本发明属于煤热解领域，具体涉及一种粉煤微波热解系统及产物分离方法。
背景技术
微波热解具有独特的热传导规律，整体内外加热均匀，升温速率快等优势，与常规热解相比，微波热解可利用微波具有快速、均匀和选择加热的特点，对生物质、污泥、煤炭、油泥和油页岩等材料进行热解，提高热解效率，增加热解产物收率和提升产品质量。目前微波工业化应用多为干燥和除杂，采用皮带输送原料的卧式炉，处理能力有限，且对原料要求较高，也有少数微波热解含油污泥的应用，同样是利用皮带送料的卧式炉。卧式炉占地大，不能满足大型生产和不同的原料，因此，需要研发新型微波热解炉，以满足热解工艺需求。
现有的常规热解和微波热解系统存在热解产物固、液、气分离不完全，尤其是固、液分离，严重的影响热解产物质量，热解产物固、液、气分离是制约热解技术发展的难题。
技术实现要素：
为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种粉煤微波热解系统及产物分离方法，本发明的系统是一种适用于低变质煤、生物质、油页岩和污泥的微波热解系统，在此系统基础上，本发明的热解产物分离方法能够解决热解产物的固、液和气分离不完全的难题。
本发明采用的技术方案如下：
一种粉煤微波热解系统，包括供料站、微波热解炉、一级旋风分离器、二级旋风分离器和热解产物分离系统，微波热解炉上开设有原料入口、热解气出口和兰炭出口，供料站与微波热解炉的原料入口连通，热解气出口与一级旋风分离器的入口连通，一级旋风分离器的出气口和二级旋风分离器的出气口均与热解产物分离系统连接；
热解产物分离系统包括冷凝器和两个用于对热解气进行油气分离的分离装置，两个分离装置通过管网连接，通过所述管网能够使热解气在每个分离装置中实现正向和反向流动，冷凝器、一级旋风分离器和二级旋风分离器均与所述管网连接。
微波热解炉包括炉体和搅拌器驱动装置，原料入口和热解气出口开设于炉体的上端，兰炭出口开设于炉体的下端设；炉体内设有微波发生器和搅拌器，搅拌器与搅拌器驱动装置的输出轴连接，微波发生器设置在炉体的炉壁上，搅拌器设置在炉体的中部，并位于原料入口的正下方。
搅拌器包括支撑杆和布料板，支撑杆与搅拌器驱动装置的输出轴同轴连接，布料板为螺旋状，布料板的内侧边缘与支撑杆固定连接，布料板从上至下呈上小下大的锥形结构。
炉体内侧在热解气出口处设有抽气叶轮和金属丝网，金属丝网罩设在抽气叶轮和热解气出口的下部，用于对炉体内产生的热解气进行过滤。
分离装置包括第一气道、第二气道、两个侧板和若干个金属夹层波纹板；
两个侧板前后正对设置，从两个侧板的左边至右边，若干个金属夹层波纹板相互平行且间隔设置在两个侧板之间，所有金属夹层波纹板的前后侧壁分别与两个侧板固定连接，从两个侧板的下部至上部，相邻的两个金属夹层波纹板之间形成波浪形通道；
相邻的两个金属夹层波纹板之间设置有第一金属筛网；每个金属夹层波纹板的夹层中均设置有用于加热的金属盘管；
第一气道和第二气道分别与两个侧板的上部和下部连接，第一气道与金属夹层波纹板之间形成的波浪形通道的上端连通，第二气道与金属夹层波纹板之间形成的波浪形通道的下端连通。
第一金属筛网包括若干段单层的金属筛网，第一金属筛网整体折线形设置在相邻的两个金属夹层波纹板之间，第一金属筛网每一段的两端与金属夹层波纹板之间焊接。
沿相邻两个金属夹层波纹板之间形成的波浪形通道的上部至下部，第一金属筛网的高度为波浪形通道高度的1/3。
相邻两个金属夹层波纹板之间的距离不大于3mm，第一金属筛网为200目筛。
金属盘管的出入口分别设置在金属夹层波纹板的上部和下部。
分离装置包括第一气道、第二气道和若干个组合筛板，每个组合筛板具有入口和出口；
组合筛板包括金属板框、金属盘管和第二金属筛网，金属板框为具有入口、出口和侧壁的框架结构，所有金属板框的入口与第一气道连通，所有金属板框4的出口与第二气道连通，第二金属筛网设置多个并设置在金属板框内；沿金属板框的入口至出口方向，第二金属筛网的目数递增；金属盘管设置在金属板框的侧壁上。
所有的第二金属筛网分为若干个金属筛网组，每个金属筛网组中，金属筛网的目数相同；每个金属筛网组包括三片单层的金属筛网，三片单层的金属筛网呈z形结构设置；每个单层的金属筛网与金属板框出入口方向的轴线均为非90°夹角。
沿金属板框的一端至另一端，金属筛网组的目数依次为120目、140目、170目和200目递增设置。
第二金属筛网与金属板框之间焊接。
沿金属板框的一端至另一端，金属盘管呈螺旋状盘设于金属板框的侧壁。
当金属板框的横截面为矩形时，在金属板框的每个侧壁上，金属盘管为连续的s形或折线形迂回设置。
金属盘管的出入口分别设置在金属板框的两端。
金属板框的侧壁具有夹层结构，金属盘管设置在夹层内。
所述管网包括若干个自控阀门、若干个压力变送器和管道，两个分离装置分别记为分离装置a和分离装置b；
一级旋风分离器的出口与分离装置a的第二气道和分离装置b的第二气道均连接；
