一种微波热解系统及其使用方法技术方案

本发明专利技术公开了一种微波热解系统及其使用方法，本发明专利技术在微波热解段、活性炭段和石墨段上均设置有微波发生器，在微波热解段内从下至上依次设置有挡板和防尘罩，粉煤在微波热解段热解，同时产生了荒煤气和少量的粉尘，荒煤气携带粉尘上升，经过设置在微波热解段内的多层挡板时，大量的粉尘被挡住并在重力的作用下下沉，少量的粉尘继续被荒煤气携带上升至防尘罩，粉尘进一步被隔离，通过微波发生器加热，微波热解具有独特的热传导规律、整体内外加热均匀、升温速率快、选择加热的特点，可对煤炭、油泥和油页岩材料进行热解，提高热解效率，增加热解产物收率和提升产品质量，得到的荒煤气氮气含量得到了控制，可得到高质量的荒煤气。

A Microwave Pyrolysis System and Its Application

【技术实现步骤摘要】
一种微波热解系统及其使用方法
本专利技术属于能源化工
，具体涉及一种微波热解系统及其使用方法。
技术介绍
我国的能源结构特点是富煤、贫油、少气，作为世界上最大的煤炭生产和消费大国，在相当长的一段时间内，煤炭资源作为我国主导能源的地位是不可动摇的。据统计，我国已经探明煤炭储量为1145亿吨，其中中低阶煤占全国保有资源量的55.15％。随着现代化采煤综合技术的广泛使用，使得块煤产率下降(由目前的40％下降至10～20％)，粉煤产率升高(由目前的60％上升至80～90％)。粉煤存在易于扬尘、易爆、易燃，综合利用难度大等问题，煤热解技术被认为是煤炭高效清洁利用最为有效的途径。由于低阶煤具有水分含量高，容易风化自燃、难以分选、不易长途运输和储存等特点，使得其综合利用受到很大限制。目前，为了低变质煤提质增效应用途径主要为中低温热解生产半角、煤焦油和荒煤气。在现有技术中，不论是西德考伯斯炉型还是连续化直立炉型，为了使炭化室中煤料具有一定的透气性，在生产中都只能用大于30mm的块煤作为原料，对于直径小于6mm的粉煤，由于料层透气性差而引起炉压过高，造成不能生产，同时，低变质煤中低温热解过程中产生的煤气在经过料层时，将煤料中的粉煤带到荒煤气中，使得后续的煤焦油中含有大量的粉煤，不易分离处理。生产过程中，由于炉顶和水熄焦的原因，产生了大量的VOC和粉尘。目前，普遍采用空气作为助燃剂，内热式热解技术，使得荒煤气中氮气含量超过40％，大大降低了荒煤气的热值，限制了荒煤气高附加值的利用。粉煤热解是世界性行业难题，备受国内外行业界广泛关注。
技术实现思路
针对现有技术中的技术问题，本专利技术提供了一种微波热解系统及其使用方法，其目的在于在粉煤热解过程，不易产生粉尘，多次分离粉尘，降低荒煤气氮气含量。为解决上述问题，本专利技术通过以下技术方案予以解决：一种微波热解系统，包括微波热解段、活性炭段和石墨段，所述微波热解段的进料口与粉煤送料机构连接，所述微波热解段的出料口与所述活性炭段的进料口连接，所述活性炭段的出料口与所述石墨段的进料口连接，所述石墨段的出料口与石墨存储段连接；所述微波热解段、活性炭段和石墨段上均设置有微波发生器，所述微波热解段内从下至上依次设置有挡板和防尘罩，所述挡板上开设有通气缝。进一步地，所述微波热解段的顶部开设有第一气体出口，所述第一气体出口上连接有耐高温除尘布袋，所述耐高温除尘布袋上设置有第二气体出口；所述活性炭段的底部设置有气体入口，所述活性炭段的顶部设置有第三气体出口，所述活性炭段内从下至上依次设置有挡板和防尘罩。进一步地，所述微波热解段内设置有若干层挡板，每层挡板上均布开设有若干通气缝，每个所述通气缝的间隙为1～2mm；所述防尘罩为网状结构，网孔的直径小于0.1mm。进一步地，还包括预热段和冷却段，所述预热段的进料口与粉煤送料机构连接，所述预热段的出料口与所述微波热解段的进料口连接；所述冷却段的进料口与所述石墨段的出料口连接，所述冷却段的出料口与石墨存储段连接。进一步地，所述预热段上设置有第一换热管，所述冷却段上设置有第二换热管，所述第一换热管与所述第二换热管通过管道连通形成循环回路。进一步地，所述粉煤送料机构包括台阶式皮带传送机构和升降机构，所述台阶式皮带传送机构与所述升降机构对接，所述升降机构与所述预热段的进料口对接，所述台阶式皮带传送机构的台阶上放置有粉煤托盘。进一步地，所述粉煤托盘包括粉煤托盘底和设置在所述粉煤托盘底底部的粉煤托盘架，所述粉煤托盘底为网状结构，网格的口径小于1mm。