一种制备焦碳的系统及方法与流程

本发明涉及属于石油重油、煤焦油沥青深度加工的
技术领域：
，具体地涉及一种制备焦碳的系统及方法。
背景技术：
：焦化是把石油重油、石油渣油、煤焦油沥青等大分子烃类化合物经过热聚合生成更大分子的焦炭产品的过程。现在的焦化技术大部分是以传统的延迟焦化技术为基础经过优化或改进而发展起来的，按照使用焦化技术的目标不同，可以把延迟焦化技术分为两类：一类是以多产轻油产品为目的的延迟焦化技术，常以石油重油或石油渣油为原料，以石脑油、柴油、蜡油等轻油为主要产品，副产石油焦产品，这类技术发展方向是随着技术的发展和进步，轻油产品的收率逐步提高、生产周期逐步延长、单套装置的生产规模逐步增大，例如，专利文献201610061496.2通过优化延迟焦化的工艺流程，先将高温油气冷凝，再油气分别处理，可以得到更高的液体产品收率。专利文献200910065261.0和200910065262.5采用先减粘后焦化的工艺，也可以增加液体产品收率，并能减少加热炉结焦倾向，延长开工周期。这类延迟焦化技术常用于炼油厂年加工原料数十万吨以上的大规模生产装置。另一类是以针状焦为主要产品的延迟焦化技术，这类技术以生产针状焦为主要产品，以提高针状焦产品的性质和收率为目标，例如，专利文献201811374496.3和专利文献201810743620.2在焦化塔前增加一个聚合塔，先经过一次聚合，生成一部分中间相沥青，然后再进入焦化塔进行焦化反应，这样可以提高针状焦的性能。生产针状焦的装置规模相对较小，常见的装置规模为5万吨/年。除了上述延迟焦化技术以外，还有一种间歇釜式焦化技术，这种间歇釜式焦化技术一般用在规模更小、焦炭产品质量要求相对比较高的生产过程中。专利文献201910728396.4用间歇焦化釜生产满足锂电池负极材料要求的高规整碳微晶沥青焦，这种方法是将原料沥青在焦化釜内经过干馏脱除轻组分并将芳烃组分进一步缩合而生成沥青焦，其技术关键是控制适宜的升温速率和焦化反应时间，来控制焦炭的晶型。专利文献200910012506.3、专利文献201110353712.8和专利文献201310496046.2也采用间歇釜式焦化技术，也通过控制合适的升温速度和焦化反应时间来生产针状焦产品。延迟焦化技术和间歇釜式焦化技术都是传统的重油加工技术，已经在石油化工、煤化工产业中得到了广泛应用，可以根据不同组成的原料、产品市场的需求生产出不同性能的石油焦和针状焦等产品，这些焦炭为碳材料产业提供了丰富的原料。随着碳材料产业的不断发展，多种功能性碳材料对原料焦炭的结构和性质的要求不断提高，例如，锂电池负极材料、石墨电极、高纯石墨等产品除了对焦炭的宏观指标有严格的控制之外，对焦炭的均质性也提出了更高的要求，实际上就是要求焦炭的分子大小、分子结构趋于相同或者相似，从生产技术上来说，只有在相同的温度、相同的时间条件下发生焦化反应，才能生产出分子大小、分子结构相同或相似的焦炭，才能保证下游碳材料产品高性能并且质量稳定。针对下游产品对焦炭越来越高的性能要求，现有的延迟焦化、间歇釜式焦化技术生产出的焦炭产品已经无法满足，因为这两种焦化技术都不能控制焦化反应器内的温度分布足够均匀，例如，延迟焦化塔内进料口处温度最高，塔中段温度最低，温度差值一般在40-60℃，由于焦化塔内反应温度分布不均匀，经常出现同一焦化塔内生产出不同性质的针状焦，甚至有些部位的焦炭达不到针状焦的指标；间歇釜式焦化技术也存在明显温度不均匀现象，由于需要加热釜壁向釜内提供热量，一般情况下釜壁高温与釜中心的焦炭温度相差也超过50℃，导致釜壁附近的焦炭过度焦化，而釜中心部位的焦炭焦化程度不足。