煤炭低温干馏微波加热技术的研究进展

合集下载

低阶煤热解气分质利用技术与展望

低阶煤热解气分质利用技术与展望摘要：由于我国低阶煤储存大，煤炭资源高效利用有利于保障我国能源安全，低阶煤热解可以有效获取高值化焦油、半焦及煤气。

可以将低阶煤分为三个过程来阐述热解原理。

通过分析煤阶、升温速率、气氛、温度、粒径等热解条件及处理方法对低阶煤热解反应特性的影响。

催化热解通过获取高品质热解产物，根据催化的特性和催化行为不同，了解低阶煤对催化热解的影响。

通过在对热解的现状和进展的基础上，对低阶煤的工艺极速进行总结，了解未来的研究方向，促进我国低阶煤热解技术的发展方向。

关键词:低阶煤;热解;下游产品;综合利用引言上世纪七十年代，世界出现能源危机促进了窝火低阶美热解技术的发展，同时研发出多种低阶煤热解技术和工艺。

我国低阶煤储量高于油气储量，因此国家加快低阶煤热解技术的研发，同时开发出许多新的热解工艺并且创立了许多示范项目。

中低温热解作为低阶煤的重要制作方法，受到越来越多的关注和重视。

前期主要以半焦生产为主，对半焦生产得到的焦油和煤气很少再进行加工利用，对热解产生的煤气直接排放或着燃烧。

不但造成了污染而且还造成了能源浪费，并未达到能源的高效利用。

本文通过分析热解气技术及特点，研究大量的国内热解气体应用及合成技术，了解未来大型煤炭分质的应用方向，进而解决低阶煤的利用价值，增加能源的有效利用。

1热解煤气性质不同的热解方法采取的工艺和热载体不同，中低温的热解煤气热值约为1200～1800 kcal/m 3，热解气由CO、H2、CH4、CO2、N2、C2～C5、和少量的H2S等组成。

当使用烟气加热时，煤气中的 N2和CO2含量较高。

当采用间接加热或纯煤加热时，热解得到的荒煤气中有效气体含量较高。

当热解气热值较低时，可以作为热解热源气、城市燃气，或者用于发电站。

当有效气体较高时，热解气可以用于生产如甲醇、二甲醚等其他类别的化工产品［1］。

2低阶煤热解影响因素2.1煤阶煤阶，是对低阶煤热解行为产生影响的重要因素，通过对热重红外联用技术可以探究不黏煤、褐煤和不同地区长焰煤的特性，不同低阶煤中羧基基团和脂肪链的含量直接影响热解过程中CO2和CH4释放。

褐煤干燥脱水技术的研究进展

分解相联系。
２２热脱水工艺／．．法
该工艺过程与前述方法不同之处在于其水的移除状态不同，为热法脱水过程。源为过热热蒸气，工艺过程温度为大约２５Ｃ。因此为维持３＂水分不被汽化，系统压力必须维持在同温度下水
或微弱结合的水，经过等温抽气即可出去。二，在微孔中有紧紧吸住的水，它们在适度增高的压力和温度下可以出去。，水还能化学吸附在煤三上，这种水只有在较高的蒸汽压力下才能释放出来。第三种水同煤中含氧官能团的热分解相联
天。经过蒸汽处理后，电厂用处理过的褐煤将是
５０００吨／，天这就意味着燃料运输量减少了５％０。因此煤炭干燥技术的开发有利于扩大年轻煤种的综合利用途径，可以很大程度上提高年轻煤种
的市场竞争力。
１２褐煤中的水分．
在于运费，水分高也限制了将本地区的褐煤向远
游装置的利用效率，降低设备规模。ＴｂｒＧｉｏ．
源是关键问题。国褐煤资源储量大，由于褐我但
煤水分含量很高，如直接参与燃烧，方而在着一
Ｒｚｏｙ …曾做过试验，用褐煤（１９Ｍ／ｇｏｇｎｉ１．３Ｊｋ热值，４ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ．２水分）经２０６Ｐ的蒸汽处理后，２５％．２Ｍａ水分降至１．３，４４％热值增加到１．８Ｍ／ｇ增８０４Ｊｋ，
・

