专利名称：一种煤-煤气微波共热解实验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种煤干馏实验装置，具体涉及一种煤-煤气微波共热解实验装置。
背景技术：
我国是一个富煤、缺油、少气的国家，煤炭产量约占总能源产量的70%左右；而在煤炭资源中，低变质煤占40%以上。低变质煤通过中低温干馏工艺生产兰炭、煤焦油和干馏煤气等产品，可使煤炭增值3倍以上。由于兰炭产业产品用途广泛，市场前景广阔，产能产量规模不断扩大。当前，低变质煤热解主流工艺采用的是煤气与空气混合燃烧直接加热的 传统方式，存在的主要问题是生产周期长，原料受限，煤焦油产率低，煤耗高，煤气中氮含量高、有价成分含量低、热值低，难以高效利用，环境污染严重。因此，关于低变质煤热解研究十分活跃。实验室研究煤热解的装置普遍采用的是传统电加热或煤气燃烧加热方式，升温速度慢，加热不均匀，焦油产率低，煤气中有价成分含量低，能源利用率低，煤分级利用效率低。
发明内容为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种煤-煤气微波共热解实验装置，能降低加氢热解的成本，提高兰炭质量、焦油质量和焦油产量。为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为一种煤-煤气微波共热解实验装置，包括带反应器3的微波热解炉1，反应器3出气口通过管道接一级吸收冷却器4，一级吸收冷却器4顶端出口接位于循环冷却器5中的二级吸收冷却器6，二级吸收冷却器6的顶端出口接电捕焦油收尘器7，电捕焦油收尘器7出口接三通管8，三通管8的一个出口竖直朝下，为焦油出口，另一个出口水平接入集气柜9，集气柜9顶端出口通过循环煤气进气管12回接至反应器3中，集气柜9顶端出口另接单独的煤气出口管16。所述反应器3中设置有热电偶11，热电偶11接程序控温仪10。所述循环煤气进气管12上设置有回路阀门13和防爆气泵14。所述反应器3外设置有陶瓷保温套2。所述微波热解炉I中设置有多个反应器3，各个反应器3的出气口并联。相比于现有技术，本实用新型的有益效果是采用微波加热方式，速度快，效率高，同时充分利用了其副产的富含氢气和甲烷的煤气参与到煤的热解反应中，使煤在微波的热效应和非热效应多种作用下与煤气发生耦合反应，提高了兰炭质量、焦油质量和焦油产量，优化了煤气组成，速度快，效率高，可以实现煤的高效分级利用。
图I是本实用新型装置结构示意图。[0013]图2是本实用新型实施例所得焦油的GC/MS色谱图。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型做进一步详细说明。如图I所示，本实用新型所 述装置包括带反应器3的微波热解炉1，反应器3出气口通过管道接一级吸收冷却器4，一级吸收冷却器4顶端出口接位于循环冷却器5中的二级吸收冷却器6，二级吸收冷却器6的顶端出口接电捕焦油收尘器7，电捕焦油收尘器7出口接三通管8，三通管8的一个出口竖直朝下，为焦油出口，另一个出口水平接入集气柜9，集气柜9顶端出口通过循环煤气进气管12回接至反应器3中，集气柜9顶端出口另接单独的煤气出口管16，反应器3中设置有热电偶11，热电偶11接程序控温仪10，反应器3外设置有陶瓷保温套2。循环煤气进气管12上设置有回路阀门13和防爆气泵14，而煤气出口管16上设置出气阀门15。其中一级吸收冷却器4和二级吸收冷却器6中装蒸馏水，二级吸收冷却器6置于循环冷却器5中，循环冷却器5中装无水乙醇，当正常工作时，无水乙醇的温度可达零下15度至零下20度。