CN210711403U - 一种微波热解气氛炉以及煤加氢微波热解系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种微波热解气氛炉以及煤加氢微波热解系统，该加氢微波热解系统利用自产煤气实现了焦炭降温和加氢热解的双重作用，有利于煤气资源的综合利用。微波热解气氛炉通过煤气从金属丝网状的皮带底部吹入微波热解仓内，实现煤加氢微波热解连续式生产，解决了煤及爱情微波热解和连续化生产，提高生产效率和降低生产成本。此外，本实用新型适用范围较广，不仅适用于现有的干燥、脱硫、垃圾裂解，而且适用于低变质煤、生物质、油页岩和污泥等的微波热解。

Description

一种微波热解气氛炉以及煤加氢微波热解系统

技术领域

本实用新型属于微波热解领域，具体涉及一种微波热解气氛炉以及煤加氢微波热解系统。

背景技术

在微波场中，煤吸波微波能量转化为内能，从而使煤样温度达到热解温度，实现煤的微波热解。微波热解是利用微波的热效应，与传统热解相比，微波热解具有快速、热解产物收益高、装置易于控制等优点，是煤清洁分级利用的一个重要发展方向。

大量研究表明，热解气氛对煤热解产物析出规律影响较大，尤其是氢气、甲烷等“富氢”气体的加氢热解，使得热解产物中，液体产物收率和煤焦油质量显著提升。煤微波热解后的煤气中，氢气和甲烷含量较高，是一种理想的加氢热解气氛。然而，现有的微波热解系统未能充分地利用这一部分煤气，在一定程度上造成了煤气资源的浪费，并且还尚未有关于连续式微波热解气氛炉的相关报道，影响了煤微波热解技术的应用推广。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种微波热解气氛炉以及煤加氢微波热解系统，以充分利用微波热解后煤气资源。

本实用新型的采用的技术方案如下：

一种微波热解气氛炉，包括炉体、皮带轮、自控进料闸门、微波发生源、抽气口、第一自控卸料闸门、热解气氛仓、第一煤气进口和皮带，皮带水平设置于炉体的底部，皮带通过两个一组的皮带轮驱动，炉体在皮带前端的上方设置向皮带供料的自控进料闸门，炉体在皮带的上方沿皮带的长度方向设置多个微波发生源，微波发生源能够对皮带上输送的原料进行微波热解；炉体在皮带后端的下方设置能够将皮带上输送料从炉体排出的第一自控卸料闸门；炉体在皮带后端的上方设有抽气口；热解气氛仓设置于皮带上侧的下部，热解气氛仓的下部设置第一煤气进口；皮带能够透气；皮带前端至后端的方向为皮带输送料的方向。

还包括第二自控卸料闸门，第一自控卸料闸门连接有竖直设置的第一排料管，第二自控卸料闸门设置于第一排料管的下端口。

皮带为金属丝网，金属丝网孔径大小在100-200目筛，金属丝网能承受800-1000℃温度。

热解气氛仓上部与皮带上侧紧邻，热解气氛仓上部与皮带上侧之间的间距为2-3mm。

一种煤加氢微波热解系统，包括微波热解气氛炉、煤气气液分离装置、干熄焦装置和煤气气固分离装置；煤气气液分离装置入口通过管路与抽气口连接；干熄焦装置设置于第一自控卸料闸门的出口并能承接从自控卸料闸门排出的料，干熄焦装置的一端设有推焦板，干熄焦装置的另一端设有第三自控卸料闸门，推焦板能够将第一自控卸料闸门卸出的料推至第三自控卸料闸门处并从第三自控卸料闸门排出；干熄焦装置上还设有第二煤气进口和煤气出口；煤气气液分离装置的出口包括液体出口和气体出口，煤气气液分离装置的气体出口通过煤气管道与干熄焦装置的第二煤气进口连接；煤气出口通过煤气出气管道和煤气气固分离装置的入口连接，煤气气固分离装置的出气口包括第一出气口和第二出气口，第一出气口通过煤气进气管道与第一煤气进口连接。

