煤炭污染物源头治理及煤质改善装置的制作方法

本实用新型涉及一种煤炭预处理系统，具体讲为一种煤炭污染物源头治理及煤质改善装置，属于煤炭处理技术领域。

背景技术：
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煤炭作为一次能源，其高效清洁利用一直是国内外研究人员一致努力奋斗方向。煤炭作为基础能源，我国煤炭分布广，煤质比较杂，也存在许多品味不高的煤种，如热值低、水分高、含硫、汞等污染物，给燃煤发电及污染物控制带来了很大困扰。

因此，研究开发一种煤炭提质处理和源头净化污染物方法和装置，对煤炭提高锅炉入炉煤品质、改善炉膛燃烧、防治腐蚀和结渣、减少二氧化硫等污染物产生、实现污染物源头控制甚至资源化回收意义重大。

此外，也将为中高硫煤资源的清洁高效利用和实现超低排放提供了经济可行的技术路线。

技术实现要素：
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本实用新型针对现有技术状况，提供一种煤炭污染物源头治理及煤质改善装置，以提搞高硫煤资源的质量，为实现超低排放提供前期保障。

本实用新型的具体技术方案如下：

煤炭污染物源头治理及煤质改善装置，包括依次设置原煤上料系统、介质给料系统、履带输送系统和磁选分离系统，

所述履带输送系统采用履带式电磁辐射系统，该系统包括履带机、电磁辐射发生器和电磁屏蔽罩，电磁屏蔽罩设在履带机履带上方，并在二者之间围成电磁辐射反应腔，电磁辐射发生器于电磁辐射反应腔内。

原煤由上料采集系统输送（经由颗粒散射器及均布器）和介质给料系统填加的强化介质后一起落入履带式电磁辐射系统，辐照处理后原煤输送至磁选分离系统，经磁选分离后原煤送至煤仓系统。

优选设计在于，履带机后端上方还设有测厚仪。

优选设计在于，电磁辐射反应腔内对应履带机履带上方多点设有温度传感器。 （二者之间留有输送间隙，电磁辐射反应腔将履带机整体罩于，电磁辐射反应腔由电磁屏蔽板围成），

优选设计在于，原煤上料系统，包括上煤机、除铁器、输煤传送带、一次破碎机和下煤斗，原煤通过上煤机引入输煤传送带，输煤传送带处设有除铁器，除铁后以利于后续破碎，原煤从输煤传送带末端落入下煤斗，再进入一次破碎机后落入破碎机出口连接管路，保持松散的自由下落状态落入履带机。

优选设计在于，介质给料系统，包括介质仓、计量装置、气力输送装置和颗粒散射器，储存于介质仓的强化介质粉通过气力输送给料器经计量装置送入破碎机底部出口连接管路，经由颗粒散射器雾化散射，与破碎后下落颗粒煤均匀混合，落入履带式辐射反应器的履带机上。

优选设计在于，磁选分离系统，设有一级或多级，磁选分离系统采用轮式分离装置，轮式分离组件均包括转筒、半圆筒形永磁体、阻磁板、轮面清理刷和料斗；所述半圆筒形永磁体和阻磁板通过支架设置在转筒内侧，阻磁板竖直设置将半圆筒形永磁体隔在转筒一侧，并将转筒分隔为通磁场侧和断磁场侧，转筒的断磁场侧外对应设有轮面清理刷。

优选设计在于，磁选分离系统设有三级，一级采用轮式分离组件结构，二级和三级均采用两个对称设置的轮式分离组件，两组两轮式分离组件的转筒之间设有落料通道；两个轮式分离组件通磁侧相邻设置于内侧且相邻侧磁极相反。

优选设计在于，履带机的履带设有防辐射层，或采用防电磁波辐射的材质制作而成；履带机物料厚度控制在30-200mm。

本实用新型相比现有技术具有如下优点：

1、本实用新型的煤炭污染物源头治理及煤质改善装置，通过介质给料系统添加于强化电磁辐射的介质，再对颗粒煤进行辐射处理，将煤中绝大多数的黄铁矿转化成磁黄铁矿，便于后序的磁选分离，从而提高了煤质。

