CN105385467A - 一种低阶煤干馏工艺及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种低阶煤干馏工艺及系统，包括如下步骤：将干燥预热的原煤与加热后的热载体混合进行干馏，热解产生热半焦和荒煤气，一部分所述热半焦进行冷却作为半焦成品，一部分所述热半焦经温度为900-1200℃、含氧量≤1.2％且不为0的烟气直接接触加热后作为所述热载体，所述荒煤气进行净化和焦油捕集，得到煤气成品和焦油成品。解决了现有技术中的低阶煤干馏工艺及系统生产的成品半焦的灰含量高、品质差、安全可靠性低的问题。

Description

一种低阶煤干馏工艺及系统

技术领域

本发明属于煤炭干馏技术领域，具体涉及一种低阶煤干馏工艺及系统。

背景技术

我国低阶煤资源丰富，超过50％的已探明的煤炭储量为低阶煤，其中含有的挥发分相当于1000亿吨的油气资源。由于低阶煤具有反应活性高，易自燃，不易长途运输，含水量大和热值低等缺点，因此目前我国的煤炭资源的开采和利用以无烟煤和烟煤为主，低阶煤的开采和利用水平较低，其主要是作为电厂动力燃煤。随着我国对能源需求的不断增加，无烟煤和烟煤资源过度开采造成的资源紧张，使得低阶煤开发和利用越来越重要，因此对低阶煤进行转化提质越来越受到重视。

目前较为成熟的低阶煤干馏工艺主要有：内热式直立炉干馏技术和流化床式固体热载体干馏技术。然而，内热式直立炉干馏技术具有所产煤气热值低，惰性组分含量高，只能处理块煤，不能处理粉煤，以及单炉处理量较小等缺点，而流化床式固体热载体干馏技术则存在固体热载体循环量大，一般原料煤与固体热载体的质量比达到1:4-1:7，甚至更高，导致能耗提高，增大了设备规模，而且生产的焦油煤气中粉尘含量高，易造成物料运行不流畅和设备易堵塞的问题。

为克服上述技术问题，中国专利文献CN103589442A提供了一种外热式与固体热载体结合的回转式干馏方法及装置，其中的干馏方法包括：将热载体与干燥预热后的原煤按照1-2:1的比例混合在干馏炉中被干馏，实现原煤的热解，产生热半焦和煤气，其中一部分热半焦作为半焦产品，一部分热半焦被净化冷却后的煤气加热后作为固体热载体，经鼓风气力输送与预热后的原煤混合进入干馏炉中干馏，半焦加热时产生的烟气对原煤进行干燥预热。上述干馏工艺和相应装置解决了现有的立式煤炭干馏工艺存在的煤气热值低，不能干馏面煤的问题，同时减少固体热载体循环量，减少煤气中粉尘产生，通过高温热半焦过滤煤气中粉尘，降低焦油中的粉尘和重质组分，降低循环半焦提升高度，节约能源，同时提高外热式回转炉热效率，减小外热式回转干馏由于热效率低产量放大后的设备尺寸，便于大规模生产。然而，上述技术方案还存在如下缺陷：作为固体热载体的热半焦在被加热的过程中所使用的加热媒介为净化冷却后的煤气，不仅浪费了高品质的煤气，提高了成本，还由于煤气的热值较高，其燃烧温度较高，当采用煤气对热半焦进行加热时，容易造成半焦的烧结，影响其作为固体热载体的功能以及其作为半焦成品的品质，而且在加热过程中，若助燃空气供量控制不当，则容易造成半焦的部分燃烧，从而增加成品半焦中的灰含量，影响成品半焦的品质，同时若热载体半焦颗粒较细，还容易引发粉尘爆炸的危险，安全可靠性低。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的低阶煤干馏工艺及系统生产的成品半焦的灰含量高、品质差、安全可靠性低的缺陷，从而提供一种成品半焦灰含量低、品质优良、安全可靠性高的低阶煤干馏工艺及系统。

为此，本发明提供了一种低阶煤干馏工艺，包括如下步骤：

将干燥预热的原煤与加热后的热载体混合进行干馏，热解产生热半焦和荒煤气，一部分所述热半焦进行冷却作为半焦成品，一部分所述热半焦经温度为900-1200℃、含氧量≤1.2％且不为0的烟气直接接触加热后作为所述热载体，所述荒煤气进行净化和焦油捕集，得到煤气成品和焦油成品。

所述的低阶煤干馏工艺，对所述热半焦进行加热的烟气温度为1100℃、含氧量≤1.0％。

所述的低阶煤干馏工艺，还包括：将原煤进行筛分，筛分出的粒径为>3mm的原煤进行干馏；将热解产生的热半焦进行筛分，筛分出的粒径为≥4mm的热半焦作为所述的热载体。

所述的低阶煤干馏工艺，所述干燥预热后的原煤温度为180-240℃；加热后的所述热载体的温度为800-1000℃；热解产生的所述热半焦的温度为500-600℃；

所述的低阶煤干馏工艺，所述原煤与所述热载体的质量比不小于1:1。

本发明还提供了一种低阶煤干馏系统，沿工艺路线依次连接设置有干燥机和外热式干馏炉，所述外热式干馏炉上设置的外热式干馏炉第一出料口与冷焦系统连接，所述外热式干馏炉上设置的荒煤气出口与煤气净化和焦油捕集系统连接；还包括：

