本發(fā)明屬于煤化工(及油頁巖)熱解領(lǐng)域，具體涉及一種基于填充床粉煤熱解的熱解爐、熱解裝置和熱解工藝。

背景技術(shù)：

如何實(shí)現(xiàn)煤的清潔高效利用，加強(qiáng)煤炭分質(zhì)利用，拓展化工原料來源，形成與傳統(tǒng)石化產(chǎn)業(yè)互為補(bǔ)充，是我國現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向。煤炭分質(zhì)利用是將煤通過中/低溫煤熱解技術(shù)，將煤炭熱解為氣態(tài)(煤氣)、液態(tài)(中/低溫煤焦油)和固態(tài)(半焦)，再根據(jù)其各自不同的理化性質(zhì)，結(jié)合周邊原料供給和項(xiàng)目布局狀況，進(jìn)行分質(zhì)轉(zhuǎn)化利用，梯級(jí)延伸加工，生產(chǎn)大宗化工原料和各類精細(xì)化學(xué)品。

我國煤炭分質(zhì)轉(zhuǎn)化利用產(chǎn)業(yè)起步較早，上世紀(jì)90年代末期就有一些小型示范項(xiàng)目開始生產(chǎn)運(yùn)行。近年來，重點(diǎn)科研機(jī)構(gòu)及專業(yè)院校對煤炭分質(zhì)清潔轉(zhuǎn)化利用領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)和工藝優(yōu)化，并取得了豐碩的研究成果。但仍然缺乏技術(shù)可靠，處理規(guī)模大，投資見效快，技術(shù)優(yōu)勢明顯的工藝技術(shù)和爐型可供生產(chǎn)企業(yè)選擇。目前國內(nèi)煤熱解工藝技術(shù)應(yīng)用最早，分布地域最廣，建設(shè)規(guī)模最大的是在德國魯奇低溫碳化工藝基礎(chǔ)上發(fā)展起來的內(nèi)熱式直立爐，該爐型以30～80mm的塊煤為原料，采用自產(chǎn)煤氣為燃料，通過內(nèi)燃內(nèi)熱的方式加熱原煤發(fā)生熱解反應(yīng)。其顯著優(yōu)點(diǎn)是：工藝過程簡單，煤種適應(yīng)范圍廣。缺點(diǎn)是：單爐規(guī)模小，跑冒滴漏嚴(yán)重，煤氣有效組分低，產(chǎn)品半焦指標(biāo)不穩(wěn)定。同時(shí)由于使用塊煤作為原料，而目前我國煤炭開采均采用綜合采煤機(jī)械化技術(shù)，使其塊煤產(chǎn)量不足開采總量的40％，市場塊煤價(jià)格長期居高不下，促使半焦價(jià)格更高，難以將半焦規(guī)?；茝V與應(yīng)用。同時(shí)為了讓其熱解產(chǎn)物支持后續(xù)的相互轉(zhuǎn)化，使煤氣向化工發(fā)展，焦油向精化發(fā)展，半焦向材料發(fā)展，因此需要一種多產(chǎn)煤氣，多產(chǎn)焦油，半焦質(zhì)量均衡，投資省效率高，自動(dòng)化水平高，環(huán)保節(jié)能的工藝技術(shù)及裝置，同時(shí)原料煤粒徑要小且來源廣泛，單爐規(guī)模超過20萬噸半焦/年新型熱解技術(shù)和爐型。

專利cn105838402a提供了一種制備蘭炭的低溫干餾爐，其特征在于，包括原煤入料口，原煤入料口下方連接干餾爐；所述干餾爐包括爐內(nèi)從上到下設(shè)置的干餾段和冷卻段；所述干餾段內(nèi)從上至下設(shè)置有集氣傘、方便氣體流通的導(dǎo)氣傘裝置，導(dǎo)氣傘裝置下方設(shè)置通入空氣和煤氣混合氣體的布?xì)鈧阊b置；所述冷卻爐段內(nèi)從上至下設(shè)置通入冷卻水的噴淋管裝置，噴淋管裝置下方設(shè)置使蘭炭均勻出料的推焦機(jī)裝置。該發(fā)明專利使用了30mm以下的原料煤，并在干餾爐段內(nèi)從上至下設(shè)置有多層使原煤均勻分散的導(dǎo)氣傘裝置，導(dǎo)氣傘裝置下方設(shè)置有通入空氣和煤氣的布?xì)鈧阊b置。該發(fā)明對30mm以下原料煤床層透氣性差，氣流上升阻力大的問題沒有解決方案。

專利cn101691493a提供了一種外燃內(nèi)熱式煤干餾爐，從上至下依次為：用來對原料煤進(jìn)行干燥處理的干燥段，并在干燥處理的同時(shí)得到冷煙氣；用來對經(jīng)過干燥處理的原料煤進(jìn)行干餾處理的干餾段，原料煤經(jīng)過干餾處理后形成干餾產(chǎn)品；通過通入上述冷煙氣、用來對所述干餾段中產(chǎn)出的干餾產(chǎn)品進(jìn)行冷卻處理的冷卻段；將所述干燥段產(chǎn)生的所述冷煙氣導(dǎo)通至所述冷卻段的冷煙氣管道。該發(fā)明采用外燃內(nèi)熱的方式，自產(chǎn)的煤氣作為加熱用燃料，具有熱解油氣出口溫度高，熱效率低，燃料消耗量大，剩余煤氣量少，空氣用來助燃，煤氣熱值低的缺點(diǎn)，難以對其熱解產(chǎn)物進(jìn)行聯(lián)產(chǎn)轉(zhuǎn)化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問題，提供了一種基于填充床粉煤熱解的熱解爐、熱解裝置和熱解工藝，改變原有的顆粒物料自然堆積過程，使其實(shí)現(xiàn)松散填充，均勻分料布?xì)?，降低了床層氣流阻力，使氣固兩相融合傳熱，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了中/低溫分步熱解，顯著提高焦油產(chǎn)率，降低了半焦揮發(fā)分，提高了半焦固定碳含量。同時(shí)富氧燃燒降低了煤氣中無效組分氮?dú)獾暮?，提高了煤氣的熱值，使煤氣在后續(xù)的加工利用工藝過程中提高了效率，降低了能耗。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種基于填充床粉煤熱解的熱解爐，包括原料煤倉、熱解爐、熱半焦冷卻器和旋轉(zhuǎn)排焦機(jī)；所述的原料煤倉通過落料管設(shè)置在熱解爐頂端，原料煤倉頂部有供原料煤進(jìn)入的落煤口，熱解爐由上至下依次設(shè)置有爐頂空間、填充床層和爐底空間三部分；所述的填充床層分為上部的分料層，中部的填充層和下部的布?xì)鈱樱至蠈影ǘ鄠€(gè)相互平行安裝在熱解爐爐壁上的扇形布料器，多個(gè)扇形布料器呈正三角形排列，扇形布料器排列的正三角形的頂端垂直對應(yīng)落料管的管口，分料層下方設(shè)置有填充層，填充層包括多個(gè)安裝在熱解爐爐壁上的條形柵格，多個(gè)條形柵格以多層網(wǎng)格陣列排布，填充層下方設(shè)置有布?xì)鈱?，布?xì)鈱影▎螌悠叫虚g隔排布的多個(gè)“人”字形氣體分布器，“人”字形氣體分布器平行排布兩兩間隔距離為150～400mm，其間隔空間為干餾煤下移通道，爐底空間頂端設(shè)置四個(gè)一級(jí)燃燒器，一級(jí)燃燒器由設(shè)在熱解爐爐外的燃燒室和爐內(nèi)的導(dǎo)焰管組成，一級(jí)燃燒器下部設(shè)置分隔墻，分隔墻將熱解爐爐底空間的腔體分隔成四個(gè)體積相同的條形空間，分隔墻墻體中內(nèi)裝有二級(jí)燃燒器，二級(jí)燃燒器上設(shè)置有導(dǎo)氣管，導(dǎo)氣管底部均勻間隔排布有條形縫出氣口，條形縫出氣口為內(nèi)大外小的楔形，熱解爐的下方設(shè)置有熱半焦冷卻器，熱半焦冷卻器的下方設(shè)置有旋轉(zhuǎn)排焦機(jī)。

所述的原料煤倉內(nèi)設(shè)置有在進(jìn)料過程中使原料煤顆粒均勻裝填的內(nèi)構(gòu)件，該內(nèi)構(gòu)件由多個(gè)同軸線重合的方管形導(dǎo)流筒組成，導(dǎo)流筒從內(nèi)向外頂端依次階梯形下移；落料管在進(jìn)入熱解爐頂板前由中心線對稱分叉形成兩個(gè)子落料管，兩個(gè)子料管由熱解爐頂板進(jìn)入熱解爐內(nèi)部并向下延伸，進(jìn)入熱解爐的子落料管內(nèi)橫向設(shè)置有供子落料管左右兩側(cè)的熱解油氣互通的貫穿的腰圓形通氣孔，子落料管管口的短邊與熱解爐體內(nèi)壁相貼，子落料管管口的長邊分別設(shè)置有防止原料煤顆粒滾動(dòng)的篦料板，篦料板與子落料管管口夾角為37～45度，篦料板上部設(shè)置有用于噴淋用的多個(gè)噴嘴，子落料管管口以下為熱解爐的填充床層，扇形布料器排列的正三角形的頂端垂直對應(yīng)子落料管的管口。

所述的篦料板包括擋板和兩個(gè)作為支撐的傾斜板；所述的子落料管管口上設(shè)置有兩個(gè)傾斜板，兩個(gè)傾斜板中間設(shè)置多個(gè)間距為20～30mm，高度為100～300mm的擋板，擋板平行于重垂線，擋板與擋板之間形成的間隙是熱解油氣逸出填充床層的通道。

所述的條形柵格包括t形柵格或“工”形柵格，填充層包括多個(gè)安裝在熱解爐爐壁上的t形柵格，多個(gè)t形柵格以多層網(wǎng)格陣列排布，t形柵格由水平的翼板和垂直的腹板焊接而成，水平翼板上設(shè)置有平行排列的缺口，每個(gè)矩形缺口處對應(yīng)的垂直腹板上開有u型缺口，水平翼板的缺口與垂直腹板的u型缺口垂直交叉，形成一個(gè)空穴；水平翼板上的缺口傾斜夾角為15～90度夾角，垂直腹板表面設(shè)置刺釘，多個(gè)高程變化布置t型柵格角度，每個(gè)高程設(shè)置兩層相互平行錯(cuò)位放置的t型柵格；每層兩個(gè)相鄰的水平t型柵格設(shè)置200mm～800mm間距，同高程相鄰兩層t型柵格水平錯(cuò)置，上下t型柵格間距100mm～400mm，相鄰高程的t型柵格旋轉(zhuǎn)45度，相鄰高程的t型柵格之間間距200mm～800mm。