二级旋风分离器的出口与分离装置a的第二气道和分离装置b的第二气道均连接；
分离装置a的第二气道和分离装置b的第二气道均与二级旋风分离器的入口连接；
分离装置a的第一气道和分离装置b的第一气道均与冷凝器的入口连接；
冷凝器的出口与分离装置的第一气道和分离装置b的第一气道分别连接；
分离装置a的第二气道和分离装置b的第二气道分别设置有第一压力变送器和第二压力变送器；
分离装置a的第一气道与冷凝器的出口之间的管道上和与冷凝器的入口之间的管道上分别设置第一自控阀门和第二自控阀门；
分离装置a的第二气道设置有相互并联的第三自控阀门和第四自控阀门，第三自控阀门设置在分离装置a第二气道与二级旋风分离器入口之间的管道上；第四自控阀门通过管道与二级旋风分离器的出口和一级旋风分离器的出口分别连接；
分离装置b的第一气道与冷凝器入口之间的管道上和与冷凝器出口之间的管道上分别设置第五自控阀门和第六自控阀门；
分离装置b的第二气道设置有相互并联的第七自控阀门和第八自控阀门，第七自控阀门设置在分离装置b的第二气道与二级旋风分离器入口之间的管道上；第八自控阀门通过管道与二级旋风分离器的出口和一级旋风分离器的出口分别连接；
第一自控阀门、第三自控阀门、第五自控阀门和第八自控阀门均与第一压力变送器连接；
第二自控阀门、第四自控阀门、第六自控阀门和第七自控阀门均与第二压力变送器连接。
供料站包括原料仓、筛分器、粉碎器和干燥仓，原料仓出料口与筛分器的进料口连接，筛分器的出料口与干燥仓的进料口连接，干燥仓的出料口与微波热解炉的原料入口连通，粉碎器的进料口与筛分器的出料口连接，粉碎器的出料口与筛分器的进料口连接；
还包括蒸馏塔，蒸馏塔的原料入口与冷凝器的冷凝液体出口连接；
还包括冷却室、冷却器和换热站，微波热解炉的兰炭出口、一级旋风分离器的固体出口和二级旋风分离器的固体出口与冷却室的原料入口连接；冷却室上设有氮气入口和氮气出口，干燥仓上设有氮气入口和氮气出口，干燥仓的氮气出口与冷却室的氮气入口连接，冷却室的氮气出口与金属盘管的入口、蒸馏塔和换热站分别连接，分别用于对金属盘管和蒸馏塔进行加热，在换热站发生热交换进行降温；冷却器的冷却入口与分离装置的第一气道连通，换热站的冷气出口与冷却器的介质入口连接，冷却器的介质出口与金属盘管的出口合为一路后再与干燥仓的氮气入口连接。
一种粉煤微波热解产物分离方法，包括以下步骤：
步骤1，供料站将粉煤原料加入微波热解炉中，粉煤在微波热解炉进行微波热解，得到热解产物兰炭、煤焦油蒸汽和煤气的混合热解气；
步骤2，将混合热解气从热解气出口送入一级旋风分离器，一级旋风分离器对混合热解气进行一级旋风分离，使混合热解气中的夹杂的兰炭末分离；
步骤3，再将步骤2处理完的混合热解气通入热解产物分离系统中的一个分离装置进行除尘分离，进一步分离出混合热解气中夹杂的兰炭末，并且将包裹粉尘的煤焦油气化，使粉尘与煤焦油分离，粉尘被分离装置阻挡滞留，煤焦油蒸汽和煤气从该分离装置排出后进入冷凝器，冷凝器使煤焦油蒸汽液化，同时排出洁净煤气；当正在进行除尘分离的分离装置所阻挡的粉尘达到设定量时，管网进行切换，进行步骤4；
步骤4，使步骤2处理完的混合热解气通入另一个分离装置中，该分离装置进行与步骤3同样的分离过程，同时，将冷凝器中排出的一部分洁净煤气引入已进行完除尘分离的分离装置，已进行完除尘分离的分离装置进行反吹净化，使已进行完除尘分离的分离装置中阻挡滞留的粉尘被洁净煤气反向吹出并进入二级旋风分离器，二级旋风分离器对反吹出的煤气和粉尘进行旋风分离，再将分离后的气体通入此时进行除尘分离的分离装置中进行除尘分离；当此时正在进行除尘分离的分离装置所阻挡的粉尘达到设定量时，再进行步骤5；
步骤5，管网再次进行切换，再进行步骤4，以实现对步骤2处理完的混合热解气进行持续的分离。
从微波热解炉、一级旋风分离器和二级旋风分离器排出的固体产物送入冷却室通过氮气进行冷却，其中，从微波热解炉排出的固体产物的温度为600-700℃，冷却室出来的氮气温度为300-350℃；
再将冷却室出来的氮气分为两路，一路送入蒸馏塔对冷凝器冷凝得到的液体产物进行蒸馏，从蒸馏塔出来的氮气温度为200-250℃；再将蒸馏塔出来的氮气通入换热站进行预热回收，使氮气的温度降至25-40℃；再将降温后的氮气通入冷却器，对洁净煤气进行降温，同时，氮气被加热升温，从冷却器介质出口流出的氮气的温度为50-60℃；
冷却室出来的另一路氮气通入分离装置的金属盘管中对整个分离装置进行加热，从金属盘管出口出来的氮气的温度为250-300℃；
