[发明专利]一种微波热解系统及其使用方法

说明书

本发明公开了一种微波热解系统及其使用方法，本发明在微波热解段、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。

技术领域

本发明属于能源化工技术领域，具体涉及一种微波热解系统及其使用方法。

背景技术

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。

发明内容

针对现有技术中的技术问题，本发明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，本发明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。