观。

作为优选，支撑板的下板面上且位于四角处设有支撑柱，较佳地使支撑板得到支撑。

本发明还提供了一种基于上述任一的运用于煤炭微波脱硫的处理装置的处理方法，其包括以下步骤：

步骤一，通过连接机构依次连接安装第一连接管和第二连接管，使换热机构相互连通；

步骤二，将硫反应器产生的高温单质硫蒸气由第一进气管进入换热腔内，将原煤经微波反应器产生的温度较低的H2S、SO2烟气由第二进气管上端进入第二进气管内，使其在换热腔内进行换热；

步骤三，经过一段时间的换热后，停止硫反应器和微波反应器，拨动转动轴，使转动轴内的推杆与凹槽内的定位杆相抵挡，使壳体内的出料口处于常开的状态；

步骤四，转动转动轴，使凸起块循环推动附着板，使附着板本身沿着左右方向振动，使附着板上的活动板上下振动，较佳地使附着在附着板上的硫磺的掉落由出料口排出收集。

附图说明

图1为实施例1中的运用于煤炭微波脱硫的处理装置的示意图；

图2为实施例1中的换热机构连接的剖视示意图；

图3为实施例1中的壳体的示意图；

图4为实施例1中的安装板与附着板连接的示意图；

图5为实施例1中的安装板与附着板的剖视示意图；

图6为实施例1中的安装板的示意图；

图7为实施例1中的附着板的示意图；

图8为实施例1中的转动轴的示意图；

图9为实施例1中的机架的示意图；

图10为实施例1中的活动板的示意图；

图11为实施例1中的连接机构的剖视示意图。

附图中各数字标号所指代的部位名称如下：100、机架；101、第一进气管；102、第二进气管；103、第一连接管；104、第二连接管；110、换热机构；210、壳体；211、换热腔；220、附着机构；231、出气管；240、连接机构；311、滑槽；321、凹槽；322、出料口；323、定位杆；324、移动槽；331、第二导向柱；332、出料口；410、安装板；411、滑轨；412、延伸部；413、连接部；414、第二通孔；420、附着板；431、转动座；432、转动轴；511、安装槽；521、第一导向柱；522、第一弹簧；531、凸起块；611、第一斜面；711、第一通孔；721、滑动槽；722、限位卡槽；723、第三导向柱；724、第四弹簧；730、活动板；811、弹簧安装腔；812、限位滑槽；821、第三弹簧；822、推杆；911、支撑板；912、方形通孔；913、通槽；914、支撑柱；921、安装台阶；1011、滑块；1012、第三通孔；1013、第二斜面；1110、第一连接环；1111、转动槽；1120、第二连接环；1121转动块。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。应当理解的是，实施例仅仅是对本发明进行解释而并非限定。

实施例1

如图1-11所示，本实施例提供了一种运用于煤炭微波脱硫的处理装置，其包括多个结构相同的换热机构110，换热机构110包括壳体210，壳体210内设有换热腔211，换热腔211内设有伸出壳体210上方的第一进气管101，第一进气管101的侧壁上且位于换热腔211的下方处设有出气孔，第一进气管101外侧面处且位于换热腔211内套设有呈螺旋状的第二进气管102，第二进气管102的两端分别伸出壳体210的上下方；换热腔211内设有套于第二进气管102外侧的附着机构220，换热腔211的上方且位于附着机构220间设有一伸出壳体210的出气管231；第一进气管101、第二进气管102和出气管231的端部均设有连接机构240，连接机构240包括第一连接环1110，第一连接环1110的外侧壁且位于上端部沿第一连接环1110的周向设有转动槽1111，第一连接环1110外套设有第二连接环1120，第二连接环1120的内侧壁上设有与转动槽1111相配合的转动块1121；相邻的换热机构110之间的出气管231与第一进气管101之间通过连接机构240连接有第一连接管103，位于壳体210下方的第二进气管102与相邻的位于壳体210上方的第二进气管102之间通过连接机构240连接有第二连接管104。

