一种内热式滚筒蓄热壁粉煤热解工艺及装置的制作方法

本发明属于煤化工(及油页岩)热解领域，具体涉及一种内热式滚筒蓄热壁粉煤热解工艺及装置。

背景技术：

我国是煤炭资源大国，先决的资源条件决定了以煤为主的能源战略选择，然而我国对煤炭资源的利用途径相对单一，燃煤发电一直占居煤炭消费比例榜首，同时此前在煤炭开采、加工、利用过程中对污染物排放控制不得当，致使煤炭成为了我国环境污染的主要来源。煤热解是实现煤炭资源化利用和煤清洁利用的重要手段。以煤热解为龙头的分质转化多联产工艺技术，能以较小的能耗，获取高附加值的化工资源和清洁煤，实现了煤炭分质高效综合利用。目前，国内外对粉煤热解技术的研究较多，但成熟的工艺和可供大规模应用推广的技术不多，均尚处于试验或示范阶段。

CN203976719U公开了一种内热式粉煤干馏回转炉及粉煤干馏装置，该装置内安装有热载体，该热载体作为蓄热体可以储存热量，通过卧式炉体的旋转，粉煤与热载体发生换热进而实现粉煤热解。该套装置包括两套完全一样的上述热解回转炉，两套回转炉轮流工作，当其中一套内热式干馏回转炉中进行粉煤热解时，向另一套内热式粉煤干馏回转炉中通入热烟气，对热载体进行加热，通过换向的方式，形成循环往复，实现连续进料、排料。该装置内部结构复杂，生产设备造价高，对于粉煤热解的关键问题-气固分离，没有提出针对性解决办法。

CN1066459A公开了一种回转炉气体热载体内外热式低中温快速热解工艺。该工艺原理是把料煤的干燥、热解和冷却布置在三个回转炉中分别地进行，其干燥采用内热式加热，热解采用外热式加热。该工艺设备造价成本高，工艺流程复杂，且只能处理粒径为3-30mm的料煤，对于0-3mm的粉煤无法处理。

上述专利均利用了回转炉进行煤热解反应，分别采用的蓄热体轮换加热或回转炉外部换热技术，都存在工艺复杂，换热效率差，能量利用率低，生产效率低的缺点。与此同时，现有的工艺方法均在干馏进料时采用螺旋进料装置，使其达到进料出气除尘的目的，然而螺旋进料装置由于自身结构特点，通过螺旋器水平推送固体颗粒时，能够使固体颗粒相互挤压，产生摩擦，致使部分颗粒碎裂，产生较多的粉尘，直接影响了热解工艺装置的安全稳定运行。设置与工艺过程物料特性相适应的除尘工艺装置，是粉煤热解工艺技术能否成功应用的关键所在。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的问题和不足，本发明提供了一种内热式滚筒蓄热壁粉煤热解工艺及装置，使得热解油气除尘与工艺过程物料相联系，充分利用干馏过程自身的高温颗粒物料，形成颗粒床过滤体系，完成热解油气自洁净化过程。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种内热式滚筒蓄热壁粉煤热解装置，包括原料干燥系统、热解系统和半焦冷却系统；所述的原料干燥系统的原料干燥出口与热解系统的进口相连，热解系统的出口与半焦冷却系统相连，半焦冷却系统与原料干燥系统相连，所述的热解系统包括预干馏系统和干馏系统，所述的预干馏系统与干馏系统循环相连。

所述的预干馏系统包括预干馏器和预干馏煤给料机；所述的预干馏器包括方箱型筒体；方箱型筒体上端为上端盖，下端为下端盖，方箱型筒体内部设置有多个J型金属构件，J型金属构件平行错位排列，在水平面上形成了气流出入口，在垂直面上将预干馏器内部方箱型空腔，分隔成往复交替的气流条形的气体通道和干燥煤条形的固体通道，预干馏器内部顶端还设置有分料器，所述的原料干燥系统的原料干燥出口与预干馏器顶部干燥原料进口相连，预干馏器的预干馏煤出口与预干馏煤给料机相连，预干馏煤给料机与干馏系统入口相连。

所述的方箱型筒体的顶部和底部同为方锥体结构，气流条形气体通道的入口处垂直方向设置有分散箱，出口处垂直方向设置有集合箱。

所述的干馏系统包括干馏器和浓缩器；干馏器为水平倾斜放置的滚筒结构，该滚筒具有葱头模型结构，干馏器包括水平倾斜放置的外筒体，外筒体内表面依次紧密贴附设有用于保温的隔热层和用于高温蓄热的蓄热壁，在蓄热壁内表面上设置内凹结构的圆台盲孔，圆台盲孔呈正三角形排列，圆台盲孔的中轴线垂直于蓄热壁内表面，圆台盲孔轴向截面呈外大内小的喇叭型，在干馏器圆形截面顶部区域扇形均布多个短火焰的燃烧器，短火焰的燃烧器连接在燃料气管排和氧气管排上，燃料气管排和氧气管排与从干馏器外部来的燃料气管和氧气管相连，干馏器的进料口与预干馏煤给料机相连，干馏器气相出口与浓缩器相连，浓缩器与预干馏器的气流条形的气体通道的入口相连，浓缩器内部设置多个高效旋流除尘器，干馏器的半焦出口与半焦冷却系统相连。