微波干燥的工作原理及优化设计

微波干燥的工作原理及优化设计微波干燥是一种利用微波能量进行物料干燥的技术。

与传统的热风干燥相比，微波干燥具有速度快、效率高、质量好等优势。

本文将介绍微波干燥的工作原理，并探讨如何进行优化设计，以提高干燥效果和经济效益。

一、微波干燥的工作原理微波干燥是一种将微波能量直接传输到物料内部，以内部加热方式进行干燥的技术。

其工作原理可归纳为以下两个方面：1. 微波能量的传输和吸收当微波能量通过物料时，其传输会发生两种现象：穿透和吸收。

物料的吸收取决于物料的介电性能，即介电常数和介电损耗因子。

在微波场作用下，如果物料的介电损耗因子较大，即对微波能量的吸收较强，干燥效果会更好。

2. 热传导和传质微波干燥同时包括热传导和传质两个过程。

物料在微波辐射下产生的热量会通过传导传递到物料的内部，并通过传质作用将物料内的水分蒸发出来。

传质速率取决于物料表面的水分蒸发速率和物料内部的传质速率。

通过合理控制微波功率和传质条件，可以实现快速而均匀的干燥效果。

二、微波干燥的优化设计为了提高微波干燥的效果和经济效益，需要进行优化设计。

以下几个方面是值得考虑的：1. 微波功率和频率的选择微波功率和频率是微波干燥的重要参数。

合理选择微波功率可以实现快速干燥，但过高的功率会引起物料的热过量，导致干燥不均匀。

频率的选择也应根据物料的特性进行调整，以提高微波能量的吸收效果。

2. 干燥温度和时间的控制干燥温度和时间直接影响微波干燥的效果。

过高的温度会导致物料变质，而过长的干燥时间则会增加生产成本。

因此，需要根据物料的特性和需求来选择合适的温度和时间参数，以实现高效的干燥效果。

3. 微波干燥设备的设计微波干燥设备的设计也是优化的重要环节。

合理设计微波辐射系统和传质系统，可以实现微波能量的均匀传递和物料内部的快速传质。

同时，设备的结构设计应方便清洁和维护，提高生产效率和设备的使用寿命。

4. 过程监控和控制通过实时监测干燥过程中的物料温度、湿度和微波功率等参数，可以及时调整微波干燥设备的工作状态，实现高效的控制。

微波加热技术在化学反应中的应用

微波加热技术在化学反应中的应用微波加热技术是一种高效、快速、节能的加热方式，经常被应用于化学反应的研究和工业生产中。

传统的加热方式如火焰、电炉等，加热速度较慢，耗电和耗时都较高，而微波加热技术则可以在短时间内提高反应速率和产率，并且对反应条件有较高的控制能力。

1. 微波加热技术的原理微波是一种电磁波，其波长在0.1-100cm之间。

当微波加热介质时，其分子会对微波场产生极化，使得介质内部的分子振动并互相摩擦，从而转化为热能。

微波加热方法的优点是能够直接作用于物料分子，因此加热速度很快，加热均匀性好，并且能够精确地控制反应温度和反应时间，因此被广泛应用于化学反应中。

2. 微波加热技术在有机合成中的应用在有机合成中，一些反应需要高温和高压条件下才能完成，这种条件会导致反应物分解或生成不必要的副产物。

而微波加热则能够在较低的温度和压力下促进反应的进行，提高产率和选择性。

微波合成方法已经被用于许多有机物的合成，例如：2.1 反应物的无溶剂合成传统有机合成使用有机溶剂，会生成溶液中的溶剂垢和废弃物，造成设备的污染和废弃物的增加。

因此，无溶剂有机合成更加环保和经济。

利用微波加热，无溶剂的有机反应可以在少量的催化剂下快速完成。

2.2 化合物的无水合成许多化学反应需要水分或水溶性化合物作为催化剂或反应物。

然而，水溶性化合物不容易纯化，因此无水合成更加优选。