进一步地，所述微波热解段的进料口端设置有第一微波屏蔽器，所述石墨段的出料口端设置有第二微波屏蔽器。一种微波热解系统的使用方法为：将粉煤送至所述微波热解段，开启设置在所述微波热解段上的微波发生器，在第一温度下加热得到粉焦，将得到的粉焦送至所述活性炭段，开启所述活性炭段上的微波发生器，在第二温度下降粉焦加热得到活性炭，将得到的活性炭送至所述石墨段，开启所述石墨段上的微波发生器，在第三温度下加热得到石墨，将得到的石墨送至石墨存储段。进一步地，所述第一温度为650～750℃，所述第二温度为900～1000℃，所述第三温度为1500～1800℃；开启所述活性炭段上的微波发生器时，从所述气体入口通入水蒸气和/或二氧化碳气体。与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：本专利技术在微波热解段、活性炭段和石墨段上均设置有微波发生器，在微波热解段内从下至上依次设置有挡板和防尘罩，挡板上开设有通气缝，通气缝用于是气体通过，过滤粉尘。粉煤在微波热解段热解，同时产生了荒煤气和少量的粉尘，荒煤气携带粉尘上升，经过设置在微波热解段内的多层挡板时，气体通过通气缝继续上升，大量的粉尘被挡板挡住并在重力的作用下下沉，少量的粉尘继续被荒煤气携带上升至防尘罩，粉尘进一步被隔离，通过微波发生器加热，微波热解具有独特的热传导规律、整体内外加热均匀、升温速率快、选择加热的特点，可对生物质、污泥、煤炭、油泥和油页岩等材料进行热解，提高热解效率，增加热解产物收率和提升产品质量，得到的荒煤气氮气含量得到了控制，可得到高质量的荒煤气。综上，本专利技术设计了多重抑制粉尘产生，以及粉尘隔离的系统，多次分离粉尘，使得不易产生粉尘，同时通过微波加热降低荒煤气中的氮气含量。进一步地，微波热解段的顶部开设有第一气体出口，第一气体出口上连接有耐高温除尘布袋，耐高温除尘布袋上设置有第二气体出口，极少量的粉尘继续与荒煤气通过第一气体出口进入耐高温除尘布袋，耐高温除尘布袋进一步将粉尘与荒煤气分离，基本不含粉尘的荒煤气通过第二气体出口进入荒煤气的冷却段，进行常规处理，更好地去除了粉尘。进一步地，通气缝的间隙为1～2mm，网孔的直径小于0.1mm，能够有效的除尘。进一步地，预热段上设置有第一换热管，冷却段上设置有第二换热管，第一换热管与所述第二换热管通过管道连通形成循环回路，冷的导热油通过导热油入口进入第二换热管，冷的导热油与高温的石墨进行热交换，将石墨冷却的同时，导热油被加热，热的导热油通过导管进入预热段上的第一换热管，通过第一换热管将冷却的粉煤预热，导热油同时被冷却，冷却的导热油通过循环冷却油出口继续循环利用，从冷却油入口进入热循环系统，将热能循环利用。进一步地，在台阶式皮带传送机构的台阶上放置有粉煤托盘，利用台阶式皮带传送机构与升降机构对接，以及升降机构与预热段的进料口对接，能够尽可能地减少扬尘。进一步地，粉煤托盘包括粉煤托盘底和设置在粉煤托盘底底部的粉煤托盘架，粉煤托盘底为网状结构，网格的口径小于1mm，有利于在活性炭段气体的均匀进入，粉煤托盘架保证了粉煤托盘底部的安全运行。一种微波热解系统的使用方法，将粉煤送至微波热解段，开启设置在微波热解段上的微波发生器，在第一温度下加热得到粉焦，将得到的粉焦送至活性炭段，开启活性炭段上的微波发生器，在第二温度下降粉焦加热得到活性炭，将得到的活性炭送至石墨段，开启石墨段上的微波发生器，在第三温度下加热得到石墨，将得到的石墨送至石墨存储段。可见采用了连续进料，连续生产的工艺，可选择性地在粉煤热解后，继续进入活性炭工段、石墨工段。可连续生产，得到高品质的粉焦、活性炭、石墨烯，整个系统密封，没有VOC和粉尘的产生，环保节能。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微波热解系统，其特征在于：包括微波热解段(7)、活性炭段(5)和石墨段(4)，所述微波热解段(7)的进料口与粉煤送料机构连接，所述微波热解段(7)的出料口与所述活性炭段(5)的进料口连接，所述活性炭段(5)的出料口与所述石墨段(4)的进料口连接，所述石墨段(4)的出料口与石墨存储段连接；所述微波热解段(7)、活性炭段(5)和石墨段(4)上均设置有微波发生器(9)，所述微波热解段(7)内从下至上依次设置有挡板(18)和防尘罩(8)，所述挡板(18)上开设有通气缝(181)。

