微波热解试验装置的制作方法

文档序号:13164102阅读:738来源:国知局

本实用新型涉及煤热解领域,具体为一种微波热解试验装置,是利用微波对煤进行热解并进行焦油和气体分离的装置。



背景技术:

煤的燃烧、气化和分级转化是目前煤利用过程中3种主要的方式。煤燃烧发电时燃烧效率高,造价低,但污染排放高、发电效率低;煤气化发电时煤的转化效率较低,造价成本高,但发电效率高、环保效率高。以煤的部分裂解气化制高级油品、半焦发电、灰渣综合利用为主要特点的煤分级转化技术,与现有煤燃烧和煤气化技术相比,在能耗、环保及经济性方面具有优越性,可以跨越式提高煤炭利用效率、环境效益和经济性,有望改变现有煤炭利用方式,促进传统产业的升级改造。

其中煤分级转化技术是“基于煤炭各组分具有的不同性质和转化特性,以煤炭同时作为资源和燃料,将煤的热解、气化、燃烧等过程有机结合,实现煤炭分级转化梯级利用,在同一系统获得低成本的煤气、焦油产品和蒸汽产品,所生产的煤气可用于化工合成或燃料气,焦油可分馏出各种芳香烃、烷烃、酚类等,也可经加氢制得汽油、柴油等产品;蒸汽则用于电力生产和供热,从而有效降低煤炭转化工艺过程的复杂程度和成本,提高煤炭利用效率和效益。

而微波因其独特的选择性加热、加热均匀以及热效率高、能耗低、易于控制等特点,正日益引起人们的重视。基于微波加热的特性,国内外研究者将微波加热应用到煤的热解领域,并进行了大量的研究,研究显示微波热解具有替代常规热解的潜力。



技术实现要素:

本实用新型针对目前常规煤热解过程中存在升温速率慢、焦油产率低、热解煤气品质差等问题,提供了一种微波热解试验装置,具体是指利用微波对煤进行热解并进行焦油和气体分离的装置,该装置可以实现煤热解过程的快速升温,同时可以提高煤热解焦油的产率和热解煤气的品质。

本实用新型是采用如下技术方案实现的:

一种微波热解试验装置,包括微波热解炉,所述微波热解炉通过微波控制仪控制微波频率,所述微波热解炉内放置反应管,所述反应管顶端设有氮气吹扫管,所述反应管的外部出口部分外安装水冷套,所述水冷套上设有冷却循环水进口和冷却循环水出口,所述反应管的外部出口一侧设有反应气出口,所述反应气出口连接有气体收集装置;所述反应管的外部出口下方连接有焦油收集装置。

将煤样称取之后放入反应管,由N2气吹扫口通入氮气吹扫完成,利用微波控制仪控制热解炉的微波频率。热解产生物从反应管进入冷却装置,焦油滴经冷却管流入焦油收集装置,而热解煤气经反应气出口进入煤气收集装置。

本实用新型的优点如下:

1、与现有技术相比,该试验装置通过微波使装置快速达到煤热解所需温度,装置结构简单,设计合理,可控性高,有效解决了煤热解升温速率慢、焦油产率低、热解煤气品质差等问题。

2、该装置采用连续水冷方式,使煤焦油和煤气组分进行分离,分离效率高,结构简单,可连续生产,并且收集焦油的装置上有刻度,可以直接观察焦油产生量。

3、该装置采用特殊微波控制装置,可以实现微波有效利用率的统计。

附图说明

图1表示本实用新型的结构示意图。

图中:1-微波控制仪,2-微波热解炉,3-N2气吹扫口,4-焦油收集装置,5-冷却循环水进口,6-冷却循环水出口,7-反应气出口,8-气体收集装置,9-反应管,10-水冷套,11-煤样。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细说明。

一种微波热解试验装置,包括微波控制仪、热解炉、反应管、冷却装置和气体收集系统。具体连接关系如图1所示,所述微波热解炉2通过微波控制仪1控制微波频率,所述微波热解炉2内放置反应管9,所述反应管9顶端设有氮气吹扫管3,所述反应管9的外部出口部分外安装水冷套10,将水冷却管竖直设立,使凝结的焦油滴在重力作用下进入焦油收集装置4。所述水冷套10上设有冷却循环水进口5和冷却循环水出口6,所述反应管9的外部出口一侧设有反应气出口7,所述反应气出口7连接有气体收集装置8;所述反应管9的外部出口下方连接有焦油收集装置4,所述焦油收集装置4上设有刻度,直接观察焦油产生量。

具体实施时将煤样11称取之后放入反应管9,在反应管前端设置N2气吹扫口,由N2气吹扫口通入氮气吹扫完成,利用微波控制仪1控制热解炉2的微波频率。采用微波对煤进行热解,热解产生物从反应管进入反应管出口部分,该部分竖直设立,利用水冷套10内的循环冷却水分离油气焦油滴经冷却管流入焦油收集装置4,而热解煤气经反应气出口7进入煤气收集装置8。

最后所应说明的是,以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制,尽管参照本实用新型实施例进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换,都不脱离本实用新型的技术方案的精神和范围,其均应涵盖权利要求保护范围中。

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