本發(fā)明屬于微波煉焦技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種60kg微波煉焦試驗爐及煉焦方法。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)煉焦試驗爐大多是采用電加熱等方式，這種加熱方式存在兩方面問題：一方面：電熱管長期使用容易出現(xiàn)損壞、延長加熱時間，降低加熱的效率；另一方面；加熱時間長，耗電量高。

采用微波加熱方式，單個磁控管的輸出功率為25kw，效率高，使用壽命長，無需經(jīng)常更換；同時微波加熱方式是從內(nèi)而外加熱，直接加熱焦煤，使得焦煤升溫速度快，時間短，節(jié)省能耗。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計合理的微波煉焦試驗爐。本發(fā)明采用微波方式直接加熱焦煤，使得焦煤快速升溫，可縮短煉焦時間，同時采用里外同時加熱焦煤，形成的焦炭產(chǎn)品均勻性好，微波加熱效率高，所需的微波功率低，焦煤升溫快，節(jié)約能源，環(huán)保性好。

技術(shù)方案：為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

一種60kg微波煉焦試驗爐，它包括微波能作用腔、安裝在微波能作用腔頂部的排煙管道、設(shè)置在微波能作用腔兩側(cè)對稱的空氣段、與空氣段相連的波導(dǎo)傳輸系統(tǒng)、與波導(dǎo)傳輸系統(tǒng)相連的微波能發(fā)生器和與微波能發(fā)生器相連的電源控制柜；

所述的微波能作用腔包括前后兩個爐門；

微波能作用腔的頂部安裝有測溫系統(tǒng)；

微波能作用腔的爐膛內(nèi)安裝有保溫系統(tǒng)。

作為優(yōu)選方案，以上所述的一種60kg微波煉焦試驗爐，所述排煙管道的直徑為125mm。

作為優(yōu)選方案，以上所述的一種60kg微波煉焦試驗爐，所述微波能發(fā)生器通過功分器將微波能量一分為二傳輸給波導(dǎo)傳輸系統(tǒng)，然后分別從微波能作用腔的兩個側(cè)面饋入，使得微波能量均勻地作用到焦煤上。

本發(fā)明所述的一種60kg微波煉焦試驗爐，波導(dǎo)傳輸系統(tǒng)是通過仿真軟件進(jìn)行仿真模擬設(shè)計，波導(dǎo)傳輸系統(tǒng)(2)的饋口位于空氣段的左側(cè)，與空氣段通過法蘭連接，兩個饋口呈對稱分布。饋口尺寸為300*300(mm*mm)，與饋口相連接的擴(kuò)展波導(dǎo)的長度為520mm。擴(kuò)展波導(dǎo)的尺寸分別兩部分，其中與饋口相連接一側(cè)的尺寸為300*300(mm*mm)，與另一側(cè)直波導(dǎo)相連接的尺寸為248*124(mm*mm)。

作為優(yōu)選方案，以上所述的一種60kg微波煉焦試驗爐，空氣段的頂部和底部分別留有排氣口，通過排氣口將空氣段中的熱量及時帶走，避免試驗爐的外殼溫度高。

作為優(yōu)選方案，以上所述的一種60kg微波煉焦試驗爐，測溫系統(tǒng)采用紅外接觸式傳感器，可實時顯示焦煤溫度，測溫誤差范圍是0％-1.3％，可保證試驗中溫度的準(zhǔn)確性。

作為優(yōu)選方案，以上所述的一種60kg微波煉焦試驗爐，保溫系統(tǒng)從內(nèi)到外依次包括耐火材料、保溫材料和隔熱材料。保溫性能好，并且能夠使微波能量穿過以上材料，作用到焦煤上。保溫系統(tǒng)可減少熱量的流失，提高微波煉焦的熱效率。

作為優(yōu)選方案，以上所述微波能作用腔的腔板采用310s不銹鋼材料，可以在1000℃高溫環(huán)境下長期使用不變形。

作為優(yōu)選方案，以上所述的一種60kg微波煉焦試驗爐，所述微波能發(fā)生器的微波功率從0-25kw連續(xù)可調(diào)?？蓾M足不同的微波加熱功率。

