专利名称：：一种微波加热快速生产焦炭的方法
技术领域：
：本发明属于煤炭热解
技术领域：
，涉及一种微波加热快速生产焦炭的方法，该方法主要应用于原料煤高温热解生产焦炭、煤焦油和煤气。也可用于煤干燥、火力发电厂和锅炉用煤入炉前预处理，提取煤中的煤焦油和有价气体成分。
背景技术：
：炼焦也叫高温炼焦、高温干馏，是煤干馏的一种，是指煤在隔绝空气的条件下加热到900。C1100。C，产生热分解，生成焦炭、煤焦油、粗苯、煤气等产物的过程。当煤料的温度高于10(TC时，煤中的水分被蒸出；温度升高到200。C以上时，可释放出煤中结合水；温度达到350'C以上时，粘结性煤开始软化，并进一步形成粘稠的胶质体；当温度升至400'C50(TC时，大部分煤气和煤焦油析出，称一次热分解产物；在45(TC55(TC，热分解继续进行，残留物逐渐变稠并固化形成半焦；高于55(TC，半焦继续分解，析出余下的挥发物(主要成分是氢气、甲烷等)，半焦失重同时进行收縮，形成裂纹；温度高于80(TC，半焦体积縮小变硬形成多孔焦炭/半焦等。当干馏在室式干馏炉内进行时，一次热分解产物与赤热焦炭及高温炉壁相接触，发生二次热分解，形成二次热分解产物(焦炉煤气和其它炼焦化学产品)。炼焦主要产品焦炭是重要的高炉炼铁原料，也可用于铸造、造气、电石生产和有色金属冶炼等生产领域。全世界每年用于高炉生产的焦炭约占焦炭总产量的85%以上。煤焦油为芳烃、杂环化合物等的混合物，是工业上获得芳烃的重要来源。焦炉煤气可用于燃料及生产甲醇、代用天然气等化工原目前，国内外的高温热解生产焦炭的主要炉型有奥托式焦炉、卡尔.斯梯尔型焦炉、克虏伯-考伯斯型焦炉等，除此之外还有日本新日铁式焦炉和我国的JN型焦炉。为了适应现代钢铁工业的发展，现代焦炉必须向大型化发展，同时还要注重污染控制，实现高效、节能、低污染的目标。以上这些炉型均采用外热式，即利用炭化室外侧炉墙对煤料传热，虽然产生的煤气质量稳定，但工艺过程存在传热不均匀、热解时间较长、生产效率相对较低等问题。
发明内容针对现有炼焦技术存在的缺陷或者不足，本发明的目的在于，提供一种快速高效的煤高温干馏生产焦炭的方法，该方法具有热解速度快、生产效率高、产品质量稳定、收率高等特点。为了实现以上目标，本发明采取如下的技术解决方案-一种微波加热快速生产焦炭的方法，该方法采用微波发生装置作为加热热源，微波频率在300300000MHz之间，将炼焦用煤加热到900°C~1100°C进行高温千馏，生成焦炭、煤焦油和煤气等产品。本发明的其他一些特点是-所述的微波发生装置在煤热解炉(焦化炉)的外部设置，或者在内部设置，微波发生装置的形状结合微波安全规范的要求及热解装置的形状进行设计。所述的炼焦用煤的粒度为小于3mm的煤料重量占总重量的80%左右，炼焦用煤使用焦煤、炼焦配型煤、捣固型煤或者冷压型焦煤，其成分主要是:挥发份在25%-32%，胶质层厚度在17-22mm之间，粘结指数在60-75之间，水分在7%左右。本方法处理的煤料在微波的作用下，用较短的时间即可使温度升高至炼焦所需要的温度范围(90(TC110(TC)，煤料中的挥发份可充分热解，最后生成焦炭、煤焦油和煤气。该方法可用于炼焦煤的高温热解、电厂用煤的预处理、焦煤预热或型焦制备等，具有生产周期短、效率高、产品质量稳定、资源综合利用率高等特点。具体实施例方式本发明的方法是利用微波具有的特殊波段与材料的基本细微结构耦合产生热量进行加热，煤料的升温不是通过热传输而是通过外场与物体相互作用完成，它具有选择性、非接触性、整体性、均匀性好，加热时间短，可以快速启动与停止，操作方便，能源利用率和加热效率高，安全卫生无污染。本发明的实施方案可以选择以下几种方案一将微波发生器置于煤热解炉外进行外加热，煤热解炉体采用可以透过微波的硅砖，镁砖或高铝砖等微波炉适用的耐火材料作为炉墙，在炉腔内加入煤，煤在炉腔内可以由微波发生器进行加热至90(rC110(TC之间，对煤料进行快速选择性加热，依靠煤料自身的介电性质转换微波能量，产生热量，利用微波活化分子的作用，达到煤快速热解的目的，并且在热解过程中，煤气的余热可以使后加进的物料脱除一部分物理水和分子水，充分的利用热能，从而得到焦炭、煤焦油和煤气。