[0033]图5(3)为本发明实施例的低阶碎煤分质分级梯级利用系统的第三种热解反应器示意图。
【具体实施方式】
[0034]下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，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，都属于本发明的保护范围。
[0035]如图4所示，本发明实施例提供一种低阶碎煤分质分级梯级利用系统，该系统包括:热解反应器、气化反应器、燃烧反应器、颗粒除尘器、气固分离器1、气固分离器I1、余热锅炉、换热器、水洗塔、空气预热器I1、空气预热器1、返料机构1、返料机构I1、返料机构III和返料机构IV ；
[0036]其中，热解反应器的浓相段设置碎煤入口，该热解反应器上部设置颗粒除尘器，颗粒除尘器与换热器和水洗塔依次连接；换热器设有重质焦油出口，水洗塔设有轻质焦油和热解气与煤气出口；
[0037]热解反应器的半焦和热载体出口经返料机构III与气化反应器的半焦和热载体入口相连；
[0038]气化反应器的气化煤气出口与气固分离器II的进口相连，气固分离器II的半焦出料口与气化反应器的半焦入口相连，气固分离器II的煤气出口与余热锅炉相连；
[0039]气化反应器的半焦和热载体出口一经返料机构IV与热解反应器的半焦和热载体入口相连；气化反应器的半焦和热载体出口二经返料机构II与燃烧反应器的半焦和热载体入口相连；
[0040]燃烧反应器的出口与气固分离器I的进口相连，气固分离器I的热载体出口经返料机构I与气化反应器的热载体入口相连，气固分离器I的烟气出口依次与空气预热器II和空气预热器I连接，空气预热器II的热空气出口与气化反应器连接，空气预热器I的热空气出口与燃烧反应器相连；
[0041]余热锅炉的煤气出口与热解反应器连接，余热锅炉的热蒸汽出口与气化反应器相连；
[0042]颗粒除尘器的含半焦颗粒出口与燃烧反应器连接；
[0043]换热器的热水出口连接至余热锅炉。
[0044]上述系统中，热解反应器采用低流化数的鼓泡床或下行床；优选的，下行床可采用折流板下行床或非折流板下行床(参见图5(1)?5(3))。
[0045]气化反应器和燃烧反应器均采用低流化数的鼓泡床或快速输送床。
[0046]上述系统中，颗粒除尘器采用轻质金属滤网过滤器、轻质颗粒过滤器、轻质过滤球中的任一种；
[0047]返料机构1、返料机构I1、返料机构III和返料机构IV均采用非机械阀，优选的，非机械阀采用L阀、双锥V型阀、U阀中的任一种。
[0048]本发明实施例还提供一种低阶碎煤分质分级梯级利用方法，采用上述的系统，包括以下步骤:
[0049]将碎煤经碎煤入口送入热解反应器中，在余热锅炉换热的热气化煤气和返料机构IV返料至热解反应器的半焦和热载体的作用下进行热解反应；
[0050]热解反应器上部的颗粒除尘器去除热解反应器输出的由热解气与气化煤气形成的混合煤气中的焦粉，分离出的焦粉输送至燃烧反应器燃烧，分离焦粉后的混合煤气经换热器与水换热后进入水洗塔降温分离成干混合煤气和高纯度煤焦油输出；
[0051]热解反应器中热解半焦和热载体通过返料装置III进入气化反应器作为气化反应的气化原料；
[0052]气化反应器内半焦和热载体经返料装置II进入燃烧反应器燃烧，被加热的热载体经气固分离器I与热烟气分离，气固分离器I分离的热载体经返料装置I进入气化反应器为气化反应供热；
[0053]气固分离器I分离出的热烟气通过空气预热器II对气化反应器所用的空气进行预热，通过空气预热器I对燃烧反应器所用的空气进行预热；
[0054]气化反应器产生的热气化煤气经气固分离器II进入余热锅炉与来自换热器的预热水进行换热生成过热蒸汽，过热蒸汽部分进入气化反应器作为气化剂参与气化反应，一部分用于外供；
[0055]气固分离器II分离的半焦颗粒返料至气化反应器浓相床进一步参与气化反应。