微波加热可以使得反应物迅速脱水、脱卤或脱氨等，实现无水合成。

2.3 新型有机化合物合成利用微波合成反应可以快速合成具有新结构或新性质的有机化合物，例如具有药物活性或光学性质的有机化合物。

3. 微波加热技术在配位化学中的应用配位化学是指各种金属离子与配体之间的化学反应。

由于金属离子比有机化合物无机分子更加复杂多变，因此需要严格的反应条件和加热方式才能完成反应。

而微波加热具有很好的选择性和控制能力，因此被应用在金属配位化学中。

3.1 催化反应的合成微波加热可以快速控制催化反应的温度和时间，从而在合成过程中达到良好的效果。

ú

在隔绝空气或惰性气氛下，对煤炭持续加热至
５００～６５０℃，经过一系列复杂的物理变化及化学反应，使其挥发分分解析出。煤热解的直接产物
是煤焦油、煤气及半焦。
适于进行低温热解的煤炭，一般要求其含油
关键词：低阶煤：低温热解：热解设备；发展趋向
中图分类号：ＴＱ５３０．２
文献标识码：Ａ
文章编号：１００５－８３９７（２０１５）０６－００１６－０５
煤炭在我国能源消费结构中长期占７０％左
（４）根据煤炭在热解设备中的运动状态，可分为移动床式，流化床式及翻动床式热解。
（５）根据热解设备的安装状态，可分为立式热解系统及卧式热解系统，后者又可分为旋转式及移动式两大类。
多年来，经过业界人士持续不断的开发和努力，先后开发了各种不同类型的热解技术，也出
收稿日期：２０１５－０６－１９ＤＯＩ：１０．１６２００／ｊ．ｃｎｋｉ．１１－２６２７／ｔｄ．２０１５．０６．００４作者简介：赵玉良（１９６３一），男，河南南阳人，１９８８年毕业于陕西机械学院机械工程系，工学硕士，中国重型机械研究院股份公司教授级高级工程师。

微波场中长焰煤与焦煤共热解实验研究

电石和化肥等行业完全可以替代且优＝般焦炭．ｆ一由于原料及工艺等方面的差异，焦的市场价格远半
＊Ｐｅｃｎｆｗｅｇｔｒｅｔｏｉｈ．
由表１可知，Ｍ的灰分含量是ｗ＿ＪＪＧ煤的１７，．倍挥发分含量比ＷＪＧ煤的低５左右，分和固定碳水含量二者基本相同．素分析表明，Ｍ硫含量是元Ｊ
第３４卷第３期２１年７０１月
煤炭转化
Ｃ０ＡＩＣＯＮＶＥＲＳＯＮＩ
Ｖｏ＿４Ｎｏ３ｌ３．
Ｊ１２１ｕ．Ｏ１
微波场中长焰煤与焦煤共热解实验研究
宋永辉
摘要
苏婷。兰新哲。裴建军 ’
对王家沟（Ｇ）焰煤和焦煤（Ｍ）ＷＪ长Ｊ两种原料煤进行了微波共热解实验研究，考察了
两种煤配比不同时热解产物的收率及成分变化．结果表明，波热解条件下，着混煤中Ｊ比例微随Ｍ
的增大，油收率在逐渐减少，固体焦的灰分含量与硫含量逐渐增加．Ｅ照片也表明，焦而ＳＭ固体焦
表面的微孔结构越来越多，孔的边界越来越清晰．气中ＣＣＣＨ微煤Ｏ，Ｏ，和ｃＨ含量在３ｒｉｎａ以前随热解时间的延长均逐渐增加，随后逐步减少．着混煤中Ｊ配比的增大，解煤气中Ｃ随Ｍ热Ｏ和ＣＯ含量逐渐减少，Ｃ但Ｈ和ＣＨ含量在３ｒｉｎ以前变化不是很明显，３ｍｉ～１ｉａ在ｎ５ｒｎ区间ａ

物质介电特性对微波加热影响研究进展

第49卷第9期当代化工 Vol.49，No.9 2020年9月 Contemporary Chemical Industry September，2020基金项目：中国石油化工集团公司科技项目，项目号：141903。

收稿日期： 2020-07-21物质介电特性对微波加热影响研究进展吴斯侃，宋永一，王鑫，张彪，赵丽萍，王博（中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，大连 116041）摘要：微波作为一种重要的快速加热手段，近年来在化工行业领域得到广泛重视。