所述的t型柵格根據(jù)其水平翼板上的缺口形狀的不同分為h型、s型和n型，水平翼板上的缺口傾斜夾角為90度和45度，所述的t型柵格兩端包裹含鋯型硅酸鋁纖維氈，包裹含鋯型硅酸鋁纖維氈后的t型柵格安裝在熱解爐爐壁上。

所述的“人”字形氣體分布器包括人字形頂蓋；所述的人字形頂蓋兩側(cè)設(shè)置有多塊鋼板錯(cuò)層錯(cuò)位插空搭接而成的斜側(cè)板，錯(cuò)位插空可形成排列有序的通氣孔，斜側(cè)板底端連接翼板，斜側(cè)板兩個(gè)相對的翼板形成喇叭形開口，喇叭形開口為上升氣流入口，斜側(cè)板夾角為30～45度；

燃燒室設(shè)置有氧入口、燃料氣入口、點(diǎn)火器和火焰監(jiān)測器，導(dǎo)焰管為單跨梁結(jié)構(gòu)，橫跨爐體內(nèi)腔，且導(dǎo)焰管為空芯導(dǎo)焰管，導(dǎo)焰管截面為五邊形，導(dǎo)焰管截面的幾何中心設(shè)置圓形的火焰通道，空芯導(dǎo)焰管底部設(shè)置條形縫出氣口，并與火焰通道相連，導(dǎo)焰管為碳化硅制成，其結(jié)構(gòu)為倒v形殼體，底部缺口處設(shè)置楔形磚，楔形磚與倒置v形殼體構(gòu)成圓形空芯的導(dǎo)焰管，楔形磚與倒置v形殼體采用高溫膠粘接而成，楔形磚為上小下大，楔形磚與楔形磚之間留有3～30mm間隙，該間隙為高溫氣體的出氣口，二級(jí)燃燒器為管道式燃燒器，分隔墻頂端設(shè)置有五邊形的頂帽，頂帽頂端為三角形，三角形的兩斜面夾角≥45度，頂帽的底部連接用于支撐頂帽用的分隔墻墻體，且該分隔墻墻體寬度小于頂帽寬度60～180mm，二級(jí)燃燒器的導(dǎo)氣管貫穿整個(gè)頂帽。

一種基于所述的熱解爐的基于填充床粉煤熱解的熱解裝置，包括熱解爐、旋流分離器、煤氣風(fēng)機(jī)、套管冷卻器、電捕焦油器和間冷器；所述的熱解爐上方通過落料管設(shè)置有原料煤倉，熱解爐下方設(shè)置有熱半焦冷卻器，熱半焦冷卻器的下方設(shè)置有旋轉(zhuǎn)排焦機(jī)，旋轉(zhuǎn)排焦機(jī)下方還設(shè)置有鋼帶機(jī)，所述的熱解爐的爐頂側(cè)面設(shè)置有出氣口，熱解爐的出氣口上連接有旋流分離器，旋流分離器與煤氣風(fēng)機(jī)相連，煤氣風(fēng)機(jī)與套管冷卻器相連，套管冷卻器與電捕焦油器相連，電捕焦油器與間冷器相連。

所述的旋流分離器包括進(jìn)氣口、進(jìn)液口、排氣口、殼體和排液口，殼體側(cè)面設(shè)置有進(jìn)氣口，殼體上設(shè)置有進(jìn)液口和排氣口，殼體底端設(shè)置有排液口，殼體頂部設(shè)置有導(dǎo)氣管，導(dǎo)氣管中插入一管內(nèi)旋流霧化噴頭，內(nèi)旋流霧化噴頭插入至旋流分離器直管段下部，內(nèi)旋流霧化噴頭由進(jìn)液管和管端的內(nèi)旋流噴頭組成，內(nèi)旋流噴頭內(nèi)設(shè)置旋轉(zhuǎn)導(dǎo)葉，內(nèi)旋流噴頭噴出液滴的噴流角度范圍為60～170度。

一種基于所述的熱解裝置的基于填充床粉煤熱解的熱解工藝，包括以下步驟：

1)0～30mm的原料煤經(jīng)由原料煤倉頂部的落煤口進(jìn)入原料煤倉，在內(nèi)構(gòu)件的作用下使其原料煤在進(jìn)料的過程中均勻裝填，原料煤在原料煤倉內(nèi)進(jìn)行緩沖停留后，經(jīng)原料煤倉楔形料斗底部設(shè)置的落料管進(jìn)入熱解爐，原料煤由落料管連接的子落料管的管口處進(jìn)入填充床層上部的分料層，使用焦油氨水混合液或氨水對篦料板下方的原料煤表面進(jìn)行噴淋，增加其原料煤顆粒之間的黏度，進(jìn)入填充床層頂部分料層的原料煤顆粒首先經(jīng)由正三角形排列的扇形布料器進(jìn)行分散布料，原料煤顆粒經(jīng)由扇形布料器之間的間隙下移，使其由子落料管管口下移的原料煤沿?zé)峤鉅t截面分散開來；

2)進(jìn)入填充床層中部填充層的原料煤顆粒在t形柵格的作用下，使進(jìn)入床層中部的原料煤顆粒垂直向下移動(dòng)的同時(shí)發(fā)生繞動(dòng)，在填充床層內(nèi)，底部滲透而上的熱載氣與原料煤發(fā)生熱量交換，原料煤溫度逐步升高至500～600℃而發(fā)生低溫?zé)峤夥磻?yīng)，原料煤中的揮發(fā)分逸出，并與熱載氣混合繼續(xù)上升穿透填充床層到達(dá)爐頂空間；完成低溫?zé)峤夥磻?yīng)的干餾煤向下移動(dòng)進(jìn)入填充床層下部的布?xì)鈱?，使其上升的熱載氣經(jīng)由布?xì)鈱拥摹叭恕弊中螝怏w分布器底部開口進(jìn)入，沿“人”字形氣體分布器頂部出氣口導(dǎo)入至“人”字形氣體分布器的頂部干餾煤床層內(nèi)；

3)經(jīng)低溫?zé)峤夂蟮母绅s煤繼續(xù)下移至一級(jí)燃燒器，一級(jí)燃燒器為富氧外燃方式，富氧燃燒一般值采用純度≥40％的氧氣為助燃介質(zhì)的燃燒，富氧和煤氣在一級(jí)燃燒器內(nèi)燃燒產(chǎn)生的1200～1450℃高溫?zé)彷d氣經(jīng)一級(jí)燃燒器的導(dǎo)焰管的火焰通道進(jìn)入熱解爐內(nèi)部，并經(jīng)與其相連通的條形縫出氣口進(jìn)入熱解爐內(nèi)，噴出的熱載氣與底部上升的氣流混合后溫度為980～1100℃，并沿一級(jí)燃燒器的導(dǎo)焰管兩側(cè)壁向上滲透進(jìn)入向下移動(dòng)的床層；經(jīng)初步干餾后的干餾煤依然存在重質(zhì)揮發(fā)分，重質(zhì)揮發(fā)分的存在需要進(jìn)一步的提高溫度，因此干餾煤向下移動(dòng)進(jìn)入二級(jí)燃燒器；二級(jí)燃燒器為貧氧內(nèi)燃方式，貧氧燃燒一般值采用氧純度≤8％的氧氣、二氧化碳混合氣為助燃介質(zhì)的燃燒，貧氧和煤氣在預(yù)混器中快速混合，混合后的混合燃料進(jìn)入二級(jí)燃燒器內(nèi)部，并由二級(jí)燃燒器出氣口排出，排出的混合燃料氣遇到熱半焦而發(fā)生燃燒，沒有和煤氣發(fā)生燃燒的氧氣組分與熱半焦在其半焦表面發(fā)生半焦貧氧部分燃燒過程，并釋放大量的熱，使半焦顆粒溫度快速提升至700～800℃，燃燒產(chǎn)生的600～750℃熱煙氣向上滲透與一級(jí)燃燒產(chǎn)生的熱載氣混合后作為低溫?zé)峤獾臒彷d氣，為其反應(yīng)提供熱量；完成熱解反應(yīng)的固體半焦在分隔墻空間內(nèi)向下移動(dòng)，離開熱解爐進(jìn)入熱半焦冷卻器中，進(jìn)入熱半焦冷卻器中的半焦與除鹽水間接換熱，將其冷卻至80～100℃后由旋轉(zhuǎn)排焦機(jī)排出，排出的半焦經(jīng)噴灑清水調(diào)節(jié)濕度后由鋼帶機(jī)輸送至裝置外；

4)滲流逸出填充床層的熱解油氣進(jìn)入爐頂空間內(nèi)，其溫度為90～200℃，壓力為100～500pa，后由經(jīng)爐頂側(cè)面的出氣口進(jìn)入旋流分離器，旋流分離器中由頂部進(jìn)入的70～85℃循環(huán)氨水與旋轉(zhuǎn)氣體實(shí)現(xiàn)垂直對沖，經(jīng)分離后的煤氣依次經(jīng)煤氣風(fēng)機(jī)、套管冷卻器，電捕焦油器和間冷器凈化處理后，一部分作為燃料氣回用，一部分作為產(chǎn)品外送。

步驟4)之后還包括：經(jīng)分離后的焦油氨水采用公知的方法進(jìn)行油水沉降分離，分離出的氨水一部分循環(huán)至旋流分離器，一部分富余氨水進(jìn)行除油、脫酚、蒸氨和生化處理，分離得到的焦油作為產(chǎn)品外送。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：

本發(fā)明提供的基于填充床粉煤熱解的熱解爐、熱解裝置和熱解工藝，本發(fā)明通過優(yōu)化設(shè)置的內(nèi)構(gòu)件，改變原有的顆粒物料自然堆積過程，使其實(shí)現(xiàn)松散填充，均勻分料布?xì)?，降低了床層氣流阻力，使氣固兩相融合傳熱；同時(shí)設(shè)置兩級(jí)加熱，富氧燃燒與貧氧燃燒結(jié)合，外燃內(nèi)熱與內(nèi)燃內(nèi)熱結(jié)合，低溫干餾與中溫干餾結(jié)合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)中/低溫分步熱解，顯著提高焦油產(chǎn)率，降低了半焦揮發(fā)分，提高了半焦固定碳含量。同時(shí)富氧燃燒降低了煤氣中無效組分氮?dú)獾暮?，提高了煤氣的熱值，使煤氣在后續(xù)的加工利用工藝過程中提高了效率，降低了能耗。

