微波技术在煤炭加工领域的应用研究进展

杨宝刚

（枣矿集团盛隆化工有限公司，山东 枣庄 277519）

煤炭作为我国的基础能源和工业原料，长期以来为经济社会发展和国家能源安全稳定供应提供了有力保障。据统计，2020 年我国煤炭消费在能源消费中占比为57%。尽管我国能源结构持续改进、优化，但在未来相当长一段时间内，煤炭仍然是我国主导能源，加快推进煤炭清洁高效利用是实现“碳达峰”“碳中和”目标的重要途径。近年来，微波加热技术在煤炭加工中（如在褐煤脱水、辅助热解、脱硫、水煤浆等领域）得到了广泛应用[1]。煤的微波处理具有高效、节能、省时的特点，且在加热过程中不释放污染物。基于以上优点，煤的微波处理技术具有很大的发展空间及应用潜能。本文详细介绍了微波加热机理，总结了微波技术在煤炭加工中的应用研究现状。

1 微波加热机理

微波是频率在0.3 GHz～300 GHz 的电磁波，通常用于加热的微波频率为915 MHz 和2 450 MHz。当电磁波遇到物料时，电磁波可以被反射、穿透、吸收或这三种作用的任意组合，不同物料下微波的3 种响应机理如图1 所示[2]：（1）电磁波遇到微波透明体或微波绝缘体，微波通过但未被吸收，如玻璃、塑料和瓷器等绝缘体；（2）电磁波遇到介于绝缘体与导体之间的物质，能够被吸收；（3）电磁波遇到微波反射体或微波导体，微波被反射，大多数导体都能够反射微波，如铁、铝等金属。

图1 不同物料下的微波响应机理

除此之外，混合吸收材料作为复合多相材料，至少有一个相作为吸收相（高介电损耗材料），而其他相是传输相（低介电损耗材料），这种材料充分利用了微波的选择性加热特性，可加热特定部件，同时使周围材料相对不受影响。……