作為優(yōu)選方案，以上所述的一種60kg微波煉焦試驗爐，所述電源控制柜上配有plc及其與plc相連的觸摸顯示屏?？梢钥刂圃囼灎t的開機(jī)、關(guān)機(jī)、調(diào)節(jié)功率等操作，觸摸顯示屏上可實時顯示焦煤的溫度及升溫曲線、微波功率、氧氣含量、一氧化碳含量的參數(shù)。

一種微波煉焦試驗方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、稱取焦煤顆粒60±3kg，放置在煤餅?zāi)＞咧校瑝褐瞥擅猴灒?/p>

步驟2、將煤餅和煤餅?zāi)＞咭黄鸱湃胛⒉ㄔ囼灎t中，待調(diào)整好位置后，將煤餅?zāi)＞呷〕?，將紅外接觸式傳感器從微波試驗爐的腔板頂部插入微波試驗爐的爐膛內(nèi)，調(diào)整好紅外接觸式傳感器與煤餅的距離；

步驟3、關(guān)閉微波能作用腔兩側(cè)的爐門；

步驟4、

①檢查微波試驗爐是否完好的接地，電路是否配接完好；

②啟動電源控制柜上的微波能發(fā)生器的電源，觀察plc觸摸顯示屏上的門開關(guān)、水流、微波門、緊急開關(guān)、冷卻水溫指示燈是否為綠色；

步驟5、依次開啟電源控制柜上的低壓、磁場、高壓開關(guān)，待達(dá)到設(shè)定微波功率百分比后開始試驗，微波能發(fā)生器通過功分器將微波能量一分為二傳輸給波導(dǎo)傳輸系統(tǒng)，然后分別從微波能作用腔的兩個側(cè)面饋入，使得微波能量均勻地作用到煤餅上，加熱煉焦得到焦煤；

步驟6、將高溫狀態(tài)下的焦炭推出微波能作用腔，然后用水進(jìn)行熄焦操作，得到冷卻狀態(tài)下的焦炭產(chǎn)品。

作為優(yōu)選方案，以上所述的微波煉焦試驗方法，所述步驟2中，紅外接觸式傳感器與煤餅表面的距離為2～4cm。

作為優(yōu)選方案，以上所述的微波煉焦試驗方法，所述步驟1中原料煤的粒徑為3mm以下；

作為優(yōu)選方案，以上所述的微波煉焦試驗方法，所述步驟1中焦煤壓制成煤餅的堆密度為1.0-1.2g/cm³；煤餅的尺寸為300*500mm*360(mm*mm*mm)。

本發(fā)明中的微波煉焦試驗爐，利用波導(dǎo)傳輸系統(tǒng)將微波能發(fā)生器中產(chǎn)生的微波能量穿過空氣段均勻地作用到微波作用腔內(nèi)，對焦煤進(jìn)行均勻加熱，通過測溫系統(tǒng)實時顯示焦煤的溫度，煉焦過程中產(chǎn)生的大量煙氣通過排煙管道排出，通過選擇適合微波場環(huán)境下使用的保溫材料而設(shè)計的內(nèi)部保溫系統(tǒng)，通過電源控制柜中的程序設(shè)定實現(xiàn)自動保溫功能，節(jié)省煉焦時間，達(dá)到節(jié)能環(huán)保，降低能耗以及提高焦炭產(chǎn)量、質(zhì)量的目的，可解決傳統(tǒng)煉焦試驗爐中存在的煉焦時間長、能耗高、加熱元器件已損壞等問題。

有益效果：本發(fā)明提供的60kg微波煉焦試驗爐與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點：

傳統(tǒng)焦煤試驗爐大多是采用電加熱方式，這種加熱方式存在兩方面問題：一方面：電熱管長期使用容易損壞，致使加熱時間延長，煉焦效率降低；另一方面；電加熱方式是通過熱傳導(dǎo)的方式煉焦，加熱時間長，造成能耗較高。本發(fā)明提供的微波煉焦試驗爐及煉焦試驗方法，結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，采用微波方式直接加熱焦煤，使得焦煤快速升溫，縮短煉焦時間，同時里外同時加熱焦煤，形成的焦炭產(chǎn)品均勻性好，微波加熱效率高，所需的微波功率低，焦煤升溫快，可達(dá)到節(jié)約能源的效果，同時微波磁控管使用壽命長，無需經(jīng)常更換，可大大提高煉焦試驗爐的可操作性和穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提供的一種60kg微波煉焦試驗爐的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明提供的一種60kg微波煉焦試驗爐的煉焦試驗工藝流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。