通过本实施例中的硫反应器产生的高温的单质硫蒸气进入第一进气管101内并由出气孔进入换热腔211内，原煤经微波反应器热解生成温度较低的H2S、SO2烟气由第二进气管102上端进入第二进气管102内，并在换热腔211内与高温的单质硫蒸气发生热交换，使单质硫蒸气的热能能够得到较佳的利用；其中，第二进气管102呈螺纹状设置，使得第二进气管102在换热腔211内的长度增长，进而使单质硫蒸气与第二进气管102充分的接触，使换热效果更佳；其中，出气孔设在第一进气管101下端，出气管231设在换热腔211上端，使得高温的单质硫蒸气在由换热腔211的底部上升充满整个换热腔211并由出气孔231排出换热腔211，使高温的单质硫蒸气充分与第二进气管102接触，使换热效果更佳；其中，附着机构220的设置，使得高温的单质硫蒸气与第二进气管102换热时单质硫蒸气冷凝产生硫磺附着在附着机构220上；由于，第一连接管103和第二连接管104的设置，使得换热机构110依次连接，进而形成多级换热，使高温的单质硫蒸气的热量能够得到充分的回收；其中，连接机构240的设置，便于第一连接管103和第二连接管104的安装，其中，通过转动第一连接环1110使出气管231、第一进气管101或第二进气管102的一端螺纹连接在第一连接环1110内，转动第二连接环1120使第一连接管103和第二连接管104的两端分别螺纹连接在对应的第二连接环1120内，从而使第一连接管103和第二连接管104的安装连接更加的快速方便使运用于煤炭微波脱硫的处理装置的使用更加的方便。

本实施例中，附着机构220包括两块相对设置且呈半圆状的安装板410，两块安装板410相对的侧面上均设有安装槽511，安装槽511内且位于四角处沿左右方向设有第一导向柱521，安装槽511内设有附着板420，附着板420上设有供对应第一导向柱521穿过的第一通孔711，第一导向柱521上套设有位于附着板420与安装槽511侧壁之间的第一弹簧522；两块安装板410相对的侧面上且位于上下端处均设有转动座431，两块转动座431之间设有伸出壳体210的转动轴432，转动轴432上相对设有与附着板420侧面相抵挡的凸起块531。

通过本实施例中的构造，两块半圆状的安装板410的设置，使得安装板410能够对第二进气管102进行封罩，其中，安装板410的端面与换热腔211的侧壁间密闭配合，使得高温的硫蒸气换热产生的硫磺较佳地附着在安装板410上；其中，安装槽511、第一导向柱521、第一弹簧522和附着板420的设置，使得附着板420能够较佳安装在安装槽511内且第一弹簧522提供弹力始终推动附着板420移向安装槽511的开口处；其中，安装座431和转动轴432的设置，使得转动轴432能够转动设置在安装板410上，由于转动轴432上设置凸起块531，使得转动轴432在转动的过程中，凸起块531能够挤压附着板420使其移向安装槽511内，当凸起块531远离附着板420时第一弹簧522推动附着板420移向安装槽511的开口处，从而使附着板420产生振动较佳地使附着在附着板420上的硫磺掉落在换热腔211的底部处。

本实施例中，换热腔211的上侧壁上沿左右方向设有截面呈T型的滑槽311，壳体210的下侧面上对应安装板410设有凹槽321，凹槽321内沿左右方向设有第二导向柱331，凹槽321的顶部均设有与对应安装板410的下端面相配合的出料口322；安装板410的上端面上均设有位于滑槽311内滑动的滑轨411，安装板410的下端面上设有穿过出料口322伸入凹槽321内的延伸部412，延伸部412上设有位于凹槽321内且用于对出料口322进行密封的连接部413，连接部413上设有供第二导向柱331穿过的第二通孔414，第二导向柱331上套设有位于连接部413与凹槽321侧壁之间的第二弹簧332，第二弹簧332用于推动安装板410相向移动，两个凹槽321相对的侧壁上均设有供转动轴432穿过的移动槽324。

通过本实施例中的构造，凹槽321、出料口322、延伸部412和连接部413的设置，使得安装板410的下端的延伸部412伸出出料口322至凹槽321内同时连接部位413于凹槽321内，由于延伸部412和连接部413的端壁与凹槽321的侧壁之间均密闭配合，使得出料口322能够得到封堵，较佳地使换热腔211的换热效果更佳；其中，通过第二导向柱331、第二弹簧332、滑槽311和滑轨411的设置，使得安装板410在换热腔211内得到限制，使其只能够沿左右方向移动，同时，第二弹簧332推动连接部413移动使安装板410能够自动对出料口322进行封堵，保证换热的效果；其中，通过移动槽324的设置，使得转动座431的侧壁与换热腔211的底壁之间在出料口322封堵的状态下呈密闭配合状态，使沿左右方向拉动伸出壳体210的转动轴432带动安装板410在凹槽321内移动使出料口322打开，便于掉落在换热腔211底部的硫磺的排出，有效地便于对换热产生的硫磺进行收集。

