不颠覆无突破微波在煤化工生产中的应用

不颠覆，无突破

---微波技术在煤化工行业的应用西安龙华微波冶金有限责任公司西安龙华微波化工有限责任公司2017年6月

目

录一、西安龙华公司及其三大原创性微波冶金创新技术简介二、微波冶金技术介绍：原理、突出特点和能效三、组合创新实现工业微波的大型化和工程化四、微波技术在煤化工产业链上的应用---微波中温干馏技术实现煤炭分质分级梯级综合利用---微波高温干馏技术实现微波型焦生产---微波催化加热效应和非热效应应用在化学合成---微波技术应用于固废危废废处置工程中的应用五、微波冶金化工炉窑的部分设计六、微波冶金技术开发规划与合作七、微波炉窑设备照片一、公司简介---公司价值定位公司名称：西安龙华微波化工有限责任公司

西安龙华微波冶金有限责任公司

成立时间：2015年6月注册地点：西安市高新区锦业路69号创业研发园企业价值定位：微波全面替代常规工业加热的工程服务商和装备提供商企业战略：

通过不断组合创新，实现原创性技术创造一、公司简介---三大微波应用原创性技术创新密闭微波干馏技术煤炭热解提质微波兰炭型焦生产低沸点金属单质升华真空微波冶炼技术密闭微波冶炼技术加热、烧结、还原气相沉积、蒸馏、分温冷凝密闭微波分解技术碘化物氯化物分解电解渣分解烧结处理脱硫石膏低温分解微波技术应用实现冶金化工全产业链上微波全面替代常规加热模式实现节能50%以上，在炉冶炼时间缩短至60分钟以内一、公司简介---技术应用研发团队总设计：由西安龙华公司主持和组织设计，设计研究院、高校专业研究机构共同参与的总体设计。并由西安龙华公司独享知识产权总图设计：西安船舶工程研究院，或其他设计院合作冶金工艺及热工设计：西安建筑科技大学、西安交通大学核心装备主体设计：西安瑞驰公司，西安龙华公司设计人员：工艺设计人员：白玉龙（高级能源师）、王昀睿（教授）、杨楚（工程师）、周小兵（工程师）、孙德胜（高工）热工设计人员：苏晓辉机械结构设计人员：陶立平（工程师）、尚晓辉（工程师）

电气设计人员：葛勇、刘凯频率：300MHz～3000MHz波长：1000mm～100mm民用频率（MHz）：3409152450对应波长（mm）：909327122

可穿透物料厚度（mm）：909327122二、微波技术介绍

---微波加热技术是开启传统产业新未来的钥匙透热式整体加热—热心效应急速加热选择性加热催化效益二、微波技术介绍---微波能加热的特点

1选择性加热物料，升温速率快，加热效率高。内部加热

2对氧化还原反应具有催化作用，能降低反应温度，缩短反应时间。催化作用

3其本身不产生任何气体，没有氧气氮气是实现清洁生产的有效途径之一。

清洁生产

4使物料在瞬间得到或失去热量来源，易于自动控制。自动控制

二、微波技术介绍---突出特点和能效微波作为一种新型绿色加热方法，可用于改进部分高能耗、高污染冶金工艺，开发冶金新技术。微波辐射会具有加快冶金化学反应等效应。在微波加热中，微波不仅仅只是作为一种加热能源，微波加热本身也是一种活化过程。美国的教授首先对微波促进结构的现象进行了分析，测定了高纯Al2O3烧结过程中的表观活化能Ea，发现微波烧结中Ea仅为170KJ/mol，而在常规电阻加热烧结中Ea=575KJ/mol，由此可推测微波促进了原子的扩散。等进一步用18O示踪法测量了Al2O3单晶的扩散过程，也证明微波加热条件下扩散系数高于常规加热时的扩散系数。等的实验结果表明，微波场具有增强离子电导的效应。认为高频电场能促进晶粒表层带电空位的迁移，从而使晶粒产生类似于扩散蠕动的塑性变形，从而促进了烧结的进行二、微波技术介绍---能级测定和节能原理较常规加热方法节能40%～70%以上40～70%环保节能高效产品质量提高材料加热/加工效率数倍至数百倍XX倍优

大幅提高加工材料品质（整体均匀加热）70～90%微波加热可大幅度减少烟气处理量至10%、没有NOx排放二、微波技术介绍---微波加热的节能减排二、微波技术介绍

---微波能加热的升温曲线二、微波技术介绍

---2450MHz微波源及其组成最大2KW--2450MHz微波源二、微波技术介绍

---915MHz微波源及其组成南京三乐大型微波源数十年昆工非常规冶金国家重点实验室，二十年西安龙华大型冶金炉窑和冶金节能工程十五年<4MW＞10MW三、微波的发展、微波的团队三、组合创新技术创建大型微波反应器微波化工技术、大型冶金炉窑，已经产业化应用的技术，组合实现创新，开发适合微波加热特性的大型化微波炉窑，还需要有想象力、创造力。密闭环形微波干馏窑：微波煤炭热解提质、兰炭生产、油泥油页岩油砂处理密闭微波冶炼炉：多种金属氧化物加热完成氧化还原烧结冶炼等冶金过程真空微波冶炼炉：多种金属及氧化物加热，完成蒸馏、还原等冶金化工过程密闭微波分解炉：适用于碳酸盐、硫酸盐、碘化物、氯化物、硝酸盐、硫化物等冶金化工过程微波加热真空冶炼炉密闭加热炉密闭环形窑三、微波工业炉窑工程介绍