温度场分布不均匀是延迟焦化、间歇釜式焦化技术所选用焦化塔的特点所决定的，所以，在生产高性能焦炭产品方面，延迟焦化和间歇釜式焦化技术无法满足要求。为了解决温度场分布不均匀的问题、能生产均质性更好的焦炭产品，本发明提供了一种焦化方法，本方法选用了合理的焦化炉结构以及与之配套的供热方式，能够实现焦化炉内温度分布均匀、反应时间相同的目标，可以生产出晶型结构均匀的焦炭产品，满足下游碳材料生产过程对原料焦炭质量的要求。技术实现要素：本发明的目的在于解决现有焦化技术存在的焦化炉内温度场分布不均匀的问题，提出了一种新的焦化方法，保证全部原料在相同的温度条件下进行焦化反应，能生产出晶型结构均匀的焦炭产品。为达到上述目的，本发明提供一种制备焦碳的系统，本系统包括核心设备焦化炉、热载气系统和油气回收系统。其中焦化炉是为原料沥青提供焦化反应的核心设备，热载气系统的功能是为焦化炉提供足够的热量，油气回收系统的功能是将焦化反应过程中生成的烃类组分回收并分离成气体、轻油和重油等产品。所述焦化炉包括m个以上相并联的焦化室8、热载气进气总管道6、热载气出气总管道12和导气总管道10，其中，m≥4；所述焦化室包括反应皿，进出料通道，进出料通道安装有密封门，所述焦化室内放置反应皿架，所述反应皿置于反应皿架上，每个焦化室顶部设计有一个导气管，相邻两个焦化室之间墙壁的内部及第一个焦化室和最后一个焦化室靠外侧墙壁的内部均排布着一组热载气盘管21；每一组热载气盘管的一端为进气端，另一端为出气端；其中，每一组热载气盘管的出气端与相邻下一组热载气盘管的进气端相连，第一个焦化室靠外侧墙壁的内部的热载气盘管的进气端与最后一个焦化室靠外侧墙壁的内部热载气盘管的出气端相连；并在每个连接管线上都安装有流量控制阀；在第一个焦化室和最后一个焦化室靠外侧墙壁内的热载气盘管连接管线及相邻两个焦化室墙壁内的热载气盘管连接管线上分别安装有热载气进气管7和热载气出气管11，并在热载气进气管、热载气出气管的管线上安装有流量控制阀；每一组热载气盘管的进气管7与热载气进气总管道6相连，每一组热载气盘管的出气管11与热载气出气总管道12相连，出气管也与相邻(焦化炉两端墙壁内的热载气盘管视为相邻)下一组热载气盘管的进气管相连，每个连接管线上都安装有流量控制阀。每个焦化室墙壁内的导气管9均连接入导气总管道10；所述热载气系统包括燃烧器3和循环风机4，所述油气回收系统包括分馏塔13、冷却器19、分离器16和真空泵17；所述燃烧器3出气口与热载气进气总管道6相连接，所述燃烧器3进气口与循环风机4连接，所述循环风机4与热载气出气总管道12连接，所述导气总管道10与分馏塔13进料口连接，所述分馏塔13顶部出气口与冷凝器19、分离器16连接，所述分离器16与真空泵17连接。所述焦化炉，是由多个结构和尺寸相同(薄层立方体结构)的焦化室相邻排列而构成，所述焦化室是薄层立方体结构，是指其宽度仅为0.5-1.5米，可以保障焦化室内的温度场分布均匀。每个焦化室内放置一个反应皿架。作为优选，所述焦化炉的外壁安装有保温层，减少散热造成能量损失。所述保温层为本领域公知的材料。作为优选，所述焦化室的内部还包括两个以上的反应皿。作为优选，所述每个焦化室深度为2-4米、高度为2-5米、宽度为0.5-1.5米，其中，每个焦化室的一侧作为进出料的通道，设计有一个可以开关的密封门，密封门打开时，可以满足装有原料/产品的托盘框架车推进、推出，密封门关闭时，能保证焦化室与外部隔开，阻止气体流通。所述反应皿架是指可以有序摆放多个反应皿的可移动框架。