附圖說明

圖1為填充床粉煤熱解工藝流程圖。其中圖中物料代號(hào)s1為原料煤，s2為油水混合液，s3為富氧，s4為空氣，s5為除鹽水，s6為蒸汽，s7為半焦，s8為循環(huán)氨水，s9為洗滌后煤氣，s10焦油氨水，s11為加壓后煤氣，s12為初冷后煤氣，s13為電捕后煤氣，s14焦油氨水混合物，s15為產(chǎn)品煤氣，s16為燃料氣。圖中設(shè)備代號(hào)1為原料煤倉，2為落料管，3為熱解爐，4為噴嘴，5為熱半焦冷卻器，6為轉(zhuǎn)旋排焦機(jī)，7為鋼帶機(jī)，8為旋流分離器，9為煤氣風(fēng)機(jī)，10為套管冷卻器，11為電捕焦油器，12為間冷器。

圖2為單組填充床粉煤熱解爐結(jié)構(gòu)圖。其中圖中設(shè)備代號(hào)1為原料煤倉，2為落料管，3為熱解爐，4為噴嘴，5為熱半焦冷卻器，6為旋轉(zhuǎn)排焦機(jī)，7為鋼帶機(jī)，8為旋流分離器，11為原料煤倉內(nèi)構(gòu)件，21為落料管，22為子落料管，23為通氣孔，24為篦料板，31為扇形布料器，32a為t型柵格旋轉(zhuǎn)0度，32b為t型柵格旋轉(zhuǎn)45度，32c為t型柵格旋轉(zhuǎn)90度，32d為t型柵格旋轉(zhuǎn)135度，32d為t型柵格旋轉(zhuǎn)360度，33為“人”字形氣體分布器，34為一級(jí)燃燒器導(dǎo)焰管，35為頂帽，36為二級(jí)燃燒器導(dǎo)氣管，37為分隔墻，38為支撐墻。同時(shí)f1為爐頂空間，f2為填充床層，f3為爐底空間。

圖3為子落料管和篦料板結(jié)構(gòu)示意圖，其中21為落料管，22為子落料管，23為通氣孔，24為篦料板，31為扇形布料器。

圖4為分料器結(jié)構(gòu)示意圖，其中31為扇形布料器。

圖5為填充床結(jié)構(gòu)示意圖，其中32a為t型柵格旋轉(zhuǎn)0度，32b為t型柵格旋轉(zhuǎn)45度，32c為t型柵格旋轉(zhuǎn)90度，32d為t型柵格旋轉(zhuǎn)135度，32e為t型柵格旋轉(zhuǎn)360度。

圖6為s型、n型和h型t形條柵結(jié)構(gòu)示意圖，其中t1為空穴，t2為水平翼板，t3為垂直腹板。

圖7為布?xì)馄鹘Y(jié)構(gòu)示意圖，其中，33為“人”字形氣體分布器，331為人字形頂蓋，332為斜側(cè)板，333為通氣孔，334為翼板。

圖8為爐底空間內(nèi)部構(gòu)件示意圖，其中34為一級(jí)燃燒器導(dǎo)焰管，35為頂帽，36為二級(jí)燃燒器導(dǎo)氣管，37為分隔墻，38為支撐墻。

圖9為一級(jí)燃燒器的火焰管結(jié)構(gòu)示意圖，其中341為v形殼體，342為楔形磚，343為火焰通道，344為條形縫出氣口。

圖10二級(jí)燃燒器的導(dǎo)氣管結(jié)構(gòu)示意圖，其中361為管道燃燒器，362為導(dǎo)氣管，363為出氣口。

圖11為旋流分離器結(jié)構(gòu)示意圖，其中81為進(jìn)氣口，82為進(jìn)液口，83為排氣口，84為殼體，85為排液口。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體的實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，所述是對本發(fā)明的解釋而不是限定。

參見圖1至圖11，一種基于填充床粉煤熱解的熱解爐，包括原料煤倉、熱解爐、熱半焦冷卻器和旋轉(zhuǎn)排焦機(jī)；所述的原料煤倉通過落料管設(shè)置在熱解爐頂端，原料煤倉頂部有供原料煤進(jìn)入的落煤口，熱解爐由上至下依次設(shè)置有爐頂空間、填充床層和爐底空間三部分；所述的填充床層分為上部的分料層，中部的填充層和下部的布?xì)鈱?，分料層包括多個(gè)相互平行安裝在熱解爐爐壁上的扇形布料器，多個(gè)扇形布料器呈正三角形排列，扇形布料器排列的正三角形的頂端垂直對應(yīng)落料管的管口，分料層下方設(shè)置有填充層，填充層包括多個(gè)安裝在熱解爐爐壁上的條形柵格，多個(gè)條形柵格以多層網(wǎng)格陣列排布，填充層下方設(shè)置有布?xì)鈱樱細(xì)鈱影▎螌悠叫虚g隔排布的多個(gè)“人”字形氣體分布器，“人”字形氣體分布器平行排布兩兩間隔距離為150～400mm，其間隔空間為干餾煤下移通道，爐底空間頂端設(shè)置四個(gè)一級(jí)燃燒器，一級(jí)燃燒器由設(shè)在熱解爐爐外的燃燒室和爐內(nèi)的導(dǎo)焰管組成，一級(jí)燃燒器下部設(shè)置分隔墻，分隔墻將熱解爐爐底空間的腔體分隔成四個(gè)體積相同的條形空間，分隔墻墻體中內(nèi)裝有二級(jí)燃燒器，二級(jí)燃燒器上設(shè)置有導(dǎo)氣管，導(dǎo)氣管底部均勻間隔排布有條形縫出氣口，條形縫出氣口為內(nèi)大外小的楔形，熱解爐的下方設(shè)置有熱半焦冷卻器，熱半焦冷卻器的下方設(shè)置有旋轉(zhuǎn)排焦機(jī)。

其中，所述的原料煤倉內(nèi)設(shè)置有在進(jìn)料過程中使原料煤顆粒均勻裝填的內(nèi)構(gòu)件，該內(nèi)構(gòu)件由多個(gè)同軸線重合的方管形導(dǎo)流筒組成，導(dǎo)流筒從內(nèi)向外頂端依次階梯形下移；落料管在進(jìn)入熱解爐頂板前由中心線對稱分叉形成兩個(gè)子落料管，兩個(gè)子料管由熱解爐頂板進(jìn)入熱解爐內(nèi)部并向下延伸，進(jìn)入熱解爐的子落料管內(nèi)橫向設(shè)置有供子落料管左右兩側(cè)的熱解油氣互通的貫穿的腰圓形通氣孔，子落料管管口的短邊與熱解爐體內(nèi)壁相貼，子落料管管口的長邊分別設(shè)置有防止原料煤顆粒滾動(dòng)的篦料板，篦料板與子落料管管口夾角為37～45度，篦料板上部設(shè)置有用于噴淋用的多個(gè)噴嘴，子落料管管口以下為熱解爐的填充床層，扇形布料器排列的正三角形的頂端垂直對應(yīng)子落料管的管口。

所述的篦料板包括擋板和兩個(gè)作為支撐的傾斜板；所述的子落料管管口上設(shè)置有兩個(gè)傾斜板，兩個(gè)傾斜板中間設(shè)置多個(gè)間距為20～30mm，高度為100～300mm的擋板，擋板平行于重垂線，擋板與擋板之間形成的間隙是熱解油氣逸出填充床層的通道。

所述的條形柵格包括t形柵格或“工”形柵格，填充層包括多個(gè)安裝在熱解爐爐壁上的t形柵格，多個(gè)t形柵格以多層網(wǎng)格陣列排布，t形柵格由水平的翼板和垂直的腹板焊接而成，水平翼板上設(shè)置有平行排列的缺口，每個(gè)矩形缺口處對應(yīng)的垂直腹板上開有u型缺口，水平翼板的缺口與垂直腹板的u型缺口垂直交叉，形成一個(gè)空穴；水平翼板上的缺口傾斜夾角為15～90度夾角，垂直腹板表面設(shè)置刺釘，多個(gè)高程變化布置t型柵格角度，每個(gè)高程設(shè)置兩層相互平行錯(cuò)位放置的t型柵格；每層兩個(gè)相鄰的水平t型柵格設(shè)置200mm～800mm間距，同高程相鄰兩層t型柵格水平錯(cuò)置，上下t型柵格間距100mm～400mm，相鄰高程的t型柵格旋轉(zhuǎn)45度，相鄰高程的t型柵格之間間距200mm～800mm。

其中，所述的t型柵格根據(jù)其水平翼板上的缺口形狀的不同分為h型、s型和n型，水平翼板上的缺口傾斜夾角為90度和45度，所述的t型柵格兩端包裹含鋯型硅酸鋁纖維氈，包裹含鋯型硅酸鋁纖維氈后的t型柵格安裝在熱解爐爐壁上。

所述的“人”字形氣體分布器包括人字形頂蓋；所述的人字形頂蓋兩側(cè)設(shè)置有多塊鋼板錯(cuò)層錯(cuò)位插空搭接而成的斜側(cè)板，錯(cuò)位插空可形成排列有序的通氣孔，斜側(cè)板底端連接翼板，斜側(cè)板兩個(gè)相對的翼板形成喇叭形開口，喇叭形開口為上升氣流入口，斜側(cè)板夾角為30～45度；

燃燒室設(shè)置有氧入口、燃料氣入口、點(diǎn)火器和火焰監(jiān)測器，導(dǎo)焰管為單跨梁結(jié)構(gòu)，橫跨爐體內(nèi)腔，且導(dǎo)焰管為空芯導(dǎo)焰管，導(dǎo)焰管截面為五邊形，導(dǎo)焰管截面的幾何中心設(shè)置圓形的火焰通道，空芯導(dǎo)焰管底部設(shè)置條形縫出氣口，并與火焰通道相連，導(dǎo)焰管為碳化硅制成，其結(jié)構(gòu)為倒v形殼體，底部缺口處設(shè)置楔形磚，楔形磚與倒置v形殼體構(gòu)成圓形空芯的導(dǎo)焰管，楔形磚與倒置v形殼體采用高溫膠粘接而成，楔形磚為上小下大，楔形磚與楔形磚之間留有3～30mm間隙，該間隙為高溫氣體的出氣口，二級(jí)燃燒器為管道式燃燒器，分隔墻頂端設(shè)置有五邊形的頂帽，頂帽頂端為三角形，三角形的兩斜面夾角≥45度，頂帽的底部連接用于支撐頂帽用的分隔墻墻體，且該分隔墻墻體寬度小于頂帽寬度60～180mm，二級(jí)燃燒器的導(dǎo)氣管貫穿整個(gè)頂帽。

