本发明属于煤热解气化技术领域，具体涉及一种煤的多联产高效热解-气化串联系统及热解气化方法。
背景技术：
煤炭是中国经济持续、快速发展的基本保证。中国“富煤、缺油、少气”的能源赋存条件决定了在未来相当长时间内，煤炭在能源结构中的主体地位不会改变。但近几年随着经济形势的下滑，国家实行过剩行业供给侧改革，钢铁煤炭行业面临着缩减产能带来的发展压力，转型升级成为企业持续发展的重要动力。面对过剩的煤炭产量，占我国煤炭探明储量55.1%的低质煤种和大量用途单一的“三高”劣质炼焦煤资源需要寻求新的处理途径。因此，焦化企业利用过剩产能来处理低质煤种或“三高”劣质炼焦煤，用于生产气化焦，并与气化相结合，生产LNG或化工品，既实现了企业的持续发展，又实现了转型升级。
为实现煤的分质分级清洁高效综合利用，已开发多种综合煤化工技术。目前已有热解-气化串联的煤化工技术专利，也有相应的工程示范应用，但都是以流化床或气流床的形式实现热解和气化，虽然实现了较高的碳转化率，但也存在焦油含尘量大、热利用效率低、设备制造难度大、工业放大存在技术难题等问题。而针对焦炉串联气化炉的热解-气化系统及气化热解方法，尚未发现有相关专利。
CN102191088A公开了一种固体燃料双流化床热解气化分级转化装置及方法。该装置由流化床热解炉和流化床气化炉串联而成，固体燃料先在流化床热解炉中进行中低温热解，产生的半焦送至流化床气化炉气化生成合成气，同时气化炉产生的高温灰作为固体热载体循环输送至热解炉，为固体燃料提供热解所需热量。该种方法循环使用了气化炉的高温灰，提高了热利用效率，但循环物料循环量较大，降低了系统的处理能力，同时由于采用流化床热解方式，收集的焦油含有大量的灰尘，分离难度较大。
CN105062526A公布了一种煤热解气化多联产系统及其热解气化方法。该发明是利用加压输送装置将粉煤输送入煤的热解装置，来自气化炉的高温合成气在煤热解装置中与粉煤直接接触，充分混合换热，完成粉煤的热解。热解生成的半焦、煤气与进入热解装置的合成气以混合气流的形式在气固分离装置中分离，高温半焦输送至气化炉气化，气体送往深冷分离装置。该方法利用气化高温合成气作为热解热源，最大限度利用了气化气的高温余热，但大量合成气与热解荒煤气混合，增加了后续深冷装置的负荷，稀释了高热值热解煤气。采用气流床的方式处理粉煤导致回收焦油中含尘量加大，而且很难分离。
以上方法在热解-气化技术上进行了很多的创新与改进，但仍然存在不足。因此，需要一种煤的多联产高效热解-气化串联系统及热解气化方法，来解决因气流造成的热解焦油灰尘含量大的问题，保证热解煤气和气化煤气相互独立，最大程度实现工艺系统内部技术耦合，提高系统整体效率，可以处理低质煤和“三高”炼焦煤。
技术实现要素：
本发明的目的为提供一种煤的多联产高效热解-气化串联系统及热解气化方法，该系统和方法先进、高效、环保，可以处理低阶煤，也可以处理三高炼焦煤，解决了现有技术中的热解焦油含尘量大的问题，保证热解煤气和气化煤气相互独立，最大程度实现工艺系统内部技术耦合，提高系统整体效率，同时可以处理低质煤和“三高”炼焦煤。