载体加热炉，所述载体加热炉上设置的载体加热炉进料口与所述外热式干馏炉上设置的外热式干馏炉第二出料口连接，所述载体加热炉上设置的载体加热炉出料口与所述外热式干馏炉上设置的外热式干馏炉进料口连接；

热风炉，所述热风炉上设置的热风炉出气口与所述载体加热炉上设置的载体加热炉进气口连接，所述载体加热炉上设置的载体加热炉出气口与所述外热式干馏炉侧壁上设置的若干烟气管的进气端连接，所述烟气管的出气端与所述热风炉上设置的热风炉进气口连接。

所述的低阶煤干馏系统，所述烟气管的出气端与所述干燥机上设置的干燥机进气口连接，所述干燥机上设置的干燥机出气口与除尘器连接。

所述的低阶煤干馏系统，所述干燥机上设置的干燥机进料口和所述热风炉上设置的热风炉进料口分别与振动筛上设置的粗煤口和细煤口连接；所述外热式干馏炉上设置有滚筒筛，所述滚筒筛上设置的细焦口和粗焦口分别与所述冷焦系统和所述载体加热炉进料口连接。

所述的低阶煤干馏系统，所述外热式干馏炉侧壁外侧套设有外夹套，所述外夹套与所述烟气管连通，所述外热式干馏炉与所述外夹套之间形成烟气通道。

所述的低阶煤干馏系统，所述外热式干馏炉进料口设置有双螺旋进料器。

本发明技术方案相比现有技术，具有如下优点：

(1)本发明所述的低阶煤干馏工艺，将干燥预热的原煤与加热后的热载体混合进行干馏，热解产生热半焦和荒煤气，一部分所述热半焦进行冷却作为半焦成品，一部分所述热半焦经温度为900-1200℃、含氧量≤1.2％且不为0的烟气直接接触加热后作为所述热载体，所述荒煤气进行净化和焦油捕集，得到煤气成品和焦油成品，通过将经温度为900-1200℃、含氧量≤1.2％且不为0的烟气直接接触加热后的热半焦作为固体热载体与原煤混合进行干馏，避免了由其他加热媒介如煤气等热值高的气体对热半焦固体热载体进行加热，造成半焦烧结，影响其作为固体热载体的功能以及作为成品品质的问题，同时还避免了在加热过程中，当助燃空气供量控制不当，容易造成半焦的部分燃烧，增加成品半焦中的灰含量，影响成品半焦的品质，而且还避免了当原煤和热载体颗粒较细时，采用其他热值高的气体如煤气进行直接接触加热时易引起粉尘爆炸的问题，安全可靠性低，本发明通过所述的低阶煤干馏工艺制备得到半焦成品中的灰含量低，半焦成品的品质高，且工艺安全可靠性高，解决了现有技术中的低阶煤干馏工艺生产的成品半焦的品质差、安全可靠性低的问题；

(2)本发明所述的低阶煤干馏工艺，通过控制对所述热半焦进行加热的烟气温度为1100℃、含氧量≤1.0％，进一步保证半焦成品中的灰含量低，半焦成品的品质高，工艺安全可靠性高；

(3)本发明所述的低阶煤干馏工艺，通过将原煤进行筛分，筛分出的粒径为>3mm的原煤进行干馏；将热解产生的热半焦进行筛分的步骤，筛分出的粒径为≥4mm的热半焦作为所述的热载体；通过控制进行干馏的原煤的粒径＞3mm，使得制备的焦油和煤气中的粉尘含量显著降低，提高了煤气和焦油的品质；同时通过将所述热半焦进行筛分，筛选出的粒径大的热半焦进入所述载体加热炉中，粒径小的热半焦进行冷却作为半焦成品，确保作为固体热载体的热半焦具有一定的大小，避免固体热载体颗粒较细，导致其与原煤进行热解时，容易出现粉尘爆炸的问题，安全性提高，且由于所述固体热载体的热半焦粒径较大，在一定程度上降低了制备的煤气和焦油中的粉尘含量；

(4)本发明所述的低阶煤干馏工艺，所述干燥预热后的原煤温度为180-240℃，通过控制原煤干燥预热的温度为180-240℃，避免煤干燥预热温度过高，导致原煤发生热解反应，析出部分煤气和焦油，造成了煤气和焦油的损失，同时夹带焦油的烟气排到空气中则会造成严重的空气污染，带来不利后果；