【技术特征摘要】
1.一种微波热解系统，其特征在于：包括微波热解段(7)、活性炭段(5)和石墨段(4)，所述微波热解段(7)的进料口与粉煤送料机构连接，所述微波热解段(7)的出料口与所述活性炭段(5)的进料口连接，所述活性炭段(5)的出料口与所述石墨段(4)的进料口连接，所述石墨段(4)的出料口与石墨存储段连接；所述微波热解段(7)、活性炭段(5)和石墨段(4)上均设置有微波发生器(9)，所述微波热解段(7)内从下至上依次设置有挡板(18)和防尘罩(8)，所述挡板(18)上开设有通气缝(181)。2.根据权利要求1所述的一种微波热解系统，其特征在于：所述微波热解段(7)的顶部开设有第一气体出口(21)，所述第一气体出口(21)上连接有耐高温除尘布袋(20)，所述耐高温除尘布袋(20)上设置有第二气体出口(22)；所述活性炭段(5)的底部设置有气体入口(23)，所述活性炭段(5)的顶部设置有第三气体出口(24)，所述活性炭段(5)内从下至上依次设置有挡板(18)和防尘罩(8)。3.根据权利要求1所述的一种微波热解系统，其特征在于：所述微波热解段(7)内设置有若干层挡板(18)，每层挡板(18)上均布开设有若干通气缝(181)，每个所述通气缝(181)的间隙为1～2mm；所述防尘罩(8)为网状结构，网孔的直径小于0.1mm。4.根据权利要求1所述的一种微波热解系统，其特征在于：还包括预热段(11)和冷却段(3)，所述预热段(11)的进料口与粉煤送料机构连接，所述预热段(11)的出料口与所述微波热解段(7)的进料口连接；所述冷却段(3)的进料口与所述石墨段(4)的出料口连接，所述冷却段(3)的出料口与石墨存储段连接。5.根据权利要求4所述的一种微波热解系统，其特征在于：所述预热段(11)上设置有第一换...

【专利技术属性】
技术研发人员：张智芳，张秦龙，高雯雯，
申请(专利权)人：榆林学院，
类型：发明
国别省市：陕西,61