再将从冷却器介质出口流出的氮气和从金属盘管出口出来的氮气混合后一起通入干燥仓的氮气入口，对原料进行干燥，从干燥仓的氮气出口出来的氮气通入冷却室，对固体产物进行冷却。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明粉煤微波热解系统的供料站向微波热解炉提供粉煤原料，微波热解炉对粉煤原料进行热解，热解产生的兰炭经兰炭出口排出，产生的煤焦油蒸汽和煤气的混合热解气进入一级旋风分离器进行一级旋风分离，经一级旋风分离器除尘分离的混合热解气进入热解产物分离系统对煤焦油蒸汽和煤气的混合热解气进行进一步的除尘分离；热解产物分离系统包括冷凝器和两个用于对热解气进行油气分离的分离装置，两个分离装置通过管网连接，通过所述管网能够使热解气在每个分离装置中实现正向和反向流动，冷凝器、一级旋风分离器和二级旋风分离器均与所述管网连接；通过两个分离装置能够对混合热解气中包裹的粉煤进行除尘分离，得到煤焦油蒸汽和煤气的混合气，煤焦油蒸汽和煤气的混合气从分离装置出来后进入冷凝器使煤焦油蒸汽冷凝形成煤焦油液体，从而实现煤焦油蒸汽与煤气的分离，得到洁净的煤气；
本发明通过能够使热解气在每个分离装置中实现正向和反向流动的管网，使得两个分离装置能够轮换对混合热解气中包裹的粉煤进行除尘分离，并且利用管网能够轮换对分离装置通过冷凝器分离出的洁净煤气进行反吹，进行清洁，反吹后的煤气与除尘颗粒的混合物进入二级旋风分离器再进行除尘分离，得到含尘量较少的煤气，再将该煤气通入正在进行除尘分离的分离装置中与混合热解气一起进行除尘分离，因此本发明能够对热解混合气中的粉煤进行在线连续除尘；大大提高了除尘效率。综上，通过本发明的粉煤微波热解系统能够解决粉煤热解产物的固、液和气分离不完全的难题。
进一步的，本发明的第一种分离装置通过设置在金属夹层波纹板的夹层中的金属盘管能够对整个装置进行加热，相邻的两个金属夹层波纹板之间形成波浪形通道，相邻的两个金属夹层波纹板之间设置有第一金属筛网，其中，波浪形通道能够增加煤热解气的流程，使煤热解气充分被加热，煤热解气中包裹粉尘的煤焦油被加热后气化，进而使粉尘与煤焦油分离，分离出的粉尘能够被第一金属筛网阻挡过滤下来，煤焦油蒸汽和煤热解气中的煤气穿过波浪形通道后排出整个装置，并进入下道工序，本发明的分离装置能够解决现有技术中粉尘与煤焦油难以完全分离的难题，并且具有分离效果显著的特点。
进一步的，本发明的第二种分离装置通过向金属盘管内通入高温介质，能够将金属板框的内腔以及第二金属筛网加热；当粉煤热解后的混合气从入口通入金属板框的内腔后，混合气在金属板框的内腔被加热，被加热的合气中的煤焦油气化，混合气经过第二金属筛网时，由于沿金属板框的入口至出口方向，第二金属筛网的目数递增，第二金属筛网的这种排设形式能够使混合气中的固体颗粒被第二金属筛网逐级过滤掉，这种逐级过滤使得第二金属筛网不易堵塞，能够延长分离装置的分离时间，煤焦油气化产生的煤焦油汽和煤气通过第二金属筛网去气，并从出口流出，从而实现了对粉煤热解后的混合气分离净化；
分离净化过程中，当分离装置从第一气道至第二气道的压降升高时，停止从入口通入粉煤热解后的混合气；再从出口向金属板框的内腔通入净化气体，使第二金属筛网上的固体颗粒与第二金属筛网分离，分离出的固体颗粒从入口排出，由于沿第二金属板框的出口至入口方向，第二金属筛网的目数递减，因此在将固体颗粒与金属筛网分离时，不会造成金属筛网的堵塞现象，能够保证将固体颗粒完全排出金属板框，实现了对分离装置的反吹净化，该过程不需要对金属筛网进行拆装以及更换工作，可在线进行，大大提高了分离装置的使用寿命和成本，节省了非生产时间，提高了生产效率和产能。
进一步的，每个单层的金属筛网与金属板框出入口方向的轴线均为非90°夹角，即每个单层的金属筛网在金属板框内倾斜设置，这样能够防止分理处的固体颗粒在金属筛网上沉积。
进一步的，本发明的管网通过自控阀门的开闭，能够在第一分离装置进行除尘分离时，对第二分离装置进行反吹净化；当第二分离装置进行除尘分离时，对第一分离装置进行反吹净化；该过程完全自动控制，生产过程中，不必停产，因此能够实现煤热解产物的连续分离过，大大提高了生产效率，节约时间和经济成本，还能达到节能减排的目的，经济效果和环境效益显著。
进一步的，本发明还包括冷却室、冷却器和换热站，微波热解炉的兰炭出口、一级旋风分离器的固体出口和二级旋风分离器的固体出口与冷却室的原料入口连接；冷却室上设有氮气入口和氮气出口，干燥仓上设有氮气入口和氮气出口，干燥仓的氮气出口与冷却室的氮气入口连接，冷却室的氮气出口与金属盘管的入口、蒸馏塔和换热站分别连接，分别用于对金属盘管和蒸馏塔进行加热，在换热站发生热交换进行降温；冷却器的冷却入口与分离装置的第一气道连通，换热站的冷气出口与冷却器的介质入口连接，冷却器的介质出口与金属盘管的出口合为一路后再与干燥仓的氮气入口连接；本发明的微波热解系统采用氮气循环换热，从而解决了热解过程热量利用不充分的难题，降低了环境污染和水资源消耗，同时，有效的分离固、液相热解产物，大大提高热解效率，有利于节能减排，容易实现系统连续性生产和工业化推广。
由本发明粉煤微波热解系统的有益效果可知，本发明的粉煤微波热解产物分离方法能够解决粉煤热解产物的固、液和气分离不完全的难题，并且在对混合热解气进行分离的过程中，能够实现煤热解产物的连续分离过，大大提高了生产效率，节约时间和经济成本，还能达到节能减排的目的，经济效果和环境效益显著。