(5)本发明所述的低阶煤干馏系统，沿工艺路线依次连接设置有干燥机和外热式干馏炉，所述外热式干馏炉上设置的外热式干馏炉第一出料口与冷焦系统连接，所述外热式干馏炉上设置的荒煤气出口与煤气净化和焦油捕集系统连接；载体加热炉，所述载体加热炉上设置的载体加热炉进料口与所述外热式干馏炉上设置的外热式干馏炉第二出料口连接，所述载体加热炉上设置的载体加热炉出料口与所述外热式干馏炉上设置的外热式干馏炉进料口连接；热风炉，所述热风炉上设置的热风炉出气口与所述载体加热炉上设置的载体加热炉进气口连接，所述载体加热炉上设置的载体加热炉出气口与所述外热式干馏炉侧壁上设置的若干烟气管的进气端连接，所述烟气管的出气端与所述热风炉上设置的热风炉进气口连接；通过在所述外热式干馏炉外部连接所述载体加热炉，可以将所述外热式干馏炉中热解产生的部分热半焦输送至所述载体加热炉中进行加热，然后将加热后的热半焦作为固体热载体输送至所述外热式干馏炉进料口与原煤进行混合后进入干馏炉内发生煤热解反应，由于利用热半焦作为固体热载体，使得所述原煤升温速度快，大大缩短了原煤的升温时间，提高了热解效率，同时还大大减少了固体热载体的循环量，节约了能源，减小了设备规模，又通过设置热风炉，采用热风炉产生的燃煤烟气对热半焦进行直接接触加热，由于烟气热值适中，且具有合适的含氧量，能够很好的作为热半焦固体热载体的热源，不仅将热半焦固体热载体加热到需要的温度，还避免了由于加热媒介热值高，燃烧温度较高，容易造成热半焦烧结，且当加热媒介为气体时，若其中含氧量控制不当，则容易造成半焦部分燃烧，从而增加成品半焦中的灰含量，影响成品半焦的品质，而且避免了当原煤和热载体颗粒较细，当采用其他气体进行直接接触加热时引起粉尘爆炸的问题，安全可靠性显著提高，克服现有技术中的低阶煤干馏系统生产的成品半焦的灰含量高、品质差、安全可靠性低的缺陷；

(6)本发明所述的低阶煤干馏系统，所述烟气管的出气端与所述干燥机上设置的干燥机进气口连接，所述干燥机上设置的干燥机出气口与除尘器连接；通过将所述烟气管的出气端与所述干燥机连通，可以利用带有余热的烟气对原煤进行预热干燥，充分的利用了烟气中剩余的热量，节约能源，所述干燥机出气口与除尘器连接，对原煤进行预热干燥后的烟气携带水分及细粉通过所述干燥机出气口排出，经过除尘器除尘后排出，一方面将系统中流通的部分烟气排出，进一步使得煤热解反应系统内烟气压力适中，确保系统能够长期稳定运行，一方面有效避免粉尘易造成设备管道堵塞且后续油气产品除尘工作量大的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的第一种实施方式中提供的低阶煤干馏系统的结构示意图；

图2为为本发明的第二种实施方式中提供的低阶煤干馏系统的结构示意图。

附图标记说明：

10-干燥机，101-干燥机进料口，102-干燥机出料口，103-干燥机进气口，104-干燥机出气口，11-外热式干馏炉，111-外热式干馏炉第一出料口，112-外热式干馏炉第二出料口，113-荒煤气出口，114-外热式干馏炉进料口，115-烟气管，12-载体加热炉，121-载体加热炉进料口，122-载体加热炉出料口，123-载体加热炉进气口，124-载体加热炉出气口，13-热风炉，131-热风炉进料口,132-热风炉进气口，133-热风炉出气口，14-振动筛，15-滚筒筛，16-高温提升机，17-双螺旋进料器，18-滚筒冷渣器，19-除尘器，20-原煤仓，21-缓冲仓。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施所述的低阶煤干馏工艺，包括如下步骤：

(1)将原煤通过回转干燥炉进行干燥预热，对原煤进行直接接触或间接接触加热至150℃，将原煤的水分含量降低至8％以下，然后将原煤输送至所述回转干馏炉的进料口与热半焦固体热载体按照质量比为1:1.5混合，所述热半焦固体热载体为经过温度为1000℃、含氧量1.2％的烟气直接接触加热后温度为750℃的热半焦；

(2)然后将原煤和所述热半焦固体热载体一同输送至所述回转干馏炉内进行干馏，对所述回转干馏炉进行间接接触加热，控制热解反应的温度为550℃，反应1小时，生成半焦和荒煤气，所述半焦温度为500℃，其中一部分热半焦进行间接或直接接触冷却，作为半焦成品，一部分热半焦经过温度为1000℃、含氧量1.2％的烟气直接接触加热后温度为750℃的热半焦作为固体热载体输送至干馏炉进料口，所述荒煤气经过除尘和冷凝，得到煤气成品和焦油成品。

实施例2

本实施所述的低阶煤干馏工艺，包括如下步骤：

(1)将原煤通过回转干燥炉进行干燥预热，对原煤进行直接接触或间接接触加热至245℃，将原煤的水分含量降低至5％以下，然后将所述原煤输送至所述回转干馏炉的进料口与热半焦固体热载体按照质量比为1:0.1混合，所述热半焦固体热载体为经过温度为1200℃、含氧量0.1％的烟气直接接触加热后温度为1050℃的热半焦；