如圖1所示，一種60kg微波煉焦試驗爐，它包括微波能作用腔4、安裝在微波能作用腔4頂部的排煙管道1、設(shè)置在微波能作用腔4兩側(cè)對稱的空氣段3、與空氣段3相連的波導(dǎo)傳輸系統(tǒng)2、與波導(dǎo)傳輸系統(tǒng)2相連的微波能發(fā)生器7和與微波能發(fā)生器7相連的電源控制柜8；

所述的微波能作用腔4包括前后兩個爐門；

微波能作用腔4的頂部安裝有測溫系統(tǒng)5；微波能作用腔4的爐膛內(nèi)安裝有保溫系統(tǒng)6?？諝舛?的頂部和底部分別留有排氣口，通過排氣口將空氣段(3)中的熱量及時帶走，避免試驗爐的外殼溫度高。保溫系統(tǒng)(6)從內(nèi)到外依次包括耐火材料、保溫材料和隔熱材料。所述電源控制柜(8)上配有plc及其與plc相連的觸摸顯示屏。

以上所述的一種60kg微波煉焦試驗爐，所述排煙管道1的直徑為125mm。

以上所述的一種60kg微波煉焦試驗爐，所述微波能發(fā)生器7通過功分器將微波能量一分為二傳輸給波導(dǎo)傳輸系統(tǒng)2，然后分別從微波能作用腔4的兩個側(cè)面饋入，使得微波能量均勻地作用到焦煤上。

以上所述的一種60kg微波煉焦試驗爐，波導(dǎo)傳輸系統(tǒng)(2)的饋口位于空氣段的左側(cè)，與空氣段通過法蘭連接，兩個饋口呈對稱分布。饋口尺寸為300*300(mm*mm)，與饋口相連接的擴(kuò)展波導(dǎo)的長度為520mm。擴(kuò)展波導(dǎo)的尺寸分別兩部分，其中與饋口相連接一側(cè)的尺寸為300*300(mm*mm)，與另一側(cè)直波導(dǎo)相連接的尺寸為248*124(mm*mm)。

以上所述的一種60kg微波煉焦試驗爐，測溫系統(tǒng)5采用紅外接觸式傳感器，可實時顯示焦煤溫度，測溫誤差范圍是0％-1.3％。

所述微波能發(fā)生器(7)的微波功率從0-25kw連續(xù)可調(diào)。

實施例2

如圖2所示，一種微波煉焦試驗方法，其包括以下步驟：

步驟1、稱取焦煤顆粒60kg，放置在煤餅?zāi)＞咧?，壓制成煤餅?/p>

步驟2、將煤餅和煤餅?zāi)＞咭黄鸱湃胛⒉ㄔ囼灎t中，待調(diào)整好位置后，將煤餅?zāi)＞呷〕觯瑢⒓t外接觸式傳感器從微波試驗爐的腔板頂部插入微波試驗爐的爐膛內(nèi)，調(diào)整好紅外接觸式傳感器與煤餅的距離為3cm；

步驟3、關(guān)閉微波能作用腔4兩側(cè)的爐門；

步驟4、

①檢查微波試驗爐是否完好的接地，電路是否配接完好；

②啟動電源控制柜8上的微波能發(fā)生器7的電源，觀察plc觸摸顯示屏上的門開關(guān)、水流、微波門、緊急開關(guān)、冷卻水溫指示燈是否為綠色；

步驟5、依次開啟電源控制柜8上的低壓、磁場、高壓開關(guān)，待達(dá)到設(shè)定微波功率百分比后開始試驗，微波能發(fā)生器7通過功分器將微波能量一分為二傳輸給波導(dǎo)傳輸系統(tǒng)2，然后分別從微波能作用腔4的兩個側(cè)面饋入，使得微波能量均勻地作用到煤餅上，加熱煉焦得到焦煤；

步驟6、將高溫狀態(tài)下的焦炭推出微波能作用腔4，然后用水進(jìn)行熄焦操作，得到冷卻狀態(tài)下的焦炭產(chǎn)品。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。