CN204848749U - 煤炭微波干馏装备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种煤炭微波干馏装备。该装备包括进料系统（1）、微波干馏炉窑（2）、安装在微波干馏炉窑（2）上的微波发生器（3）、与微波干馏炉窑（2）相连的除尘系统（4）、与除尘系统（4）相连的焦油和气体冷却收集系统（5）、与微波干馏炉窑（2）相连的尾料冷却系统（6）、与尾料冷却系统（6）相连的出料系统（7）。本实用新型在密封状态下利用大功率微波技术，对低品质煤炭进行加热处理，在隔氧状态下将含水率低于5%的低品质煤炭加热至600℃，对煤炭进行热解，获取焦油、兰炭、煤气等高附加值产品。本实用新型可实现煤炭资源无害化、减量化处理，解决低品质煤炭热值低，燃烧污染大等问题。

Description

煤炭微波干馏装备

技术领域

本实用新型涉及一种煤炭加工设备，具体涉及煤炭微波干馏装备及其煤炭微波干馏处理方法，属于微波加热技术领域。

背景技术

低阶煤的直接燃烧不但浪费了大量的能源、资金和设备，还严重污染了环境，燃烧产物中粉尘、硫氧化合物、氮氧化合物以及不完全燃烧时产生的一氧化碳等有害气体排放到大气中会造成粉尘污染和气体污染。随着经济的发展，人们生活水平的提高，环境保护意识的加强，以及国家要求对煤炭资源合理、高效综合开发利用，低阶煤干馏必然会愈来愈受到重视和推广。煤炭干馏工艺很多：（1）按加热方式可分为外热式、内热式及内热外热混合式。外热式技术中的加热介质与原料不直接接触，热量由管壁传入；内热式炉的加热介质与原料直接接触。（2）按加热介质的不同则有固体热载体法和气体热载体法两种。固体热载体由热解生产的半焦或热灰作为循环热载体．充分利用热解固体热能：气体热载体由高温热烟气或惰性气作为循环热载体进行干燥干馏。（3）根据固体物料在主要设备（反应器）内的运行状况，可分为旋转床、固定床、流化床、气流床及滚动床（回转炉/窑）技术等。这些工艺的加热方式普遍是热传导方式，即要先对物料环境进行预热，然后通过导热、对流和辐射方式来对物料进行加热，使得物料是分阶段、分部分进行，不能整体进行，因此加热效率较低，并且加热规程中容易产生二次反应。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型的目的是解决现有技术的不足，提供一种结构设计合理，操作方便，环保性强，加热效率非常高，成本低，可防止加热过程中出现二次反应，能有效对煤炭等物料进行快速加热处理的煤炭微波干馏装备。本实用新型另外一个目的是提供煤炭微波干馏处理的方法。

技术方案，为了实现以上实用新型目的，本实用新型采取的技术方案为:

一种煤炭微波干馏装备，它包括进料系统、与进料系统相连的微波干馏炉窑、安装在微波干馏炉窑四周的微波发生器、与微波干馏炉窑相连的除尘系统、与除尘系统相连的焦油和气体冷却收集系统、与微波干馏炉窑相连的尾料冷却系统、与尾料冷却系统相连的出料系统；

所述的进料系统包括受料仓，与受料仓相连的配料皮带秤，与配料皮带秤相连的大倾角皮带，与大倾角皮带相连的振动布料机；

所述的微波干馏炉窑的炉体为圆型，炉体由钢结构骨架、安装在钢结构骨架上的内钢板，安装在内钢板上的保温棉，安装在保温棉外部的外护板炉壳钢板构成；

所述的微波发生器分布在微波干馏炉窑上部的四周，每两个微波发生器之间夹角为45度角，共布置6台电源于转底炉的四周。

所述的尾料冷却系统包括高温水冷螺旋出料机，与高温水冷螺旋输送机相连的出料传送带，与出料传送带相连的喷淋装置。

作为优选方案，以上所述的煤炭微波干馏装备，所述的微波干馏炉窑为环形密闭微波干馏窑，是用微波作为热源来热解煤炭。其炉体内外炉墙和炉顶构成环形炉膛，是炉体的固定结构；炉膛是供热空间，炉体由耐温钢板密焊制成圆型；炉体由钢结构骨架、310s内钢板+普通保温棉+外护板炉壳钢板构成（外保温）。环形密闭微波干馏窑的炉底可以转动，由两套电机驱动。炉窑炉顶均布3个防爆装置，可保证窑体的安全性。并且环形密闭微波干馏窑的炉顶部分布6个抽排口（包含防爆装置及压力检测），可实时监控炉体内压，保证窑体的安全性。

所述述的微波干馏炉窑的炉体通过水封刀密封。水封刀在微波干馏炉窑（转底炉）内腔和外腔之间，内外腔之间有一圈装满水的水槽，中间通过隔板进行隔断，通过水进行密封。上述的微波干馏炉窑主要具有保温隔热的功能和密闭隔氧功能，炉膛是供热空间，炉体由耐温钢板密焊制成圆型，微波干馏设备的密闭隔氧主要通过整个炉体的水封刀密封和进出料口的料封结构进行密封。

