CN103965927A - 一种处理碳质材料的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种处理碳质材料的方法。所述方法包括将碳质材料输入到流化床反应器中；用流化介质使所述碳质材料流化以在所述流化床反应器中形成碳质材料的流化床；和在小于约5个大气压的压力下且在不存在氧气的情况下用微波能量加热所述流化床反应器中的所述碳质材料的流化床，以产生包括焦炭、油和气体的混合物。

Description

一种处理碳质材料的方法

技术领域

本发明涉及处理碳质材料的方法，且更具体地，本发明涉及利用流化床反应器、天然气和微波能量处理所述碳质材料的方法。

背景技术

热解（裂解）工艺是在不存在氧气的外部供应的情况下低温加热有机材料。所述材料的加热导致脱挥发分（devolatilization）并产生轻质气体、焦油和焦炭（char）的混合物。与气化相比，热解通常在低温下实施，以使焦油的产量（yield）最大化。热解组合物（称作热解油）的特性取决于许多因素例如有机材料的组成、工艺温度、停留时间、压力、加热速率等。由热解产生的液体在品质方面通常是低的且需要显著的升级以除去芳族化合物并提高氢的组成。然而，热解油可转化成有价值的产品。常规的供应用于热解的热的方法提供一部分原料或其它轻质烃的外部燃烧，然后将热量传递到热解容器。由于该方法依赖于常规的热量传递，其需要慢的原料加热速率，且这些油的产量低（通常小于20重量%）。所述低的产量可负面影响过程经济。材料如煤和生物质（biomass）的闪热解（flash pyrolysis）导致快得多的原料加热速率，且通常是基于微粉化的原料颗粒向热的气体中的注入，导致热解油的更高产量。然而，该方法的缺点在于粒度减小是能量密集工艺，且通常是昂贵的。

微波加热是向材料传递热量的更有效的方式。典型地，电转换成微波能量的效率为约80%。微波将热量直接传递到材料，且所述波被材料体积吸收，且不是像在常规的加热中那样仅被表面吸收。由于微波处理的潜在好处，包括均匀的加热、快的反应时间和良好的能量效率，其已被用在宽范围的应用中。微波工艺具有优点，因为与常规的基于化石燃料的加热方法相反，其可潜在地使用电形式的可再生能量。另外，微波工艺在许多情况下是比常规的加热方法更清洁、更快且更均匀的工艺。微波工艺可用在范围从约20℃到超过6000℃的宽范围的温度中。微波处理已被应用于多种应用，例如打碎油和水乳液、精制、和工业化学品的升级。微波还已被用在用于灭菌、巴氏灭菌法、以及热敏材料（典型地在50℃至2000℃范围内）的其它处理的工业加热过程中。

存在对于使加热条件最优化、同时产生高的热解油产量的用于处理碳质材料的方法的持续需要。至少，为了在商业上是可行的，这样的技术将合意地以相对低的成本利用，且还将利用碳质材料以便以高产量的方式获得油。

发明内容

现有技术的这些和其它缺点被本发明所克服，本发明提供处理碳质材料的方法。

根据一个实施方案，提供处理碳质材料的方法。所述方法包括：将碳质材料输入到流化床反应器中；用流化介质使所述碳质材料流化以在所述流化床反应器中形成碳质材料的流化床；和在小于约5个大气压的压力下且在不存在氧气的外部供应的情况下用微波能量加热所述流化床反应器中的所述碳质材料的流化床，以产生包括焦炭、油和气体的混合物。