所述的原料干燥系统包括原料煤缓冲仓、原料煤给料机、干燥器和干燥气除尘器；原料煤缓冲仓的底部出料口与原料煤给料机入口相连，原料煤给料机出口与干燥器相连；所述的干燥器与预干馏器的干燥原料进口相连，干燥器一端的出口经干燥气除尘器与半焦冷却系统入口相连，半焦冷却系统出口与干燥器另一端入口相连。

所述的干燥器为水平倾斜放置的圆形筒体结构，干燥器包括外筒体、绕动板和落料孔；外筒体内部设置有螺旋结构的绕动板，绕动板上开有落料孔，落料孔直径为30～60mm。

所述的半焦冷却系统包括半焦冷却器、半焦排料机、热风袋式除尘器、循环气风机和循环气冷却器；所述的半焦冷却器与干馏器的半焦出口相连，半焦冷却器底部设置有半焦排料机，干燥气除尘器连接到循环气风机入口，循环气风机出口与循环气冷却器相连，循环气冷却器与半焦冷却器相连，半焦冷却器经热风袋式除尘器与干燥器相连。

所述的半焦冷却器为方箱型结构，顶部和底部为方锥体结构，半焦冷却器包括上端盖、方箱型筒体、下端盖、气流管、百叶板和集合箱；方箱型筒体的上端设置有上端盖，下端设置有下端盖，水平方向插入有贯穿方箱型筒体的气流管，气流管径向水平两侧开有出气口，出气口处设置百叶板，百叶板两侧设置有集合箱。

一种内热式滚筒蓄热壁粉煤热解工艺，包括以下步骤：

1)经原料干燥系统干燥后的75～100℃的干燥煤由顶部入口进入预干馏器(4)，进入预干馏器内部的干燥煤经分料器分散至各个固体通道内，进入固体通道内的干燥煤沿通道缓慢向下移动，在向下移动的过程中，500～650℃热解油气依次经过分散箱，气体通道，横向穿越干燥煤的床层固体颗粒间隙，与干燥煤直接接触换热，干燥煤自上而下温度逐步升高至300～420℃并发生部分热解反应，挥发气体与热解油气混合，经气体通道在集合箱汇聚后离开预干馏器，其净化后的热解油气的温度为180～250℃；与此同时热解油气夹带的粉尘被截留在床层颗粒间隙内；300～420℃预干馏煤最终经下端盖收集后由出料口排出；

2)预干馏器排出的预干馏煤经预干馏给料机调节流量后，由干馏器一端进入，干馏器的筒体在电动驱动机构下旋转，平均转速为5～10r/min；干馏器筒体旋转时位于筒体内上部的扇形排布的燃烧器相对筒体静止不动，燃烧器使用净化的后的燃料气和纯度为35～99.9％的氧气进行燃烧，燃烧产生火焰直接加热经过燃烧器的蓄热壁覆盖的区域，蓄热壁的温度为950～1350℃，蓄热壁的高温区域经过旋转后与干馏器筒体底的预干馏煤直接接触，预干馏煤受到蓄热壁的辐射传热，温度逐渐高到480～630℃，预干馏煤发生热解反应挥发出油气，与燃烧器燃烧产生的烟气混合，并夹带差粉尘颗粒排出干馏器；排出干馏器的热解油气进入浓缩器，经过浓缩器内的旋流器脱除部分粉尘后，热解油气进入预干馏器内作为预干馏过程的热载气，经过辐射传热后的蓄热壁再次旋转至燃烧器覆盖区域进行加热，而热解产生的550～650℃半焦经筒体底部出口排出；

3)排出的550～650℃的热半焦由顶部入口进入半焦冷却器，热半焦自上而下缓慢向下移动，自半焦冷却器来循环气进入水平插入的气流管，气流管径向水平两侧开有出气孔，循环气由出气孔穿过自上而下移动的床层，与热半焦直接接触发生热交换，换热后的气流汇聚后排出，排出热风温度为200～250℃，后经热风袋式除尘器脱除半焦粉尘后进入干燥器作为干燥用热源，干燥完的干燥风进入干燥气除尘器，脱除煤尘后，经循环气冷却器增压后循环使用，增压后的循环气与新补充的氮气经循环气冷却器降温至32～45℃后，进入半焦冷却器作为冷却介质，而冷却至80～100℃半焦经下端盖收集后由出料口的半焦排料机调节流量后排出。

步骤1)之前还包括以下步骤：

0～20mm原料煤经原料煤缓冲仓和原料煤给料机调节原料煤进料量后，由干燥器的一端进入，干燥器的筒体在电动驱动机构下旋转，平均转速为10～15r/min，干燥器筒体旋转时带动设置在内的绕动板一起旋转，使原料煤在干燥器内绕动，沿干燥器筒体轴向进入的热风与绕动的原料煤实现接触换热，并带走挥发的水汽，原料煤由常温被加热至75～100℃成为干燥煤，由干燥器的另一端进入预干馏器；