由于微波加热原理有别于传统加热具有特殊性，因此探究其影响因素对于改进微波加热工艺意义重大。

介电特性是分子中束缚电荷对外加电场的响应特性，对于微波加热影响十分关键。

纵观物质介电特性对微波加热影响的相关研究，分别从含水量、堆积密度等物性参数角度出发，探索并总结物质介电特性影响微波加热的核心关键点。

最后列举目前国内外基于介电特性所优化的微波加热工艺构想，为今后该技术在面向工业化应用的道路上拓宽新思路。

关键词：微波；热解；介电特性；含水量；堆积密度；优化中图分类号：TM 25 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2020）09-1987-05Research Progress in Influence of Dielectric Propertiesof Materials on Microwave HeatingWU Si-kan, SONG Yong-yi, WANG Xin, ZHANG Biao, ZHAO Li-ping, WANG Bo(Sinopec Dalian Research Institute of Petroleum and Petrochemicals, Dalian 116041, China)Abstract : Microwave, as an important method of flash heating, has received extensive attention in the field of chemical industry in recent years. Because the principle of microwave heating is different from that of conventional heating, it is significant to explore its affecting factors to improve the heating process. Dielectric properties are the response characteristics of the bound charge to the applied electric field in the molecule. In this paper, the research on the influence of dielectric properties on microwave heating was summarized, and the key points from physical parameters were determined,such as moisture content and bulk density. Finally, optimization ideas of microwave heating based on dielectric properties was listed, which would broaden the way of industrial application in the future. Key words : Microwave; Pyrolysis; Dielectric properties; Moisture content; Bulk density; Optimization微波加热是一种可利用的高效清洁加热技术，由于其加热原理[1]不同于传统热传导，具有高效、快速、选择性强等特点，因此广泛应用于人们的生产生活中[2-4]。

国内低阶煤最新热解提质梯级利用技术发展概述

国内低阶煤最新热解提质梯级利用技术发展概述简述了近年几种最新低阶煤提质梯级利用技术，并总结了各自的技术特点，同时提出开展和建设低阶煤分质转化项目建议。

标签：低阶煤；热解提质；梯级利用；概述1 低阶煤提质利用背景低阶煤的煤化程度较低，包括长焰煤、不黏煤、弱黏煤、褐煤等煤种，其资源储量丰富，占我国已探明煤炭储量的50%以上，主要特征为挥发分高、含水量高、发热量低、易燃易碎、不适宜长距离运输，褐煤在这方面尤其突出，应用受到很大限制。

国家“十三五”规划纲要中，将“煤炭清洁高效利用”列为九项重大工程之一，特别是将“低阶煤中低温热解分质转化”列为国家“十三五”时期“能源发展重大工程”和“能源关键技术装备”。

低阶煤分质梯级利用思路就是通过一个相对简单的中低温加热，常压生产，实现煤炭的分质，得到气（煤气）、液（焦油）、固（半焦）三相物质，这是目前能耗、物耗最低的煤炭转化方式。

目前，我国已开发了很多热解工艺，如煤炭科学研究总院的多段回转炉（MRF）热解技术[1]，大连理工大学研究开发的DG工艺[2]，浙江大学的多联产技术[3]，中国科学院过程工程研究所“煤拔头”工艺[4]，大唐华银电力股份有限公司低阶煤低温热解改质利用技术（LCC）[5]等。

笔者现将近年来新开发研制的几种低温热解技术作一简要概括并总结其技术特点，为尽早实现低阶煤综合利用的工业化，促进能源结构合理调整和产业结构升级转型，产生积极的促进作用。

2 近年低阶煤主要热解提质技术概况2.1 低阶煤旋转床低温干馏制油、制气分质利用技术该技术由河南龙成集团有限公司开发，解决了梯级供热智能控温、高温旋转动态密封两大煤干馏技术难题，并在世界范围内率先实现了规模化、工业化稳定运行，为低阶煤分质梯级利用开辟出一条新路子。

2011年10月，30万吨/年装置正式运营；2014年3月，1000万吨/年试生产，其单套装置处理能力达100吨/小时，洁净煤、煤焦油、煤气产率分别为71.53%、11.05%、9.87%。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