本发明为实现上述目的采用的技术方案为：一种煤的多联产高效热解-气化串联系统，包括依次连接的配煤装置、炼焦炉、焦炭转运装置、焦炭提升装置、块煤气化反应器、废热锅炉、气化煤气净化装置和气体重整装置；所述炼焦炉还与热解煤气净化装置的入口端相连接，热解煤气净化装置的出口端与气体重整装置相连接；气化煤气净化装置还与回炉煤气柜相连接；炼焦炉和块煤气化反应器分别通过与空分装置相连接获取氧气。
作为本发明一种煤的多联产高效热解-气化串联系统的进一步优化，所述炼焦炉为立式捣固炼焦炉或顶装炼焦炉。
作为本发明一种煤的多联产高效热解-气化串联系统的进一步优化，所述焦炭提升装置与块煤气化反应器通过钢框架连接，钢框架顶部设置有焦炭提升装置的平移轨道可使焦炭提升装置平移至块煤气化反应器上方。
作为本发明一种煤的多联产高效热解-气化串联系统的进一步优化，所述块煤气化反应器顶部由下到上依次设置有高温煤锁装置和装入装置。
所述煤的多联产高效热解-气化系统的热解气化方法，先选取煤种通过配煤装置完成配煤，配合后的煤进入炼焦炉进行热解，热解后生成的焦炭被推入焦炭转运装置，通过焦炭提升装置将焦炭送入块煤气化反应器，气化反应后生成的高温气化煤气通过废热锅炉进行余热回收，余热回收后的气化煤气进入气化煤气净化装置，部分净化后的气化煤气送往回炉煤气柜，剩余部分净化后的气化煤气进入气体重整装置，与来自热解气净化装置的热解煤气、来自炼焦炉的烟道废气和外来补充氢气进行重整；其中，所述的来自热解气净化装置的热解煤气为配合煤在炼焦炉内热解后产生的荒煤气经过热解气净化装置进行焦油和化学品回收净化后的热解煤气；所述回炉煤气柜内的气化煤气通入炼焦炉内作为炼焦炉的供热煤气；空分装置为炼焦炉和块煤气化反应器提供纯氧或富氧；炼焦炉产生的部分烟道废气用于块煤气化反应器的气化剂，并与外来水蒸气送至气化炉内。
作为本发明一种煤的多联产高效热解-气化系统的热解气化方法的进一步优化，部分净化后的气化煤气、与来自热解气净化装置的热解煤气、来自炼焦炉的烟道废气和外来补充氢气可以将气体重整为合成气或甲烷化制LNG的原料气。
作为本发明一种煤的多联产高效热解-气化系统的热解气化方法的进一步优化，所述来自热解气净化装置的热解煤气也可以直接用于提取甲烷或氢气。
作为本发明一种煤的多联产高效热解-气化系统的热解气化方法的进一步优化，从所述炼焦炉推出的焦炭不经过熄焦直接送入块煤气化反应器中。
作为本发明一种煤的多联产高效热解-气化系统的热解气化方法的进一步优化，所述块煤气化反应器产生的气化煤气也可作为炼焦炉的供热气源。
作为本发明一种煤的多联产高效热解-气化系统的热解气化方法的进一步优化，所述空分装置产生的氧气，以纯氧或与二氧化碳调和的富氧作为炼焦炉供热气的助燃气。
与现有技术相比，本发明至少具有下述优点及有益效果：
1.本发明采用炼焦炉利用低质煤和“三高”炼焦煤生产气化焦，同时可以得到优质焦油、热解煤气和气化煤气，实现劣质煤的多联产综合利用；
2.焦炉热解产生的焦炭通过焦炭转运和提升装置，不经过熄焦直接送入气化炉，充分利用了焦炭显热，省去了熄焦设备，同时也降低了气化炉氧耗；
3.利用气化炉产生的气化煤气代替回炉热解煤气作为焦炉加热气源，置换出了高甲烷含量和氢气含量的热解煤气，实现了资源的最有价值利用；
4.采用纯氧或与二氧化碳调和的富氧代替空气作为焦炉加热气的助燃气，燃烧后的废气可以替代部分气化炉的气化剂，也可以作为重整煤气碳源，实现了烟道废气的综合利用，减少污染排放；