(2)然后将原煤和所述热半焦固体热载体一同输送至所述回转干馏炉内进行干馏，对所述回转干馏炉进行间接接触加热，控制热解反应的温度为650℃，反应25分钟，生成半焦和荒煤气，所述半焦温度为600℃，其中一部分热半焦进行间接或直接接触冷却，作为半焦成品，一部分热半焦经过温度为1200℃、含氧量1.2％的烟气直接接触加热后温度为1050℃的热半焦作为固体热载体输送至干馏炉进料口，所述荒煤气经过除尘和冷凝，得到煤气成品和焦油成品。

实施例3

本实施所述的低阶煤干馏工艺，包括如下步骤：

(1)将原煤通过回转干燥炉进行干燥预热，采用高温烟气对原煤进行直接接触加热至180℃，将原煤的水分含量降低至5％以下，然后将所述原煤输送至所述回转干馏炉的进料口与热半焦固体热载体按照质量比为1:1混合，所述热半焦固体热载体为经过温度为1100℃、含氧量1.0％的烟气直接接触加热后温度为800℃的热半焦，所述热半焦的粒径为4mm以上；

(2)然后将原煤和所述热半焦固体热载体一同输送至所述回转干馏炉内进行干馏，采用高温烟气对所述回转干馏炉进行间接接触加热，控制热解反应的温度为600℃，反应45分钟，生成半焦和荒煤气，所述半焦温度为550℃，其中一部分热半焦进行间接或直接接触冷却，作为半焦成品，一部分热半焦进行筛分，筛分出的粒径为小于4mm的热半焦进行间接或直接接触冷却作为半焦成品，筛分出的粒径≥4mm的热半焦经过温度为1100℃、含氧量1.0％的烟气直接接触加热后至温度为800℃的热半焦作为固体热载体输送至干馏炉进料口，所述荒煤气经过除尘和冷凝，得到煤气成品和焦油成品。

实施例4

本实施所述的低阶煤干馏工艺，包括如下步骤：

(1)将原煤进行筛分，粒径≤3mm的原煤送入所述热风炉中燃烧产生的高温烟气作为后续工艺中的热源，粒径大于3mm的原煤通过回转干燥炉进行干燥预热，所述高温烟气对原煤进行直接接触加热至240℃，将原煤的水分含量降低至5％以下，然后将所述原煤输送至所述回转干馏炉的进料口与热半焦固体热载体按照质量比为1:0.5混合，所述热半焦固体热载体为经过温度为1100℃、含氧量1.0％的所述高温烟气直接接触加热后温度为1000℃的热半焦，所述热半焦的粒径为5mm以上；

(2)然后将原煤和所述热半焦固体热载体一同输送至所述回转干馏炉内进行干馏，采用高温烟气对所述回转干馏炉进行间接接触加热，控制热解反应的温度为600℃，反应30分钟，生成半焦和荒煤气，所述半焦温度为580℃，其中一部分热半焦进行间接或直接接触冷却，作为半焦成品，一部分热半焦进行筛分，筛分出的粒径为<5mm的热半焦进行间接或直接接触冷却作为半焦成品，筛分出的粒径≥5mm的热半焦经过温度为1100℃、含氧量1.0％的烟气直接接触加热至温度为1000℃的热半焦作为固体热载体输送至干馏炉进料口，所述荒煤气经过除尘和冷凝，得到煤气成品和焦油成品。

实施例5

本实施所述的低阶煤干馏工艺，包括如下步骤：

(1)将原煤进行筛分，粒径≤3mm的原煤送入所述热风炉中燃烧产生的高温烟气作为后续工艺中的热源，粒径大于3mm的原煤通过回转干燥炉进行干燥预热，采用所述高温烟气对原煤进行直接接触加热至200℃，将原煤的水分含量降低至5％以下，然后将所述原煤输送至所述回转干馏炉的进料口与热半焦固体热载体按照质量比为1:0.8混合，所述热半焦固体热载体为经过温度为1100℃、含氧量1.0％的所述高温烟气直接接触加热后温度为900℃的热半焦，所述热半焦的粒径为10mm以上；

(2)然后将原煤和所述热半焦固体热载体一同输送至所述回转干馏炉内进行干馏，采用高温烟气对所述回转干馏炉进行间接接触加热，控制热解反应的温度为580℃，反应30分钟，生成半焦和荒煤气，所述半焦温度为550℃，其中一部分热半焦进行间接或直接接触冷却，作为半焦成品，，一部分热半焦进行筛分，筛分出的粒径为＜10mm的热半焦进行间接或直接接触冷却作为半焦成品，筛分出的粒径≥10mm的热半焦经过温度为1100℃、含氧量1.2％的烟气直接接触加热后温度为900℃的热半焦作为固体热载体输送至干馏炉进料口，所述荒煤气经过除尘和冷凝，得到煤气成品和焦油成品。