所述反应皿是指尺寸规范、可以装一定体积沥青/焦炭的薄层金属容器，反应皿的长800-1000毫米、宽500-800毫米、高300-500毫米，所述薄层是指反应皿的高度仅有300-500毫米，减小了传热距离，可以保证反应皿内温度均匀分布，反应皿的上端可以是敞开的，也可以是半敞开的，只要保证所生成的油气顺利排出即可。每个焦化室顶部设计有一个导气管，通过管道把焦化室内生成的油气导出焦化室，并将各焦化室导出的油气汇集到一个导气总管道10内，然后由导气总管道10将油气送至分馏塔13。每相邻两个焦化室的墙壁内部排布着一组热载气盘管，当热载气流经热载气盘管时，将热载气携带的热量通过辐射、对流的方式传递到焦化室，用于加热反应皿中的沥青或焦炭。热载气盘管的排列方式为按焦化室的顺序依次排列，并且首尾相接，即热载气盘管先排列第一个焦化室，当第一个焦化室排列完成后，将第一个焦化室热载气盘管的出气端连接到第二焦化室热载气盘管的进气端，当第二焦化室排列完成后，将第二焦化室热载气盘管的出气端连接到第三焦化室热载气盘管的进气端，以这样的方式递推，当最后一个焦化室排列完成后，将最后一个焦化室热载气盘管的出气端连接到第一个焦化室热载气盘管的进气端。这样，焦化炉热载气盘管形成一个循环系统。在每组热载气盘管上都安装有热载气进口管线和热载气出口管线，即热载气进气管7和热载气出气管11，每个热载气进气管都与热载气进气总管6连接，每个热载气出口管都与热载气出口总管12连接，并在热载气进口管线、热载气出口管线上安装有流量控制阀。所述热载气系统，主要由燃烧器3、循环风机4、一系列管阀件组成。燃气1和空气2在燃烧器3内燃烧，高温烟气与循环热载气混合形成高温热载气，通过阀门控制(第1个焦化室靠外侧墙壁内的热载气盘管的进气管阀门打开，其它焦化室进气管阀门全部关闭)将热载气送入第1个焦化室靠外侧墙壁内热载气盘管的进气管入口，热载气沿盘管依次经过第1、2、3、……、m-4、m-3个焦化室，热载气的温度逐渐降低，这些焦化室的温度也对应形成依次降低的温度分布，相邻两个焦化室之间出现一个温度梯度，控制热载气在第m-3和m-2个焦化室之间的热载气盘管的出气管流出(此时第m-3和m-2个焦化室之间的热载气出气管阀门打开，其它焦化室间热载气出气管阀门全部关闭)作为循环热载气，循环热载气经循环风机4升压后，一部分送至燃烧器3升温并循环使用，多余部分经阀门控制流量排放5。在这一情况下，第1个焦化室的温度最高，之后第1、2、……、m-3、m-2个焦化室的温度依次降低，在被加热的焦化室中第m-2个焦化室温度最低，第m个焦化室进入降温状态，第m-1个焦化室已经降温至室温条件，处于卸料、装料状态，第m-2个焦化室已经完成装料，进入升温状态。焦化反应的最高温度是本发明的主要控制指标，在这一情况下，第1个焦化室的温度最高，可以通过调整燃烧器出口温度来控制第1个焦化室的温度，通过调节循环热载气的流量来控制焦化室之间的温度梯度。当第1个焦化室的反应时间完成以后，打开第1和2焦化室之间热载气盘管的进气管阀门，关闭第1和m个焦化室之间热载气盘管的进气管阀门，然后打开第m-2和m-1个焦化室之间热载气的出气管阀门，关闭第m-3和m-2个焦化室之间热载气的出气管阀门。此时，高温热载气经热载气进口总管6从第1和2个焦化室之间热载气盘管的进气管进入焦化炉，从第m-2和m-1个焦化室之间的热载气盘管的出气管排出焦化炉，经热载气出口总管12进入循环风机4。在这一情况下，第2个焦化室的温度成为最高温度，之后第2、3、……、m-3、m-2个焦化室的温度依次降低，在被加热的焦化室中第m-1个焦化室温度最低，第1个焦化室开始降温，第m个焦化室的温度降至室温，处于卸料、装料状态，第m-1个焦化室已经完成装料，开始进入升温状态。