5.固定床热解形式的焦炉热解生成的荒煤气中含尘量较少，保证焦油质量，同时生成的热解煤气可以直接用于提取甲烷或氢气，也可以与气化煤气、烟道废气和外来补充氢气进行重整用于生产LNG或合成化工产品，具有较灵活的产品选择方案。
附图说明
图1为本发明的煤的多联产高效热解-气化串联系统的系统图：
附图标记：1、配煤装置，2、炼焦炉，3、焦炭转运装置，4、焦炭提升装置，5、块煤气化反应器，6、废热锅炉，7、气化煤气净化装置，8、气体重整装置，9、热解煤气净化装置，10、回炉煤气柜，11、空分装置。
具体实施方式
为使本发明的内容更明显易懂，以下结合具体实施例，对本发明进行详细描述。
一种煤的多联产高效热解-气化串联系统，包括依次连接的配煤装置1、炼焦炉2、焦炭转运装置3、焦炭提升装置4、块煤气化反应器5、废热锅炉6、气化煤气净化装置7和气体重整装置8；所述炼焦炉2还与热解煤气净化装置9的入口端相连接，热解煤气净化装置9的出口端与气体重整装置8相连接；气化煤气净化装置7还与回炉煤气柜10相连接；炼焦炉2和块煤气化反应器5分别通过与空分装置11相连接获取氧气。
为了使本发明具有更好的实施效果，所述炼焦炉2为立式捣固炼焦炉或顶装炼焦炉。所述焦炭提升装置4与块煤气化反应器5通过钢框架连接，钢框架顶部设置有焦炭提升装置4的平移轨道可使焦炭提升装置4平移至块煤气化反应器5上方。所述块煤气化反应器5顶部由下到上依次设置有高温煤锁装置和装入装置。
所述煤的多联产高效热解-气化系统的热解气化方法，先选取中高灰低硫1/3焦煤和高硫低灰1/3焦煤作为配煤煤种，破碎至合适粒度，通过配煤装置1完成配煤，配合后的煤通过捣固或顶装的方式进入炼焦炉2进行热解，热解后生成的焦炭被推入焦炭转运装置3，通过焦炭提升装置4将焦炭送入块煤气化反应器5进行气化，充分利用焦炭显热，降低气化氧耗。
气化反应后生成的高温气化煤气通过废热锅炉6进行余热回收，充分利用工艺余热，余热回收后的气化煤气进入气化煤气净化装置7，部分净化后的气化煤气送往回炉煤气柜10，剩余部分净化后的气化煤气进入气体重整装置8，与来自热解气净化装置9的热解煤气、来自炼焦炉2的烟道废气和外来补充氢气进行重整。根据产品需求不同，部分净化后的气化煤气、与来自热解气净化装置9的热解煤气、来自炼焦炉2的烟道废气和外来补充氢气可以将气体重整为合成气或甲烷化制LNG的原料气，实现了系统内的技术耦合，充分利用碳资源，减少废气排放。来自热解气净化装置9的热解煤气也可以直接用于提取甲烷或氢气。所述的来自热解气净化装置9的热解煤气为配合煤在炼焦炉2内热解后产生的荒煤气经过热解气净化装置9进行焦油和化学品回收净化后的热解煤气。
所述回炉煤气柜10内的气化煤气通入炼焦炉2内作为炼焦炉2的供热煤气；空分装置11为炼焦炉2和块煤气化反应器5提供纯氧或富氧；炼焦炉2产生的部分烟道废气用于块煤气化反应器5的气化剂，并与外来水蒸气送至气化炉内，提高了系统整体效率。
从所述炼焦炉2推出的焦炭不经过熄焦直接送入块煤气化反应器5中，充分利用了焦炭显热，省去了熄焦设备，同时也降低了气化炉氧耗。所述块煤气化反应器5产生的气化煤气也可作为炼焦炉2的供热气源。
所述空分装置11产生的氧气，以纯氧或与二氧化碳调和的富氧作为炼焦炉2供热气的助燃气。
以上实施例中所采用的技术方案只是本发明的一种优选方案，并不用来限制本发明的保护范围。