步骤3)之后还包括：

热解装置产生的热解油气采用熟知的冷鼓焦油回收方法处理，处理后的煤气一部分作为干馏器的燃料气。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明提供的内热式滚筒蓄热壁粉煤热解工艺及装置，使得热解油气除尘与工艺过程物料相联系，充分利用干馏过程自身的高温颗粒物料，形成颗粒床过滤体系，完成热解油气自洁净化过程。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图，其中1为原料煤缓冲仓，2为原料煤给料机，3为干燥器，4为预干馏器，5为预干馏煤给料机，6为干馏器，7为浓缩器，8为半焦冷却器，9为半焦排料机，10为热风袋式除尘器，11为干燥气除尘器，12为循环气风机，13为循环气冷却器，a为原料煤，b为干燥煤，c为预干馏煤，d为热半焦，e为氧气，f为燃料气，g为热解油气，h为净化后的热解油气，i为热风，j为干燥风，k为循环气。

图2为干燥器结构示意图，图3为干燥器筒体截面结构示意图，其中3-1为外筒体，3-2为绕动板，3-3为落料孔。

图4为预干馏器结构示意图，其中4-1为上端盖，4-2为方箱型筒体，4-3为下端盖，4-4为分料器，4-5为J型金属构件，4-6为固体通道，4-7为气体通道。

图5为干馏器筒体截面结构示意图，图6为干馏器蓄热壁平面示意图，其中6-1为外筒体，6-2为隔热层，6-3为蓄热壁，6-4为燃料气管排，6-5为氧气管排，6-6为燃烧器，6-7为圆台盲孔。

图7为半焦冷却器结构示意图，8-1为上端盖，8-2为方箱型筒体，8-3下端盖，8-4为气流管，8-5为百叶板，8-6为集合箱。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

参见图1至图7，一种内热式滚筒蓄热壁粉煤热解装置，包括原料干燥系统、热解系统和半焦冷却系统；所述的原料干燥系统的原料干燥出口与热解系统的进口相连，热解系统的出口与半焦冷却系统相连，半焦冷却系统与原料干燥系统相连，所述的热解系统包括预干馏系统和干馏系统，所述的预干馏系统与干馏系统循环相连。

其中，参见1、4，所述的预干馏系统包括预干馏器4和预干馏煤给料机5；所述的预干馏器4包括方箱型筒体4-2；方箱型筒体4-2上端为上端盖4-1，下端为下端盖4-3，方箱型筒体4-2内部设置有多个J型金属构件4-5，J型金属构件平行错位排列，在水平面上形成了气流出入口，在垂直面上将预干馏器4内部方箱型空腔，分隔成往复交替的气流条形的气体通道4-7和干燥煤条形的固体通道4-6，预干馏器4内部顶端还设置有分料器4-4，所述的原料干燥系统的原料干燥出口与预干馏器顶部干燥原料进口相连，预干馏器4的预干馏煤出口与预干馏煤给料机5相连，预干馏煤给料机5与干馏系统入口相连。其中，所述的方箱型筒体4-2的顶部和底部同为方锥体结构，气流条形气体通道4-7的入口处垂直方向设置有分散箱，出口处垂直方向设置有集合箱。

参见图1、图5和图6，所述的干馏系统包括干馏器6和浓缩器7；干馏器6为水平倾斜放置的滚筒结构，该滚筒具有葱头模型结构，干馏器6包括水平倾斜放置的外筒体6-1，外筒体6-1内表面依次紧密贴附设有用于保温的隔热层6-2和用于高温蓄热的蓄热壁6-3，在蓄热壁内表面上设置内凹结构的圆台盲孔6-7，圆台盲孔呈正三角形排列，圆台盲孔的中轴线垂直于蓄热壁内表面，圆台盲孔轴向截面呈外大内小的喇叭型，在干馏器圆形截面顶部区域扇形均布多个短火焰的燃烧器6-6，短火焰的燃烧器连接在燃料气管排6-4和氧气管排6-5上，燃料气管排6-4和氧气管排6-5与从干馏器外部来的燃料气管和氧气管相连，干馏器6的进料口与预干馏煤给料机5相连，干馏器6气相出口与浓缩器7相连，浓缩器7与预干馏器4的气流条形的气体通道4-7的入口相连，浓缩器7内部设置多个高效旋流除尘器，干馏器6的半焦出口与半焦冷却系统相连。

参见图1至图3，所述的原料干燥系统包括原料煤缓冲仓1、原料煤给料机2、干燥器3和干燥气除尘器11；原料煤缓冲仓1的底部出料口与原料煤给料机2入口相连，原料煤给料机2出口与干燥器3相连；所述的干燥器3与预干馏器4的干燥原料进口相连，干燥器3一端的出口经干燥气除尘器11与半焦冷却系统入口相连，半焦冷却系统出口与干燥器3另一端入口相连。其中，所述的干燥器3为水平倾斜放置的圆形筒体结构，干燥器3包括外筒体3-1、绕动板3-2和落料孔3-3；外筒体3-1内部设置有螺旋结构的绕动板3-2，绕动板3-2上开有落料孔3-3，落料孔3-3直径为30～60mm。

参见图1、图7，所述的半焦冷却系统包括半焦冷却器8、半焦排料机9、热风袋式除尘器10、循环气风机12和循环气冷却器13；所述的半焦冷却器8与干馏器6的半焦出口相连，半焦冷却器8底部设置有半焦排料机9，干燥气除尘器11连接到循环气风机12入口，循环气风机12出口与循环气冷却器13相连，循环气冷却器13与半焦冷却器8相连，半焦冷却器8经热风袋式除尘器10与干燥器3相连。