当第2焦化室的反应时间完成以后，用同样的方法将高温热载气引入下一个焦化室，这样循环，对每一个焦化室来说，都完成了装料、升温、最高温焦化、降温、卸料的过程，对于整个焦化炉来说，连续不断地把原料沥青转化成特种性能的焦炭。所述油气回收系统，主要由分馏塔13、冷凝器19、分离器16、真空泵17、一系列管阀件组成。在生产过程中，将处于卸料、装料的焦化室顶部的导气管阀门关闭，其它焦化室顶部导气管阀门全部打开，通过导气总管10把每个焦化室反应过程中生成的油气送到分馏塔13，在分馏塔中冷凝并分离成轻油15、重油14、气体18，气体18经塔顶真空泵17抽出并送出装置。每个焦化室的压力控制为微正压，即0-500pa，通过调节塔顶真空泵入口的真空度和各导气管上阀门的开度来控制焦化炉各焦化室的压力。本发明提供一种制备焦炭的方法，包括以下步骤：当焦化室的数量为m(m≥4)时，包括以下步骤：a、初始阶段：在焦化系统启动之前，焦化炉、热载气系统、油气回收系统都处于初始状态，即焦化炉内各焦化室都处于常温常压状态；热载气系统的全部设备都处于关闭状态，热载气管道内的气体处于室温、静止状态；油气回收系统的全部设备都处于关闭状态，没有油气从焦化炉流向油气回收系统；b、启动阶段1)装料：将原料沥青装入反应皿中，将多个装有沥青的反应皿摆放在反应皿架上，将反应皿架置于焦化室中，然后关闭并密封焦化室门。按照这个程序，把原料沥青装入每一个焦化室中；2)热载气循环：启动循环风机，将燃气和空气通入燃烧器内燃烧，与循环风机的循环热载气混合，形成混合热载气，打开第1个焦化室靠外侧墙壁内热载气盘管进气管阀门(其它热载气盘管进气管阀门全部关闭)、打开第m-3和m-2个焦化室之间的热载气盘管出气管阀门(其它热载气盘管出气管阀门全部关闭)，控制热载气从第1焦化室靠外侧墙壁内的热载气盘管的进气管进入焦化室，依次经过第1、2、3、……、m-3个焦化室，最终从第m-3和第m-2个焦化室之间的热载气盘管的出气管排出焦化炉，经热载气出气总管道循环至循环风机；3)油气处理：在2)所述热载气循环路线下，除第m-1个焦化室在室温条件不产生油气之外，其它焦化室都处于被加热状态，都有油气产生，这种情况下，第m-1个焦化室顶部导气管阀门处于关闭状态，其它焦化室顶部导气管上的阀门都处于打开状态，各焦化室产生的油气经焦化室顶部的导气管汇集到导气总管道后，进入分馏塔，在分馏塔内分出气体、轻油和重油产品；4)加热和焦化反应：在2)所述热载气循环的路线下，第1个焦化室处于最高温条件下，其后第1、2、3、……m-2个焦化室的温度依次降低，第m-2个焦化室是在被热载气加热的焦化室中温度最低的一个焦化室，第m-1个焦化室的温度为室温，处于装卸料状态。当第1个焦化室的焦化反应时间完成以后开始切换热载气循环路线；c、循环反应阶段当上述第1个焦化室的焦化反应时间完成以后，开始切换热载气循环路线，使第1个焦化室的焦炭产品降温、卸料，使第2个焦化室的反应温度升到最高。切换热载气循环路线的方法如下：打开第1和2个焦化室之间热载气盘管的进气管阀门，关闭第1个焦化室外侧墙内的热载气盘管的进气管阀门，然后打开第m-2和第m-1个焦化室间热载气盘管的出气管阀门，关闭第m-3和m-2个焦化室之间热载气盘管的出气管阀门，打开第m-1个焦化室顶部导气管阀门，关闭第m个焦化室顶部导气管阀门。此时，热载气从第1和2个焦化室之间的热载气进气管进入焦化炉，依次经过第2、3、4、5、……m-2个焦化室，最终从第m-2和第m-1个焦化室之间的热载气盘管出气管排出焦化炉，第2个焦化室是温度最高的焦化室，第m-1个焦化室是在被热载气加热的焦化室中温度最低的一个焦化室，第m个焦化室降温到了室温，处于装卸料状态。