主要用于分离煤气中的焦油。本实用新型的具体工作流程是使用时，将煤置于反应器3中，外包陶瓷保温套2起到保温作用。当开启微波热解炉I时，3-5分钟内，迅速升温至500 800°C，开始煤的密闭热解，运用程序控温仪10可以保持某一终温至热解结束，反应器中插入热电偶11实时监控反应温度。在热解过程中，产生的煤气先通入一级吸收冷却器4中与常温蒸馏水直接混合，收集部分冷凝水和焦油，煤气进入置于零下15度至零下20度无水乙醇中的二级吸收冷却器6，进一步收集焦油。对于夹杂在煤气中极小雾沫，采用电捕焦油收尘器7进行精细分离得到进一步的焦油，煤气再进入集气柜9中，通过微型防爆气泵14循环返回至反应器3中，参与煤的共热解反应。反应完毕，通过煤气出口管道输出煤气，供其他系统利用。实施例一所选煤种为陕西神木煤，其工业分析和元素分析见表I。称取粒度为I 3cm的煤样40g，置于热解反应器中。按说明书附图所示的设备连接示意图，开启实验。反应条件为微波频率是O. 3 300GHz，终温700°C，压力O. 12MPa，循环煤气流速lOmL/min，反应时间40min。反应结束后，兰炭产率57. 9%，焦油产率12. 7%，兰炭产品分析结果见表2，焦油分析结果见图2。表I神木煤分析结果(0A )
权利要求1.一种煤-煤气微波共热解实验装置，其特征在于，包括带反应器(3)的微波热解炉(1)，反应器(3)出气口通过管道接一级吸收冷却器(4)，一级吸收冷却器(4)顶端出口接位于循环冷却器(5)中的二级吸收冷却器(6)，二级吸收冷却器(6)的顶端出口接电捕焦油收尘器(7)，电捕焦油收尘器(7)出口接三通管(8)，三通管(8)的一个出口竖直朝下，为焦油出口，另一个出口水平接入集气柜(9 )，集气柜(9 )顶端出口通过循环煤气进气管(12 )回接至反应器(3 )中，集气柜(9 )顶端出口另接单独的煤气出口管(16 )。
2.根据权利要求I所述煤-煤气微波共热解实验装置，其特征在于，所述反应器(3)中设置有热电偶(11)，热电偶(11)接程序控温仪(10 )。
3.根据权利要求I所述煤-煤气微波共热解实验装置，其特征在于，所述循环煤气进气管(12)上设置有回路阀门(13)和防爆气泵(14)。
4.根据权利要求I所述煤-煤气微波共热解实验装置，其特征在于，所述反应器(3)夕卜设置有陶瓷保温套(2)。
5.根据权利要求I或4所述煤-煤气微波共热解实验装置，其特征在于，所述微波热解炉(I)中设置有多个反应器(3)，各个反应器(3)的出气口并联。
专利摘要一种煤-煤气微波共热解实验装置，包括带反应器的微波热解炉，反应器通过管道接一级吸收冷却器，一级吸收冷却器顶端出口接位于循环冷却器中的二级吸收冷却器，二级吸收冷却器的顶端出口接电捕焦油收尘器，电捕焦油收尘器出口接三通管，三通管的一个出口竖直朝下，为焦油出口，另一个出口水平接入集气柜，集气柜顶端出口通过循环煤气进气管回接至反应器中，集气柜顶端出口另接单独的煤气出口管，本实用新型采用微波加热方式，速度快，效率高，同时充分利用了其副产的富含氢气和甲烷的煤气参与到煤的热解反应中，使煤在微波的热效应和非热效应多种作用下与煤气发生耦合反应，提高了兰炭质量、焦油质量和焦油产量，可以实现煤的高效分级利用。
文档编号C10B53/04GK202786123SQ20122043606
公开日2013年3月13日 申请日期2012年8月30日 优先权日2012年8月30日
发明者周军, 兰新哲, 赵西成, 张秋利, 宋永辉, 吴雷, 陈向阳 申请人:西安建筑科技大学