进一步的，所述流化介质为天然存在的烃气体或气体混合物。

进一步的，所述流化介质为甲烷。

进一步的，所述流化介质由甲烷、乙烷和丙烷中的至少两种的混合物组成。

进一步的，所述流化介质为包括再循环的热解气体的气体混合物。

进一步的，所述加热在约400℃至约800℃范围内的温度实施。

进一步的，包括分离所述焦炭、油和气体的混合物。

进一步的，包括在设置于所述流化床反应器下游的旋风分离器中从所述焦炭、油和气体的混合物分离出焦炭。

进一步的，将所述焦炭再循环到所述流化床反应器。

进一步的，所述碳质材料包括煤和生物质的混合物。

进一步的，所述碳质材料包括烟煤、粉河盆地煤、褐煤、或其混合物。

进一步的，所述加热步骤包括热解。

进一步的，所述油包括热解油。

进一步的，加热所述流化床反应器中的所述碳质材料的流化床另外包括使用热能进行加热。

进一步的，所述微波能量提供总的加热能量的至少50%且所述热能提供加热能量的剩余部分。

进一步的，获得的油的产量为至少约35%。

根据另一实施方案，提供处理碳质材料的方法，其包括：将碳质材料输入到流化床反应器中；用天然存在的烃气体或气体混合物使所述碳质材料流化以在所述流化床反应器中形成碳质材料的流化床；和在小于约5个大气压的压力下、在约400℃至约800℃范围内的温度且在不存在氧气的外部供应的情况下，用微波能量加热所述流化床反应器中的所述碳质材料的流化床，以产生包括焦炭、油和气体的混合物。

进一步的，所述流化介质为甲烷。

进一步的，所述流化介质由甲烷、乙烷和丙烷中的至少两种的混合物组成。

根据又一实施方案，提供处理碳质材料的方法，其包括：将碳质材料输入到流化床反应器中；用甲烷使所述碳质材料流化以在所述流化床反应器中形成碳质材料的流化床；和在小于约5个大气压的压力下且在不存在氧气的情况下用微波能量加热所述流化床反应器中的所述碳质材料的流化床，以产生包括焦炭、油和气体的混合物。

在参照附图阅读以下详细描述和所附权利要求时，本发明的其它目的和优点将变得明晰。

附图说明

当参照附图阅读以下详细描述时，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解，在附图中相同的附图标记始终代表相同的部件，其中：

图1为根据本发明的一个实施方案的用于处理碳质材料的方法的示意图；

图2为根据本发明的一个实施方案的流化床反应器的示意图；

图3为根据本发明的一个实施方案的油产量随温度变化的图；

图4为根据本发明的另一实施方案的油产量随温度变化的图；和

图5为根据本发明的一个实施方案的油产量随微波和多种载气（或称运载气体，carrier gas）的变化的对比图。

具体实施方式

尽管在本说明书中已说明和描述了本发明的仅一些特征，但本领域技术人员将想到许多修饰和变化。因此，将理解，所附权利要求意图包括落入本发明的真实精神内的所有这样的修饰和变化。在说明书和权利要求书中，将提及许多具有下列含义的术语。

单数形式“一个”、“一种”和“所述（该）”包括复数指示物，除非上下文清楚地另外规定。如本说明书中在整个说明书和权利要求书中使用的近似语言可用于修饰任何定量的表示，其可获准在不导致与其相关的基本功能的变化的情况下改变。因此，被术语例如“约”修饰的值将不被限制到规定的精确值。在一些情况中，近似语言可对应于用于测量所述值的仪器的精度。类似地，“无……的（free）”可与术语组合使用，且可包括无实质的数或痕量，同时仍被认为无所修饰的术语。

如本说明书中所使用的，术语“可”和“可为”表示在一系列情况中的发生的可能性；拥有规定的性质、特性或功能；和/或可通过如下修饰另一动词：表达与所修饰的动词相关的能力、性能、或可能性的一种或多种。因此，“可”和“可为”的使用表示所修饰的术语对于指出的容量、功能或使用是明显适当的、有能力的或合适的，同时考虑到在一些情况下，所修饰的术语可有时不是适当的、有能力的或合适的。例如，在一些情况下，可预期事件或容量，而在其它情况下，所述事件或容量不能发生-该区别被术语“可”和“可为”囊括。