其中，所述的半焦冷却器8为方箱型结构，顶部和底部为方锥体结构，半焦冷却器8包括上端盖8-1、方箱型筒体8-2、下端盖8-3、气流管8-4、百叶板8-5和集合箱8-6；方箱型筒体8-2的上端设置有上端盖8-1，下端设置有下端盖8-3，水平方向插入有贯穿方箱型筒体的气流管8-4，气流管径向水平两侧开有出气口，出气口处设置百叶板8-5，百叶板8-5两侧设置有集合箱8-6。

具体的，本发明提供的内热式滚筒蓄热壁粉煤热解工艺及装置，由原料干燥系统、热解系统和半焦冷却系统共同组成。热解系统包括预干馏系统和干馏系统；既就是，热解反应过程分为预干馏和干馏两个部分，两个过程采用不同的工艺方法和形式；干馏过程采用内部燃烧加热方式，首先燃烧加热外筒体蓄热壁，其次高温蓄热壁辐射换热热解，具有加热均匀产品稳定的特点；原料煤干燥和热半焦的冷却采用气体全循环工艺方法结合，实现了废热利用，减少了废气排放。

其过程为：0～20mm的原料煤首先进入原料煤缓冲仓，由底部出料口经原料煤给料机调控进料量后，经由干燥器的一端进入。干燥器结构为：水平倾斜放置圆形筒体结构，内部设置有螺旋结构的绕动板，绕动板上开有落料孔，落料孔直径为30～60mm，干燥器筒体呈逆时针旋转(干燥煤出口端)，由电动机或液压机构驱动，平均转速为10～15r/min。

进入干燥器筒体内的原料煤堆积在干燥器筒体底部，干燥器沿筒体轴线旋转时，设置在干燥器筒体内壁上的绕动板随筒体一起旋转，原料煤被绕动板抬离筒体底部，被抬离筒体底部的原料煤首先从绕动板的落料孔开始下落，原料煤颗粒在干燥器内形成瀑布状颗粒流，当原料煤在绕动板上抬高至筒体截面圆与水平夹角呈35～40°后，没有从落料孔下落的颗粒被绕动板抛落，在上述过程中，原料煤颗粒在干燥器筒体内充分分散，颗粒的比面积大幅度增加，与横向通过的热风，在绕动板落料孔的作用下分散成一股股小气流，分散的原料煤充分接触、实现换热，并带走挥发的水汽。同时没有被绕动板抬离的颗粒在干燥器底部，由于筒体旋转使其不断的翻滚，由于颗粒的相互摩擦，撞击致使原料煤颗粒内部具有裂纹的颗粒沿裂纹处破碎，或使强度不高煤颗粒提前破碎，防止带入热解系统造成粉尘聚集。通过水平横向进入干燥器的热风与原料煤充分接触换热，原料煤被加热至75～100℃，同时通过优化控制进入干燥器内部的气流速度在10～15m/s，可使原料煤中≤0.2mm固有煤尘和干燥过程产生的磨损新产生煤尘被干燥热风带离干燥器，带离干燥器的含尘气体经袋式除尘器脱除煤尘后循环至半焦冷却系统用于半焦冷却。需要说明的是，此处的袋式除尘器为干燥气除尘器。

75～100℃的干燥煤由预干馏器顶部进入。预干馏器的结构为：方箱型结构，顶部和底部同为方锥体结构，内部设置有供气流平行通过的通道，内部通道是由多个J型金属构件形成，J型金属构件平行错位排列，在水平面上形成了气流出入口，在垂直面上将预干馏器内部方箱型空腔，分隔成往复交替的气流条形的气体通道和干燥煤条形的固体通道。进入固体通道内的气流可横向穿越干燥煤颗粒间隙，从而实现传质、传热和反应，同时在气流条形的气体通道的出入口垂直方向设置集合箱与分散箱，供进出气流的分配与汇合。

500～650℃的热解油气首先进入预干馏器的分散箱，在分散箱内将气流分散成多股垂直的条形气流带，经各个进气口进入水平平行的内构通道内，进入通道的气流改变流向，经水平方向的干燥煤颗粒床层进入，穿过干燥煤颗粒间隙，500～650℃热解油气与干燥煤直接接触，干燥煤温度持续升高，煤中的挥发分和水分释放，与干馏器来的热解油气混合，从水平方向的干燥煤颗粒床层出口流出，而汇聚在内构通道内。与此同时热解油气中的重质组分油在与干燥煤发生接触时凝结成液相的油滴吸附在干燥煤的外表面，当再次受热时发生二次裂解反应产生轻组分油气。汇聚在各个通道内的气体流向集合箱，热解油气温度为180～250℃，最终经管道送至装置外，用熟知的焦油回收方法进行后续的净化处理。