[0056]上述方法中，热解反应器的操作气速为I?2m/s，热解温度为600?650°C，压力为常压，其内碎煤颗粒平均停留时间为3?5s ;
[0057]气化反应器的操作气速为I?6m/s，操作温度为850?920 °C ；
[0058]燃烧反应器的操作气速为3.5?8.0m/s，操作温度为930?980 °C。
[0059]上述方法中，由热解气与气化煤气形成的混合煤气为600?650°C的低温混合煤气，该混合煤气按体积百分比组成为:C0 11.1?13.2 %、C025.5?6.7%、H242.0?43.4%^ CH4L 8 ?2.5%、Ν230.5 ?32.5%、其余为 C2 ?C4 烃类。
[0060]上述方法中，余热锅炉与来自换热器的预热水进行换热采用火管换热或者管束换热。
[0061]上述方法中，气化反应器内的气化煤气按体积百分比组成为:C0 22.0?24.0%、C028.0 ?12.0%、Η218.0 ?22.0%^ CH40.5 ?0.8%、Ν240.0 ?45.5%。
[0062]下面结合具体实施例对本发明的系统及方法作进一步说明。
[0063]如图4所示，本发明的低阶碎煤分质分级梯级利用系统由热解反应器、气化反应器、燃烧反应器、颗粒除尘器、气固分离器1、气固分离器I1、余热锅炉、换热器、水洗塔、空气预热器1、空气预热器I1、返料机构1、返料机构I1、返料机构II1、返料机构IV等组成。
[0064]其中，碎煤入口设在热解反应器下部浓相段，热解反应器的半焦和热载体出口与返料机构III进口相连，返料机构III出口与气化反应器半焦和热载体入口相连，气化反应器的气化煤气出口与气固分离器II的进口相连，气固分离器II分离出的半焦直接返料至气化反应器的半焦入口，气化反应器内半焦和热载体出口之一与返料机构IV进口相连，返料机构IV出口与热解反应器半焦和热载体入口相连。气化反应器内半焦和热载体出口之二与返料机构II进口相连，返料机构II出口与燃烧反应器半焦和热载体入口相连，燃烧反应器出口与气固分离器I相连，气固分离器分离出的热载体经返料机构I进入气化反应器热载体入口，其余各相关设备通过管线进行连接。该系统突出的特点是气化反应器内高温半焦和热载体既可用作热解反应器的热解热源，又可用作燃烧反应器的燃料用以加热热载体为气化过程提供热量。
[0065]上述系统中，热解反应器可采用低流化数的鼓泡床(I)、下行床(包括折流板(II)和非折流板(III)，虚线表示半焦、热载体和碎煤混合流动的方向)，如图5所示；气化反应器和燃烧反应器可采用低流化数的鼓泡床或快速输送床等。
[0066]颗粒除尘器可采用轻质金属滤网过滤器、轻质颗粒过滤器、轻质过滤球等过滤混合煤气中的焦粉，以减少颗粒除尘器在应用上I用I备，在颗粒除尘器阻力降超过某数值时，切换备用设备，维护设备在操作方式上可采用脉冲反吹扫或过滤器清洗等措施予以恢复。
[0067]返料机构1、返料机构11、返料机构111和返料机构IV采用非机械阀，如L阀、双锥V型阀、U阀等，应用非机械阀内形成的固体物料料封实现不同气氛反应器间的返料问题，可直接避免热解气和气化煤气进入气固分离器I与热烟气混合易造成爆燃或者爆炸隐患。
[0068]上述的碎煤分质分级梯级利用系统中，经余热锅炉换热后的中温煤气(700?7500C )和气化反应器经返料机构IV返料的高温半焦和热载体为热解反应器内热解反应提供热源，未消耗高品位热解煤气；经余热锅炉与高温气化煤气换热产生的过热蒸汽、经空气预热器II与烟气换热的预热空气和燃烧反应器经返料机构I返料的高温热载体为气化反应器内气化反应提供热源；经空气预热器I与烟气换热的预热空气、气化反应器经返料机构II返料的高温热载体和半焦和颗粒除尘器经脉冲气力输送的含半焦颗粒为燃烧反应提供助燃风和燃料，实现有效利用余热。
[0069]利用本发明系统的碎煤分质分级梯级利用方法为:碎煤通过进料设备(如螺旋进料器等)进入热解反应器下部浓相段的碎煤入口，在经过余热锅炉换热的热气化煤气和返料机构IV返料至热解反应器的半焦和热载体的作用下进行热解反应