---微波烧结炉和烘干炉装机容量达到300KW的915MHz干燥装置三、微波技术介绍

---1000KW915MHz微波烘干装置三、微波技术介绍

---450KW微波中温干馏中试生产线三、75KW微波实验炉简介--技术参数和图纸设备型号：VMSK-75KW微波装机容量：75KW生产能力：镁5Kg/h；

物料100Kg/h。物料处理能力：70Kg在炉时间：60分钟冶炼温度：1200℃真空度：10Pa还原炉直径：1950mm工况属性：间歇式、人工进出料三、75KW实验炉简介---功能介绍在真空状态下是一套以还原金属镁、金属钙还原为主的真空微波冶炼炉，具有使用微波加热、炉内坩埚旋转、真空冶炼、在线冷却收集金属蒸汽、在线监测重量、在线测量温度、提供炉内实时影像、在线计量能耗等功能，复制、模拟和优化了现有的“皮江法”冶炼金属镁钙的工艺和设备。在非真空状态时又是一套密闭微波冶炼炉，可以完成密闭热解、分解、氧化还原、烧结、炉内气体置换等功能，可以加热煤炭、合金、金属非金属氧化物、以及各种混合物。实验炉的设备和生产工艺在性能与技术上处于国际首创的水平，可以给出定性和量化的实验数据，特别是能在线给出能耗、反应起始终结温度、失重率、反应时间、吸波特性等数据，可以协助实验人员作出实验的各种曲线。在有导师参与的情况下作出微波应用的数学物理化学模型。三、75KW微波实苍验炉简递介—自动控制螺界面二、微波摧技术介绍---套915高MHz微波实铅验装置产品高候附加值包，可再阶开发短珠流程清凉洁生产娃新工艺真，体现微波夜冶金化工颗炉窑价值产量小持、微波避工业炉公窑设计刊制造难植度小在炉时间强极大幅度侍缩短，几喂十小时45分钟煤炭及其厉中间生成模物很吸波投，升温100℃/分钟覆盖全产警业链，体善现环保节赞能和资源爽化四、微饮波技术傅在煤化雕工产业跌链上的铺应用---具有六大妇独特的优玻势微波工业恒炉窑容易踏实现密闭寒、真空和异高压，产品无泄晓漏、无氧季气氮气进债入，产品凑纯度高煤化工固废危废处置：催化剂的再生和回收冶炼渣处置微波煤炭热解提质：微波极速催化裂解静态的分段分温分组分热解工艺，气固油分离简单兰炭生产；褐煤、煤泥等低阶煤的分级分质利用；微波冶金化工：微波催化加热还原合成转化降低反应温度300℃，电耗降低50%，成本节约40%微波冶炼、微波真空还原、微波催化合成转化四、三大汇创造性的凯组合创新场技术---应用于煤+电+冶金化工茎循环经济算工业园四、微波干企馏煤炭猾理论和潜实验简进介---传统煤炭寨热解提质鼠行业遭遇访的困境产能小昨：国内悟外煤炭蛮热解提掀质技术耳已达数泄十种。周依据不窄同加热诞方式、歪载体形察式、床故型结构吓，不同叔程度地央存在安韵全、环治保、节貌能、稳规定、投绢资高、可运行成购本高等蕉问题，辞不断进申行几十之万吨级谅甚至百贺万吨级鼓的工业竟化实验兄。“三八块疑”煤作为帖原料，煤竖种指标变奔化更难适波合；焦油收落得率低孩，最高10%左右且油滑品中带灰钥，后处理惯困难；产品质油量差异啊大，提歇质煤产讲品存在呆易氧化策、易碎絮等问题环保不访过关，救废气排汪放强度返高，污重染物超歌标；受困于各城种因素影乓响，安全市、稳定、雪长周期运表行困难，府经济性较息差。兰炭、褐掘煤提质等割行业处于欢全面亏损具状态，仅坐仅依靠煤腥焦油的部唱分利润勉量强维持。四、微波干馏柔煤炭理论鞭和实验简狼介---微波能夺加热煤惩炭的优湖势升温速率彼高：室温蛮～650℃用时25分钟，其棵中室温～180℃用时17，升温速冷率达到11℃/分钟；180℃～650℃用时8分钟，升绵温速率达井到58℃/分钟。奸一般热蹈解在30分钟内完珠成。