參見圖1，一種基于所述的熱解爐的基于填充床粉煤熱解的熱解裝置，包括熱解爐3、旋流分離器8、煤氣風(fēng)機(jī)9、套管冷卻器10、電捕焦油器11和間冷器12；所述的熱解爐3上方通過落料管設(shè)置有原料煤倉，熱解爐3下方設(shè)置有熱半焦冷卻器，熱半焦冷卻器的下方設(shè)置有旋轉(zhuǎn)排焦機(jī)，旋轉(zhuǎn)排焦機(jī)下方還設(shè)置有鋼帶機(jī)7，所述的熱解爐的爐頂側(cè)面設(shè)置有出氣口，熱解爐的出氣口上連接有旋流分離器8，旋流分離器8與煤氣風(fēng)機(jī)9相連，煤氣風(fēng)機(jī)9與套管冷卻器10相連，套管冷卻器10與電捕焦油器11相連，電捕焦油器11與間冷器12相連。其中，所述的旋流分離器包括進(jìn)氣口81、進(jìn)液口82、排氣口83、殼體84和排液口85，殼體84側(cè)面設(shè)置有進(jìn)氣口81，殼體上設(shè)置有進(jìn)液口82和排氣口83，殼體84底端設(shè)置有排液口85，殼體84頂部設(shè)置有導(dǎo)氣管，導(dǎo)氣管中插入一管內(nèi)旋流霧化噴頭，內(nèi)旋流霧化噴頭插入至旋流分離器直管段下部，內(nèi)旋流霧化噴頭由進(jìn)液管和管端的內(nèi)旋流噴頭組成，內(nèi)旋流噴頭內(nèi)設(shè)置旋轉(zhuǎn)導(dǎo)葉，內(nèi)旋流噴頭噴出液滴的噴流角度范圍為60～170度。

具體的，參見圖1至圖11，本發(fā)明的填充床粉煤熱解爐由原料煤倉、熱解爐、熱半焦冷卻器和旋轉(zhuǎn)排焦機(jī)四部分組成。

原料煤倉1設(shè)置在熱解爐3頂端，原料煤倉1頂部有供原料煤s1進(jìn)入的落煤口，原料煤倉內(nèi)設(shè)置了在進(jìn)料過程中使其原料煤顆粒均勻裝填的原料煤倉內(nèi)構(gòu)件11，該內(nèi)構(gòu)件由多個(gè)同軸線重合的方管形導(dǎo)流筒組成，導(dǎo)流筒從內(nèi)向外頂端依次階梯形下移。由落煤口進(jìn)入的原料煤受導(dǎo)流筒約束由中心位置開始依次向外圍導(dǎo)流筒裝填。導(dǎo)流筒約束可防止原料煤下落過程中形成大型錐堆而使大小原料煤顆粒發(fā)生離析。原料煤在原料煤倉內(nèi)進(jìn)行緩沖停留后，經(jīng)原料煤倉底部設(shè)置的落料管進(jìn)入熱解爐。

熱解爐由上至下依次設(shè)置有爐頂空間、填充床層、爐底空間三部分。落料管在進(jìn)入熱解爐頂板前由中心線對稱分叉形成兩個(gè)子落料管，兩個(gè)子落料管由熱解爐頂板進(jìn)入熱解爐內(nèi)部并向下延伸，該空腔區(qū)域可供逸出床層的熱解油氣匯合，進(jìn)入熱解爐的子落料管內(nèi)橫向設(shè)置貫穿的腰圓形通氣孔，供子落料管左右兩側(cè)的熱解油氣互通。子落料管口的短邊與熱解爐體內(nèi)壁相貼，子落料管口的長邊分別設(shè)置防止原料煤顆粒滾動(dòng)的篦料板。篦料板與子落料管口夾角為37～45度，其中，篦料板一端連接在子落料管口上，另一端傾斜向下延伸至熱解爐內(nèi)壁或篦料板末端。篦料板由兩個(gè)傾斜板為支撐中間設(shè)置多個(gè)間距為20～30mm，高度為100～300mm的擋板，擋板平行于重垂線，并沿傾斜板排列。當(dāng)原料煤由子落料管口向下移動(dòng)時(shí)，在子料管口的正下方由下落的原料煤形成一個(gè)錐堆形，錐堆形上表面上持續(xù)下落的原料煤顆粒會(huì)沿傾斜的錐面滾動(dòng)而發(fā)生原料煤大小顆粒的自然離析。設(shè)置篦料板，緊貼在錐堆的傾斜錐面上，擋板插入錐堆表面的原料煤層，使其沿錐堆表面下移的原料煤顆粒在篦料板的擋板阻擋下而緩慢移動(dòng)，不發(fā)生滾動(dòng)。而擋板與擋板之間形成的間隙是熱解油氣逸出填充床層的通道。篦料板上部設(shè)置有用于噴淋用的多個(gè)噴嘴，使用焦油氨水混合液對篦料板下方的原料煤表面進(jìn)行均勻噴淋，使其在填充床層表面人工形成一層水膜層，水膜層有效的將其原料煤表面進(jìn)行潤濕，并增加其原料煤顆粒之間的黏度，防止填充床上表面的原料煤攜帶的粉塵隨上升的熱解油氣漂浮，而污染焦油煤氣。

子落料管口以下為熱解爐的填充床層，該填充床層分為上部的分料層，中部的填充層，下部的布?xì)鈱?。分料層由多個(gè)正三角形排列的相互平行的扇形布料器進(jìn)行分散布料，其排列的正三角形的頂端垂直對應(yīng)子落料管的管口。原料煤顆粒經(jīng)子落料管管口分別進(jìn)入分料層的正三角形排列的相互平行的扇形布料器形成的交錯(cuò)形空隙內(nèi)，使其原料煤顆粒由子落料管管口一點(diǎn)分散成若干條形，均勻覆蓋熱解爐橫截面。分料層下方設(shè)置有填充層，填充床層設(shè)置多個(gè)t形柵格，多個(gè)t形柵格以多層網(wǎng)格陣列排布，t形柵格由水平的翼板和垂直的腹板焊接而成，水平翼板上設(shè)置有平行排列的矩形缺口，每個(gè)矩形缺口處對應(yīng)的垂直腹板上開有u型缺口，水平上的缺口與垂直上的缺口垂直交叉，形成一個(gè)空穴。水平翼板上的缺口傾斜夾角為15～90度夾角，優(yōu)選的夾角為90度和45度。水平翼板提供支撐其上部原料煤顆粒的重量，同時(shí)在水平翼板上由原料煤顆粒形成料錐，料堆初次使用形成后就不會(huì)消失，下移的原料煤由料錐表面滑落，并隨其下移速度的快慢料錐大小不斷的發(fā)生變化?？昭ㄌ幭蛳乱苿?dòng)原料煤顆粒，為底部氣流提供上升的通道。垂直腹板表面設(shè)置刺釘，增加垂直腹板表面粗糙度，增強(qiáng)垂直腹板與原料煤接觸時(shí)的邊壁效應(yīng)，使自下而上的氣體經(jīng)垂直腹板向上引導(dǎo)。t型柵格插入熱解爐矩形橫截面，并且多個(gè)高程變化布置t型柵格角度。每個(gè)高程設(shè)置兩層相互平行錯(cuò)位放置的t型柵格。每層兩個(gè)相鄰的水平t型柵格設(shè)置200mm～800mm間距。同高程相鄰兩層t型柵格水平錯(cuò)置，上下t型柵格間距100mm～400mm。相鄰高程的t型柵格旋轉(zhuǎn)45度。t型格柵的兩端插入熱解爐的墻壁。防止熱解爐墻壁與t型柵格受熱后膨脹差增大，在其t型柵格兩端包裹含鋯型硅酸鋁纖維氈用于熱脹收縮。以上所述的同高程設(shè)置的兩層平行錯(cuò)位放置的t型柵格，根據(jù)其水平翼板上的水平缺口形狀的不同，分為h型、s型和n型。也可將t型柵格替換為“工”形柵格。填充層下方設(shè)置有布?xì)鈱樱細(xì)鈱釉O(shè)置“人”字形氣體分布器，“人”字形氣體分布器為單層平行間隔排布，“人”字形氣體分布器平行排布兩兩間隔距離為150～400mm，其間隔空間為干餾煤下移通道“人”字形氣體分布器由人字形頂蓋331，人字形頂蓋兩側(cè)設(shè)置有多塊鋼板錯(cuò)層錯(cuò)位插空搭接而成的斜側(cè)板332，錯(cuò)層實(shí)現(xiàn)固體物料沿斜側(cè)板表面移動(dòng)時(shí)不沿通氣孔333下落，錯(cuò)位插空可形成排列有序的通氣孔。斜側(cè)板底端連接翼板334，翼板334用于對斜側(cè)板底端進(jìn)行結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)，斜側(cè)板兩個(gè)相對的翼板形成的喇叭形開口為上升氣流入口。上升氣流經(jīng)喇叭形開口進(jìn)入“人”字形氣體分布器內(nèi)部匯合后，由斜側(cè)板上的通氣口進(jìn)入向下移動(dòng)固體物料空隙中。優(yōu)選的斜側(cè)板夾角為30～45度。