附图说明
图1为本发明粉煤微波热解系统的结构意图；
图2为本发明粉煤微波热解产物分离方法的工艺流程图；
图3为本发明微波热解炉的结构示意图；
图4为本发明微波热解炉的俯视示意图；
图5为本发明微波热解系统中对煤热解产物进行分离的分离部分的结构示意图；
图6为本发明的一种煤热解产物分离装置示意图；
图7为本发明煤热解产物分离装置对煤热解产物分离时的示意图；
图8为本发明煤热解产物分离装置反吹净化示意图；
图9为本发明的另一种煤热解产物分离装置示意图；
图10为本发明另一种煤热解产物分离装置中的板框结构示意图；
图11为本发明另一种分离装置中的金属筛网组结构示意图；
图12为本发明另一种分离装置中的所有金属筛网组合后的结构示意图；
图13为本发明另一种分离装置中的组合筛板的结构示意图；
图14为本发明另一种分离装置作为分离除尘室时的工作示意图；
图15为本发明另一种分离装置作为反吹净化室时的工作示意图。
图中：1-原料仓，2-筛分器，3-粉碎器，4-干燥仓，5-微波热解炉，6-一级旋风分离器，7-除尘室(分离除尘室)，8-冷凝器，9-蒸馏塔，10-冷却器，11-除尘室(反吹净化室)，12-二级旋风分离器，13-原料入口，14-热解气出口，15-抽气叶轮，16-金属丝网，17-微波发生器，18-搅料器，18-1-支撑杆，18-2-布料板，19-炉壁，20-输出轴，21-兰炭出口；
201-第一气道，201-1-第二气道，202-金属盘管进口，203-金属盘管出口，204-金属夹层波纹板，205-第一金属盘管，206-第一金属筛网，207-侧板，2012-1-第一自控阀门，2012-2-第二自控阀门，2012-3-第三自控阀门，2012-4-第四自控阀门，2012-5-第五自控阀门，2012-6-第六自控阀门，2012-7-第七自控阀门，2012-8-第八自控阀门，2013-1-第一压力变送器，2013-2-第二压力变送器，2014-第一分离装置，2015-第二分离装置，2016-干燥箱；
102-高温气体进口总管，103-高温气体出口总管，104-金属板框，105-第二金属盘管，106-第二金属筛网，107-高温气体进口管道，108-高温气体出口管道，109-组合筛板。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本发明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发明的方案及其各个方面的优点。
如图1所示，本发明的粉煤微波热解系统，包括供料站、微波热解炉5、一级旋风分离器6、二级旋风分离器12和热解产物分离系统，微波热解炉5具有原料入口13、热解气出口14和兰炭出口21，供料站与微波热解炉5的原料入口13连通，热解气出口14与一级旋风分离器6的入口连通，一级旋风分离器6的出气口和二级旋风分离器12的出气口均与热解产物分离系统连接；
热解产物分离系统包括冷凝器8、蒸馏塔9和两个用于对热解气进行油气分离的分离装置，两个分离装置通过管网连接，通过所述管网能够使热解气在每个分离装置中实现正向和反向流动，冷凝器8、一级旋风分离器6和二级旋风分离器12均与所述管网连接，蒸馏塔9的原料入口与冷凝器8的冷凝液体出口连接。
如图1所示，参照图2，本发明的供料站包括原料仓1、筛分器2、粉碎器3和干燥仓4，原料仓1出料口与筛分器2的进料口连接，筛分器2的出料口与干燥仓4的进料口连接，干燥仓4的出料口与微波热解炉5的原料入口13连通，粉碎器3的进料口与筛分器2的出料口连接，粉碎器3的出料口与筛分器2的进料口连接。
如图3和图4所示，本发明的微波热解炉5包括炉体和搅拌器驱动装置，炉体的上端设有原料入口13和热解气出口14，下端设有兰炭出口21；炉体内设有微波发生器17和搅拌器18，搅拌器18与搅拌器驱动装置的输出轴20，微波发生器17设置在炉体的炉壁上，搅拌器18设置在炉体的中部，并位于原料入口13的正下方；炉体内侧在热解气出口14处设有抽气叶轮5和金属丝网16，金属丝网16罩设在抽气叶轮5和热解气出口14的下部，用于对炉体内产生的热解气进行过滤，抽气叶轮5和金属丝网16的主要作用为将热解气迅速抽出反应器，减少二级热解和减少气体中夹杂的固体颗粒。
其中，搅拌器18的材质为不锈钢，包括支撑杆18-1和布料板18-2，支撑杆18-1与搅拌器驱动装置的输出轴20同轴连接，布料板18-2为螺旋状，布料板18-2的内侧边缘与支撑杆18-1固定连接，布料板18-2从上至下呈上小下大的锥形结构；紧贴微波发生器的炉内壁为氧化铝材质，其余内壁均为耐火砖堆砌。
如图6～图8所示，本发明的一种分离装置包括第一气道201、第二气道201-1、两个侧板207和若干个金属夹层波纹板204；
两个侧板207前后正对设置，从两个侧板207的左边至右边，若干个金属夹层波纹板204相互平行且间隔设置在两个侧板207之间，所有金属夹层波纹板204的前后侧壁分别与两个侧板207固定连接，从两个侧板207的下部至上部，相邻的两个金属夹层波纹板204之间形成波浪形通道；