2、本实用新型可以从源头上提搞高硫煤资源的质量，为实现超低排放提供前期保障。煤炭提质后，可改善炉膛燃烧、防治腐蚀和结渣、减少二氧化硫等污染物产生、实现污染物源头控制甚至资源化回收意义重大。

3、本实用新型设置多级磁选分离，可以将磁黄铁矿比较彻底的清除。

附图说明:

图1为本发实施例一煤炭污染物源头治理及煤质改善装置的结构示意图，也作摘要附图；

图2为本发实施例四轮式磁选分离器结构示意图；

图1中：1-上煤机；2-除铁器；3-输煤传送带；4-一次破碎机；5-下煤斗；6-颗粒散射器；7-均布器；8-介质仓；9-计量装置；10-气力输送；11-履带机；12-电磁辐射发生器；13-电磁屏蔽罩；14电磁辐射反应腔；15-温度传感器；16-测厚仪；17-一级磁选分离；18-二级破碎机；19-二级磁选分离器；20-三级磁选分离器；A-原煤；B、C、D、E表示回收雌黄铁矿；F-脱硫处理后的煤炭去锅炉原煤仓；G-回收未参与介质；P-回收产物；

图2中：1-转筒；2-半圆筒形永磁体；3-阻磁板；4-轮面清理刷；5-下料仓；6-落料通道；7-料斗；8-包覆带；9-分离器壳体；G均表示分选出的磁性物料；M表示通磁场侧；N表示断磁场侧。

具体实施方式：

实施例一：

如图1所示，本实用新型的煤炭污染物源头治理及煤质改善装置，包括依次设置的原煤上料系统、介质给料系统、履带式电磁辐射系统和磁选分离系统。原煤由上料采集系统输送和介质给料系统填加的强化介质后一起落入履带式电磁辐射系统，辐照处理后原煤输送至磁选分离系统，经磁选分离后原煤送至煤仓系统。

原煤上料系统，包括上煤机1、除铁器2、输煤传送带3、一次破碎机4和下煤斗5，原煤A通过上煤机1引入输煤传送带3，输煤传送带处设有除铁器2，除铁后以利于后续破碎，原煤从输煤传送带末端落入下煤斗5，再进入一次破碎机4，破碎成30mm以下的颗粒煤，自由落体分散落入破碎机出口连接管路，保持松散的自由下落状态。

介质给料系统，包括介质仓8、计量装置9、气力输送装置10和颗粒散射器6，储存于介质仓的用于强化电磁辐射的铁基介质粉体，由介质仓8通过计量装置9进入气力输送给料器10，通过气力输送送入一次破碎机4底部出口连接管路中，由颗粒散射器6雾化散射入自由落下的颗粒煤中，通过颗粒散射器6烟雾化散射，实现铁基介质与颗粒煤的均匀混合，再自由落入电磁辐射系统的颗粒煤均布器，均匀分布在履带式辐射反应器的履带上。所添加介质为铁基介质如Fe3O4、Fe2O3、Fe等组成的流动性混合物或纳米粉体。

履带电磁辐射系统，包括电磁辐射反应腔14、履带机11、电磁辐射发生器10、和电磁屏蔽罩13，电磁辐射反应腔罩设在履带机履带上方，电磁辐射反应腔密封罩设在履带上方（二者之间留有输送间隙，电磁辐射反应腔将履带机整体罩于其中电磁辐射反应腔由电磁屏屏蔽板围成），电磁辐射反应腔14内设置电磁辐射发生器10。

履带以恒定速度旋转，可以保证物料通过反应器的停留时间恒定，同时上部间隔均匀分布的电磁辐射发生器，发生电磁波促进物料反应，在介质强化作用下，精准控制产物微观相态，当煤颗粒到达履带式辐射反应器出口时，将煤中绝大多数的黄铁矿转化成磁黄铁矿。电磁屏蔽罩为可限位调节式结构，布置在电磁辐射反应腔体的两端，与履带的间隙可调刚好接触煤颗粒层，电磁屏蔽板与煤接触部位固定有条状软体刷，可以保证煤颗粒无间隙通过，而电磁波不会泄露出来，软体刷为防辐射材质的软体胶状物或布片条。