填充床層下部為爐底空間，爐底空間頂端設(shè)置四個(gè)一級(jí)燃燒器，一級(jí)燃燒器由設(shè)在熱解爐爐外的燃燒室和熱解爐爐內(nèi)的導(dǎo)焰管組成。燃燒室設(shè)置有氧入口、燃料氣入口、點(diǎn)火器、火焰監(jiān)測器等。燃燒室燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M(jìn)入導(dǎo)焰管，導(dǎo)焰管為單跨梁結(jié)構(gòu)，橫跨爐體內(nèi)腔。導(dǎo)焰管截面為五邊形，導(dǎo)焰管截面的幾何中心設(shè)置有圓形的火焰通道343，空芯導(dǎo)焰管底部設(shè)置條形縫出氣口344，并與火焰通道343相連。導(dǎo)焰管為碳化硅制成，其結(jié)構(gòu)為倒v形殼體341，底部缺口處設(shè)置楔形磚342，楔形磚342與倒置v形殼體341構(gòu)成圓形空芯的導(dǎo)焰管，楔形磚與倒置v形殼體采用高溫膠粘接而成。楔形磚與楔形磚之間留有3～30mm間隙，該間隙為高溫氣體的出口，即條形縫出氣口。由于楔形磚為上小下大，形成的間隙也是如此，當(dāng)高溫氣體由出氣口噴入熱解爐內(nèi)時(shí)，形成一個(gè)扇形。有利于高溫氣體分散。由于導(dǎo)焰管殼體將原煤分割，在其底部形成v形空間，由導(dǎo)焰管出氣口噴出的高溫氣體在上述的v形空間內(nèi)與上升氣流混合后，進(jìn)入原料煤間隙進(jìn)行傳熱。

一級(jí)燃燒器下部設(shè)置分隔墻，分隔墻將其方形熱解爐底部的腔體分隔成四個(gè)體積相同的條形空間。分隔墻頂端設(shè)置五邊形的頂帽，頂帽頂端為三角形，兩斜面夾角≥45度，使其由此下落的干餾煤一部分在斜面上長期停留，同時(shí)下移的干餾煤與停留在斜面上的干餾煤產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦，而不與頂帽直接摩擦，從而提高頂帽的使用壽命。頂帽的底部設(shè)置二級(jí)燃燒器。二級(jí)燃燒器為內(nèi)裝在分隔墻墻體中的管道式燃燒器。管道燃燒器的導(dǎo)氣管貫穿整個(gè)頂帽，徑向底側(cè)設(shè)置條形縫出氣口，條形縫出氣口為內(nèi)大外小的楔形。出氣口沿導(dǎo)氣管底部均勻間隔排布。頂帽的底部連接用于支撐頂帽用的分隔墻墻體，且該墻體寬度小于頂帽寬度60～180mm，其目的在于滿足支撐強(qiáng)度要求的同時(shí)，增加分隔空間的體積，有利于延長熱半焦的停留時(shí)間。

完成熱解反應(yīng)而生產(chǎn)的固體半焦在分隔墻空間內(nèi)向下移動(dòng)，離開熱解爐進(jìn)入熱半焦冷卻器中。進(jìn)入熱半焦冷卻器中的半焦與除鹽水間接換熱，將其后冷卻至80～100℃后由旋轉(zhuǎn)排焦機(jī)排出，排出的半焦經(jīng)噴灑清水調(diào)節(jié)濕度后由鋼帶機(jī)輸送至裝置外。

滲流逸出填充床層的熱解油氣進(jìn)入爐頂空間內(nèi)，后經(jīng)由爐頂空間側(cè)面的出氣口進(jìn)入旋流分離器。旋流分離器采用強(qiáng)化對流原理，在其旋流分離器頂部導(dǎo)氣管中插入一管內(nèi)旋流霧化噴頭，內(nèi)旋流霧化噴頭插入至旋流分離器直管段下部，內(nèi)旋流霧化噴頭，由進(jìn)液管和管端的內(nèi)旋流霧化噴頭組成，內(nèi)旋流霧化噴頭內(nèi)設(shè)置旋轉(zhuǎn)導(dǎo)葉，由進(jìn)液管進(jìn)入的液體到達(dá)噴頭時(shí)，在噴頭內(nèi)的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)葉的作用下，進(jìn)行分散霧化成小液滴，噴出液滴的噴流角度范圍為60～170度，噴頭噴射出的液滴與在旋流器內(nèi)旋轉(zhuǎn)分離的油氣垂直對沖，與上升進(jìn)入導(dǎo)氣管的煤氣逆流接觸，在上述過程中氣體中攜帶的焦油霧滴、粉塵與噴射出的液滴發(fā)生碰撞并且融合，發(fā)生了傳質(zhì)、傳熱過程，液滴體積不斷增長，最終在旋轉(zhuǎn)氣流的離心力作用下，由底部出液口排出。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、熱解爐填充床層采用多層網(wǎng)格狀布置的條形柵格，實(shí)現(xiàn)均勻分料、松散填充、均勻布?xì)狻?/p>

2、兩級(jí)管道燃燒器分級(jí)加熱，富氧燃燒與貧氧燃燒結(jié)合，外燃內(nèi)熱與內(nèi)燃內(nèi)熱結(jié)合，低溫干餾與中溫干餾結(jié)合進(jìn)而實(shí)現(xiàn)中/低溫分步熱解。

3、床層頂部出氣，無集氣傘設(shè)置，增加床層頂部表面積，降低油氣穿透床層表面氣流速度，防止熱解油氣帶塵。

4、原煤子落料管口兩側(cè)設(shè)置篦料板，防止原料煤顆粒下移過程中沿錐形傾斜面滾動(dòng)而出現(xiàn)大小顆粒離析。

5、爐頂噴淋焦渣氨水混合物，對填充床層表面的原料煤顆粒進(jìn)行增黏，防止上升氣流攜帶原料煤中的粉塵。

6、熱解爐爐體側(cè)壁出氣，并設(shè)置強(qiáng)化對流油氣分離器，實(shí)現(xiàn)熱解油氣快速冷卻快速分離。

本發(fā)明提供的一種基于所述的熱解裝置的基于填充床粉煤熱解的熱解工藝，包括以下步驟：

1)0～30mm的原料煤經(jīng)由原料煤倉頂部的落煤口進(jìn)入原料煤倉，在內(nèi)構(gòu)件的作用下使其原料煤在進(jìn)料的過程中均勻裝填，原料煤在原料煤倉內(nèi)進(jìn)行緩沖停留后，經(jīng)原料煤倉楔形料斗底部設(shè)置的落料管進(jìn)入熱解爐，原料煤s1由落料管2連接的子落料管21的管口處進(jìn)入填充床層上部的分料層31，使用焦油氨水混合液s2或氨水對篦料板24下方的原料煤s1表面進(jìn)行噴淋，增加其原料煤s1顆粒之間的黏度，進(jìn)入填充床層頂部分料層的原料煤s1顆粒首先經(jīng)由正三角形排列的扇形布料器進(jìn)行分散布料，原料煤顆粒經(jīng)由扇形布料器之間的間隙下移，使其由子落料管21管口下移的原料煤沿?zé)峤鉅t3截面分散開來；

2)進(jìn)入填充床層中部填充層的原料煤顆粒在t形柵格的作用下，使進(jìn)入床層中部的原料煤顆粒垂直向下移動(dòng)的同時(shí)發(fā)生繞動(dòng)，在填充床層內(nèi)，底部滲透而上的熱載氣與原料煤發(fā)生熱量交換，原料煤溫度逐步升高至500～600℃而發(fā)生低溫?zé)峤夥磻?yīng)，原料煤中的揮發(fā)分逸出，并與熱載氣混合繼續(xù)上升穿透填充床層到達(dá)爐頂空間；完成低溫?zé)峤夥磻?yīng)的干餾煤向下移動(dòng)進(jìn)入填充床層下部的布?xì)鈱?，使其上升的熱載氣經(jīng)由布?xì)鈱拥摹叭恕弊中螝怏w分布器底部開口進(jìn)入，沿“人”字形氣體分布器頂部出氣口導(dǎo)入至“人”字形氣體分布器的頂部干餾煤床層內(nèi)；

3)經(jīng)低溫?zé)峤夂蟮母绅s煤繼續(xù)下移至一級(jí)燃燒器，一級(jí)燃燒器為富氧外燃方式，富氧燃燒一般值采用純度≥40％的氧氣為助燃介質(zhì)的燃燒，富氧和煤氣在一級(jí)燃燒器內(nèi)燃燒產(chǎn)生的1200～1450℃高溫?zé)彷d氣經(jīng)一級(jí)燃燒器的導(dǎo)焰管35的火焰通道進(jìn)入熱解爐內(nèi)部，并經(jīng)與其相連通的條形縫出氣口進(jìn)入熱解爐3內(nèi)，噴出的熱載氣與底部上升的氣流混合后溫度為980～1100℃，并沿一級(jí)燃燒器的導(dǎo)焰管兩側(cè)壁向上滲透進(jìn)入向下移動(dòng)的床層；經(jīng)初步干餾后的干餾煤依然存在重質(zhì)揮發(fā)分，重質(zhì)揮發(fā)分的存在需要進(jìn)一步的提高溫度，因此干餾煤向下移動(dòng)進(jìn)入二級(jí)燃燒器；二級(jí)燃燒器為貧氧內(nèi)燃方式，貧氧燃燒一般值采用氧純度≤8％的氧氣、二氧化碳混合氣為助燃介質(zhì)的燃燒，貧氧和煤氣在預(yù)混器中快速混合，混合后的混合燃料進(jìn)入二級(jí)燃燒器內(nèi)部，并由二級(jí)燃燒器出氣口排出，排出的混合燃料氣遇到熱半焦而發(fā)生燃燒，沒有和煤氣發(fā)生燃燒的氧氣組分與熱半焦在其半焦表面發(fā)生半焦貧氧部分燃燒過程，并釋放大量的熱，使半焦顆粒溫度快速提升至700～800℃，燃燒產(chǎn)生的600～750℃熱煙氣向上滲透與一級(jí)燃燒產(chǎn)生的熱載氣混合后作為低溫?zé)峤獾臒彷d氣，為其反應(yīng)提供熱量；完成熱解反應(yīng)的固體半焦在分隔墻空間內(nèi)向下移動(dòng)，離開熱解爐進(jìn)入熱半焦冷卻器中，進(jìn)入熱半焦冷卻器中的半焦與除鹽水間接換熱，將其冷卻至80～100℃后由旋轉(zhuǎn)排焦機(jī)排出，排出的半焦經(jīng)噴灑清水調(diào)節(jié)濕度后由鋼帶機(jī)輸送至裝置外；

4)滲流逸出填充床層的熱解油氣進(jìn)入爐頂空間內(nèi)，其溫度為90～200℃，壓力為100～500pa，后由經(jīng)爐頂側(cè)面的出氣口進(jìn)入旋流分離器，旋流分離器中由頂部進(jìn)入的70～85℃循環(huán)氨水與旋轉(zhuǎn)氣體實(shí)現(xiàn)垂直對沖，經(jīng)分離后的煤氣依次經(jīng)煤氣風(fēng)機(jī)、套管冷卻器，電捕焦油器和間冷器凈化處理后，一部分作為燃料氣回用，一部分作為產(chǎn)品外送。