由于干燥煤自上而下通过预干馏器，经顶部设置的分料器，将干燥煤分散在J型金属构件形成的条形固体通道内，依靠自重缓慢向下移动。500～650℃热解油气经分散箱，横向穿越干燥煤固体颗粒床层间隙，与干燥煤充分直接的接触在J型金属构件形成的条形固体通道内干馏煤的温度自上而下逐渐升高至300～420℃。由于干燥煤颗粒垂直缓慢向下移动，干燥煤颗粒不发生绕动和扬尘现象，并且由于交替平行构建的通道，形成了较高的表面积，进而降低了气流经过单位面积时的速度，气流流出时未能夹带颗粒粉尘。同时，干馏器来的热解油气夹带有粉尘在通过干燥煤固体颗粒床层时由于惯性碰撞、截留及扩散作用等作用，使粉尘附着于干燥煤固体颗粒表面，即完成了干燥煤与热解油气的传热预干馏过程，同时对干馏过程中产生的粉尘进行了有效的过滤脱除。同时变换固体通道间的距离，从而改变干燥煤固体颗粒层的厚度、热解油气通透阻力，调节预干馏传热效果，进而实现立式的薄煤层通道，热载气体侧进侧出的预干馏工艺过程。

完成预干馏过程的预干馏煤由于温度只达到了300～420℃，没能完全干馏，经预干馏器底部的预干燥煤给料机调控进料量后，经由干馏器一端进入。

干馏器结构为：水平倾斜放置的滚筒结构，该滚筒具有葱头模型结构，由金属外筒体，内保温隔热层，高温蓄热壁依次构成，内保温隔热层。外筒体为金属材料制品，是整个干馏器的支撑基础；隔热层紧密贴附在外筒体内表面，阻止干馏过程中热量散失，尽而减少热损失提高热效率，有利于降低外筒体金属材料的强度等级；蓄热壁为高纯二氧化硅制品，具有抗磨、抗侵蚀性能，是干馏过程中热量传递的桥梁。在蓄热壁内表面上设置优选的内凹结构的圆台盲孔，圆台盲孔呈正三角形排列，圆台盲孔的中轴线垂直于蓄热壁内表面，圆台盲孔轴向截面呈外大内小，圆台盲孔不仅增加了蓄热壁外表面积，同时降低了滞留在圆台盲孔内的固体颗粒的滑落时的休止角，当干馏器旋转时，滞留在圆台盲孔内的固体颗粒被逐渐抬起，外大内小的喇叭型十分利于固体颗粒滑落出圆台盲孔坑洞内，防止固体颗粒抛洒造成绕动和扬尘。在干馏器圆形截面顶部区域扇形均布多个短火焰燃烧器，燃烧器连接在燃料气管排和氧气管排上，燃料气管排和氧气管排与从干馏器外部来的燃料气管和氧气管相连。干馏器滚筒转动时，扇形分布的燃烧器静止不动，燃烧器的火焰直接加热经过的蓄热壁，形成高温蓄热体，高温蓄热体旋转至底部时与预干馏煤直接触，进行热量辐射传递，预干馏煤受热后发生热解反应。干馏器筒体呈逆时针旋转(热半焦出口端)，由电动机或液压机构传动，平均转速为5～10r/min。

进入干馏器筒体内的原料煤均匀平铺在干馏器筒体底部，干馏器沿筒体轴线旋转时，并随干馏器筒体旋转时沿筒体径向不断折返。自干馏器外部进入的燃料气与氧气，燃料气为自产净化后的煤气回用，氧气则来自制氧装置，其纯度35％～99.9％(体积)，在干馏器圆形截面顶部扇形分布多个短火焰燃烧器，燃烧器连接燃料气管排和氧气管排上，干馏器滚筒转动时，扇形分布的燃烧器不动，燃烧器的火焰垂直加热经过的蓄热壁内表面，使其温度达至950～1350℃，当高温蓄热壁旋转制底部时，与预干馏煤直接接触发生热量交换，预干馏煤被逐渐加热至480～630℃，预干馏煤中有机质受热挥发，最终生成半焦，后经干馏器一端底部出口排出。完成辐射传热的蓄热壁旋转至顶部时，继续被燃烧器再次加热，如此往复循环加热和热传递。燃烧器产生的烟气与热解逸出的热解油气混合，经干馏器气相出口进入浓缩器，浓缩器内部设置多个优选的高效旋流除尘器，除尘颗粒粒径范围5μm～250μm，干馏器产生的气体粉尘在浓缩器内只进行部分脱除，除尘效率为95％～98％(质量)，未被脱除的粉尘进入预干馏器内，被预干馏器固体颗粒捕集，再次带回了干馏器，带回干馏器的粉尘颗粒又被热解油气带进浓缩器，如此往复循环，粉尘颗粒达到了浓缩，浓缩的浓度达到了浓缩器内设的旋流除尘器的临界点，此后粉尘浓度不再升高或降低，当粉尘含量增加时，旋流器脱尘效率增加，当粉尘量减少时，旋流器的除尘效率降低，粉尘颗粒进一步的浓缩增加。浓缩器使预干馏和干馏过程中新产生的粉尘排出装置，而达到不富集、不滞留的目的。

550～650℃的热半焦由顶部进料口进入半焦冷却器。半焦冷却器为方箱型结构，顶部和底部为方锥体结构，底部设置有半焦排料机控制排焦量，在方箱型筒体的水平方向插入贯穿方箱型筒体的气流管，气流管径向水平两侧开有出气口，进入气流管内部的冷风，经气流管出气口穿过自上而下移动的热半焦床层间隙，与热半焦直接接触发生热传递。出气口处设置百叶板，气流经百叶板汇聚到半焦冷却器两侧的集合箱，后经管道排出。