“任选的”或“任选地”意指随后描述的事件或情况可能或者可能不发生，且所述描述包括其中事件发生的情况和其中事件不发生的情况。

同此提及的术语“油”或“生物油”是指油例如热解油，其通过热化学处理例如废弃原料或碳质材料的热解产生。

如前所述，在一个实施方案中，本发明提供处理碳质材料的方法。所述方法包括在反应器中在小于约5个大气压的压力下用微波能量加热碳质材料，以产生包括焦炭、油和气体的混合物。

参照附图，在多个图中，相同的附图标记始终表示相同的元件。现在参照图1，根据本发明的一个实施方案示出了用于处理碳质材料的系统10的方块流程图（BFD）。在一个实施方案中，碳质材料12包括煤。在一个实施方案中，碳质材料12包括至少约70重量%的煤。在另一实施方案中，碳质材料12包括至少约75%的煤。在又一实施方案中，碳质材料12包括至少约90%的煤。在一个实施方案中，碳质材料12包括烟煤（Pittsburgh8煤）、次烟煤（粉河盆地煤（PowderRiver Basin coal））、褐煤或其混合物。在一个实施方案中，碳质材料12可包括煤和生物质的混合物。术语“生物质”包括将其自身提供作为燃料或原材料且特征在于如下事实的宽范围的材料：其得自近来存活的有机体（植物和动物）。该定义明确地排除传统的化石燃料，因为尽管其也得自植物（煤）或动物（油和气体）生命，但将其转化为其当前形式花了数百万年。因此术语生物质包括得自如下的原料：基于树的材料例如木头、木屑、锯末、树皮、种子、稻草（麦秆）、草等；农业和林业废弃物；林业残余物、农业残余物；和能源作物。农业残余物和能源作物可进一步包括短轮伐期草本物种，壳例如稻壳、咖啡豆壳等，玉米，玉米秸秆，含油种子，含油种子提取的残余物，和纤维素纤维如椰子、黄麻等。所述含油种子可为典型的带油种子如大豆、亚麻芥（camolina）、低芥酸菜子（canola）、油菜籽、玉米、棉籽、向日葵、红花、橄榄、花生等。农业残余物还包括由农业加工工业获得的材料例如脱油的残余物。具体实例包括脱油的豆饼、脱油的棉籽、脱油的花生饼等、以及来自油加工工业的胶浆（gum）例如从植物油制备工艺分离的胶浆。这些实例包括在大豆情况下的卵磷脂、来自糖加工工业的甘蔗渣、轧棉机碎屑等。生物质还包括来自这样的工业的其它废弃物，例如椰子壳、杏仁壳、胡桃壳、向日葵壳等。除来自农工业的这些废弃物之外，生物质还可包括来自动物和人类的废弃物。在一些实施方案中，所述生物质包括城市废弃物或庭院废弃物、污水污泥等。在一些其它的实施方案中，术语生物质包括动物畜牧副产物例如猪场废弃物或鸡粪（chicken litter）。术语生物质还可包括藻类、微藻类等。在另一实施方案中，术语“碳质材料”12意在排除例如城市固体废弃物（MSW）例如塑料、轮胎、湿的有机废弃物等的材料。

系统10可包括包含待处理的碳质材料12的进料斗14、和将碳质材料12推到流化床反应器18的螺杆进料器16。在一个实施方案中，在进料到螺杆进料器16中之前，碳质材料12可在研磨机或切碎机20中研磨成较小的颗粒。在一个实施方案中，在进入流化床反应器18之前，螺杆进料器16推动碳质材料12通过可加热碳质材料12的预热器22。

更具体地参照图2，示出了根据本发明的一个实施方案的流化床反应器18的示意图。在流化床反应器18中，碳质材料12被流化介质24流化，流化介质24例如天然气，更具体地，主要包括甲烷的天然存在的烃气体或气体混合物，或者甲烷（C1）、乙烷（C2）和/或丙烷（C3）的混合物，或者包括再循环的热解气体的混合物。在一个实施方案中，流化介质24为甲烷。在流化床反应器18中，碳质材料12被流化介质24流化以形成碳质材料的流化床26。在一个实施方案中，配置碳质材料12以形成煤床、更具体地碳质材料12的床，并使流化介质24通过碳质材料12的床以形成碳质材料的流化床26。在与碳质材料12流化的同时，用微波能量28加热碳质材料的流化床26。