步驟4)之后還包括：經(jīng)分離后的焦油氨水采用公知的方法進(jìn)行油水沉降分離，分離出的氨水一部分循環(huán)至旋流分離器，一部分富余氨水進(jìn)行除油、脫酚、蒸氨和生化處理，分離得到的焦油作為產(chǎn)品外送。

具體的，本發(fā)明的工藝過程為：

0～30mm的原料煤經(jīng)由原料煤倉頂部的落煤口進(jìn)入原料煤倉，原料煤倉內(nèi)設(shè)置了在進(jìn)料過程中使其原料煤顆粒均勻裝填的內(nèi)構(gòu)件。原料煤在原料煤倉內(nèi)進(jìn)行緩沖停留后，經(jīng)原料煤倉楔形料斗底部設(shè)置的落料管進(jìn)入熱解爐。落料管在進(jìn)入熱解爐頂板前由中心線對稱分叉形成兩個(gè)子落料管，兩個(gè)子落料管由熱解爐頂板進(jìn)入熱解爐內(nèi)部并向下延伸，形成一個(gè)可供上升氣流混合的爐頂空間。

子落料管口以下為填充床熱解爐的床層，該填充床層分為上部分料層，中部填充層，下部布?xì)鈱?。原料煤由子落料管管口處進(jìn)入填充床上部的分料層，子落料管口兩側(cè)分別設(shè)置防止原料煤顆粒滾動(dòng)的篦料板，篦料板上部設(shè)置有用于噴淋用的噴頭，使用焦油氨水混合液或氨水對篦料板下方原料煤表面進(jìn)行噴淋，增加其原料煤顆粒之間的黏度，防止填充床上表面的原料煤粉塵隨上升的熱解油氣漂浮。進(jìn)入填充床頂部分料層的原料煤顆粒首先經(jīng)由正三角形排列的扇形布料器進(jìn)行分散布料，原料煤顆粒經(jīng)由扇形布料器之間的間隙下移，使其由子落料管口下移的原料煤沿?zé)峤鉅t截面分散開來。填充床中部的填充床層設(shè)置t形柵格，t形柵格為多層網(wǎng)格矩陣式排布，使進(jìn)入床層中部的原料煤顆粒垂直向下移動(dòng)的同時(shí)發(fā)生繞動(dòng)，而實(shí)現(xiàn)松散填充，均勻透氣，促進(jìn)原煤顆粒均勻加熱目的。在以上所述的填充床中部的填充床層內(nèi)，底部滲透而上的熱載氣與原料煤發(fā)生熱量交換，原料煤溫度逐步升高至500～600℃而發(fā)生低溫?zé)峤夥磻?yīng)，煤中的揮發(fā)分逸出，并與熱載氣混合繼續(xù)上升穿透填充床層到達(dá)爐頂空間。完成低溫?zé)峤夥磻?yīng)的干餾煤向下移動(dòng)進(jìn)入填充床層下部的布?xì)鈱印Ｌ畛浯蚕虏康牟細(xì)鈱釉O(shè)置“人”字形氣體分布器，使其上升的熱載氣經(jīng)由“人”字形氣體分布器底部開口進(jìn)入，沿“人”字形分布器頂部出氣口導(dǎo)入至人字形分布器的頂部干餾煤床層內(nèi)，“人”字形氣體分布器平行排布兩兩間隔，其間隔空間為干餾煤下移通道。

經(jīng)低溫?zé)峤夂蟮母绅s煤繼續(xù)下移至一級(jí)燃燒器，一級(jí)燃燒器為富氧外燃方式。富氧燃燒一般值采用純度≥40％的氧氣為助燃介質(zhì)的燃燒，富氧燃燒因氮?dú)夂可?，比空氣助燃時(shí)煙氣的黑度大得多，且火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤?，火焰溫度高輻射系?shù)大，對原料煤輻射加強(qiáng)。富氧和煤氣在兩端的外部設(shè)置的燃燒器內(nèi)燃燒產(chǎn)生的1200～1450℃高溫?zé)彷d氣經(jīng)一級(jí)燃燒器的導(dǎo)焰管的火焰通道進(jìn)入熱解爐內(nèi)部，并經(jīng)與其相連通的條形縫出氣口進(jìn)入熱解爐3內(nèi)，噴出的熱載氣與底部上升的氣流混合后溫度為980～1100℃，并沿一級(jí)燃燒器的導(dǎo)焰管兩側(cè)壁向上滲透進(jìn)入向下移動(dòng)的床層。經(jīng)初步干餾后的干餾煤依然存在重質(zhì)揮發(fā)分，重質(zhì)揮發(fā)分的存在需要進(jìn)一步的提高溫度，因此干餾煤向下移動(dòng)進(jìn)入二級(jí)燃燒器。二級(jí)燃燒器為貧氧內(nèi)燃方式。貧氧燃燒一般值采用氧純度≤8％的氧氣、二氧碳混合氣為助燃介質(zhì)的燃燒。貧氧燃燒可降低燃料氣與貧氧比率，提高效率，降低燃燒產(chǎn)生的溫度高點(diǎn)帶來的不利影響。二級(jí)燃燒器為內(nèi)裝在分隔墻墻體中的管道式燃燒器，徑向底側(cè)設(shè)置條形縫出氣口。貧氧和煤氣在兩端的外部設(shè)置的預(yù)混器中快速混合，混合后的混合燃料進(jìn)入管道燃燒器內(nèi)部，并由管道燃燒器出氣口排出，排出的混合燃料氣遇到熱半焦而發(fā)生燃燒，沒有和煤氣發(fā)生燃燒的氧氣組分與熱半焦在其半焦表面發(fā)生半焦貧氧部分燃燒過程，并釋放大量的熱，使半焦顆粒溫度快速提升至700～800℃實(shí)現(xiàn)了中溫?zé)峤猓紵a(chǎn)生的600～750℃熱煙氣向上滲透與一級(jí)燃燒產(chǎn)生的熱載氣混合后作為低溫?zé)峤獾臒彷d氣，為其反應(yīng)提供熱量。

分隔墻將其方形熱解爐底部的腔體分隔成四個(gè)體積相同的條形空間，即生產(chǎn)半焦規(guī)模達(dá)20～40萬噸的熱解爐。完成熱解反應(yīng)的固體半焦在分隔墻空間內(nèi)向下移動(dòng)，離開熱解爐進(jìn)入熱半焦冷卻器中。進(jìn)入熱半焦冷卻器中的半焦與除鹽水間接換熱，將其冷卻至80～100℃后由旋轉(zhuǎn)排焦機(jī)排出，排出的半焦經(jīng)噴灑清水調(diào)節(jié)濕度后由鋼帶機(jī)輸送至裝置外。

滲流逸出填充床層的熱解油氣進(jìn)入爐頂空間內(nèi)，其溫度為90～200℃，壓力為100～500pa，后由經(jīng)爐頂側(cè)面的出氣口進(jìn)入旋流分離器。旋流分離器采用強(qiáng)化對流原理，由頂部進(jìn)入的70～85℃循環(huán)氨水與旋轉(zhuǎn)氣體實(shí)現(xiàn)垂直對沖，強(qiáng)化傳質(zhì)、傳熱作用。使熱解油氣達(dá)到快速冷卻快速分離的目的。經(jīng)分離后的煤氣依次經(jīng)煤氣風(fēng)機(jī)、套管冷卻器，電捕焦油器和間冷器凈化處理后，一部分作為燃料氣回用一部分作為產(chǎn)品外送。經(jīng)分離后的焦油氨水采用公知的方法進(jìn)行油水沉降分離，分離出的氨水一部分循環(huán)至旋流分離器，一部分富余氨水進(jìn)行除油、脫酚、蒸氨和生化處理，分離得到的焦油作為產(chǎn)品外送。

進(jìn)一步具體的：

表1為具體實(shí)施例中采用的熱解煤性質(zhì)。

表1原料煤工業(yè)分析及粒徑分布表

實(shí)施例1：

以神木檸條塔煤礦的粉煤為原料煤s1，經(jīng)由原料煤倉1頂部的落煤口進(jìn)入原料煤倉1內(nèi)，原料煤s1在原料煤倉1內(nèi)進(jìn)行緩沖停留后，由原料煤倉1的楔形料斗底部設(shè)置的落料管2進(jìn)入熱解爐3。原料煤s1由落料管2連接的子落料管21的管口處進(jìn)入填充床上部的分料層31，子落料管21的管口兩側(cè)分別設(shè)置防止原料煤顆粒滾動(dòng)的篦料板24，篦料板24上部設(shè)置有用于噴淋用的噴頭4，使用焦油氨水混合液s2對篦料板24下方的原料煤s1表面進(jìn)行噴淋，增加其原料煤s1顆粒之間的黏度。進(jìn)入填充床頂部分料層的原料煤s1顆粒經(jīng)由扇形布料器31之間的間隙下移，使其由子落料管21管口下移的原料煤沿?zé)峤鉅t3截面分散開來。

熱解爐中部的填充床層設(shè)置h型t形柵格，t形柵格為多層網(wǎng)格矩陣式排布，使進(jìn)入床層中部的原料煤s1顆粒垂直向下移動(dòng)的同時(shí)發(fā)生繞動(dòng)，而實(shí)現(xiàn)松散填充，均勻透氣，促進(jìn)原料煤s1顆粒均勻加熱。在以上所述的填充床中部的填充床層內(nèi)，底部滲透而上的熱載氣與原料煤s1發(fā)生熱量交換，原料煤溫度逐步升高至550℃而發(fā)生低溫?zé)峤夥磻?yīng)，煤中的揮發(fā)分逸出，并與熱載氣混合繼續(xù)上升穿透填充床層到達(dá)爐頂空間。完成低溫?zé)峤夥磻?yīng)的干餾煤向下移動(dòng)進(jìn)入填充床層下部的布?xì)鈱?。使其上升的熱載氣經(jīng)由“人”字形氣體分布器33底部開口進(jìn)入，沿“人”字形氣體分布器33頂部出氣口導(dǎo)入至人字形氣體分布器33的頂部干餾煤床層內(nèi)。

