[发明专利]固体化石燃料反应装置

说明书

技术领域

本发明涉及固体化石燃料处理工艺，特别是固体化石燃料反应装置。

背景技术

在固体化石燃料的处理工艺中，通过电磁辐射技术对固体化石燃料进行加工以改善其性能是目前常用的一种方式，例如，将电磁辐射例如微波，作用于固体化石燃料例如煤时，能够通过减少煤自身的水汽来提升例如发热值等煤的特性，以及改变煤的矿相，从而提升煤的燃烧性能，改善燃烧室的操作，减少对环境的影响。

出于安全的考虑，将电磁辐射应用于固体化石燃料的过程中，需要采用特定的反应装置，以减少或者防止电磁辐射泄漏于反应装置外部。目前，常见的反应装置大致可分为水平反应装置和垂直反应装置。

参考图1，这是一种常规的水平反应装置，预处理过的煤粉经由传送带4送入具有不锈钢外壳3的反应腔室中，微波发生器1将产生的微波辐射送入反应腔室，使得煤粉和微波辐射在反应腔室中进行反应。在反应过程中，为了防止煤自燃，经由进风口6将惰性气体送入风室5，并通过通风孔7将其输送至反应腔室中，以及通过排气孔8进行排出。关于水平反应装置，更多的可参见申请号分别为200680044893、200910083586、201110130476、201110130503等中国专利申请。

在这种水平反应装置中，由于煤炭被安置在传送带上进出反应腔室，使得反应腔室必然在腔室的至少一侧具备开口，而这一必备的开口极其容易造成微波辐射的泄漏，从而造成能量的浪费以及对人体的危害。此外，由于需要采用传送装置将煤炭送入并移出反应腔室，这些传送装置不仅将额外耗费电能，而且在穿过反应腔室时，将不可避免的吸收部分微波辐射，从而减少了实际参与反应的微波能量，降低了工艺流程的总生产量。

关于垂直反应装置，申请号为201110358016、名称为“立式微波干燥煤炭炉”的中国专利申请中公开了一种立式的微波干燥炉体。参考图2，其中，煤炭通过进料料斗21输送至炉体内的给料螺旋22，并通过出料阀门23的螺旋输送机排出炉体。炉体中心设置波导管25，将微波辐射送入炉体，与进入给料螺旋22的煤炭进行反应。此外，申请号为200980123186.7、名称为“用于通过电磁辐射处理材料的系统和方法”的中国专利申请中也公开了一种垂直的反应装置。然而，在这些垂直反应装置中，微波辐射或者采用垂直导入、或者采用水平导入，始终存在微波泄漏的威胁。此外，这些公开的垂直反应装置，为了避免对微波产生端或传送波导造成污染，或者为了防止微波泄漏，至少包含两层壳体，不仅增加了生产成本，也增加了工艺控制的复杂度。

另一方面，在常规垂直反应装置中，由于固体化石燃料在反应腔室内的密度不完全一致，使得固体化石燃料在重力作用下自由下落时，会由于密度不一致而形成“鼠洞”或“桥联”。具体来说，当某处固体化石燃料的密度过大时，会对两侧造成压力，从而使得该处的固体化石燃料停止运动，造成“桥联”，而同时，在该“桥联”下方也会相应的产生空洞，即“鼠洞”。不难发现，在常规的垂直反应装置中，当出现“桥联”或者“鼠洞”，将使得部分固体化石燃料无法参与反应，从而造成反应效率的低下，甚至会影响后续的处理工艺。

发明内容

本发明提供了一种固体化石燃料反应装置，使得固体化石燃料能够与电磁辐射进行安全而高效的反应。

为了实现上述技术目的，本发明提出一种固体化石燃料反应装置，包括：反应腔室，所述反应腔室至少包括：进料口，用于输入待反应的固体化石燃料；以及出料口，用于排出已反应的固体化石燃料；其中，所述固体化石燃料反应装置还包括至少一个电磁辐射入口；所述电磁辐射入口至少包括：入口端，嵌入所述反应腔室，用于导入与所述固体化石燃料进行反应的电磁辐射，具有进口窄、嵌入反应腔室的出口宽的结构。

可选的，所述入口端倾斜向下嵌入所述反应腔室，不仅有利于电磁辐射充分地与反应腔室中的固体化石燃料进行反应，而且能够有效地防止电磁辐射从进口泄漏。

可选的，所述电磁辐射入口还包括：位于所述反应腔室内部、从所述反应腔室外侧向内侧倾斜向下突出的导流板，用于引导所述固体化石燃料的运动方向。该导流板能够使得从进料口进入反应腔室的固体化石燃料流发生偏转，不仅破坏固体化石燃料流原有的下落路径，有效避免“桥联”以及“鼠洞”现象的产生，而且能够在导流板下方形成自然堆积的燃料堆，增大电磁辐射和固体化石燃料的接触面，从而使固体化石燃料能够与进入反应腔室的电磁辐射进行充分反应。