还包括第四自控卸料闸门，第三自控卸料闸门连接有竖直设置的第二排料管，第四自控卸料闸门设置于第二排料管的下端口。

第二出气口连接有煤气出气管道。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型的微波热解气氛炉采用皮带传输的方式来输送微波热解原料，炉体在皮带前端的上方设置向皮带供料的自控进料闸门，炉体在皮带后端的下方设置能够将皮带上输送料从炉体排出的第一自控卸料闸门，因此利用自控进料闸门、皮带和第一自控卸料闸门能够实现连续进料、连续输送料以及及时排出微波热解后的固体物料；炉体在皮带的上方沿皮带的长度方向设置多个微波发生源，微波发生源能够对皮带上输送的原料进行微波热解，因此能够实现在皮带连续送料过程中对热解原料连续进行热解；热解气氛仓设置于皮带上侧的下部，热解气氛仓的下部设置第一煤气进口，因此在热解原料热解过程中，还能够通入“富氢”气体，实现热解原料的加氢热解。综上所述，本实用新型的微波热解气氛炉是一种连续式微波热解气氛炉，并能够实现煤加氢微波热解的连续化生产，缩短生产周期，提高生产效率和降低生产成本。此外，本实用新型适用范围较广，不仅适用于现有的干燥、脱硫、垃圾裂解，而且适用于低变质煤、生物质、油页岩和污泥等的微波热解。

进一步的，通过设置第二自控卸料闸门，能够与第一自控卸料闸门实现对微波热解固体产物进行错时排出，在操作时，先打开第一自控卸料闸门，待微波热解生成的焦炭掉入第二自控卸料闸门上侧空间，关闭第一自控卸料闸门；待第一自控卸料闸门关闭后，打开第二自控卸料闸门，因此能够使得炉体内的气氛热解环境稳定，保证微波热解的效果。

本实用新型的煤加氢微波热解系统通过设置本实用新型的微波热解气氛炉、煤气气液分离装置、干熄焦装置和煤气气固分离装置，首先利用微波热解气氛炉能够实现煤料的连续微波热解，利用煤气气液分离装置能够将微波热解产生的煤焦油和煤气进行分离，利用煤气气液分离装置分离出的煤气以及干熄焦装置对微波热解气氛炉排出的焦炭进行冷却，进行干熄焦处理，进行完干熄焦处理的煤气能够排回微波热解气氛炉对煤料进行加氢微波热解。综上所述，本实用新型的煤加氢微波热解系统能够充分利用热解后的煤气资源，实现了固体焦炭的降温和煤热解的加氢作用，实现了资源利用最大化，而且能实现连续化生产，缩短生产周期，提高生产效率和降低生产成本。

附图说明

图1为本实用新型中煤加氢微波热解方法的流程示意图；

图2为本实用新型煤加氢微波热解系统的结构示意图；

图3为本实用新型微波热解气氛炉中皮带的俯视图。

图中：1-皮带轮；2-自控进料闸门；3-微波发生源；4-抽气口；5-第一自控卸料闸门；6- 微波热解气氛炉；7-热解气氛仓；8-第一煤气进口；9-皮带；10-第二自控卸料闸门；11-干熄焦仓；12-煤气气液分离装置；13-煤气管道；14-液体分离管道；15-第二煤气进口；16-煤气出口；17-推焦板；18-推焦杆；19-第三自控卸料闸门；20-第四自控卸料闸门；21-煤气出气管道； 22-煤气气固分离装置；23-煤气进气管道；24-煤气出气管道。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本实用新型的方案及其各个方面的优点。

参照图2，本实用新型的微波热解气氛炉，包括炉体、皮带轮1、自控进料闸门2、微波发生源3、抽气口4、第一自控卸料闸门5、热解气氛仓7、第一煤气进口8和皮带9，皮带9 水平设置于炉体的底部，皮带9通过两个一组的皮带轮1驱动，炉体在皮带9前端的上方设置向皮带9供料的自控进料闸门2，炉体在皮带9的上方沿皮带的长度方向设置多个微波发生源3，微波发生源3能够对皮带9上输送的原料进行微波热解；炉体在皮带9后端的下方设置能够将皮带9上输送料从炉体排出的第一自控卸料闸门5；炉体在皮带9后端的上方设有抽气口 4；热解气氛仓7设置于皮带9上侧的下部，热解气氛仓7的下部设置第一煤气进口8；皮带9 能够透气；皮带9前端至后端的方向为皮带9输送料的方向。