可以使倦用煤泥塌、粉煤侦、“三渐八块”骡煤作为掠原料，愧根据热千解提质秃的需要刘选择原悲料和煤桥种；焦油收脱得率高爷达18%以上（膏哈密的45%挥发份的恋煤炭实验研室加催化亮剂后焦油摸收得率达模到22%），且仪油品中剂带灰尘宋含量降普低到原造有的10%左右，后华加工简单科；大料、中昼料、粉末殃产品质量否相同并稳肌定，强度掠提高、不助易燃，在特空气中自富然堆放不叔复吸水环保好处西理过关，程能安全、兵稳定、长孕周期运行随。使兰炭刷、褐煤息提质等扩行业扭期亏为盈殊，甚至演是很好庸的盈利没项目。比较项目筒式窑外热滚筒流化床链板窑微波热解能源消耗110110110120150KWH+50成品率55%60%60%60%65%焦油收得率6%10%10%10%18%尾气综合利用N250%CO25%CH410%H210%CH435%H225%CO12%CH435%H225%CO12%CH435%H225%CO12%CH455%H230%CO10%尾气数量1000400400400250原料粒度三八块粉料粉料三八块均可产品兰炭提质煤粉提质煤粉提质煤粉兰炭提质煤粉综合差一般一般一般优四、微波干馏揉煤炭理论节和实验简拒介---几种新悬工艺比移较四、微波干馏似煤炭理论袖和实验简卡介---焦油收危得率的直理论计格算煤炭的凑挥发份产的定义桑：把煤弊在隔绝绳空气条麦件下，点于一定快的温度锄下加热元一定时负间，煤菌中分解挺出来的华液体（断蒸气状肉态）和穴气体产涉物减去穿煤中所湿含的水际分，即岂为挥发戏份密闭干框馏兰炭雕尾气的油加权分舅子量不坚超过12，(CH455%、H230%、CO1奔0%)，兰炭兔尾气的把质量约厉为134K绳g，陕北销的煤炭绕平均挥茂发份为35%，焦油撇质量约垂为216K串g，即可剩以回收21.佣6%其他加热捡模式对焦额油收得率泻是减法：课焦油分解泥，气体产除量高微波加热旦模式对焦喜油收得率康是加法，温有催化作骨用，增加连收得率。摊（可以发慰生费·托合成FT反应，陷它以合焰成气(CO和H2)为原料在镇催化剂(主要是铁宗系)和适当猎反应条灰件下合狠成以石丢蜡烃为模主的液花体燃料剥的工艺搭过程）勺。还可以增蚕加催化剂袜，再发生撒费·托合成篮，增加弄收得率五、微波冶辨金化工聋炉窑的牢部分设数计---环形真任空微波滴干馏窑甘原理介仅绍环形窑是狂窑体呈环元形结构的火炉窑，外浓墙、内墙耀、窑顶及棉安装在内静外墙上的略微波装置腹固定不动京，呈正圆气的环形窑敞底转动。鸣窑底盘装然载需要干吉馏的物料引，微波能淘通过电磁剩波穿透物侵料。需要干告馏的原雄煤，由菌密闭装枯料装置灿装入匀绵速旋转棒的底盘枯上，均馅匀地铺恳放在底却盘上。趴炉底连妨续旋转喂，由真窑空进料稿装置将萄预热至200访℃的煤炭依耻次运送经立过环形窑轻的焦油段流、甲烷段捡、氢气段斩真空冷却播出炉装置逃，在真空胃冷却出炉尽装置内使螺用蒸汽冷翁却后到120℃以下并到完成出贷料。由坛于有预爸热和冷检却，并柱可将其编他工序努的低温血余热作派为烘干质能源使姓用，能跃耗大幅姥度降低犬。在整个泪加热、捡保温、易冷却的皇干馏过恰程中，丸可准确虾控制干坚馏过程凑的温度蓄、时间纽奉和干馏苦气流量挪。使用双级越水环真空童泵串联使治用，运行拜在4000贪Pa。五、微波冶金羊化工炉窑姨的部分设云计---窑体结岭构示意缴图五、微波冶妈金化工迷炉窑的退部分设坊计---微波窑体销结构示意问图六、微波都在煤化工陡行业的其涉他应用微波低赏温煤炭块热解提诊质（微联波兰炭两、微波找处理褐贺煤、微锻波处理贤锅炉燃压烧前煤是粉）微波高孩温煤炭注热解提坑质（微沫波焦炭桐）微波固碱受生产、浓真硫酸生产搬及其复浓备、盐酸脱泊水及其复俊浓微波活被性炭碳嚷化、再驴生微波煤梅炭催化卫液化（稀微波煤滔制油）微波煤葱炭催化逝气化（笨微波煤株制天然冠气）微波煤博制水煤梅气（微死波煤制CO、H2）微波煤挣炭地下筑气化微波催化左合成、微室波催化剂贤再生生物质微包波处理生洲产木炭、摊木醋液、盆木煤气六、微波宾应用褐煤堆捐积温升夸试验(章1