550～650℃的热半焦经半焦冷却器后最终被冷却至≤100℃，用于半焦冷却的冷风被加热至200℃～250℃，热风经管道送至袋式除尘器脱除气体携带的半焦粉尘，除尘后的热风进入干燥器作为干燥热源，干燥后的气体约120℃，水分含量为8％～19％(体积)，经袋式除尘器脱除煤尘后，被循环风机增压至≥6KPa，当气量不足时从装置外补充氮气，增压后的气体经循环水冷却器降温至32℃～45℃，再次进入半焦冷却器，该循环过程不需要消耗大量的氮气，通过气体载体将干燥与干馏紧密联系在一起，同时干燥过程中脱除的水分，在冷却半焦的过程中被半焦吸附，不但实现了废汽的资源化利用，而且半焦对水分的吸附，降低了气热风的水汽分压，提高了热风作为干燥热源的效率和半焦的存储安全性。

下面结合具体的实施例对本发明做进一步详细说明，表1为具体实施例中采用的热解煤性质。

表1热解原料煤分析及粒径表

实施例1

将神木瑶渠生产的0～20mm原料煤a经原料煤缓冲仓1和原料煤给料机2调节原料煤进料量后，由干燥器3的一端进入，干燥器3的筒体在电动驱动机构下旋转，平均转速为8r/min。干燥器筒体旋转时带动设置在内的绕动板3-2一起旋转，使原料煤a在干燥器3内绕动。沿干燥器筒体轴向进入的热风i与绕动的原料煤a实现接触换热，并带走挥发的水汽，原料煤a由常温被加热至85℃成为干燥煤b，由干燥器3的另一端进入预干馏器4。

干燥煤b由顶部入口进入预干馏器4，进入预干馏器4内部的干燥煤b经分料器4-4分散至各个固体通道4-6内，进入固体通道4-6内的干燥煤b沿通道缓慢向下移动。在向下移动的过程中，580℃热解油气g依次经过分散箱，气体通道4-7，横向穿越干燥煤b的床层固体颗粒间隙，与干燥煤b直接接触换热，干燥煤b自上而下温度逐步升高至350℃并发生部分热解反应，挥发气体与热解油气混合，经气体通道4-7在集合箱汇聚后离开预干馏器4，其热解油气h的温度为240℃。与此同时热解油气g夹带的粉尘被截留在床层颗粒间隙内。350℃预干馏煤c最终经下端盖4-3收集后由出料口排出。

预干馏器4排出的预干馏煤c经预干馏给料机5调节流量后，由干馏器6一端进入，干馏器6的筒体在电动驱动机构下旋转，平均转速为6r/min。干馏器筒体旋转时位于筒体内上部的扇形排布的燃烧器6-6相对筒体静止不动。燃烧器6-6使用净化的后的燃料气f和纯度为85％的氧气e进行燃烧，燃烧产生火焰直接加热经过燃烧器的蓄热壁6-3覆盖的区域，蓄热壁6-3的温度为1250℃，蓄热壁6-3的高温区域经过旋转后与干馏器筒体底的预干馏煤直接接触，预干馏煤c受到蓄热壁6-3的辐射传热，温度逐渐高到520℃，预干馏煤c发生热解反应挥发出油气，与燃烧器燃烧产生的烟气混合，并夹带差粉尘颗粒排出干馏器6。排出干馏器6的热解油气g进入浓缩器7，经过浓缩器7内的旋流器脱除部分粉尘后，热解油气g进入预干馏器4内作为预干馏过程的热载气。经过辐射传热后的蓄热壁6-3再次旋转至燃烧器6-6覆盖区域进行加热，而热解产生的600℃半焦经筒体底部出口排出。

排出的520℃的热半焦由顶部入口进入半焦冷却器8，热半焦d自上而下缓慢向下移动。自半焦冷却器8来循环气k进入水平插入的气流管，气流管径向水平两侧开有出气孔，循环气k由出气孔穿过自上而下移动的床层，与热半焦d直接接触发生热交换。换热后的气流汇聚后排出，排出热风i温度为250℃，后经热风袋式除尘器10脱除半焦粉尘后进入干燥器3作为干燥用热源，干燥完的干燥风j进入干燥气除尘器11，脱除煤尘后，经循环气冷却器12增压后循环使用，增压后的循环气k与新补充的氮气经循环气冷却器降温至35℃后，进入半焦冷却器8作为冷却介质。而冷却至80℃半焦d经下端盖8-3收集后由出料口的半焦排料机9调节流量后排出。

热解装置产生的热解油气h采用熟知的冷鼓焦油回收方法处理，处理后的煤气一部分作为干馏器6的燃料气。

实施例2

将神木凉水井生产的0～20mm原料煤a经原料煤缓冲仓1和原料煤给料机2调节原料煤进料量后，由干燥器3的一端进入，干燥器3的筒体在电动驱动机构下旋转，平均转速为10r/min。干燥器筒体旋转时带动设置在内的绕动板3-2一起旋转，使原料煤a在干燥器3内绕动。沿干燥器筒体轴向进入的热风i与绕动的原料煤a实现接触换热，并带走挥发的水汽，原料煤a由常温被加热至92℃成为干燥煤b，由干燥器3的另一端进入预干馏器4。