实施例6

本发明实施例1-5所述的低阶煤干馏工艺是通过下述低阶煤干馏系统实现的：

本实施例所述的低阶煤干馏系统，如图1所示，沿工艺路线依次连接设置有干燥机10和外热式干馏炉11，所述外热式干馏炉11上设置的外热式干馏炉第一出料口111与冷焦系统连接，所述外热式干馏炉11上设置的荒煤气出口113与煤气净化和焦油捕集系统连接；还包括，载体加热炉12，所述载体加热炉12上设置的载体加热炉进料口121与所述外热式干馏炉11上设置的外热式干馏炉第二出料口112连接，所述载体加热炉12上设置的载体加热炉出料口122与所述外热式干馏炉11上设置的外热式干馏炉进料口114连接；热风炉13，所述热风炉13上设置的热风炉出气口133与所述载体加热炉12上设置的载体加热炉进气口123连接，所述载体加热炉12上设置的载体加热炉出气口124与所述外热式干馏炉11侧壁上设置的若干烟气管115的进气端连接，所述烟气管115的出气端与所述热风炉13上设置的热风炉进气口132连接。

通过在所述外热式干馏炉11外部连接所述载体加热炉12，将所述外热式干馏炉11中热解产生的部分热半焦输送至所述载体加热炉12中进行加热，然后将加热后的热半焦作为固体热载体输送至所述外热式干馏炉进料口114与原煤进行混合后进入干馏炉内发生煤热解反应，由于利用热半焦作为固体热载体，使得所述原煤升温速度快，大大缩短了原煤的升温时间，提高了热解效率，同时还大大减少了固体热载体的循环量，节约了能源，减小了设备规模，又通过设置热风炉13，采用所述热风炉13产生的燃煤烟气对热半焦进行直接接触加热，由于烟气热值适中，且具有合适的含氧量，能够很好的作为热半焦固体热载体的热源，不仅将热半焦固体热载体加热到需要的温度，还避免了由于加热媒介热值高，燃烧温度较高，容易造成热半焦烧结，且当加热媒介为气体时，若其中含氧量控制不当，则容易造成半焦部分燃烧，从而增加成品半焦中的灰含量，影响成品半焦的品质，而且避免了当原煤和热载体颗粒较细，当采用其他气体进行直接接触加热时引起粉尘爆炸的问题，安全可靠性显著提高。同样的，所述载体加热炉出气口124与所述外热式干馏炉11侧壁上设置的若干烟气管115的进气端连接，将对所述热载体加热后的烟气对所述回转干馏炉11进行加热，一方面实现了烟气的循环利用，节省了资源，一方面由于烟气热值适中，避免造成干馏炉内热解产生的半焦烧结，影响半焦成品的品质。所述烟气管115的出气端与所述热风炉进气口132连接，将利用完的烟气排入所述热风炉13中与所述热风炉13内产生的新烟气混合，控制烟气的温度，且实现烟气的循环利用，节约能源。

进一步的，所述烟气管115的出气端与所述干燥机10上设置的干燥机进气口103连接，所述干燥机10上设置的干燥机出气口104与除尘器连接。通过将所述烟气管115的出气端与所述干燥机10连通，可以利用带有余热的烟气对原煤进行预热干燥，充分的利用了烟气中剩余的热量，节约能源，所述干燥机出气口104与除尘器连接，对原煤进行预热干燥后的烟气携带水分及细粉通过所述干燥机出气口104排出，经过所述除尘器19除尘后排出，一方面将系统中流通的部分烟气排出，进一步使得煤热解反应系统内烟气压力适中，确保系统能够长期稳定运行，一方面有效避免粉尘易造成设备管道堵塞且后续油气产品除尘工作量大的问题。

进一步的，所述干燥机10上设置的干燥机进料口101和所述热风炉13上设置的热风炉进料口131分别与振动筛14上设置的粗煤口和细煤口连接。通过所述振动筛14筛分，将所述原煤进行筛分，粒径大的粗煤经粗煤口进入所述干燥机10中，粒径小的细煤经细煤口进入所述热风炉13中作为燃料，一方面有效避免粉尘进入所述干燥机10中造成设备管道堵塞且后续油气产品除尘工作量大的问题，另一方面以细煤粉作为燃料来源，大大降低了成本。

进一步的，所述外热式干馏炉11内设置有滚筒筛15，所述滚筒筛15上设置的细焦口和粗焦口分别通过所述外热式干馏炉第一出料口111和所述外热式干馏炉第二出料口112连接，通过所述滚筒筛15筛分，将所述热半焦进行筛分，筛选出的粒径大的热半焦经粗焦口和所述外热式干馏炉第二出料口112进入所述载体加热炉12中，粒径小的热半焦经细焦口和所述外热式干馏炉第一出料口111进入冷焦系统进行冷却作为半焦成品，保证了作为固体热载体的热半焦具有一定的大小，避免固体热载体颗粒较细，导致其与原煤进行热解时，容易出现粉尘爆炸的问题，安全性提高。