当第2个焦化室的焦化反应时间完成以后开始切换热载气循环路线；打开第2和3个焦化室之间热载气盘管的进气管阀门，关闭第1和2个焦化室之间的热载气盘管的进气管阀门，然后打开第m-1和m个焦化室之间热载气盘管的出气管阀门，关闭第m-2和m-1个焦化室之间热载气盘管的出气管阀门，打开第m个焦化室顶部导气管阀门，关闭第1个焦化室顶部导气管阀门。此时，热载气从第2和3个焦化室之间的热载气盘管进气管进入焦化炉，依次经过第3、4、5、6、……m-1个焦化室，最终从第m-1和m个焦化室之间的热载气盘管出气管排出焦化炉，第3个焦化室是温度最高的焦化室，第m个焦化室是在被热载气加热的焦化室中温度最低的一个焦化室，第1个焦化室降温到了室温，处于装卸料状态。当第3个焦化室的焦化反应时间完成以后开始切换热载气循环路线；打开第3和4个焦化室之间热载气盘管的进气管阀门，关闭第2和第3个焦化室之间的热载气盘管的进气管阀门，然后打开第m和第1个焦化室间热载气盘管的出气阀门，关闭第m-1和m个焦化室之间热载气盘管的出气管阀门，打开第1个焦化室顶部导气管阀门，关闭第2个焦化室顶部导气管阀门。此时，热载气从第3和第4个焦化室之间的热载气盘管进气管进入焦化炉，依次经过第4、5、6、7、……m个焦化室，最终从第m和第1个焦化室之间的热载气盘管出气管排出焦化炉，第1个焦化室是在被热载气加热的焦化室中温度最低的一个焦化室，第4个焦化室的反应温度达到最高，第3个焦化室开始降温，第2个焦化室降温到了室温，处于装卸料状态。当第4个焦化室的反应完成以后，再依次切换热载气循环路线；按照这种方式依次切换热载气循环路线，就形成了本发明焦化炉循环连续操作和生产。作为优选，所述焦化室的压力控制在0-500pa，焦化室的压力通过调节分馏塔顶真空泵的入口真空度和导气管线上的阀门开度进行控制。作为优选，步骤12)中还包括经循环风机增压后热载气一部分排出，调节排出量来控制焦化室内热载气循环系统的压力，另一部分送至燃烧器作循环热载气。热载气循环系统的压力控制在0.2mpa以下。使得焦化室的温度不高于500℃。作为优选，所述焦化室以阶梯型模式升温，焦化室的梯级温度差为30-80℃，更优选为30-50℃，各梯级温度下总反应时间为20-70小时，更优选为40-60小时。本发明焦化炉中的各焦化室都以阶梯型模式升温，最高温度可以达到500℃，可以用于制备多种结构均匀的焦炭产品。本发明的焦炉实现了热载气与油气分开处理，形成了两个独立控制的加热系统和油气回收系统，提高了热利用效率。与现有的延迟焦化、间歇釜式焦化技术相比，本发明的优势在于：(1)本发明选用了两个薄层结构的模式，为全部原料沥青提供了相同的焦化反应温度和相同的焦化反应时间，最终得到了结构和性质均匀的焦炭产品。两个薄层结构中，其中一个是焦化室是薄层结构，宽度仅0.5-1.5米，保证了焦化室内温度场分布均匀，试验证明，在控制300-500℃温度范围内，焦化室内各点温度偏差在±2℃范围内；另一个薄层结构是反应皿是薄层结构，反应皿的高度仅300-500毫米，大约是现有技术焦炭厚度的十分之一，这种薄层反应皿大幅度缩短了热量传递的距离，保证了反应过程中焦炭层内的温度分布更均匀，试验证明，反应过程中焦炭层中心与表面的温度差≦5℃。所以，在本发明的焦化炉内最高温度点与最低温度点的温差≦7℃，而现有延迟焦化、釜式焦化技术中焦炭层内温差都超过40℃，对比可知，本发明大幅度改善了焦化反应器内的温度分布，为生产均匀的焦炭产品提供了条件。(2)热载气与油气分开处理，最大限度的提高了油气收率和效果。