相邻的两个金属夹层波纹板204之间设置有第一金属筛网206；每个金属夹层波纹板204的夹层中均设置有用于加热的第一金属盘管205；
第一气道201和第二气道201-1分别与两个侧板207的上部和下部连接，第一气道201与金属夹层波纹板204之间形成的波浪形通道的上端连通，第二气道201-1与金属夹层波纹板204之间形成的波浪形通道的下端连通。
其中，第二金属筛网206包括若干段单层的金属筛网，第二金属筛网206整体折线形设置在相邻的两个金属夹层波纹板204之间，第二金属筛网206每一段的两端与金属夹层波纹板204之间焊接。沿相邻两个金属夹层波纹板204之间形成的波浪形通道的上部至下部，第二金属筛网206的高度为波浪形通道高度的1/3。相邻两个金属夹层波纹板204之间的距离不大于3mm，第二金属筛网206为200目筛。第一金属盘管205的出入口分别设置在金属夹层波纹板204的上部和下部。
该分离装置通过设置在金属夹层波纹板的夹层中的第一金属盘管能够对整个装置进行加热，相邻的两个金属夹层波纹板之间形成波浪形通道，相邻的两个金属夹层波纹板之间设置有金属筛网，其中，波浪形通道能够增加煤热解气的流程，使煤热解气充分被加热，煤热解气中包裹粉尘的煤焦油被加热后气化，进而使粉尘与煤焦油分离，分离出的粉尘能够被金属筛网阻挡过滤下来，煤焦油蒸汽和煤热解气中的煤气穿过波浪形通道后排出整个装置，并进入下道工序，本发明的分离装置能够解决现有技术中粉尘与煤焦油难以完全分离的难题，并且具有分离效果显著的特点。
如图9～图15所示，本发明的另一种分离装置包括第一气道201、第二气道201-1和若干个组合筛板，每个组合筛板具有入口和出口；
组合筛板包括金属板框104、第二金属盘管105和第二金属筛网106，金属板框104为具有入口、出口和侧壁的框架结构，所有金属板框104的入口与第一气道201连通，所有金属板框104的出口与第二气道201-1连通，第二金属筛网106设置多个并设置在金属板框104内；沿金属板框104的入口至出口方向，第二金属筛网106的目数递增；第二金属盘管105设置在金属板框104的侧壁上。
所有的第二金属筛网106分为若干个金属筛网组，每个金属筛网组中，金属筛网的目数相同；每个金属筛网组包括三片单层的金属筛网，三片单层的金属筛网呈z形结构设置；每个单层的金属筛网与金属板框104出入口方向的轴线均为非90°夹角。
如图12所示，沿金属板框104的一端至另一端，金属筛网组的目数依次为120目、140目、170目和200目递增设置。如图13所示，第二金属筛网106与金属板框104之间焊接。
参照图10所示，沿金属板框104的一端至另一端，第二金属盘管105呈螺旋状盘设于金属板框104的侧壁。当金属板框104的横截面为矩形时，在金属板框104的每个侧壁上，第二金属盘管105为连续的s形或折线形迂回设置。优选的，本发明的金属板框104的侧壁具有夹层结构，第二金属盘管105设置在夹层内。第二金属盘管105的出入口分别设置在金属板框104的两端。第二金属盘管105设置在夹层内，第二金属盘管105与夹层壁紧贴，夹层壁为易传热金属材质，厚度为2mm；第二金属盘管105为耐高温金属管弯曲制成，管道规格为
该分离装置通过向第二金属盘管内通入高温介质，能够将金属板框的内腔以及金属筛网加热；当粉煤热解后的混合气从入口通入金属板框的内腔后，混合气在金属板框的内腔被加热，被加热的合气中的煤焦油气化，混合气经过金属筛网时，由于沿金属板框的入口至出口方向，金属筛网的目数递增，金属筛网的这种排设形式能够使混合气中的固体颗粒被金属筛网逐级过滤掉，这种逐级过滤使得金属筛网不易堵塞，能够延长分离装置的分离时间，煤焦油气化产生的煤焦油汽和煤气通过金属筛网去气，并从出口流出，从而实现了对粉煤热解后的混合气分离净化；分离净化过程中，当分离装置从第一气道至第二气道的压降升高时，停止从入口通入粉煤热解后的混合气；再从出口向金属板框的内腔通入净化气体，使金属筛网上的固体颗粒与金属筛网分离，分离出的固体颗粒从入口排出，由于沿金属板框的出口至入口方向，金属筛网的目数递减，因此在将固体颗粒与金属筛网分离时，不会造成金属筛网的堵塞现象，能够保证将固体颗粒完全排出金属板框，实现了对分离装置的反吹净化，该过程不需要对金属筛网进行拆装以及更换工作，可在线进行，大大提高了分离装置的使用寿命和成本，节省了非生产时间，提高了生产效率和产能。每个单层的金属筛网与金属板框出入口方向的轴线均为非90°夹角，即每个单层的金属筛网在金属板框内倾斜设置，这样能够防止分理处的固体颗粒在金属筛网上沉积。