源进行高效转化及利用，对缓解我国能源危机和带动当地经济迅速发展具有重要作用。论述了国内外传统煤加热技术现状及微波热解煤的技术进展，微波热解的工艺特点和反应机理，最后对微波热解应用于煤炭低温干馏
的前景进行了展望，为煤热解技术Ｅｔ后的研究提供有效的参考。
关
键
词：煤炭；低温干馏；微波热解技术
文献标识码：Ａ文章编号：１６７１ — ０４６０（２０１３）１２ — １７０６ — ０５
中图分类号：ＴＱ５３１
ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｉｎＭｉｃｒｏｗａｖｅＰｙｒｏｌｙｓｉｓｆｏｒＣｏａｌｉｎｔｈｅＬｏｗ— ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＣａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎ
第４２卷第１２期２０１３年１２月
当
代
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
化
工
ＣｏｎｔｅｍｐｏｒａｒｙＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙ
Ｖｏ１．４２，Ｎｏ．Ｉ２Ｄｅｃｅｍｂｅｒ，２０１３
ｅｎｅｒｙｇｃｉｓｒｉｓｉｎｏｒｕｃｏｕｎｔｒｙａｎｄｄｒｉｖｉｎｇｔｈｅｒａｐｉｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅｌｏｃａｌｅｃｏｎｏｍｙ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｐｒｅｓｅｎｔｓｔａｔｕｓｏｆｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｃｏａｌｈｅａｔｉｎｇｔｅｅｈｎｏｌｏｇｙａｔｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄｗａｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄａｓｗｅｌｌａｓｔｅｃｈｎｉｃａｌｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｍｉｃｒｏｗａｖｅｐｙｒｏｌｙｓｉｓｏｒｆｃｏａｌ，ｐｒｏｃｅｓｓｃｈａｒａｃｔｅｉｒｓｔｉｃｓａｎｄｒｅａｃｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｔｈｅｍｉｃｒｏｗａｖｅｐｙｒｏｌｙｓｉｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ，
ｃｎａｐｒｏｖｉｄｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓｆｏｒｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｃｏａｌｐｙｒｏｌｙｓｉｓｔｅｃｎｏｈｌｏｇｙｉｎｈｅｔｆｕｕｒｔｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏａｔ；ｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｕｒｔｅｃａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎ；ｍｉｃｒｏｗａｖｅｐｙｒｏｌｙｓｉｓ
煤炭低温干馏微波加热技术的研究进展
赵闯，蒋立敬
（Ｉ．辽宁石油化工大学石油化工学院，辽宁抚顺ＩＩ３００１；２．中国石化抚顺石油化工研究院，辽宁抚顺１１３００１）
摘
要：随着石油能源储量的日趋减少，清洁煤转化技术得到越来越多的重视。如何将现有的低阶煤炭资
ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｓｐｅｃｔｏｆｈｅｔｍｉｃｒｏｗａｖｅｐｙｒｏｌｙｓｉｓｏｒｆｃｏａｌｉｎｈｅｔｌｏｗ－ｔｅｍｐｅｒａｕｒｔｅｃａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎｗａｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄ，ｗｈｉｃｈ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓｔｈｅｏｉｌｅｎｅｒｇｙｒｅｓｅｒｖｅｓｉｓｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ，ｔｈｅｃｌｅａｎｃｏａｌｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｐａｉｄｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅａｔｔｅｎｔｉｏｎ．Ｈｏｗｔｏｃｏｎｖｅｒｓｅａｎｄｕｓｅｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｌｏｗｅｆｉｆｃｉｅｎｔｃｏａｌｒｅｓｏｕｒｃｅｐｌａｙｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｆｏｒｒｅｌｉｅｖｉｎｇｔｈｅ
ＺＨＡ０Ｃｈｕａｎｇ，ＪＩＡＮＧＬｉ－ｊｉｎｇ２
（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＰｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇ，ＬｉａｏｎｉｎｇＳｈｉｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＬｉａｏｎｉｎｇＦｕｓｈｕｎ１１３００１，Ｃｈｉｎａ２．ＳｉｎｏｐｅｃＦｕｓｈｕｎＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｉｔｕｔｅｏｆＰｅｒｏｔｌｅｕｍａｎｄＰｅｒｔｏｃｈｅｍｉｃａｌｓ，ＬｉａｏｎｉｎｇＦｕｓｈｕｎ１１３００１，Ｃｈｉｎａ）