再次参照图1，微波能量28在磁控管30中产生。在一个实施方案中，由此在磁控管30中产生的微波能量通过波导32传递到流化床反应器18中的碳质材料的流化床26。在另一实施方案中，在磁控管30中产生的微波能量28通过微波管（未示出）传送到在流化床反应器18中的碳质材料的流化床26。在一个实施方案中，产生微波能量28所需的电可由可再生能量来源例如风、太阳、热力（thermal）、水力发电（hydro）、或其它的可再生能量来源提供，以提供自包含能量系统。在一个实施方案中，微波能量28可以在约100千瓦/磅（kW/lb）至约1,000千瓦/磅（每lb材料的kW功率）的功率范围内产生。在另一实施方案中，微波能量28可以在约200千瓦/磅（kW/lb）至约50千瓦/磅范围的功率内产生。在一些实施方案中，所产生的微波能量28的功率为800MHz或2.45GHz。在本发明的另一实施方案中，碳质材料的流化床26的处理在不存在共振器的情况下实施。

流化床反应器18中的碳质材料的流化床26的加热通常在小于约5个大气压的压力下实施。在一个实施方案中，流化床反应器18中的碳质材料的流化床26中的碳质材料12的加热在约1个大气压至约5个大气压范围内的压力下实施。在一个实施方案中，所述加热在约400℃至约800℃范围内的温度实施。在一个实施方案中，加热所述碳质材料的流化床在所述流化床反应器中在小于约5个大气压的压力下且在不存在氧气的外部供应的情况下用微波能量实施，以产生包括焦炭、油和气体的混合物。

在流化床反应器18内的碳质材料的流化床26中用微波能量28加热碳质材料12，产生包括焦炭34、油36和气体38的混合物33。在一些优选的实施方案中，如图1中所描绘的，碳质材料12的处理包括将包括焦炭34、油36和气体38的产物混合物分离的步骤。在一个实施方案中，所述混合物的分离可在设置于流化床反应器18的下游的旋风分离器（cyclone）40中实施。更具体地，在一个实施方案中，形成于流化床反应器18中的油36和热解气体38在旋风分离器40中冷却，其中油36冷凝并与气体38分离。热解气体38可随后再循环到流化床反应器18，且随着进一步添加流化介质24（例如甲烷）、通过碳质材料12，导致改善的煤转化。

在一个实施方案中，将旋风分离器40中的从混合物分离的焦炭34通过焦炭出口42取出。在一个实施方案中，焦炭出口42可位于旋风分离器40的底部。分离的焦炭34可随后传送到热量回收单元44。从热量回收单元44回收的热量可随后经由再循环热量通道46再循环到预热器22。在又一实施方案中，分离的焦炭34可部分地燃烧并返回到流化床反应器18以供应用于碳质材料12的处理的热量的一部分。在一个实施方案中，从热量回收单元44取出的焦炭34可进一步经历处理如，例如，焦炭气化。在另一实施方案中，获得的过量的焦炭34可被脱硫，且用作清洁固体燃料，例如，燃烧以得到能量。焦炭34还可用作肥料，尤其是当原料由显著量的生物质组成时。