干燥煤b由顶部入口进入预干馏器4，进入预干馏器4内部的干燥煤b经分料器4-4分散至各个固体通道4-6内，进入固体通道4-6内的干燥煤b沿通道缓慢向下移动。在向下移动的过程中，610℃热解油气g依次经过分散箱，气体通道4-7，横向穿越干燥煤b的床层固体颗粒间隙，与干燥煤b直接接触换热，干燥煤b自上而下温度逐步升高至375℃并发生部分热解反应，挥发气体与热解油气混合，经气体通道4-7在集合箱汇聚后离开预干馏器4，其热解油气h的温度为200℃。与此同时热解油气g夹带的粉尘被截留在床层颗粒间隙内。375℃预干馏煤c最终经下端盖4-3收集后由出料口排出。

预干馏器4排出的预干馏煤c经预干馏给料机5调节流量后，由干馏器6一端进入，干馏器6的筒体在电动驱动机构下旋转，平均转速为8r/min。干馏器筒体旋转时位于筒体内上部的扇形排布的燃烧器6-6相对筒体静止不动。燃烧器6-6使用净化的后的燃料气f和纯度为90％的氧气e进行燃烧，燃烧产生火焰直接加热经过燃烧器的蓄热壁6-3覆盖的区域，蓄热壁6-3的温度为1100℃，蓄热壁6-3的高温区域经过旋转后与干馏器筒体底的预干馏煤直接接触，预干馏煤c受到蓄热壁6-3的辐射传热，温度逐渐高到550℃，预干馏煤c发生热解反应挥发出油气，与燃烧器燃烧产生的烟气混合，并夹带差粉尘颗粒排出干馏器6。排出干馏器6的热解油气g进入浓缩器7，经过浓缩器7内的旋流器脱除部分粉尘后，热解油气g进入预干馏器4内作为预干馏过程的热载气。经过辐射传热后的蓄热壁6-3再次旋转至燃烧器6-6覆盖区域进行加热，而热解产生的550℃半焦经筒体底部出口排出。

排出的550℃的热半焦由顶部入口进入半焦冷却器8，热半焦d自上而下缓慢向下移动。自半焦冷却器8来循环气k进入水平插入的气流管，气流管径向水平两侧开有出气孔，循环气k由出气孔穿过自上而下移动的床层，与热半焦d直接接触发生热交换。换热后的气流汇聚后排出，排出热风i温度为230℃，后经热风袋式除尘器10脱除半焦粉尘后进入干燥器3作为干燥用热源，干燥完的干燥风j进入干燥气除尘器11，脱除煤尘后，经循环气冷却器12增压后循环使用，增压后的循环气k与新补充的氮气经循环气冷却器降温至35℃后，进入半焦冷却器8作为冷却介质。而冷却至90℃半焦d经下端盖8-3收集后由出料口的半焦排料机9调节流量后排出。

热解装置产生的热解油气h采用熟知的冷鼓焦油回收方法处理，处理后的煤气一部分作为干馏器6的燃料气。

实施例3

将神木河湾生产的0～20mm原料煤a经原料煤缓冲仓1和原料煤给料机2调节原料煤进料量后，由干燥器3的一端进入，干燥器3的筒体在电动驱动机构下旋转，平均转速为13r/min。干燥器筒体旋转时带动设置在内的绕动板3-2一起旋转，使原料煤a在干燥器3内绕动。沿干燥器筒体轴向进入的热风i与绕动的原料煤a实现接触换热，并带走挥发的水汽，原料煤a由常温被加热至95℃成为干燥煤b，由干燥器3的另一端进入预干馏器4。

干燥煤b由顶部入口进入预干馏器4，进入预干馏器4内部的干燥煤b经分料器4-4分散至各个固体通道4-6内，进入固体通道4-6内的干燥煤b沿通道缓慢向下移动。在向下移动的过程中，640℃热解油气g依次经过分散箱，气体通道4-7，横向穿越干燥煤b的床层固体颗粒间隙，与干燥煤b直接接触换热，干燥煤b自上而下温度逐步升高至400℃并发生部分热解反应，挥发气体与热解油气混合，经气体通道4-7在集合箱汇聚后离开预干馏器4，其热解油气h的温度为210℃。与此同时热解油气g夹带的粉尘被截留在床层颗粒间隙内。400℃预干馏煤c最终经下端盖4-3收集后由出料口排出。

预干馏器4排出的预干馏煤c经预干馏给料机5调节流量后，由干馏器6一端进入，干馏器6的筒体在电动驱动机构下旋转，平均转速为9r/min。干馏器筒体旋转时位于筒体内上部的扇形排布的燃烧器6-6相对筒体静止不动。燃烧器6-6使用净化的后的燃料气f和纯度为88％的氧气e进行燃烧，燃烧产生火焰直接加热经过燃烧器的蓄热壁6-3覆盖的区域，蓄热壁6-3的温度为1150℃，蓄热壁6-3的高温区域经过旋转后与干馏器筒体底的预干馏煤直接接触，预干馏煤c受到蓄热壁6-3的辐射传热，温度逐渐高到570℃，预干馏煤c发生热解反应挥发出油气，与燃烧器燃烧产生的烟气混合，并夹带差粉尘颗粒排出干馏器6。排出干馏器6的热解油气g进入浓缩器7，经过浓缩器7内的旋流器脱除部分粉尘后，热解油气g进入预干馏器4内作为预干馏过程的热载气。经过辐射传热后的蓄热壁6-3再次旋转至燃烧器6-6覆盖区域进行加热，而热解产生的570℃半焦经筒体底部出口排出。