进一步的，所述外热式干馏炉11侧壁外侧套设有外夹套，所述外夹套与所述烟气管115连通，所述外热式干馏炉11与所述外夹套之间形成烟气通道，有效的增大了煤与烟气的间接接触面积，提高了热传递效率。

进一步的，所述外热式干馏炉进料口114设置有双螺旋进料器17，方便将原煤与热半焦固体热载体混合均匀，使得原煤迅速升温，提高热传递效率。

进一步的，所述冷焦系统为滚筒冷渣器18，所述滚筒冷渣器18采用循环冷却水作为冷却介质对热半焦进行间接冷却。

进一步的，所述外热式干馏炉11设置在所述载体加热炉12下方，所述所述外热式干馏炉第二出料口112通过高温提升机16与所述载体加热炉进料口121连接，所述外热式干馏炉第二出料口112排出的热半焦经过所述高温提升机16提升输送至所述载体加热炉12中。

进一步的，所述干燥机出料口102连接设置有缓冲仓21，所述缓冲仓21的出料口位于所述双螺旋进料器17进料口的上方。

进一步的，所述振动筛14的粗煤出料端与原煤仓20连接，所述原煤仓20与所述干燥机进料口101连接。

进一步的，所述除尘器19的底端与所述缓冲仓21连接，便于将所述除尘器19收集的干煤送入所述缓冲仓21中，以免浪费。

进一步的，所述载体加热炉12为内热式回转炉，所述外热式干馏炉11为外热式回转干馏炉，所述干燥机10为回转干燥炉，所述冷焦系统为除尘鼓冷系统。

所述低阶煤干馏系统的工作过程如下：原煤经所述振动筛14筛分，粒径为≤3mm的原煤经细煤口通过所述热风炉进料口131进入所述热风炉13中作为燃料燃烧的烟气作为系统中的热源，粒径为>3mm的原煤经粗煤口进入所述原煤仓20中，经所述干燥机进料口101进入所述干燥机10中进行干燥预热，由所述热风炉13产生的烟气依次对所述载体加热炉12、所述外热式干馏炉11加热后的烟气作为热源，由通过所述烟气管115出气端排出的烟气经由所述干燥机进气口103进入所述干燥机10加热，控制干燥预热后原煤的温度为180-240℃，干燥预热的原煤经所述干燥机出料口102进入所述缓冲仓21中，经所述所述干燥机出气口104排出的烟气经所述除尘器19除尘排空，所述除尘器19收集的干煤经所述除尘器19的底端进入所述缓冲仓21中，所述缓冲仓21中的原煤落入所述双螺旋进料器17中与所述载体加热炉出料口122排出的经温度为900-1200℃、含氧量≤1.2％且不为0的烟气直接接触加热后的温度为800-1000℃的热半焦混合，一同进入所述外热式干馏炉11中进行干馏，由所述热风炉13产生的烟气对所述载体加热炉12加热后的烟气作为热源，由所述载体加热炉出气口124排出的烟气通过所述烟气管115进气端进入所述烟气管115中以及通过与所述烟气管115连通的外加套中，对所述外热式干馏炉11进行间接加热，加热后的烟气通过所述烟气管115的出气端经由所述热风炉进气口132或所述干燥机进气口103进入所述热风炉13或所述干燥机10中，控制热解产生的所述热半焦的温度为500-600℃，热解产生的荒煤气经过所述外热式干馏炉出气口113进入鼓冷系统进行除尘和冷焦，收集得到煤气和焦油，所述热半焦经设置在所述外热式干馏炉11中的所述滚筒筛15进行筛分，筛分出的粒径为小于4mm的热半焦经所述滚筒筛15细焦口、由所述外热式干馏炉第一出料口111排出进入所述滚筒冷渣器18，采用循环冷却水作为冷却介质对热半焦进行间接冷却，得到半焦成品，筛分出的粒径为≥4mm的热半焦经所述滚筒筛15粗焦口、所述外热式干馏炉第二出料口112排出，然后通过所述高温提升机16提升输送至所述载体加热炉进料口121进入所述载体加热炉12中，由所述热风炉13产生的经温度为900-1200℃、含氧量≤1.2％且不为0的烟气通过所述载体加热炉进气口123进入所述载体加热炉12中对所述热半焦进行直接接触加热，控制热半焦的温度为800-1000℃，加热后的热半焦经所述载体加热炉出料口123送入所述外热式干馏炉11中，加热后的烟气通过所述载体加热炉124排出进入所述烟气管115中对所述外热式干馏炉11加热。

作为可替换的实施方式，如图2所示，所述外热式干馏炉第二出料口112连接有滚筒筛15，所述滚筒筛15上设置的细焦口和粗焦口分别与所述冷焦系统和所述载体加热炉进料口121连接，通过所述滚筒筛15筛分，将所述热半焦进行筛分，筛选出的粒径大的热半焦经粗焦口进入所述载体加热炉12中，粒径小的热半焦经细焦口进入冷焦系统进行冷却作为半焦成品，保证了作为固体热载体的热半焦具有一定的大小，避免固体热载体颗粒较细，导致其与原煤进行热解时，容易出现粉尘爆炸的问题，安全性提高。