方案二将微波发生装置置于煤热解炉内加热，微波发生装置可以根据炉体结构需要做成一定的形状，也可以将微波发生器做成多个，分布于煤热解炉内，炉体除了用保温砖砌筑外，在炉体外侧需再加设一层微波隔离材料，防止微波泄漏出炉外，煤可以静态的形式通过微波加热，从而得到焦炭、煤焦油和煤气。方案三微波发生装置置于煤热解炉内和炉外，同时加热，用于生产焦炭、煤焦油和煤气。微波发生装置形状结合微波安全规范的要求及热解装置的形状进行设置。以下是发明人给出的实施例，需要说明的是本发明不局限于以下实施例，凡是按照本发明给出的技术方案，均应视为本发明的保护范围。实施例1:取一定量的炼焦配合煤，配合煤中气煤、焦煤、1/3焦煤、肥煤等按一定的比例配合后，粉碎至一定的粒度。放入微波加热的反应器中，微波频率为2450MHz，加热到900°C-1200°C，热解60-90min，实验产出焦炭、煤焦油和煤气三种产品。焦炭强度检测结果为焦炭强度M4。为86.3呢，Mw为7.3%。焦炭成分分析结果如表1所示，煤气成分分析如表2所示。表l:焦炭成分(％)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>实施例2:取一定量的焦煤破碎到粒度小于3mm的占80%以上，将其放置于煤热解反应容器中，将微波发生器置于煤热解装置外进行外加热，微波频率为2450MHz，加热到1000°C-1100°C，热解60-90min，实验产出的焦炭、煤焦油和煤气。焦炭强度M4o为87.P/。，Mu)为7.5。/。。煤气成分如表3所示。表3:煤气成分(％)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>本发明的方法所适用的煤种主要是一些炼焦所用煤种，如焦煤、炼焦配和煤、捣固型煤、冷压型焦煤等，本方法处理的煤料在微波的作用下，用较短的时间即可使温度升高至炼焦所需要的温度范围，煤料中的挥发份可充分热解，最后生成焦炭、煤焦油和煤气。该方法可用于炼焦煤的热解过程、电厂用煤的预处理提煤焦油和煤气、焦煤预热或型焦制备等，具有流程短、周期短、效率高、产品质量稳定、资源综合利用率高的特点。权利要求1、一种微波加热快速生产焦炭的方法，其特征在于，该方法采用微波发生装置作为加热热源，微波频率在300～300000MHz之间，将炼焦用煤加热到900℃-1100℃进行高温干馏，生成焦炭、煤焦油和煤气。2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的微波发生装置在煤热解炉的外部设置，或者在煤热解炉内部设置，微波发生装置的形状结合微波安全规范的要求及热解炉的形状进行设置。3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的炼焦用煤采用选择性破碎工艺，粒度为直径小于3mm的部分控制在80%以上。4、如权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述的炼焦用煤为焦煤、炼焦配型煤捣固型煤或冷压型焦煤，其成分主要是挥发份在25%-32%，胶质层厚度在17mm22mm之间，粘结指数在60-75之间，水分7%。全文摘要本发明公开了一种微波加热快速生产焦炭的方法，该方法采用微波发生装置作为加热热源，微波频率在300～300000MHz之间，将炼焦用煤加热到900℃-1100℃进行高温干馏，生成焦炭、煤焦油和煤气。本方法处理的煤料在微波的作用下，用较短的时间即可使温度升高至炼焦所需要的温度范围，煤料中的挥发份可充分热解，最后生成焦炭、煤焦油和煤气。该方法可用于炼焦煤的热解过程，电厂用煤的预处理提煤焦油和煤气，焦煤预热或型焦制备等工艺，具有流程短，周期短，效率高，产品质量稳定、资源综合利用率高的特点。文档编号C10B57/00GK101591549SQ20091002319公开日2009年12月2日申请日期2009年7月3日优先权日2009年7月3日发明者兰新哲,军周,宋永辉,张秋利,赵西成,马红周申请人:西安建筑科技大学