(3)焦化室串联连接，使各焦化室形成不同的温度分布，增大了热载气进入焦化炉、排出焦化炉两点的温差，有效提高了热效率。(4)操作灵活，可以灵活地调节最高焦化温度和焦化反应时间，可以满足各种焦炭产品的质量需求。(5)本发明采用多焦化室串联连接，宏观上实现了连续生产，提高了生产效率。附图说明图1为本发明所用焦化炉的前视立体结构图；图2为本发明所用焦化炉的后视立体结构图；图3为本发明的工艺流程图和焦化室切换操作方法示意图；图4为上进下出盘管结构示意图；图5为下进上出盘管结构示意图；图6为反应皿架立体图；图7为反应皿架前视图；图8为反应皿架左视图；图9为反应皿结构图；图10为实施例4焦化炉内测温点分布图；附图标记：1、燃气，2、空气，3、燃烧器，4、循环风机，5、排放气体，6、热载气进气总管道，7、热载气进气管，8、焦化室，9、导气管，10、导气总管道，11、热载气出气管，12、热载气出气总管道，13、分馏塔，14、重油，15、轻油，16、分离器，17、真空泵，18、气体，19、冷却器，20、阀门，21、热载气盘管。具体实施方式下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。延迟焦化技术是把原料沥青短时间内加热到500℃左右，然后进入焦化塔进行聚合焦化反应，由于反应温度高、反应速度快，很难实现定向有序聚合，焦炭的分子结构相差很大，只能作为普通焦炭使用。但如果控制焦化反应温度、聚合反应速度，就能实现定向聚合，得到分子结构相似且有序排列的焦炭产品，这种焦炭可以用于制备锂电池负极材料或其它碳材料。本发明采用多个焦化室串联连接的方式，相邻焦化室自然形成依次降低的温度分布，对于每一个焦化室来说，随着热载气进气管线、出气管线的依次切换，每一个焦化室都经历相同的从低温到高温的反应历程，并且焦化室内温度分布均匀，这样严格控制每个焦化室内的焦化反应温度和反应时间，就可以得到理想的焦炭产品。本发明的工艺流程如图3所示，实施过程为：(1)热载气循环系统：燃气1配适量的空气2在燃烧器3内燃烧，并与来自循环风机4的循环热载气混合，形成混合热载气，从第1个焦化室外侧墙壁的热载气盘管进气管7进入焦化室，依次经过第1、2、3、……、m-3、m-2个焦化室，最终从第m-3和m-2个焦化室之间的热载气盘管出气管11出焦化炉并经热载气出气总管道12循环至循环风机4，经循环风机增压后一部分送至燃烧器3作循环气，另一部分送出装置排放气体5。(2)装料：在(1)所述热载气循环系统的状态下，第m-1个焦化室处于卸料、装料状态，将原料沥青装入反应皿中(反应皿结构图见图9)，将多个装有沥青的反应皿按照要求摆放在反应皿架上(反应皿架结构图见图6、图7、图8)，然后将反应皿架推进焦化室中，关闭并密封焦化室门。(3)加热和焦化反应。通过调节热载气的温度和流量来控制各焦化室的反应温度，在(1)所述的循环系统的状态下，第1个焦化室的温度最高，之后第1、2、3、……、m-3、m-2个焦化室的温度依次降低，形成温度梯阶，在被加热的焦化室中第m-2个焦化室温度最低，每个焦化室都在各自的温度梯阶下反应。第m-1个焦化室处于装卸料状态。当第1个焦化室完成焦化反应以后，切换热载气循环线路，使第2个焦化室温度最高，其后第2、3、4、……、m-2、m-1个焦化室的温度依次降低，第m个焦化室处于装卸料状态。同样，当第2个焦化室完成焦化反应以后，再继续依次切换热载气循环线路，这样，经过一系列的切换热载气线路以后，每个焦化室内的原料沥青都经历了装料、从低温到高温的焦化反应、卸料等过程，其中最高温度和最高温度下的反应时间是本发明的关键控制条件。(4)油气处理。