經(jīng)低溫?zé)峤夂蟮母绅s煤繼續(xù)下移至一級(jí)燃燒器，一級(jí)燃燒器為富氧外燃方式。采用純度60％的氧氣s3為助燃介質(zhì)，富氧s3和燃料氣s15在兩端的外部設(shè)置的燃燒器內(nèi)燃燒產(chǎn)生的1350℃高溫?zé)彷d氣經(jīng)一級(jí)燃燒器的導(dǎo)焰管34的火焰通道進(jìn)入熱解爐內(nèi)部，并經(jīng)與其相連通的條形縫出氣口進(jìn)入熱解爐3內(nèi)，噴出的熱載氣與底部上升的氣流混合后溫度為1050℃，并沿一級(jí)燃燒器的導(dǎo)焰管34兩側(cè)壁向上滲透進(jìn)入向下移動(dòng)的床層。干餾煤向下移動(dòng)進(jìn)入二級(jí)燃燒器。二級(jí)燃燒器為貧氧內(nèi)燃方式。采用氧純度8％的氧氣s14為助燃介質(zhì)的燃燒。貧氧s4和燃料氣s15在兩端的外部設(shè)置的預(yù)混器中快速混合，混合后的混合燃料進(jìn)入管道燃燒器36內(nèi)部，并由管道燃燒器36出氣口排出，排出的混合燃料氣遇到熱半焦而發(fā)生燃燒，沒有和煤氣發(fā)生燃燒的氧氣組分與熱半焦在其半焦表面發(fā)生半焦貧氧部分燃燒過程，并釋放大量的熱，使半焦顆粒溫度快速提升至750℃實(shí)現(xiàn)了中溫?zé)峤?，燃燒產(chǎn)生的620℃熱煙氣向上滲透與一級(jí)燃燒產(chǎn)生的熱載氣混合后作為低溫?zé)峤獾臒彷d氣。完成熱解反應(yīng)的固體半焦向下移動(dòng)，離開熱解爐進(jìn)入熱半焦冷卻器5中。進(jìn)入熱半焦冷卻器5中的半焦與除鹽水s5間接換熱，將其冷卻至85℃后由旋轉(zhuǎn)排焦機(jī)6排出，排出的半焦經(jīng)噴灑清水調(diào)節(jié)濕度后由鋼帶機(jī)7輸送至裝置外。

滲流逸出填充床層的熱解油氣進(jìn)入爐頂空間內(nèi)，其溫度為98℃，壓力為200pa，后由經(jīng)爐頂側(cè)面的出氣口進(jìn)入旋流分離器8。旋流分離器8采用強(qiáng)化對流原理，由頂部進(jìn)入的75℃循環(huán)氨水s8與旋轉(zhuǎn)氣體實(shí)現(xiàn)傳質(zhì)、傳熱作用。經(jīng)分離后的煤氣s9依次經(jīng)煤氣風(fēng)機(jī)9、套管冷卻器10，電捕焦油器11和間冷器12凈化處理后，一部分作為燃料氣s16回用一部分作為產(chǎn)品s15外送。經(jīng)分離后的焦油氨水采用公知的方法進(jìn)行油水沉降分離，分離出的氨水s8一部分循環(huán)至旋流分離器8，一部分富余氨水進(jìn)行除油、脫酚、蒸氨和生化處理，分離得到的焦油作為產(chǎn)品外送。

實(shí)施例2：

以神木瓷瑤塔煤礦的粉煤為原料煤s1，經(jīng)由原料煤倉1頂部的落煤口進(jìn)入原料煤倉1內(nèi)，原料煤s1在原料煤倉1內(nèi)進(jìn)行緩沖停留后，由原料煤倉1的楔形料斗底部設(shè)置的落料管2進(jìn)入熱解爐3。原料煤s1由落料管2連接的子落料管21的管口處進(jìn)入填充床上部的分料層31，子落料管21的管口兩側(cè)分別設(shè)置防止原料煤顆粒滾動(dòng)的篦料板24，篦料板24上部設(shè)置有用于噴淋用的噴頭4，使用焦油氨水混合液s2對篦料板24下方的原料煤s1表面進(jìn)行噴淋，增加其原料煤s1顆粒之間的黏度。進(jìn)入填充床頂部分料層的原料煤s1顆粒經(jīng)由扇形布料器31之間的間隙下移，使其由子落料管21管口下移的原料煤沿?zé)峤鉅t3截面分散開來。

熱解爐中部的填充床層設(shè)置n型t形柵格，t形柵格為多層網(wǎng)格矩陣式排布，使進(jìn)入床層中部的原料煤s1顆粒垂直向下移動(dòng)的同時(shí)發(fā)生繞動(dòng)，而實(shí)現(xiàn)松散填充，均勻透氣，促進(jìn)原料煤s1顆粒均勻加熱。在以上所述的填充床中部的填充床層內(nèi)，底部滲透而上的熱載氣與原料煤s1發(fā)生熱量交換，原料煤溫度逐步升高至520℃而發(fā)生低溫?zé)峤夥磻?yīng)，煤中的揮發(fā)分逸出，并與熱載氣混合繼續(xù)上升穿透填充床層到達(dá)爐頂空間。完成低溫?zé)峤夥磻?yīng)的干餾煤向下移動(dòng)進(jìn)入填充床層下部的布?xì)鈱?。使其上升的熱載氣經(jīng)由“人”字形氣體分布器33底部開口進(jìn)入，沿“人”字形氣體分布器33頂部出氣口導(dǎo)入至人字形氣體分布器33的頂部干餾煤床層內(nèi)。

經(jīng)低溫?zé)峤夂蟮母绅s煤繼續(xù)下移至一級(jí)燃燒器，一級(jí)燃燒器為富氧外燃方式。采用純度75％的氧氣s3為助燃介質(zhì)，富氧s3和燃料氣s15在兩端的外部設(shè)置的燃燒器內(nèi)燃燒產(chǎn)生的1300℃高溫?zé)彷d氣經(jīng)一級(jí)燃燒器的導(dǎo)焰管34的火焰通道進(jìn)入熱解爐內(nèi)部，并經(jīng)與其相連通的條形縫出氣口進(jìn)入熱解爐3內(nèi)，噴出的熱載氣與底部上升的氣流混合后溫度為1100℃，并沿一級(jí)燃燒器的導(dǎo)焰管34兩側(cè)壁向上滲透進(jìn)入向下移動(dòng)的床層。干餾煤向下移動(dòng)進(jìn)入二級(jí)燃燒器。二級(jí)燃燒器為貧氧內(nèi)燃方式。采用氧純度7％的氧氣s14為助燃介質(zhì)的燃燒。貧氧s4和燃料氣s15在兩端的外部設(shè)置的預(yù)混器中快速混合，混合后的混合燃料進(jìn)入管道燃燒器36內(nèi)部，并由管道燃燒器36出氣口排出，排出的混合燃料氣遇到熱半焦而發(fā)生燃燒，沒有和煤氣發(fā)生燃燒的氧氣組分與熱半焦在其半焦表面發(fā)生半焦貧氧部分燃燒過程，并釋放大量的熱，使半焦顆粒溫度快速提升至780℃實(shí)現(xiàn)了中溫?zé)峤猓紵a(chǎn)生的700℃熱煙氣向上滲透與一級(jí)燃燒產(chǎn)生的熱載氣混合后作為低溫?zé)峤獾臒彷d氣。完成熱解反應(yīng)的固體半焦向下移動(dòng)，離開熱解爐進(jìn)入熱半焦冷卻器5中。進(jìn)入熱半焦冷卻器5中的半焦與除鹽水s5間接換熱，將其冷卻至92℃后由旋轉(zhuǎn)排焦機(jī)6排出，排出的半焦經(jīng)噴灑清水調(diào)節(jié)濕度后由鋼帶機(jī)7輸送至裝置外。

滲流逸出填充床層的熱解油氣進(jìn)入爐頂空間內(nèi)，其溫度為115℃，壓力為300pa，后由經(jīng)爐頂側(cè)面的出氣口進(jìn)入旋流分離器8。旋流分離器8采用強(qiáng)化對流原理，由頂部進(jìn)入的80℃循環(huán)氨水s8與旋轉(zhuǎn)氣體實(shí)現(xiàn)傳質(zhì)、傳熱作用。經(jīng)分離后的煤氣s9依次經(jīng)煤氣風(fēng)機(jī)9、套管冷卻器10，電捕焦油器11和間冷器12凈化處理后，一部分作為燃料氣s16回用一部分作為產(chǎn)品s15外送。經(jīng)分離后的焦油氨水采用公知的方法進(jìn)行油水沉降分離，分離出的氨水s8一部分循環(huán)至旋流分離器8，一部分富余氨水進(jìn)行除油、脫酚、蒸氨和生化處理，分離得到的焦油作為產(chǎn)品外送。

實(shí)施例3：

以神木新窯煤礦的粉煤為原料煤s1，經(jīng)由原料煤倉1頂部的落煤口進(jìn)入原料煤倉1內(nèi)，原料煤s1在原料煤倉1內(nèi)進(jìn)行緩沖停留后，由原料煤倉1的楔形料斗底部設(shè)置的落料管2進(jìn)入熱解爐3。原料煤s1由落料管2連接的子落料管21的管口處進(jìn)入填充床上部的分料層31，子落料管21的管口兩側(cè)分別設(shè)置防止原料煤顆粒滾動(dòng)的篦料板24，篦料板24上部設(shè)置有用于噴淋用的噴頭4，使用焦油氨水混合液s2對篦料板24下方的原料煤s1表面進(jìn)行噴淋，增加其原料煤s1顆粒之間的黏度。進(jìn)入填充床頂部分料層的原料煤s1顆粒經(jīng)由扇形布料器31之間的間隙下移，使其由子落料管21管口下移的原料煤沿?zé)峤鉅t3截面分散開來。

熱解爐中部的填充床層設(shè)置s型t形柵格，t形柵格為多層網(wǎng)格矩陣式排布，使進(jìn)入床層中部的原料煤s1顆粒垂直向下移動(dòng)的同時(shí)發(fā)生繞動(dòng)，而實(shí)現(xiàn)松散填充，均勻透氣，促進(jìn)原料煤s1顆粒均勻加熱。在以上所述的填充床中部的填充床層內(nèi)，底部滲透而上的熱載氣與原料煤s1發(fā)生熱量交換，原料煤溫度逐步升高至540℃而發(fā)生低溫?zé)峤夥磻?yīng)，煤中的揮發(fā)分逸出，并與熱載氣混合繼續(xù)上升穿透填充床層到達(dá)爐頂空間。完成低溫?zé)峤夥磻?yīng)的干餾煤向下移動(dòng)進(jìn)入填充床層下部的布?xì)鈱?。使其上升的熱載氣經(jīng)由“人”字形氣體分布器33底部開口進(jìn)入，沿“人”字形氣體分布器33頂部出氣口導(dǎo)入至人字形氣體分布器33的頂部干餾煤床層內(nèi)。