作为本实用新型优选的实施方案，微波热解气氛炉还包括第二自控卸料闸门10，第一自控卸料闸门5连接有竖直设置的第一排料管，第二自控卸料闸门10设置于第一排料管的下端口。第一自控卸料闸门5和第二自控卸料闸门10为错时打开，在操作时，先打开第一自控卸料闸门5，待微波热解生成的焦炭掉入第二自控卸料闸门10上侧空间，关闭第一自控卸料闸门5；待第一自控卸料闸门5关闭后，打开第二自控卸料闸门10。该操作方式能够保证炉体内微波热解环境的稳定，保证微波热解效率。

参照图3，作为本实用新型优选的实施方案，皮带(9)是由金属丝编制而成的金属丝网，金属丝网孔径大小在100-200目筛，金属丝网能承受800-1000℃温度。

作为本实用新型优选的实施方案，热解气氛仓7上部与皮带9上侧紧邻，热解气氛仓7 上部与皮带9上侧之间的间距为2-3mm。

参照图2，本实用新型的煤加氢微波热解系统，包括本实用新型的上述微波热解气氛炉6、煤气气液分离装置12、干熄焦装置11和煤气气固分离装置22；煤气气液分离装置12入口通过管路与抽气口4连接；干熄焦装置11设置于第一自控卸料闸门5的出口并能承接从自控卸料闸门排出的料，干熄焦装置11的一端设有推焦板17，推焦板17连接有用于推动推焦板17 的推焦杆18，干熄焦装置11的另一端设有第三自控卸料闸门19，推焦板17能够将第一自控卸料闸门5卸出的料推至第三自控卸料闸门19处并从第三自控卸料闸门19排出；干熄焦装置 11上还设有第二煤气进口15和煤气出口16；煤气气液分离装置12的出口包括液体出口和气体出口，煤气气液分离装置12的气体出口通过煤气管道13与干熄焦装置11的第二煤气进口 15连接；煤气出口16通过煤气出气管道21和煤气气固分离装置22的入口连接，煤气气固分离装置22的出气口包括第一出气口和第二出气口，第一出气口通过煤气进气管道23与第一煤气进口8连接。

作为本实用新型优选的实施方案，煤加氢微波热解系统还包括第四自控卸料闸门20，第三自控卸料闸门19连接有竖直设置的第二排料管，第四自控卸料闸门20设置于第二排料管的下端口。第三自控卸料闸门19和第四自控卸料闸门20为错时打开，在操作时，先打开第三自控卸料闸门19，待微波热解生成的焦炭掉入第四自控卸料闸门20上侧空间，关闭第三自控卸料闸门19；待第三自控卸料闸门19关闭后，打开第四自控卸料闸门20。该操作方式能够保证干熄焦装置11内环境的稳定，保证微波热解效率。

作为本实用新型优选的实施方案，第二出气口连接有煤气出气管道24。

参照图1，本实用新型的煤加氢微波热解方法，包括如下过程：

煤料通过自控进料闸门2进入微波热解气氛炉6的炉体内并落料于皮带9的前端，煤料随皮带9一起向皮带9的后端移动，移动过程中，微波发生源3使煤料发生微波热解；

微波热解生成的煤焦油气和煤气经过抽气口4进入煤气气液分离装置12；在煤气气液分离装置12中将煤焦油气和煤气进行分离，分离出的煤焦油从煤气气液分离装置12液体出口排出，分离出的煤气从煤气气液分离装置12的气体出口经煤气管道13和第二煤气进口15通入干熄焦装置11，通入干熄焦装置11的煤气作为固体产物冷却媒介，进行干熄焦处理，经过干熄焦后的煤气从煤气出口16和煤气出气管道21通入煤气气固分离装置22进行气固分离，最终得到洁净的煤气；

得到的洁净煤气能够从第二出气口排出用于制备合成气，得到的洁净煤气还能够从第一出气口排出并经煤气进气管道23与第一煤气进口8进入热解气氛仓7，热解气氛仓7中的洁净煤气透过皮带9对煤料进行加氢微波热解；

微波热解生成的焦炭的从皮带9的后端落料并通过第一自控卸料闸门5进入干熄焦装置 11内进行干熄焦；经过干熄焦后的焦炭通过推焦板17推焦并经第三自控卸料闸门19排出。