作为优选方案，以上所述的煤炭微波干馏装备，所述的微波发生器为6台915MHz的75kW电源进行物料的微波加热，采用CST电磁仿真软件，优化设计微波加热腔体尺寸，微波加热腔尺寸为内径3m，外径5m的转炉结构，微波的馈口尺寸为不规则的四边形，长度分别为713mm、475mm、706mm、397mm，馈口位置如图1所示，两个微波口之间的角度为45°，围着转底炉一圈的馈口方式。每两个微波发生器之间夹角为45度角；采用这种结构的微波发生器及其安装位置带来的技术上优点是一、使整个转底炉的磁场分布为进料口相对于出料口的磁场密度相对密些，长时间运转时温度场在整个转底炉分布均匀。二、安装方便，馈口采用两段安装方式，固定的前端馈口和方便安装的后端馈口，后端馈口与微波发生器进行安装。

作为优选方案，以上所述的煤炭微波干馏装备，所述的焦油和气体冷却收集系统包括空气冷却器，与空气冷却器相连的风机，与风机相连的储气罐。

作为优选方案，以上所述的煤炭微波干馏装备，特征在于，所述的除尘系统为陶瓷薄膜除尘器。

本实用新型所述的煤炭微波干馏装备，其中进料系统采用振动布料机，本实用新型通过数学模型设计，使微波干馏炉窑（转底炉）的转速、径向料量差异、振动给料量实现统一，能够确保扇形料面均匀，并通过振动布料机对煤块物料进行布料，可有效消除径向料量的差异，从而可大大提高微波加热效率，取得了非常好的技术效果。

本实用新型所述的煤炭微波干馏装备，其中焦油和气体冷却收集系统，焦油的收集主要靠空气冷却器进行冷却并收集，通过空气冷却器的气体经风机引导进入到储气罐中。

本实用新型所述的煤炭微波干馏装备，其中除尘系统，低品质煤炭（褐煤、长焰煤等）进行热解后有大量的烟气，烟气中除了含有焦油气体、CO等气体外，还含有大量的煤烟气，煤烟气会造成空气冷却器的损坏并影响焦油的收集，本实用新型通过实验筛选，选择陶瓷薄膜除尘器进行烟气的除尘作用，效果突出。

本实用新型所述的煤炭微波干馏装备，尾料冷却系统，转底炉的尾料通过高温水冷螺旋出料机进行尾料的出料，尾料经过高温水冷螺旋输送机冷却后进入出料传送带中，最后进过喷淋装置进行兰炭的最终冷却。

本实用新型所述的煤炭微波干馏装备，其中出料系统为螺旋排料形式，本实用新型改进了螺旋叶片的材质、曲面形状和联接方式，装有刮刀的螺旋轴由电机通过减速机及链传动带动。电机采用变频调速，用以方便调整转速。出料机设有升降装置，用以调整螺旋轴的高度，出料方便。

有益效果：本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

本实用新型提供的煤炭微波干馏装备，结构设计合理，尤其对微波发生器优化设计，微波干馏炉窑的结构和冷却设计，冷却收集系统和除尘过滤系统的设计，整个装备操作方便，环保性强，加热效率非常高，成本低，可防止加热过程中出现二次反应，能有效对煤炭等物料进行快速加热处理。

本实用新型提供的煤炭微波干馏处理的方法，工艺设计合理，可操作性强，干馏处理效率高，干馏得到的固体兰炭的吸附能力增强、比表面积增大，气体含丰富的氢气和一氧化碳，较现有技术可以节省大量时间和能源。对于微波加热，物料中心温度高于表面温度，其传热传质方向相同，挥发分穿过低温区，可以减少二次反应。

本实用新型提供的煤炭微波干馏装备，在密封状态下利用大功率微波技术，对低品质煤炭（褐煤、长焰煤等）进行加热处理，在隔氧状态下将含水率低于5%的低品质煤炭加热至600℃，对煤炭进行热解，获取焦油、兰炭、煤气等高附加值产品，本实用新型可实现煤炭资源无害化、减量化处理，解决低品质煤炭热值低、可利用空间小、燃烧污染大等问题，提高煤炭价值，改善资源链，达到能源最大化利用及节能减排的目的，具有重要的环境保护意义。并能产生很好的经济价值。

本实用新型采用微波加热，微波是介于红外和无线电波之间的电磁波，其波长范围为100～0.1cm，相应的频率范围为300~300000MHz。与传统加热相比，由于微波加热直接作用于物质的分子或离子，引起分子或离子的振动产生热量，而不是通过热传导传热，因此它具有更快的加热效率。

附图说明

图1是本实用新型提供的煤炭微波干馏装备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

实施例1

如图1所示。一种煤炭微波干馏装备，它包括进料系统（1）、与进料系统（1）相连的微波干馏炉窑（2）、安装在微波干馏炉窑（2）四周的微波发生器（3）、与微波干馏炉窑（2）相连的除尘系统（4）、与除尘系统（4）相连的焦油和气体冷却收集系统（5）、与微波干馏炉窑（2）相连的尾料冷却系统（6）、与尾料冷却系统（6）相连的出料系统（7）；