参照图6和图9，为两个本发明的分离装置相互连接后的结构，两个分离装置分别为分离装置a和分离装置b，分离装置a和分离装置b结构相同且左右对称设置，在进行除尘时，来自一级旋风分离的夹杂少量粉尘的混合热解气通过分离装置a进行除尘，分装置a作为分离除尘室，包裹粉尘的煤焦油接触高温金属筛网后气化，使粉尘与煤焦油分离，煤焦油蒸汽和煤气穿过分离除尘室，去冷凝工段。当分离装置a第一气道201至第二气道201-1的压降升高时，切换一级旋风分离的夹杂少量粉尘的混合热解气通过分离装置b进行除尘，将冷凝工段冷凝后的一部分洁净煤气反向通入分离装置a中，实现对分离装置a的反吹净化，此时分离装置a为反吹净化室，反吹净化过程中，洁净煤气反吹卡在分离装置a金属筛板缝隙和积聚在气道的粉尘，将粉尘带出分离装置a，进入二级旋风分离器。经过二级旋风分离器分离后的夹杂微量粉尘的热解气与一级旋风分离后的混合气混合再一起进入分离装置b进行除尘分离；
当分离装置b第一气道201至第二气道201-1的压降升高时，切换气路，使分离装置a再次作为分离除尘室对混合热解气进行分离除尘，分离装置b再次作为反吹净化室进行自身的反吹净化，依此循环，达到连续分离除尘的目的。
如图5所示，参照图1、图3、图6至图15，本发明的管网包括若干个自控阀门、若干个压力变送器和管道，两个分离装置连接为上述图6和图9所示的一体结构，两个分离装置分别记为分离装置a和分离装置b，两个分离装置同时为本发明第一种分离装置或同时为本发明第二种分离装置；
一级旋风分离器6的出口与分离装置a的第二气道和分离装置b的第二气道均连接；
二级旋风分离器12的出口与分离装置a的第二气道和分离装置b的第二气道均连接；
分离装置a的第二气道和分离装置b的第二气道均与二级旋风分离器12的入口连接；
分离装置a的第一气道和分离装置b的第一气道均与冷凝器8的入口连接；
冷凝器8的出口与分离装置的第一气道和分离装置b的第一气道分别连接；
分离装置a的第二气道和分离装置b的第二气道分别设置有第一压力变送器13-1和第二压力变送器13-2；
分离装置a的第一气道与冷凝器8的出口之间的管道上和与冷凝器8的入口之间的管道上分别设置第一自控阀门12-1和第二自控阀门12-2；
分离装置a的第二气道设置有相互并联的第三自控阀门12-3和第四自控阀门12-4，第三自控阀门12-3设置在分离装置a第二气道与二级旋风分离器12入口之间的管道上；第四自控阀门12-4通过管道与二级旋风分离器12的出口和一级旋风分离器6的出口分别连接；
分离装置b的第一气道与冷凝器8入口之间的管道上和与冷凝器8出口之间的管道上分别设置第五自控阀门12-5和第六自控阀门12-6；
分离装置b的第二气道设置有相互并联的第七自控阀门12-7和第八自控阀门12-8，第七自控阀门12-7设置在分离装置b的第二气道与二级旋风分离器12入口之间的管道上；第八自控阀门12-8通过管道与二级旋风分离器12的出口和一级旋风分离器6的出口分别连接；
第一自控阀门12-1、第三自控阀门12-3、第五自控阀门12-5和第八自控阀门12-8均与第一压力变送器13-1连接；
第二自控阀门12-2、第四自控阀门12-4、第六自控阀门12-6和第七自控阀门12-7均与第二压力变送器13-2连接。
本发明的管网通过自控阀门的开闭，能够在第一分离装置进行除尘分离时，对第二分离装置进行反吹净化；当第二分离装置进行除尘分离时，对第一分离装置进行反吹净化；该过程完全自动控制，生产过程中，不必停产，因此能够实现煤热解产物的连续分离过，大大提高了生产效率，节约时间和经济成本，还能达到节能减排的目的，经济效果和环境效益显著。
参照图1和图2，本发明的粉煤微波热解系统还包括冷却室、冷却器10和换热站，微波热解炉5的兰炭出口21、一级旋风分离器6的固体出口和二级旋风分离器12的固体出口与冷却室的原料入口连接；冷却室上设有氮气入口和氮气出口，干燥仓4上设有氮气入口和氮气出口，干燥仓4的氮气出口与冷却室的氮气入口连接，冷却室的氮气出口与第一或第二金属盘管(205或105)的入口、蒸馏塔9和换热站分别连接，分别用于对第一或第二金属盘管(205或105)和蒸馏塔9进行加热，在换热站发生热交换进行降温；冷却器10的冷却入口与分离装置的第一气道连通，换热站的冷气出口与冷却器10的介质入口连接，冷却器10的介质出口与第一或第二金属盘管(205或105)的出口合为一路后再与干燥仓4的氮气入口连接。
如图2所示，参照图1、图3、图5～图9，图12至图15，本发明的粉煤微波热解产物分离方法，包括以下步骤：
步骤1，供料站将粉煤原料加入微波热解炉5中，粉煤在微波热解炉5进行微波热解，得到热解产物兰炭、煤焦油蒸汽和煤气的混合热解气；
步骤2，将混合热解气从热解气出口14送入一级旋风分离器6，一级旋风分离器6对混合热解气进行一级旋风分离，使混合热解气中的夹杂的兰炭末分离；
步骤3，再将步骤2处理完的混合热解气通入热解产物分离系统中的一个分离装置进行除尘分离，进一步分离出混合热解气中夹杂的兰炭末，并且将包裹粉尘的煤焦油气化，使粉尘与煤焦油分离，粉尘被分离装置阻挡滞留，煤焦油蒸汽和煤气从该分离装置排出后进入冷凝器8，冷凝器8使煤焦油蒸汽液化，同时排出洁净煤气；当正在进行除尘分离的分离装置所阻挡的粉尘达到设定量时，管网进行切换，进行步骤4；