在旋风分离器40中分离的油36和气体38的混合物48可进料到分离器单元50。分离器单元50包括油和气体分离器，例如，热交换器，其将流冷却以使油36从气体流38冷凝出来。所述分离器单元可包括至少一个分馏塔。在碳质材料的流化床26、更具体地碳质材料12的处理期间产生（且可如上所述从再循环流分离）的气体可包括氢气、水蒸汽、挥发的烃、甲烷、具有约C1-C30碳原子的烃、以及少量的一氧化碳、二氧化碳、氮气、氨、含硫化合物及其组合。如本说明书中所使用的，术语“挥发的烃”可指通过碳质材料12的烃部分的处理而产生的气体的一部分。在一个实施方案中，挥发的烃和水蒸汽可通过常规的分离和回收装置分离和回收。在一个实施方案中，所述挥发的烃的至少一部分可冷凝、形成冷凝的烃流52，其可收集在任何合适的容器中。在另一实施方案中，从产物气体除去冷凝的烃流52和任何不合乎需要的气态产物导致净化的烃气体流54，其可再循环回到流化床反应器18作为补充流化气体流56。在一个实施方案中，流化介质24可完全由补充流化气体流56组成。在另一实施方案中，流化介质24由补充流化气体流56和另外的甲烷或天然气组成。油馏分可收集在冷凝器中，且气体可收集在任何合适的容器中。不想要的材料可通过排气流58吹扫出系统。

在一个实施方案中，从分离器单元50分离的油成分52包括热解油。在另一实施方案中，从分离器单元50分离的油包括至少约40%的原始原料材料，即，40%的产量。通常，使用常规方法由碳质材料12的处理获得的油的产量在约5%至约15%的范围内。在本发明的一个实施方案中，作为碳质材料的流化床26、更具体地碳质材料12的处理的结果获得的油的产量为至少约35%。在另一实施方案中，作为碳质材料的流化床26、更具体地碳质材料12的处理的结果获得的油的产量在约20%至约80%的范围内。在另一实施方案中，根据碳质材料的流化床26、更具体地碳质材料12的处理的油的产量可通过如下方式而提升：使用微波以非常高的加热速率加热碳质材料的流化床26、随后相对迅速地冷却产物。该顺序减慢了导致不合乎需要的聚合反应的副反应，由此提高油产量。微波能量理想地适合于提供高的加热速率。

在操作期间，微波能量28以电磁方式、而不是作为对流力或辐射力传递到碳质材料的流化床26中。因此，加热的速率不受表面传递限制，且热量分布的均匀性大大改善。加热时间可减少到小于使用常规技术所需加热时间的1%。在一个实施方案中，微波能量28提供加热能量的一部分且剩余部分由热力加热提供。在一个实施方案中，微波能量28提供总的加热能量的至少50%、优选总的加热能量的70%至99%。另外，在一个实施方案中，用微波能量28加热碳质材料的流化床26可关于施加的热量的量精确地控制，使得可一直保持精确的温度。换言之，碳质材料的流化床26、更具体地被流化介质24流化的碳质材料12的基本上所有的部分暴露于相同的温度。例如，在碳质材料的流化床26顶部的碳质材料12的各“块团（lump）”的中心处于与在碳质材料的流化床26底部的各“块团”的中心相同的温度。因此，在由微波能量28产生的热量的影响下由碳质材料的流化床26形成的化学产物不经历比将这些产物释放所需的温度高的任何温度。

在一个实施方案中，加热碳质材料的流化床26中的碳质材料12通过例如热解的工艺实施。术语“热解”是指在不存在任何氧气的情况下、或者在仅最小量的氧气的存在下加热碳质材料12。在一个实施方案中，本说明书中使用的术语“加热”主要是指缺氧反应例如热解。在其它实施方案中，所述热解可通过采用等离子体加热模式或非等离子体加热模式实施。配置基于等离子体的加热模式可在保持显著的能量效率的同时显著扩展温度范围。在一个实施方案中，等离子体可充当催化剂，降低启动碳质材料的流化床26中的碳质材料12的化学分解所需的活化能。在热解模式的加热中，从系统10完全除去氧气以防止在加热过程期间碳质材料12的氧化。

在一个实施方案中，多个阀可用在系统10中的多个位置处以控制碳质材料12向流化床反应器18和所述混合物（其包括焦炭34、油36和气体38）中的流动以及隔离所述系统10的多个部件。在另一实施方案中，可采用一个或多个泵以抽空所述系统和流化床反应器18，使得可在无氧气的环境中经由碳质材料12的流化介质24和微波能量28的引入而实施处理。在另一实施方案中，可包括气体来源以提供载气，例如惰性气体如氮气或氩气。