所述的进料系统（1）包括受料仓（1-1），与受料仓（1-1）相连的配料皮带秤（1-2），与配料皮带秤（1-2）相连的大倾角皮带（1-3），与大倾角皮带（1-3）相连的振动布料机（1-4）；

所述的微波干馏炉窑（2）的炉体为圆型，炉体由钢结构骨架、安装在钢结构骨架上的内钢板，安装在内钢板上的保温棉，安装在保温棉外部的外护板炉壳钢板构成；

所述的微波发生器（3）分布在微波干馏炉窑（2）上部的四周，每两个微波发生器（3）之间夹角为45度角，共布置6台微波发生器（3）于转底炉的四周。

所述的尾料冷却系统（6）包括高温水冷螺旋出料机，与高温水冷螺旋输送机相连的出料传送带，与出料传送带相连的喷淋装置。

以上所述的煤炭微波干馏装备，所述的微波干馏炉窑（2）的炉体主要具有保温隔热的功能和密闭隔氧功能，微波干馏炉窑（2）的密闭隔氧主要通过整个炉体的水封刀密封和进出料口的料封结构进行密封。水封刀在微波干馏炉窑（2）内腔和外腔之间，内外腔之间有一圈装满水的水槽，中间通过隔板进行隔断，通过水进行密封。

以上所述的煤炭微波干馏装备，所述的微波发生器（3）为6台915MHz的75kW电源进行物料的微波加热，采用CST电磁仿真软件，优化设计微波加热腔体尺寸，微波加热腔尺寸为内径3m，外径5m的转炉结构，微波发生器（3）的馈口尺寸为不规则的四边形，长度分别为713mm、475mm、706mm、397mm，微波发生器（3）馈口位置如图1所示，两个微波口之间的角度为45°，围着转底炉一圈的馈口方式。

以上所述的煤炭微波干馏装备，所述的焦油和气体冷却收集系统（5）包括空气冷却器（5-1），与空气冷却器（5-1）相连的风机（5-2），与风机（5-2）相连的储气罐（5-3）。

以上所述的煤炭微波干馏装备，所述的除尘系统（4）为陶瓷薄膜除尘器。

本实用新型提供的煤炭微波干馏装备在密封状态下利用大功率微波技术，对低品质煤炭（褐煤、长焰煤等）进行热解，获取焦油、兰炭、煤气等高附加值产品。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种煤炭微波干馏装备，其特征在于，它包括进料系统（1）、与进料系统（1）相连的微波干馏炉窑（2）、安装在微波干馏炉窑（2）四周的微波发生器（3）、与微波干馏炉窑（2）相连的除尘系统（4）、与除尘系统（4）相连的焦油和气体冷却收集系统（5）、与微波干馏炉窑（2）相连的尾料冷却系统（6）、与尾料冷却系统（6）相连的出料系统（7）；

所述的进料系统（1）包括受料仓（1-1），与受料仓（1-1）相连的配料皮带秤（1-2），与配料皮带秤（1-2）相连的大倾角皮带（1-3），与大倾角皮带（1-3）相连的振动布料机（1-4）；

所述的微波干馏炉窑（2）的炉体为圆型，炉体由钢结构骨架、安装在钢结构骨架上的内钢板，安装在内钢板上的保温棉，安装在保温棉外部的外护板炉壳钢板构成；

所述的微波发生器（3）分布在微波干馏炉窑（2）上部的四周，每两个微波发生器（3）之间夹角为45度角，共布置6台微波发生器（3）于微波干馏炉窑（2）的四周；

所述的尾料冷却系统（6）包括高温水冷螺旋出料机，与高温水冷螺旋输送机相连的出料传送带，与出料传送带相连的喷淋装置。

2.根据权利要求1所述的煤炭微波干馏装备，其特征在于，所述的微波干馏炉窑（2）内腔和外腔之间有一圈装满水的水槽，中间通过隔板进行隔断，通过水进行密封。

3.根据权利要求1所述的煤炭微波干馏装备，其特征在于，所述的微波发生器（3）为6台915MHz的75kW电源进行物料的微波加热，采用CST电磁仿真软件，优化设计微波加热腔体尺寸，微波加热腔尺寸为内径3m，外径5m的转炉结构，微波的馈口尺寸为不规则的四边形，长度分别为713mm、475mm、706mm、397mm，两个微波发生器（3）的微波口之间的角度为45°，围着微波干馏炉窑（2）一圈的馈口方式。

4.根据权利要求1所述的煤炭微波干馏装备，其特征在于，所述的焦油和气体冷却收集系统（5）包括空气冷却器（5-1），与空气冷却器（5-1）相连的风机（5-2），与风机（5-2）相连的储气罐（5-3）。

5.根据权利要求1所述的煤炭微波干馏装备，其特征在于，所述的除尘系统（4）为陶瓷薄膜除尘器。