作为本实用新型优选的实施方案，干熄焦前的煤气进行了气液分离，煤气中不含煤焦油气；干熄焦后的煤气进行气固分离，煤气中不含焦炭粉末。

作为本实用新型优选的实施方案，第一自控卸料闸门5和第二自控卸料闸门10为错时打开，在操作时，先打开第一自控卸料闸门5，待微波热解生成的焦炭掉入第二自控卸料闸门10 上侧空间，关闭第一自控卸料闸门5；待第一自控卸料闸门5关闭后，打开第二自控卸料闸门 10，焦炭从第二自控卸料闸门10排入干熄焦仓11内。

作为本实用新型优选的实施方案，第三自控卸料闸门19和第四自控卸料闸门20为错时打开，在操作时，先打开第三自控卸料闸门19，待微波热解生成的焦炭掉入第四自控卸料闸门 20上侧空间，关闭第三自控卸料闸门19；待第三自控卸料闸门19关闭后，打开第四自控卸料闸门20，焦炭从第四自控卸料闸门20排出，完成卸焦。

作为本实用新型优选的实施方案，热解气氛仓7的压力始终高于炉体内的压力。

本实用新型煤加氢微波热解方法中，利用自身热解产生的煤气实现了干熄焦和加氢热解，最大限度地提高资源利用率，并且完成了煤加氢微波热解连续化生产，缩短生产周期，提高生产效率和降低生产成本，同时适用范围较广，不仅适用于干燥、脱硫、垃圾裂解，而且适用于低变质煤、生物质、油页岩和污泥等的微波热解。

实施例1

煤料通过自控进料闸门2进入气氛热解炉6的炉体，掉到皮带9上。设置微波发生器3 功率为800W，根据煤样在热解炉内时间设置皮带轮1转速，热解时间为40min。热解生成的煤焦油气和煤气经过抽气口4离开微波热解气氛炉6，焦炭通过第一自控卸料闸门5和第二自控卸料闸门10排出炉体，完成煤微波加氢热解整个过程。煤焦油气和煤气进入煤气气液分离装置12，与煤焦油分离后的煤气进入干熄焦装置11；经过干熄焦后的煤气再进入煤气气固分离装置22，最终得到洁净的煤气，一部煤气分经煤气出气管道24去制备合成气，另一部分煤气作为热解气氛，经煤气进气管道23进入热解气氛仓7，去加氢微波热解。热解生成的焦炭通过第一自控卸料闸门5和第二自控卸料闸门10掉入干熄焦装置11内，经过干熄焦后的焦炭，通过推焦板17和推焦杆18推焦，经第三自控卸料闸门19和第四自控卸料闸门20掉入卸焦车，最终得到冷却后的焦炭。

实施例2

煤料通过自控进料闸门2进入气氛热解炉6的炉体，掉到皮带9上。设置微波发生器3 功率为700W，根据煤样在热解炉内时间设置皮带轮1转速，热解时间为50min。热解生成的煤焦油气和煤气经过抽气口4离开微波热解气氛炉6，焦炭通过第一自控卸料闸门5和第二自控卸料闸门10排出炉体，完成煤微波加氢热解整个过程。煤焦油气和煤气进入煤气气液分离装置12，与煤焦油分离后的煤气进入干熄焦装置11；经过干熄焦后的煤气再进入煤气气固分离装置22，最终得到洁净的煤气，一部煤气分经煤气出气管道24去制备合成气，另一部分煤气作为热解气氛，经煤气进气管道23进入热解气氛仓7，去加氢微波热解。热解生成的焦炭通过第一自控卸料闸门5和第二自控卸料闸门10掉入干熄焦装置11内，经过干熄焦后的焦炭，通过推焦板17和推焦杆18推焦，经第三自控卸料闸门19和第四自控卸料闸门20掉入卸焦车，最终得到冷却后的焦炭。