排出的570℃的热半焦由顶部入口进入半焦冷却器8，热半焦d自上而下缓慢向下移动。自半焦冷却器8来循环气k进入水平插入的气流管，气流管径向水平两侧开有出气孔，循环气k由出气孔穿过自上而下移动的床层，与热半焦d直接接触发生热交换。换热后的气流汇聚后排出，排出热风i温度为245℃，后经热风袋式除尘器10脱除半焦粉尘后进入干燥器3作为干燥用热源，干燥完的干燥风j进入干燥气除尘器11，脱除煤尘后，经循环气冷却器12增压后循环使用，增压后的循环气k与新补充的氮气经循环气冷却器降温至35℃后，进入半焦冷却器8作为冷却介质。而冷却至86℃半焦d经下端盖8-3收集后由出料口的半焦排料机9调节流量后排出。

热解装置产生的热解油气h采用熟知的冷鼓焦油回收方法处理，处理后的煤气一部分作为干馏器6的燃料气。

实施例4

将神木赵家梁生产的0～20mm原料煤a经原料煤缓冲仓1和原料煤给料机2调节原料煤进料量后，由干燥器3的一端进入，干燥器3的筒体在电动驱动机构下旋转，平均转速为15r/min。干燥器筒体旋转时带动设置在内的绕动板3-2一起旋转，使原料煤a在干燥器3内绕动。沿干燥器筒体轴向进入的热风i与绕动的原料煤a实现接触换热，并带走挥发的水汽，原料煤a由常温被加热至100℃成为干燥煤b，由干燥器3的另一端进入预干馏器4。

干燥煤b由顶部入口进入预干馏器4，进入预干馏器4内部的干燥煤b经分料器4-4分散至各个固体通道4-6内，进入固体通道4-6内的干燥煤b沿通道缓慢向下移动。在向下移动的过程中，650℃热解油气g依次经过分散箱，气体通道4-7，横向穿越干燥煤b的床层固体颗粒间隙，与干燥煤b直接接触换热，干燥煤b自上而下温度逐步升高至410℃并发生部分热解反应，挥发气体与热解油气混合，经气体通道4-7在集合箱汇聚后离开预干馏器4，其热解油气h的温度为230℃。与此同时热解油气g夹带的粉尘被截留在床层颗粒间隙内。410℃预干馏煤c最终经下端盖4-3收集后由出料口排出。

预干馏器4排出的预干馏煤c经预干馏给料机5调节流量后，由干馏器6一端进入，干馏器6的筒体在电动驱动机构下旋转，平均转速为10r/min。干馏器筒体旋转时位于筒体内上部的扇形排布的燃烧器6-6相对筒体静止不动。燃烧器6-6使用净化的后的燃料气f和纯度为98％的氧气e进行燃烧，燃烧产生火焰直接加热经过燃烧器的蓄热壁6-3覆盖的区域，蓄热壁6-3的温度为1280℃，蓄热壁6-3的高温区域经过旋转后与干馏器筒体底的预干馏煤直接接触，预干馏煤c受到蓄热壁6-3的辐射传热，温度逐渐高到600℃，预干馏煤c发生热解反应挥发出油气，与燃烧器燃烧产生的烟气混合，并夹带差粉尘颗粒排出干馏器6。排出干馏器6的热解油气g进入浓缩器7，经过浓缩器7内的旋流器脱除部分粉尘后，热解油气g进入预干馏器4内作为预干馏过程的热载气。经过辐射传热后的蓄热壁6-3再次旋转至燃烧器6-6覆盖区域进行加热，而热解产生的600℃半焦经筒体底部出口排出。

排出的600℃的热半焦由顶部入口进入半焦冷却器8，热半焦d自上而下缓慢向下移动。自半焦冷却器8来循环气k进入水平插入的气流管，气流管径向水平两侧开有出气孔，循环气k由出气孔穿过自上而下移动的床层，与热半焦d直接接触发生热交换。换热后的气流汇聚后排出，排出热风i温度为250℃，后经热风袋式除尘器10脱除半焦粉尘后进入干燥器3作为干燥用热源，干燥完的干燥风j进入干燥气除尘器11，脱除煤尘后，经循环气冷却器12增压后循环使用，增压后的循环气k与新补充的氮气经循环气冷却器降温至35℃后，进入半焦冷却器8作为冷却介质。而冷却至95℃半焦d经下端盖8-3收集后由出料口的半焦排料机9调节流量后排出。

热解装置产生的热解油气h采用熟知的冷鼓焦油回收方法处理，处理后的煤气一部分作为干馏器6的燃料气。

表2煤焦油、半焦和煤气性质

本发明的热解产物(煤焦油、半焦和煤气)性质见表2.

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。