在一些具体实施方案中，使得自碳质材料12的处理的产物混合物48的至少一部分（例如，热解油产物）经历至少一个升级步骤。典型的升级程序详细地描述于公布2009/0259082（Deluga等；通过引用而引入本说明书）中，并涉及加氢处理步骤。加氢处理之后可为加氢异构化步骤。所述加氢异构化步骤之后可为分离步骤（例如，使用上述技术），其分离异构化产物的各种组分。设计所述升级步骤以产生一种或多种可交付使用的燃料产物。

实施例

实施例1（Ex.1）

根据本发明的一个实施方案实施包含次烟煤或粉河盆地（PRB，Powder River basin）煤的碳质材料12的处理。将约30克从标准实验室公司（Standard Laboratories,Inc.）的黑雷煤矿（Black ThunderMine）获得的PRB煤输入到具有约30克煤容量的流化床反应器中，同时将流化介质、甲烷吹扫到所述流化床反应器中以形成煤的流化床。在正在进行的流化过程期间使用微波能量加热所述流化床反应器中的所述煤的流化床。所述微波能量由以2.45GHZ的频率运行的6kW磁控管产生。使用波导将所述微波能量传递到所述流化床反应器。采用挥发物冷却系统进行轻质气体和油的分离。使用高温计测量煤温度。在完成处理之后计算所获得的油的产量。

实施例2（Ex.2）

采用与实施例1中描述的类似的程序进行包含30克流化的烟煤（Pittsburgh8煤）的碳质材料的处理。计算通过使用甲烷流化介质和微波能量处理烟煤获得的油的产量。

对比例1（CEx.1）

使用常规的加热方法实施包含次烟煤或粉河盆地（PRB）煤的碳质材料的处理。在具有约约30克煤容量的标准反应器中处理约30克从标准实验室公司的黑雷煤矿获得的PRB煤，同时将氮气吹扫到该系统中。使用电炉加热所述流化床反应器中的所述煤。采用挥发物冷却系统进行轻质气体和油的分离。使用热电偶测量煤温度。计算所获得的油的产量。

对比例2（CEx.2）

采用与对比例1中描述的类似的程序进行包含烟煤（Pittsburg8煤）的碳质材料的处理。计算通过使用微波能量处理烟煤获得的油的产量。

进行对比例1和2（CEx.1和CEx.2）以建立由煤进行热解油生产的常规方法的基线。

图3说明根据本发明的另一实施方案的经历了如Ex.1（62）和CEx.1（64）中所描述的处理的PRB煤的油产量随温度的变化的图60。如可从图3中的图观察到的，对于在甲烷流化和微波加热（曲线62）下的流化的PRB煤，获得高的油产量（约30%）。该产量比通过常规的加热方法（曲线64）获得的产量高大约50%。

图4说明根据本发明的另一实施方案的经历了如Ex.2和CEx.2中所描述的处理的烟煤的油产量随温度的变化的图70。如可从图4中的图观察到的，对于在甲烷流化和微波加热（曲线72）下的流化的烟煤，获得高的油产量（约40%）。该产量比通过常规的加热方法（曲线74）获得的产量高大约50%。还应注意，在甲烷流化和微波处理之后油产量的提高可能不可仅仅归因于更快的加热速率，而是可部分地归因于流化介质和微波能量与碳质材料的相互作用。更具体地，推测在甲烷流化和微波处理之后油产量的提高可归因于在单独的煤颗粒周围产生微等离子体，由此产生流化介质与煤颗粒反应的条件。因此，根据本发明确定在微波辅助的工艺中煤有效地转化为液体燃料所需的三个主要方面为：（i）使用流化床反应器进行煤转化；（ii）使用天然气以使床流化；和（iii）在所述流化床反应器中施加微波能量。