步骤4，使步骤2处理完的混合热解气通入另一个分离装置中，该分离装置进行与步骤3同样的分离过程，同时，将冷凝器8中排出的一部分洁净煤气引入已进行完除尘分离的分离装置，已进行完除尘分离的分离装置进行反吹净化，使已进行完除尘分离的分离装置中阻挡滞留的粉尘被洁净煤气反向吹出并进入二级旋风分离器12，二级旋风分离器12对反吹出的煤气和粉尘进行旋风分离，再将分离后的气体通入此时进行除尘分离的分离装置中进行除尘分离；当此时正在进行除尘分离的分离装置所阻挡的粉尘达到设定量时，再进行步骤5；
步骤5，管网再次进行切换，再进行步骤4，以实现对步骤2处理完的混合热解气进行持续的分离。
综上，本发明的粉煤微波热解产物分离方法能够实现对煤热解产物的连续分离，提高了生产效率，能够创造较高的经济效益，具有良好的环境效益。
如图2所示，参照图1，从微波热解炉5、一级旋风分离器6和二级旋风分离器12排出的固体产物送入冷却室通过氮气进行冷却，其中，从微波热解炉5排出的固体产物的温度为600-700℃，冷却室出来的氮气温度为300-350℃；
再将冷却室出来的氮气分为两路，一路送入蒸馏塔9对冷凝器8冷凝得到的液体产物进行蒸馏，从蒸馏塔9出来的氮气温度为200-250℃；再将蒸馏塔9出来的氮气通入换热站进行预热回收，使氮气的温度降至25-40℃；再将降温后的氮气通入冷却器10，对洁净煤气进行降温，同时，氮气被加热升温，从冷却器10介质出口流出的氮气的温度为50-60℃；
冷却室出来的另一路氮气通入分离装置的第一或第二金属盘管(205或105)中对整个分离装置进行加热，从第一或第二金属盘管(205或105)出口出来的氮气的温度为250-300℃；
再将从冷却器10介质出口流出的氮气和从第一或第二金属盘管(205或105)出口出来的氮气混合后一起通入干燥仓4的氮气入口，对原料进行干燥，从干燥仓4的氮气出口出来的氮气通入冷却室，对固体产物进行冷却；
本发明合理分配各工段热量需求，无需外界额外补充热量，热量利用率高，耗能降低。
如图5所示，参照图6至图15，本发明对煤热解产物分离的具体过程如下：
步骤1，冷却室向第一或第二金属盘管(205或105)内通入高温介质，将第一分离装置2014和第二分离装置2015中的金属筛网(206、106)加热至300℃以上；此时，第八自控阀门2012-8和第五自控阀门2012-5打开，其余自控阀门均关闭；将煤热解产生的混合热解气通入一级旋风分离器6进行除尘分离；
步骤2，再将经一级旋风分离器6分离后的混合气体从第二分离装置2015第二气道201-1通入第二分离装置2015进行除尘分离，除尘分离时，混合气中的固体颗粒被金属筛网(106、206)过滤，混合气中包裹粉尘的煤焦油气化，使粉尘与煤焦油分离，煤焦油蒸汽和煤气从第二分离装置2015第一气道201排出并进入冷凝器8，在冷凝器8内，煤焦油蒸汽被冷凝液化并从冷凝器8的液体出口排出，进入蒸馏塔9进行蒸馏，得到洁净煤气，洁净煤气从冷凝器8排气口排出；
步骤3，当第二压力变送器2013-2检测到第二分离装置2015第二气道201-1的压力超出预设范围值时，第八自控阀门2012-8和第五自控阀门2012-5接收第二压力变送器2013-2的检测信号，并关闭第八自控阀门2012-8和第五自控阀门2012-5，同时，第四自控阀门2012-4和第二自控阀门2012-5打开，一级旋风分离器6分离后的混合气体通过第一分离装置2014进行除尘分离；然后第六自控阀门2012-6和第七自控阀门2012-7打开，冷凝器8排气口排出的清洁煤气从第二分离装置2015第一气道进入第二分离装置2015，对第二分离装置2015金属筛网上的固体颗粒进行反吹，使固体颗粒从金属筛网上脱离，然后再从第二分离装置2015第二气道201-1进入二级旋风分离器12，二级旋风分离器12对携带有反吹固体颗粒的煤气进行分离，经二级旋风分离器12分离后的煤气再与一级旋风分离器6出口的气体混合后经第四自控阀门2012-4进入第一分离装置2014进行除尘分离，当第二压力变送器2013-2检测到第二分离装置2015第二气道201-1的压力达到预设范围值时，第六自控阀门2012-6和第七自控阀门2012-7关闭；
步骤4，当第一压力变送器2013检测到第一分离装置2014第二气道201-1的压力超出预设范围值时，第四自控阀门2012-4和第二自控阀门2012-5接收第一压力变送器2013的检测信号，并关闭第四自控阀门2012-4和第二自控阀门2012-5，同时，第八自控阀门2012-8和第五自控阀门2012-5打开，一级旋风分离器6和二级旋风分离器12分离后的混合气体通过第二分离装置2015进行除尘分离；然后第一自控阀门2012-1和第三自控阀门2012-3打开，冷凝器8排气口排出的清洁煤气从第一分离装置2014第一气道201进入第一分离装置2014，对第一分离装置201金属筛网上的固体颗粒进行反吹，使固体颗粒从金属筛网上脱离，然后再从第一分离装置2014第二气道201-1进入二级旋风分离器12，二级旋风分离器12对携带有反吹固体颗粒的煤气进行分离，经二级旋风分离器12分离后的煤气再与一级旋风分离器6出口的气体混合后经第三自控阀门2012-3进入第二分离装置2015进行除尘分离，当第一压力变送器2013-1检测到第一分离装置2014第二气道201-1的压力达到预设范围值时，第一自控阀门2012-1和第三自控阀门2012-3关闭；
