[实用新型]一种连续处理型原煤全硫快速处理生成洁净煤的装置

说明书

技术领域：

本实用新型涉及原煤物理脱硫技术领域，又涉及中小功率微波源组合技术领域，又涉及真空负压干燥技术领域，又涉及采用组合式微波装置结合真空负压装置进行低温烘燥技术领域，特别是一种连续处理型原煤全硫快速处理生成洁净煤的装置。 

背景技术：

煤是地球上最丰富的化石燃料之一，在世界能源的总储量中，煤炭约占三分之二。就我国能源结构而言，至今仍以燃煤为主，这就决定了我国的大气污染为典型的以排放SO₂和烟尘为特征的煤烟型污染。煤炭中硫的存在还会影响煤炭加工后的产品质量。因此，随着人们环境保护意识的增强，对于加工利用的煤炭中全硫含量要求越来越严格，我国已把煤炭脱硫列为洁净煤技术(CleanCoalTechnology，简称CCT)的研究项目。所以，煤炭脱硫问题是一个重要的研究课题，解决它具有重大的现实意义。 

煤炭脱硫与硫在煤炭中的赋存状态有着密切的关系。煤炭中硫按照硫的赋存状态可分为有机硫和无机硫。有机硫包括硫醇、硫醚、噻酚硫和二硫化物，约占全硫含量的60-70％；无机硫包括黄铁矿硫、硫酸盐硫和单质硫，约占全硫含量的30-40％，无机硫化物燃烧时不分解，多残存在灰烬中。 

按照脱硫工序在煤炭利用过程中所处阶段的不同，煤碳脱硫可以分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫。煤炭燃烧前脱硫是在煤炭燃烧前就脱去煤中硫 分，避免燃烧中硫的形态改变，减少烟气中硫的含量，减轻对尾部烟道的腐蚀，降低运行和维护费用。燃烧前脱硫较之另两种脱硫工艺有许多潜在的优势，而且符合“预防为主”的方针，所以，燃烧前脱硫具有重要意义。 

煤炭的燃烧前脱硫可以分为物理脱硫法、化学脱硫法和生物脱硫法等。化学脱硫法和生物脱硫法的加工工艺较复杂、处理时间长、设备及操作费用高、处理后的废弃物会对环境造成二次污染。物理脱硫法利用煤和黄铁矿的性质差异(如表面性质、密度、电及磁性等)而使它们分离，包括重选、浮选、磁分离、油团聚等方法。该方法工艺较简单，投资少，可以脱除50％左右的黄铁矿，而对煤中高度分散的黄铁矿作用不大，且不能脱除煤炭中的有机硫。 

采用微波辐照加热煤来分解或改变煤中无机硫的性质或结构，进而在后续工序中加以清除的方法也可归类于物理脱硫法。微波脱硫方法最早被发现是1979年Zavitsanos和B leiler获得的一项微波脱硫的专利。该专利指出，当原煤在频率2145GHz，功率500W或更高的微波辐照40s～60s，煤中的无机硫分解，释放出H₂S和SO₂气体，在煤表面生成单质硫，该方法能够脱除50％的硫。此后，研究人员采用穆斯鲍尔光谱分析了原煤中黄铁矿硫经微波照射后形态的变化，发现在微波照射下煤中的固有FeS₂转换成了顺磁性更强的磁黄铁矿(Fe_1-xS)和陨硫铁(FeS)两种形式，可以在此后的磁选中加以剔除。但是如上所述，仅用微波辐照加热煤，煤中的无机硫分解后释放出H₂S和SO₂气体，以及在煤表面生成的单质硫，聚集在煤的表面，阻碍了其后分解的含硫成分的逸出，影响了微波辐照处理的效果。并且，仅用微波辐照加热煤，对煤中有机硫的脱除效果不明显。 

因此亟需寻找一种无二次污染、运行费用低的快速脱除煤中全硫的物理方法与设备。 

实验证明，煤中所含的有机硫，包括硫醇、硫醚、噻酚硫等，其沸点都与外 界压力有关。当外界压力降低时，使这些有害物质沸腾所需要的能量也会降低，因此其沸点也会随之下降。通常，当压力降低到2.67kPa(20mmHg)时，多数有机化合物的沸点要比其常压的沸点低100℃左右。也就是说，在适当的负压下，对于沸点高于100℃的上述有机硫，如戊硫醇(127℃)、乙二硫醚(154℃)等，都可在低于100℃的温度下加以脱除。 

沸点的变化可通过Clausius-Clapeyron方程积分式进行计算：