所述低阶煤干馏系统的工作过程如下：原煤经所述振动筛14筛分，粒径为≤3mm的原煤经细煤口通过所述热风炉进料口131进入所述热风炉13中作为燃料燃烧的烟气作为系统中的热源，粒径为>3mm的原煤经粗煤口进入所述原煤仓20中，经所述干燥机进料口101进入所述干燥机10中进行干燥预热，由所述热风炉13产生的烟气依次对所述载体加热炉12、所述外热式干馏炉11加热后的烟气作为热源，由通过所述烟气管115出气端排出的烟气经由所述干燥机进气口103进入所述干燥机10加热，控制干燥预热后原煤的温度为180-240℃，干燥预热的原煤经所述干燥机出料口102进入所述缓冲仓21中，经所述所述干燥机出气口104排出的烟气经所述除尘器19除尘排空，所述除尘器19收集的干煤经所述除尘器19的底端进入所述缓冲仓21中，所述缓冲仓21中的原煤落入所述双螺旋进料器17中与所述载体加热炉出料口122排出的经温度为900-1200℃、含氧量≤1.2％且不为0的烟气直接接触加热后的温度为800-1000℃的热半焦混合，一同进入所述外热式干馏炉11中进行干馏，由所述热风炉13产生的烟气对所述载体加热炉12加热后的烟气作为热源，由所述载体加热炉出气口124排出的烟气通过所述烟气管115进气端进入所述烟气管115中以及通过与所述烟气管115连通的外加套中，对所述外热式干馏炉11进行间接加热，加热后的烟气通过所述烟气管115的出气端经由所述热风炉进气口132或所述干燥机进气口103进入所述热风炉13或所述干燥机10中，控制热解产生的所述热半焦的温度为500-600℃，热解产生的荒煤气经过所述外热式干馏炉出气口113进入鼓冷系统进行除尘和冷焦，收集得到煤气和焦油，所述热半焦经所述外热式干馏炉第一出料口111和所述外热式干馏炉第一出料口112排出，由所述外热式干馏炉第一出料口111排出的热半焦进入所述滚筒冷渣器18，采用循环冷却水作为冷却介质对热半焦进行间接冷却，得到半焦成品，由所述外热式干馏炉第二出料口112排出的热半焦经所述滚筒筛15进行筛分，筛分出的粒径为小于4mm的热半焦经所述滚筒筛15细焦口排出进入所述滚筒冷渣器18，采用循环冷却水作为冷却介质对热半焦进行间接冷却，得到半焦成品，筛分出的粒径为≥4mm的热半焦经所述滚筒筛15粗焦口排出，然后通过所述高温提升机16提升输送至所述载体加热炉进料口121进入所述载体加热炉12中，由所述热风炉13产生的经温度为900-1200℃、含氧量≤1.2％且不为0的烟气通过所述载体加热炉进气口123进入所述载体加热炉12中对所述热半焦进行直接接触加热，控制热半焦的温度为800-1000℃，加热后的热半焦经所述载体加热炉出料口123送入所述外热式干馏炉11中，加热后的烟气通过所述载体加热炉124排出进入所述烟气管115中对所述外热式干馏炉11加热。

对比例1

本实施所述的低阶煤干馏工艺，包括如下步骤：

(1)将原煤进行筛分，粒径＜1mm的原煤送入所述热风炉中燃烧产生的高温烟气作为后续工艺中的热源，粒径≥1mm的原煤通过回转干燥炉进行干燥预热，采用所述高温烟气对原煤进行直接接触加热至200℃，将原煤的水分含量降低至5％以下，然后将所述原煤输送至所述回转干馏炉的进料口与热半焦固体热载体按照质量比为1:0.8混合，所述热半焦固体热载体为经过高热值煤气燃烧直接加热后温度为900℃的热半焦，所述热半焦的粒径为1mm以上；

(2)然后将原煤和所述热半焦固体热载体一同输送至所述回转干馏炉内进行干馏，采用高温烟气对所述回转干馏炉进行间接接触加热，控制热解反应的温度为580℃，反应30分钟，生成半焦和荒煤气，所述半焦温度为550℃，其中一部分热半焦进行间接或直接接触冷却，作为半焦成品，，一部分热半焦进行筛分，筛分出的粒径为＜1mm的热半焦进行间接或直接接触冷却作为半焦成品，筛分出的粒径≥1mm的热半焦经过高热值煤气燃烧直接加热后温度为900℃的热半焦作为固体热载体输送至干馏炉进料口，所述荒煤气经过除尘和冷凝，得到煤气成品和焦油成品。