經(jīng)低溫?zé)峤夂蟮母绅s煤繼續(xù)下移至一級(jí)燃燒器，一級(jí)燃燒器為富氧外燃方式。采用純度80％的氧氣s3為助燃介質(zhì)，富氧s3和燃料氣s15在兩端的外部設(shè)置的燃燒器內(nèi)燃燒產(chǎn)生的1380℃高溫?zé)彷d氣經(jīng)一級(jí)燃燒器的導(dǎo)焰管34的火焰通道進(jìn)入熱解爐內(nèi)部，并經(jīng)與其相連通的條形縫出氣口進(jìn)入熱解爐3內(nèi)，噴出的熱載氣與底部上升的氣流混合后溫度為1060℃，并沿一級(jí)燃燒器的導(dǎo)焰管34兩側(cè)壁向上滲透進(jìn)入向下移動(dòng)的床層。干餾煤向下移動(dòng)進(jìn)入二級(jí)燃燒器。二級(jí)燃燒器為貧氧內(nèi)燃方式。采用氧純度6％的氧氣s14為助燃介質(zhì)的燃燒。貧氧s4和燃料氣s15在兩端的外部設(shè)置的預(yù)混器中快速混合，混合后的混合燃料進(jìn)入管道燃燒器36內(nèi)部，并由管道燃燒器36出氣口排出，排出的混合燃料氣遇到熱半焦而發(fā)生燃燒，沒有和煤氣發(fā)生燃燒的氧氣組分與熱半焦在其半焦表面發(fā)生半焦貧氧部分燃燒過程，并釋放大量的熱，使半焦顆粒溫度快速提升至790℃實(shí)現(xiàn)了中溫?zé)峤猓紵a(chǎn)生的720℃熱煙氣向上滲透與一級(jí)燃燒產(chǎn)生的熱載氣混合后作為低溫?zé)峤獾臒彷d氣。完成熱解反應(yīng)的固體半焦向下移動(dòng)，離開熱解爐進(jìn)入熱半焦冷卻器5中。進(jìn)入熱半焦冷卻器5中的半焦與除鹽水s5間接換熱，將其冷卻至95℃后由旋轉(zhuǎn)排焦機(jī)6排出，排出的半焦經(jīng)噴灑清水調(diào)節(jié)濕度后由鋼帶機(jī)7輸送至裝置外。

滲流逸出填充床層的熱解油氣進(jìn)入爐頂空間內(nèi)，其溫度為150℃，壓力為400pa，后由經(jīng)爐頂側(cè)面的出氣口進(jìn)入旋流分離器8。旋流分離器8采用強(qiáng)化對流原理，由頂部進(jìn)入的85℃循環(huán)氨水s8與旋轉(zhuǎn)氣體實(shí)現(xiàn)傳質(zhì)、傳熱作用。經(jīng)分離后的煤氣s9依次經(jīng)煤氣風(fēng)機(jī)9、套管冷卻器10，電捕焦油器11和間冷器12凈化處理后，一部分作為燃料氣s16回用一部分作為產(chǎn)品s15外送。經(jīng)分離后的焦油氨水采用公知的方法進(jìn)行油水沉降分離，分離出的氨水s8一部分循環(huán)至旋流分離器8，一部分富余氨水進(jìn)行除油、脫酚、蒸氨和生化處理，分離得到的焦油作為產(chǎn)品外送。

實(shí)施例4：

以神木大砭窯煤礦的粉煤為原料煤s1，經(jīng)由原料煤倉1頂部的落煤口進(jìn)入原料煤倉1內(nèi)，原料煤s1在原料煤倉1內(nèi)進(jìn)行緩沖停留后，由原料煤倉1的楔形料斗底部設(shè)置的落料管2進(jìn)入熱解爐3。原料煤s1由落料管2連接的子落料管21的管口處進(jìn)入填充床上部的分料層31，子落料管21的管口兩側(cè)分別設(shè)置防止原料煤顆粒滾動(dòng)的篦料板24，篦料板24上部設(shè)置有用于噴淋用的噴頭4，使用焦油氨水混合液s2對篦料板24下方的原料煤s1表面進(jìn)行噴淋，增加其原料煤s1顆粒之間的黏度。進(jìn)入填充床頂部分料層的原料煤s1顆粒經(jīng)由扇形布料器31之間的間隙下移，使其由子落料管21管口下移的原料煤沿?zé)峤鉅t3截面分散開來。

熱解爐中部的填充床層設(shè)置h型t形柵格，t形柵格為多層網(wǎng)格矩陣式排布，使進(jìn)入床層中部的原料煤s1顆粒垂直向下移動(dòng)的同時(shí)發(fā)生繞動(dòng)，而實(shí)現(xiàn)松散填充，均勻透氣，促進(jìn)原料煤s1顆粒均勻加熱。在以上所述的填充床中部的填充床層內(nèi)，底部滲透而上的熱載氣與原料煤s1發(fā)生熱量交換，原料煤溫度逐步升高至530℃而發(fā)生低溫?zé)峤夥磻?yīng)，煤中的揮發(fā)分逸出，并與熱載氣混合繼續(xù)上升穿透填充床層到達(dá)爐頂空間。完成低溫?zé)峤夥磻?yīng)的干餾煤向下移動(dòng)進(jìn)入填充床層下部的布?xì)鈱?。使其上升的熱載氣經(jīng)由“人”字形氣體分布器33底部開口進(jìn)入，沿“人”字形氣體分布器33頂部出氣口導(dǎo)入至人字形氣體分布器33的頂部干餾煤床層內(nèi)。

經(jīng)低溫?zé)峤夂蟮母绅s煤繼續(xù)下移至一級(jí)燃燒器，一級(jí)燃燒器為富氧外燃方式。采用純度90％的氧氣s3為助燃介質(zhì)，富氧s3和燃料氣s15在兩端的外部設(shè)置的燃燒器內(nèi)燃燒產(chǎn)生的1400℃高溫?zé)彷d氣經(jīng)一級(jí)燃燒器的導(dǎo)焰管34的火焰通道進(jìn)入熱解爐內(nèi)部，并經(jīng)與其相連通的條形縫出氣口進(jìn)入熱解爐3內(nèi)，噴出的熱載氣與底部上升的氣流混合后溫度為1070℃，并沿一級(jí)燃燒器的導(dǎo)焰管34兩側(cè)壁向上滲透進(jìn)入向下移動(dòng)的床層。干餾煤向下移動(dòng)進(jìn)入二級(jí)燃燒器。二級(jí)燃燒器為貧氧內(nèi)燃方式。采用氧純度8％的氧氣s14為助燃介質(zhì)的燃燒。貧氧s4和燃料氣s15在兩端的外部設(shè)置的預(yù)混器中快速混合，混合后的混合燃料進(jìn)入管道燃燒器36內(nèi)部，并由管道燃燒器36出氣口排出，排出的混合燃料氣遇到熱半焦而發(fā)生燃燒，沒有和煤氣發(fā)生燃燒的氧氣組分與熱半焦在其半焦表面發(fā)生半焦貧氧部分燃燒過程，并釋放大量的熱，使半焦顆粒溫度快速提升至720℃實(shí)現(xiàn)了中溫?zé)峤猓紵a(chǎn)生的630℃熱煙氣向上滲透與一級(jí)燃燒產(chǎn)生的熱載氣混合后作為低溫?zé)峤獾臒彷d氣。完成熱解反應(yīng)的固體半焦向下移動(dòng)，離開熱解爐進(jìn)入熱半焦冷卻器5中。進(jìn)入熱半焦冷卻器5中的半焦與除鹽水s5間接換熱，將其冷卻至96℃后由旋轉(zhuǎn)排焦機(jī)6排出，排出的半焦經(jīng)噴灑清水調(diào)節(jié)濕度后由鋼帶機(jī)7輸送至裝置外。

滲流逸出填充床層的熱解油氣進(jìn)入爐頂空間內(nèi)，其溫度為130℃，壓力為250pa，后由經(jīng)爐頂側(cè)面的出氣口進(jìn)入旋流分離器8。旋流分離器8采用強(qiáng)化對流原理，由頂部進(jìn)入的78℃循環(huán)氨水s8與旋轉(zhuǎn)氣體實(shí)現(xiàn)傳質(zhì)、傳熱作用。經(jīng)分離后的煤氣s9依次經(jīng)煤氣風(fēng)機(jī)9、套管冷卻器10，電捕焦油器11和間冷器12凈化處理后，一部分作為燃料氣s16回用一部分作為產(chǎn)品s15外送。經(jīng)分離后的焦油氨水采用公知的方法進(jìn)行油水沉降分離，分離出的氨水s8一部分循環(huán)至旋流分離器8，一部分富余氨水進(jìn)行除油、脫酚、蒸氨和生化處理，分離得到的焦油作為產(chǎn)品外送。

表2煤焦油、半焦和煤氣產(chǎn)率及性質(zhì)

本發(fā)明的熱解產(chǎn)物(煤焦油、半焦和煤氣)性質(zhì)見表2，其中產(chǎn)率為每噸原料煤的比值。

本發(fā)明提供的基于填充床粉煤熱解的熱解爐、熱解裝置和熱解工藝，本發(fā)明通過優(yōu)化設(shè)置的內(nèi)構(gòu)件，改變原有的顆粒物料自然堆積過程，使其實(shí)現(xiàn)松散填充，均勻分料布?xì)?，降低了床層氣流阻力，使氣固兩相融合傳熱；同時(shí)設(shè)置兩級(jí)加熱，富氧燃燒與貧氧燃燒結(jié)合，外燃內(nèi)熱與內(nèi)燃內(nèi)熱結(jié)合，低溫干餾與中溫干餾結(jié)合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)中/低溫分步熱解，顯著提高焦油產(chǎn)率，降低了半焦揮發(fā)分，提高了半焦固定碳含量。同時(shí)富氧燃燒降低了煤氣中無效組分氮?dú)獾暮?，提高了煤氣的熱值，使煤氣在后續(xù)的加工利用工藝過程中提高了效率，降低了能耗。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。