实施例3

煤料通过自控进料闸门2进入气氛热解炉6的炉体，掉到皮带9上。设置微波发生器3 功率为600W，根据煤样在热解炉内时间设置皮带轮1转速，热解时间为60min。热解生成的煤焦油气和煤气经过抽气口4离开微波热解气氛炉6，焦炭通过第一自控卸料闸门5和第二自控卸料闸门10排出炉体，完成煤微波加氢热解整个过程。煤焦油气和煤气进入煤气气液分离装置12，与煤焦油分离后的煤气进入干熄焦装置11；经过干熄焦后的煤气再进入煤气气固分离装置22，最终得到洁净的煤气，一部煤气分经煤气出气管道24去制备合成气，另一部分煤气作为热解气氛，经煤气进气管道23进入热解气氛仓7，去加氢微波热解。热解生成的焦炭通过第一自控卸料闸门5和第二自控卸料闸门10掉入干熄焦装置11内，经过干熄焦后的焦炭，通过推焦板17和推焦杆18推焦，经第三自控卸料闸门19和第四自控卸料闸门20掉入卸焦车，最终得到冷却后的焦炭。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应该理解，在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下对本实用新型进行的修改或者等同替代，均应涵盖在本实用新型的范围之内。此外，除非特别说明，那么任何实施例的全部或一部分可结合任何其他实施例的全部或一部分来使用。

Claims (7)

1.一种微波热解气氛炉，其特征在于，包括炉体、皮带轮(1)、自控进料闸门(2)、微波发生源(3)、抽气口(4)、第一自控卸料闸门(5)、热解气氛仓(7)、第一煤气进口(8)和皮带(9)，皮带(9)水平设置于炉体的底部，皮带(9)通过两个一组的皮带轮(1)驱动，炉体在皮带(9)前端的上方设置向皮带(9)供料的自控进料闸门(2)，炉体在皮带(9)的上方沿皮带的长度方向设置多个微波发生源(3)，微波发生源(3)能够对皮带(9)上输送的原料进行微波热解；炉体在皮带(9)后端的下方设置能够将皮带(9)上输送料从炉体排出的第一自控卸料闸门(5)；炉体在皮带(9)后端的上方设有抽气口(4)；热解气氛仓(7)设置于皮带(9)上侧的下部，热解气氛仓(7)的下部设置第一煤气进口(8)；皮带(9)能够透气；皮带(9)前端至后端的方向为皮带(9)输送料的方向。

2.根据权利要求1所述的一种微波热解气氛炉，其特征在于，还包括第二自控卸料闸门(10)，第一自控卸料闸门(5)连接有竖直设置的第一排料管，第二自控卸料闸门(10)设置于第一排料管的下端口。

3.根据权利要求1所述的一种微波热解气氛炉，其特征在于，皮带(9)为金属丝网，金属丝网孔径大小在100-200目筛，金属丝网能承受800-1000℃温度。

4.根据权利要求1所述的一种微波热解气氛炉，其特征在于，热解气氛仓(7)上部与皮带(9)上侧紧邻，热解气氛仓(7)上部与皮带(9)上侧之间的间距为2-3mm。

5.一种煤加氢微波热解系统，其特征在于，包括煤气气液分离装置(12)、干熄焦装置(11)、煤气气固分离装置(22)和权利要求1-4任意一项所述的微波热解气氛炉(6)；煤气气液分离装置(12)入口通过管路与抽气口(4)连接；干熄焦装置(11)设置于第一自控卸料闸门(5)的出口并能承接从自控卸料闸门排出的料，干熄焦装置(11)的一端设有推焦板(17)，干熄焦装置(11)的另一端设有第三自控卸料闸门(19)，推焦板(17)能够将第一自控卸料闸门(5)卸出的料推至第三自控卸料闸门(19)处并从第三自控卸料闸门(19)排出；干熄焦装置(11)上还设有第二煤气进口(15)和煤气出口(16)；煤气气液分离装置(12)的出口包括液体出口和气体出口，煤气气液分离装置(12)的气体出口通过煤气管道(13)与干熄焦装置(11)的第二煤气进口(15)连接；煤气出口(16)通过煤气出气管道(21)和煤气气固分离装置(22)的入口连接，煤气气固分离装置(22)的出气口包括第一出气口和第二出气口，第一出气口通过煤气进气管道(23)与第一煤气进口(8)连接。

6.根据权利要求5所述的一种煤加氢微波热解系统，其特征在于，还包括第四自控卸料闸门(20)，第三自控卸料闸门(19)连接有竖直设置的第二排料管，第四自控卸料闸门(20)设置于第二排料管的下端口。

7.根据权利要求5所述的一种煤加氢微波热解系统，其特征在于，第二出气口连接有煤气出气管道(24)。

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