步骤5，重复步骤3至步骤4，实现对煤热解产物的持续分离。
本发明的原理如下(本发明的两种分离装置原理相似，以第二种为例进行说明)：
煤焦油在高温环境时，以煤焦油汽的形式存在，利用固气分离装置可将混合煤气中的微量固体颗粒分离，再进一步分离液气产物。通过本发明的分离装置对粉煤热解后粉尘与煤焦油、煤气进行分离的过程如下：
如图5～图15，结合图1和图2，通过高温气体进口总管102向第二金属盘管105内通入高温氮气对整个分离装置进行加热，当将第二金属筛网106的温度达到300℃以上时，再将粉煤热解后的混合气从第一气道201通入金属板框104的内腔，混合气在金属板框104的内腔被加热，被加热的合气中的煤焦油气化，混合气经过第二金属筛网106时，固体颗粒被第二金属筛网106过滤，煤焦油气化产生的煤焦油汽和煤气通过金属筛网去气，并从金属板框104的出口经第二气道201-1排出；
当从第一气道201至第二气道201-1的压降升高时，停止通入粉煤热解后的混合气，再从第二气道201-1向金属板框104的内腔通入净化气体，使第二金属筛网106上的固体颗粒与第二金属筛网106分离，分离出的固体颗粒从金属板框104入口经第一气道201排出。
优选的，在分离过程中，使单个组合筛板109中粉煤热解后的混合气的流向与第二金属盘管105内高温介质的流向相反。
本发明中，采用高温气体作为高温介质，温度为350℃以上，高温气体通过金属盘管并将金属筛网加热至300℃以上，含有焦炭末、煤焦油汽和煤气的混合气被加热，使混合气中的煤焦油气化，固体颗粒卡在金属筛网，煤焦油汽和煤气通过金属筛网去气、液分离工段，从而实现分离装置的分离净化功能。当分离装置从第一气道201至第二气道201-1的压降升高时，向分离装置反向吹入净化后的煤气，将卡在筛网上的固体产物吹出分离装置，从而使分离装置分离除尘功能“再生”。
如图7、图8、图14和图15所示，含有焦炭末、煤焦油汽和煤气的混合气从金属板框104下部(即入口)进入，上部(即出口)逸出，此过程为除尘分离过程；如图11所示，反吹气则是从金属板框104上部(即出口)进入，下部(即入口)逸出。
如图1～图4所示，原料从原料仓1送至筛分器2进行分级筛分，将满足粒径要求的原料送至干燥仓4，粒级不满足要求的原料送至粉碎器2，筛分粒度要求为小于15mm，粉碎后的原料送至筛分器2前。经过干燥仓4干燥的原料从微波热解炉5的顶部原料入口13进入炉内，装满原料后，开启微波发生器17和搅料器18，随着热解的进行，混合热解气在抽气叶轮15的辅助下，穿过金属丝网16进入一级旋风分离器6，兰炭从微波热解炉5底部的兰炭出口21排出。夹杂少量兰炭末的混合热解气经过一级旋风分离器6后，进入分离除尘室7(此时分离装置a作为分离除尘室对混合热解气进行分离除尘)，此时，混合热解气夹杂的兰炭末全部被分离。热解气经冷凝器8降温，气液相分离，煤焦油由冷凝器8底部流出，煤气从顶部逸出。煤焦油经过蒸馏塔9加热，分离出轻、重油和热解水，煤气进入冷凝器8后，分为两路：一路去冷却器10降温，得到洁净煤气，一路返回反吹净化室11(此时分离装置b被反吹，通过洁净煤气进行反吹净化)，反吹吸附集或卡在波纹板中间的兰炭末，反吹的洁净煤气夹杂微量兰炭末进入二级旋风分离器12，将兰炭末分离后的煤气再次进入分离除尘室7。将一级旋风分离器和二级旋风分离器回收的兰炭与热解产物兰炭混合送出。
参照图2，原料进入微波热解炉5时，搅拌器18逆时针旋转，将原料均匀的分散到热解炉内。热解过程中，搅拌器18顺时针旋转，将炉内中间和底部的原料搅动至外部，使得原料均匀吸波。
本发明所述的微波热解系统及产物分离方法均采用氮气循环换热，从而解决了热解过程热量利用不充分的难题，降低了环境污染和水资源消耗，同时，有效的分离固、液相热解产物，大大提高热解效率，有利于节能减排，容易实现系统连续性生产和工业化推广。
本发明还适用于油页岩、生物质、泥炭、污泥等原料热解产生的煤焦油蒸汽和煤气混合热解气进行热解产物分离。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应该理解，在不脱离本发明的精神和范围的前提下对本发明进行的修改或者等同替代，均应涵盖在本发明的范围之内。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。