各焦化室产生的油气经焦化室顶部的导气管9、导气总管道10汇合进入分馏塔13，在分馏塔内分出气体18、轻油15和重油14产品，焦化室的压力由分馏塔顶的真空泵17和有关阀门20进行控制。实施例1-4实施例1-4所用焦化炉由多个焦化室组成，采用阶梯型升温模式和控制每一梯级温度下的聚合反应时间，来模拟在多个焦化室串联条件下的反应效果。如图1、图2为本发明所用焦化炉的基本结构图，但不限于图中所示的焦化室的数量，可以根据生产规模的需要增减焦化室的数量和尺寸。焦化室深度为2.2米、高度为2.2米、宽度为1米，反应皿尺寸为长0.8米、宽0.6米、高0.3米，反应皿架上可以摆放3竖列反应皿，每竖列摆放5层反应皿，一次共装15个反应皿。焦化室两侧布置有热载气盘管，热载气盘管如图4、图5，用热烟气作为热载气进行加热，并通过调节烟气温度来控制焦化室的温度。本实施例按8个串联的焦化室进行模拟，在8个焦化室组成的焦化炉系统中，任何一个时刻，每个焦化室的状态都不相同，见表1：表1任意时刻各焦化室的状态焦化室编号状态温度5焦化反应最高温6焦化反应最高温-△t7焦化反应最高温-2△t8焦化反应最高温-3△t1焦化反应最高温-4△t2已经装原料，正在升温高于室温3正在卸产品、装原料室温4正在降温高于室温对于某一个焦化室来说，一个周期内经历的阶段包括：装原料、升温、一系列梯级温度下反应、最高温度下反应、降温、卸料。实施例以高温煤焦油沥青为原料(原料组成和性质列于表2)，焦化室的控制条件范围为：焦化室的最高焦化温度按490℃、500℃两个温度控制，每个梯级温度差为30℃，每个梯级温度下反应时间(升温加恒温)按6小时、8小时两种条件控制，在这种条件范围内，焦化反应温度曲线和焦炭收率、性质分别列于表3和表4。在实施例4条件下，测定了焦化室内5个位置的温度值，用来观测焦化室内温度分布的均匀性，也测定了焦化室内5个位置托盘中焦炭产品的挥发分，用来观测焦化室内各位置产品性质的均匀性。5个测温点和5个焦炭采样点是对应的，分别是托盘框架车的4个端点和中心点(见图10)，各点的温度分布和焦炭的挥发分检测结果列于表5。结果表明，在不同温度下焦化室都有很均匀的温度分布，偏差在±2℃范围内，焦炭的质量也非常均匀，5个焦炭样品的挥发分最大差值为0.2％，5个焦炭样品经1400℃煅烧后真密度均为2.14克/立方厘米，性质非常均匀。表2高温煤焦油沥青的组成和性质项目指标密度，kg/m31282.1灰分，％0.05软化点，℃97结焦值，％43.6碳含量，％92.01氢含量，％4.65硫含量，％0.68氮含量，％1.21氧含量，％1.40表3实施例1、2反应温度曲线和焦炭结果表4实施例3、4反应温度曲线和焦炭结果表5焦化室温度分布和焦炭均匀性实施例5以上述实施例4所得到的焦炭为原料，经1250℃焙烧1.5小时，然后磨成粉，其d50为16微米，再经2600℃石墨化，制备成锂电池负极材料，并做成批量半电池进行测试，平均结果为：首次充电平均比容量：370.10mah/g首次放电平均比容量：347.69mah/g首次平均库伦效率：93.9％二次充电平均比容量：352.72mah/g二次放电平均比容量：350.15mah/g二次平均库伦效率：99.3％从半电池的测试结果以看出，用本发明的焦炭可以制备出性能良好的锂电池负极材料。本发明未详细说明的内容均可采用本领域的常规技术知识。最后所应说明的是，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当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。当前第1页12