图5说明油产量随着用作流化介质24以在流化床反应器18中产生碳质材料的流化床26的多种载气的变化的图80。在绘制的图中，包含流化的烟煤（Pittsburgh8煤）的碳质材料的处理在约750℃下进行。如可从图5中的图观察到的，对于利用甲烷作为用于产生流化床的载气（条82）的硫化的烟煤（Pittsburgh8煤），获得高的油产量（约35%）。该产量比通过常规的加热方法（条84）获得的产量高大约50%，比通过利用氮气作为用于产生流化床的载气的微波加热方法（条86）获得的产量高大约36%，且比通过利用氢气作为用于产生流化床的载气的微波加热方法（条88）获得的产量高大约33%。如所说明的，如果使用其它气体代替甲烷（天然气）进行碳质材料12的流化，则向液体的转化效率降低。

因此，公开利用流化床反应器将煤转化成液体的方法，其中提供油产量的提高，因此从相同的吨/日（TPD）的煤转化工厂提供更高的桶/日（BPD）的液体燃料。另外，所公开的系统导致来自整个工艺的更低的CO₂产量（由于在所述工艺中要求缺乏空气/氧气）和低的水消耗（由于缺乏对另外的水的需要）。

该书面描述使用实例公开了本发明的一些实施方案，包括最佳模式，且还使本领域的任何技术人员能够实施本发明，包括制造和使用任何设备或系统，和进行任何引入的方法。本发明的可取得专利的范围由权利要求书限定，且可包括本领域技术人员想到的其它实例。这些其它实例意图在权利要求书的范围内，如果它们具有不同于权利要求书的字面语言的结构要素，或者如果它们包括具有与权利要求书的字面语言无实质差别的等同结构要素。

Claims (20)

1.一种处理碳质材料的方法，包括：

将碳质材料输入到流化床反应器中；

用流化介质使所述碳质材料流化以在所述流化床反应器中形成碳质材料的流化床；和

在小于约5个大气压的压力下且在不存在氧气的外部供应的情况下使用微波能量加热所述流化床反应器中的所述碳质材料的流化床，以产生包括焦炭、油和气体的混合物。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述流化介质为天然存在的烃气体或气体混合物。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述流化介质为甲烷。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述流化介质由甲烷、乙烷和丙烷中的至少两种的混合物组成。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述流化介质为包括再循环的热解气体的气体混合物。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加热在约400℃至约800℃范围内的温度实施。

7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括分离所述焦炭、油和气体的混合物。

8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在设置于所述流化床反应器下游的旋风分离器中从所述焦炭、油和气体的混合物分离出焦炭。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，将所述焦炭再循环到所述流化床反应器。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳质材料包括煤和生物质的混合物。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳质材料包括烟煤、粉河盆地煤、褐煤、或其混合物。

12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加热步骤包括热解。

13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述油包括热解油。

14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，加热所述流化床反应器中的所述碳质材料的流化床进一步另外包括使用热能进行加热。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述微波能量提供总的加热能量的至少50%且所述热能提供加热能量的剩余部分。

16.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获得的油的产量为至少约35%。

17.一种处理碳质材料的方法，包括：

将碳质材料输入到流化床反应器中；

用天然存在的烃气体或气体混合物使所述碳质材料流化以在所述流化床反应器中形成碳质材料的流化床；和

在小于约5个大气压的压力下、在约400℃至约800℃范围内的温度且在不存在氧气的外部供应的情况下用微波能量加热所述流化床反应器中的所述碳质材料的流化床，以产生包括焦炭、油和气体的混合物。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述流化介质为甲烷。

19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述流化介质由甲烷、乙烷和丙烷中的至少两种的混合物组成。

20.一种处理碳质材料的方法，包括：

将碳质材料输入到流化床反应器中；

用甲烷使所述碳质材料流化以在所述流化床反应器中形成碳质材料的流化床；和

在小于约5个大气压的压力下且在不存在氧气的情况下用微波能量加热所述流化床反应器中的所述碳质材料的流化床，以产生包括焦炭、油和气体的混合物。