本实施例中，转动轴432内设有开口向下的弹簧安装腔811，弹簧安装腔811的内侧壁上相对设有沿上下方向设置的限位滑槽812，弹簧安装腔811内通过第三弹簧821设有伸出弹簧安装腔811的推杆822，凸起块531设于推杆822上且伸出对应的限位滑槽812；凹槽321内沿前后方向设有位于连接部413下方的定位杆323，定位杆323用于与推杆822相抵挡控制出料口322开合。

通过本实施例中的构造，通过第三弹簧821推动推杆822伸出转动轴432的下端并与凹槽321内的定位杆323相抵挡，进而使转动轴432得到限制，从而保持出料口322保持常开的状态，便于换热腔211内硫磺的排出；当使推杆822缩回弹簧安装腔811内解除与定位杆323的抵挡配合，第二弹簧332自动推动安装板410对出料口322进行封堵；其中，限位滑槽812的设置，使得固定在推杆822上的凸起块531伸出限位滑槽812，使其既能够带动附着板420振动，又能够使推杆822得到限位，防止推杆822滑出弹簧安装腔811。

本实施例中，安装槽511的下侧壁上设有第一斜面611，较佳地使附着板420上掉落的硫磺能够由第一斜面611滑入到换热腔211底部，较佳地防止硫磺在安装槽511底部处的堆积。

本实施例中，附着板420朝向第二进气管102的侧面上沿上下方向设有滑动槽721，滑动槽721相对的侧面上沿上下方向设有限位卡槽722，滑动槽721的顶端面上沿上下方向设有第三导向柱723；滑动槽721内设有可活动的且下端伸出附着板720下端面的活动板730，活动板730的侧面上设有位于对应限位卡槽722内的滑块1011，活动板730上设有供第三导向柱723穿过的第三通孔1012，第三导向柱723上套设有位于活动板730与滑动槽721顶壁之间的第四弹簧724，活动板730的下端面上设有用于与第一斜面611相配合推动活动板730上移的第二斜面1013。

通过本实施例中的构造，通过滑动槽721、限位卡槽722、活动板730和滑块1011的设置，使得滑块1011位于限位卡槽722内并在限位卡槽722的下端部设置封堵，使活动板730能够安装在滑动槽721内同时能够在滑动槽721内上下移动；其中，第三导向柱723、第四弹簧724和第三通孔1012的设置，使得第三导向柱723伸入第三通孔1012内使第四弹簧821得到安装同时第四弹簧821提供弹力推动活动板730下移；其中，通过第二斜面1013的设置，使得转动轴432转动带动附着板420移向安装槽511内时第二斜面1013与第一斜面611相挤压，进而使活动板730移向滑动槽721内，当附着板420移向安装槽511的开口时，第四弹簧724推动活动板730移出滑动槽721，从而使活动板730能够在滑动槽721内上下振动，使活动板730上的硫磺的掉落效果更佳。

本实施例中，换热机构110均设于一机架100上，机架100包括支撑板911，支撑板911上间隔设有方形通孔912，方形通孔912上端侧壁向外扩张形成用于安装壳体210的安装台阶921。

本实施例中，支撑板911和安装台921阶的设置，使得壳体210能够卡接安装在安装台阶921上使壳体210能够安装在支撑板911上，同时方形通孔912的设置，使得出料口322排出的硫磺能够由方形通孔912掉落在支撑板911下方，便于收集。

本实施例中，支撑板911上且位于相邻的安装台阶921之间设有供第二连接管104穿过的通槽913，较佳地使第二连接管104能够连接相邻的换热机构110，同时使第二连接管104得到较佳地放置，使热能回收处理装置外观更佳的美观。

本实施例中，支撑板911的下板面上且位于四角处设有支撑柱914，较佳地使支撑板911得到支撑。

本实施例还提供了一种基于上述任一的运用于煤炭微波脱硫的处理装置的处理方法，其包括以下步骤：

步骤一，通过连接机构240依次连接安装第一连接管103和第二连接管104，使换热机构110相互连通；

步骤二，将硫反应器产生的高温单质硫蒸气由第一进气管101进入换热腔211内，将原煤经微波反应器产生的温度较低的H2S、SO2烟气由第二进气管102上端进入第二进气管102内，使其在换热腔211内进行换热；

步骤三，经过一段时间的换热后，停止硫反应器和微波反应器，拨动转动轴432，使转动轴432内的推杆822与凹槽321内的定位杆323相抵挡，使壳体210内的出料口322处于常开的状态；

步骤四，转动转动轴432，使凸起块531循环推动附着板420，使附着板420本身沿着左右方向振动，使附着板420上的活动板730上下振动，较佳地使附着在附着板420上的硫磺的掉落由出料口322排出收集。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。