实验例

对实施例1-5及对比例1中的制备的半焦和焦油成品进行工业分析，测定所述半焦和焦油成品中的参数，以考察所述半焦和焦油成品的品质。

表1实施例1-5及对比例1中的原煤的工业分析结果

序号	检测项目	分析结果
			1	水分Mad％	21.5
2	灰分Ad％	4.01
			3	挥发分Vdaf％	53.15
4	固定碳	48.36
			5	干燥基全硫St,d	0.44
6	干燥基氢Hd	5.98
			7	干燥基高位发热量Qgr,d	7106
8	收到基低位发热量Qnet,v,ar	5103

表2实施例1-5及对比例1中制备的半焦的工业分析结果

表3实施例1-5及对比例1中制备的焦油分析结果

由上述结果表2比较可知，本发明所述的的低阶煤干馏工艺制备的半焦中灰含量较低，最低达到了5.19％，显著提高了半焦成品的品质，优于现有技术中采用煤气直接接触加热的热半焦固体热载体制备的半焦成品，说明本发明采用烟气作为直接接触加热的热半焦固体热载体制备的半焦成品的品质优良，获得了显著技术效果。

由上述结果表3比较可知，本发明所述的低阶煤干馏工艺制备的焦油中灰分含量较低，最低可达0.43％，而且焦油中的甲苯不容物、萘含量等杂质较低，甲苯不容物最低可达2.43％，萘含量最低可达1.23％，显著优于对比例1中的方法制备的焦油，说明本发明通过控制原煤的粒径和固体热载体的粒径，大大降低了焦油成品中的粉尘杂质，显著提高了焦油的品质，获得了显著的技术效果。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种低阶煤干馏工艺，其特征在于，包括如下步骤：

将干燥预热的原煤与加热后的热载体混合进行干馏，热解产生热半焦和荒煤气，一部分所述热半焦进行冷却作为半焦成品，一部分所述热半焦经温度为900-1200℃、含氧量≤1.2％且不为0的烟气直接接触加热后作为所述热载体，所述荒煤气进行净化和焦油捕集，得到煤气成品和焦油成品。

2.根据权利要求1所述的低阶煤干馏工艺，其特征在于，对所述热半焦进行加热的烟气温度为1100℃、含氧量≤1.0％。

3.根据权利要求1或2所述的低阶煤干馏工艺，其特征在于，还包括：将原煤进行筛分，筛分出的粒径为>3mm的原煤进行干馏；将热解产生的热半焦进行筛分，筛分出的粒径为≥4mm的热半焦作为所述的热载体。

4.根据权利要求1-3任一项所述的低阶煤干馏工艺，其特征在于，所述干燥预热后的原煤温度为180-240℃。

5.根据权利要求1-4任一项所述的低阶煤干馏工艺，其特征在于，所述原煤与所述热载体的质量比不小于1:1。

6.一种低阶煤干馏系统，沿工艺路线依次连接设置有干燥机(10)和外热式干馏炉(11)，所述外热式干馏炉(11)上设置的外热式干馏炉第一出料口(111)与冷焦系统连接，所述外热式干馏炉(11)上设置的荒煤气出口(113)与煤气净化和焦油捕集系统连接；

其特征在于，还包括：

载体加热炉(12)，所述载体加热炉(12)上设置的载体加热炉进料口(121)与所述外热式干馏炉(11)上设置的外热式干馏炉第二出料口(112)连接，所述载体加热炉(12)上设置的载体加热炉出料口(122)与所述外热式干馏炉(11)上设置的外热式干馏炉进料口(114)连接；

热风炉(13)，所述热风炉(13)上设置的热风炉出气口(133)与所述载体加热炉(12)上设置的载体加热炉进气口(123)连接，所述载体加热炉(12)上设置的载体加热炉出气口(124)与所述外热式干馏炉(11)侧壁上设置的若干烟气管(115)的进气端连接，所述烟气管(115)的出气端与所述热风炉(13)上设置的热风炉进气口(132)连接。

7.根据权利要求6所述的低阶煤干馏系统，其特征在于，所述烟气管(115)的出气端与所述干燥机(10)上设置的干燥机进气口(103)连接，所述干燥机(10)上设置的干燥机出气口(104)与除尘器连接。

8.根据权利要求6或7所述的低阶煤干馏系统，其特征在于，所述干燥机(10)上设置的干燥机进料口(101)和所述热风炉(13)上设置的热风炉进料口(131)分别与振动筛(14)上设置的粗煤口和细煤口连接；所述外热式干馏炉(11)上设置有滚筒筛(15)，所述滚筒筛(15)上设置的细焦口和粗焦口分别与所述冷焦系统和所述载体加热炉进料口(121)连接。

9.根据权利要求8所述的低阶煤干馏系统，其特征在于，所述外热式干馏炉(11)侧壁外侧套设有外夹套，所述外夹套与所述烟气管(115)连通，所述外热式干馏炉(11)与所述外夹套之间形成烟气通道。

10.根据权利要求6或7或9所述的低阶煤干馏系统，其特征在于，所述外热式干馏炉进料口(114)设置有双螺旋进料器(17)。