履带机的履带采用适用于微波等各类电磁辐射的材料编制而成、且耐温、耐腐、耐磨、抗老化。电磁辐射反应腔采用金属材质内镀防辐射层，亦或直接采用防电磁波辐射的材质制作，顶部装嵌电磁辐射发生器。

实施例二：

本实例进一步设计，在履带机两端装有测厚仪16，可以通过调整均布器下料及履带机转速来实时监测和控制履带机料层厚度，物料厚度一般控制在30-200mm。

电磁辐射反应腔内的履带料层布置有多点温度传感器15，用于调整电磁辐射强度来控制料层温度，料层温度可结合原煤煤质精准控制，一般50～190℃，多点测温系统可用采用声波、红外、或热电偶等方法及仪表。

实施例三：

本实例进一步设计，磁选分离系统设有三级，具体包括一级磁选分离器17、二级磁选分离器19、三级磁选分离器20及其链接管路。

实施例四：

本实例进一步设计，如图2所示，磁选分离系统中一级磁选分离器采用轮式结构；轮式分离组件包括转筒1、半圆筒形永磁体2、阻磁板3、轮面清理刷4、下料仓5。转筒为导磁材料制成，半圆筒形永磁体2和阻磁板3通过支架设置在转筒1内侧，阻磁板3竖直设置将半圆筒形永磁体隔在转筒一侧，并将转筒分隔为通磁场侧M和断磁场侧N，转筒的断磁场侧N外对应设有轮面清理刷4。式分离组件中，半圆筒形永磁体2与转筒1形状适配，且二者之间留有旋转间隙；转筒与传动装置连接，用于带动转筒旋转，半圆筒形永磁体固定不动。

二级磁选分离器采用双轮式结构；三级磁选分离器采用双轮式结构，双轮式结构采用对称设置的两个轮式分离组件。两个轮式分离组件的转筒之间设有落料通道6，转筒外下方设有排渣口，排渣口下部设有产物仓5，用于收集从排渣口分出的磁性物料。物料通道6和产物仓由料斗分隔。两个轮式分离组件通磁侧相邻设置，均设于内侧，并且相邻侧磁极相反，两磁极相吸，便于吸附磁性物质。每个轮式分离组件外还设有分离器壳体9，分离器壳体罩设在每组轮式分离组件转筒的外部，用于保护装置。保证分离作业系统密封，防止颗粒物扬尘。

经过电磁辐射处理的煤炭颗粒从履带式辐射反应器的履带出口经过一级磁选分离器初选出回收残余介质后，落入二次破碎机，破碎成0-10mm煤颗粒，落入后二级磁选分离器和三级磁选分离器，分别分离出磁黄铁矿和磁铁矿，处理后的煤炭送去电厂煤仓或磨煤机。一级磁选分离器安装在履带式辐射反应器的履带落料侧下方如图1，二级磁选分离器和三级磁选分离器分别对称对称布置两个，即双转轮式结构，可以同时使用也可以交替使用，也可轮换1用1备。

每一级的磁选分离器的励磁板履带式钩链覆盖在磁选轮上。当励磁板转至通磁侧，与通路极联通时，即可产生磁场，吸住磁性物料，实现磁选分离功能，无磁性的或磁性不满足磁选要求的物料就会沿着原自由落体路径落入相应出料斗。当励磁板转至断磁侧，不与与通路极接触则磁场消失，被磁选吸住的物料就会落入或者被板面清理刷刷入产物仓以回收利用。

案例一：

某电厂采用本实用新型的煤碳提质处理及源头净化装置，单模块处理量240t/d原煤，工艺流程及装置见图1，电磁辐射反应器频率900-980MHz，功率25-100KW可调，停留时间0.1s-120S可调，原煤进料破到20mm粒径一下，添加3%铁基强化电磁辐射介质，控制温度维持90-120℃，原煤前后热值提升21%、无机硫脱除率达到99%、水份减少2%、可磨系数改善31%，降低磨煤机电耗40%。