处理褐煤的系统和方法与流程

本发明涉及冶金能源领域，具体而言，本发明涉及处理褐煤的系统和方法。

背景技术：

非焦煤冶金工艺是指不适用焦炭进行冶金生产的各种工艺方法，分为直接还原法和熔融还原法两大类，其中直接还原法为非焦煤冶金的主流。直接还原法分气基和煤基两种。在所有气基直接还原冶金工艺中，多数通过天然气获得还原及能源。受天然气资源的限制，气基直接还原冶金工艺成本高，不适合中国国情，而传统的煤制气工艺存在着设备投资高昂、成本高、水耗高、环境负荷大、技术尚不成熟、投资回报率低等弊端，阻碍了气基直接还原在中国的发展。

因此，现有的煤制气手段仍有待改进。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出处理褐煤的系统和方法，该系统可以利用褐煤热解产生的热解气作为气基竖炉用还原气，具有流程短、水耗低、co2排放少、投资低、环境友好等特点。

在本发明的第一方面，本发明提出了一种处理褐煤的系统。根据本发明的实施例，该系统包括：快速热解装置，所述快速热解装置具有褐煤入口、布料气入口、热解气出口和固体半焦出口；除尘装置，所述除尘装置具有热解气入口、粉尘出口和除尘后热解气出口，所述热解气入口与所述热解气出口相连；脱硫装置，所述脱硫装置具有除尘后热解气入口和脱硫后热解气出口，所述除尘后热解气入口与所述除尘后热解气出口相连；加热装置，所述加热装置具有脱硫后热解气入口和加热后热解气出口，所述脱硫后热解气入口与所述脱硫后热解气出口相连；气基竖炉，所述气基竖炉具有待还原物料入口、还原气入口、冷却气入口、还原物料出口、炉顶气出口和换热后冷却气出口，所述还原气入口与所述加热后热解气出口相连。

根据本发明实施例的处理褐煤的系统通过将褐煤供给至快速热解装置中进行热解处理，得到热解气和半焦，并将热解气供给至除尘装置中进行除尘处理后，将得到的除尘后热解气进一步供给至脱硫装置中进行脱硫处理，以便得到脱硫后热解气，进而再将脱硫后热解气供给至加热装置中进行加热处理，并将得到的加热后热解气作为还原气供给至气基竖炉使用。由此，该系统可以有效地将粉煤热解得到的热解气用作气基竖炉用还原气，同时副产半焦，显著提高了资源利用率并减少了co2排放，且工艺流程短、水耗低、投资低。

另外，根据本发明上述实施例的处理褐煤的系统还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述处理褐煤的系统进一步包括：储罐，所述储罐具有进气口和出气口，所述进气口与所述脱硫后热解气出口相连；甲烷裂解装置，所述甲烷裂解装置具有燃料入口、待裂解气入口、裂解气出口和炭黑出口，所述燃料入口与所述出气口相连，所述待裂解气入口分别与所述出气口和所述脱硫后热解气出口相连，所述裂解气出口与所述脱硫后热解气入口相连。由此，可以将脱硫后热解气的一部分供给至储罐中储存，并通过储罐将脱硫后热解气的一部分供给至甲烷裂解装置作为燃料，以便对脱硫后热解气的另一部分和储罐中储气的另一部分进行裂解处理，以便得到高h2含量的裂解气和炭黑。

在本发明的一些实施例中，所述处理褐煤的系统进一步包括：洗涤净化装置，所述洗涤净化装置具有炉顶气入口和洗涤净化后气出口，所述炉顶气入口分别与所述炉顶气出口和所述换热后冷却气出口相连，所述洗涤净化后气出口分别与所述冷却气入口、所述加热装置和所述布料气入口相连。由此，可以将气基竖炉中产生的炉顶气和换热后冷却气供给至洗涤净化装置中进行处理，以便得到洗涤净化后气，并将洗涤净化后气的第一部分返回气基竖炉中作为冷却气使用，将洗涤净化后气的第二部分供给至加热装置中作为燃料使用，将洗涤后气的第三部分与脱硫后热解气混合后供给加热装置中进行加热处理，以便得到气基竖炉用还原气，将洗涤净化后气的第四部分返回快速热解装置中作为布料气，从而进一步提高了资源利用率。

在本发明的第二方面，本发明提出了一种采用上述实施例的处理褐煤的系统处理褐煤的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：(1)将褐煤供给至所述快速热解装置中进行热解处理，以便得到热解气和固体半焦；(2)将所述热解气供给至所述除尘装置中进行除尘处理，以便得到粉尘和除尘后热解气；(3)将所述除尘后热解气入口供给至所述脱硫装置中进行脱硫处理，以便得到脱硫后热解气；(4)将所述脱硫后热解气供给至所述加热装置中进行加热处理，以便得到加热后热解气；(5)将冷却气和所述加热后热解气供给至所述气基竖炉中对待还原物料进行处理，以便得到还原物料、炉顶气和换热后冷却气。

由此，根据本发明实施例的处理褐煤的方法通过将褐煤供给至快速热解装置中进行热解处理，得到热解气和半焦，并将热解气供给至除尘装置中进行除尘处理后，将得到的除尘后热解气进一步供给至脱硫装置中进行脱硫处理，以便得到脱硫后热解气，进而再将脱硫后热解气供给至加热装置中进行加热处理，并将得到的加热后热解气作为还原气供给至气基竖炉使用。由此，该方法可以有效地将粉煤热解得到的热解气用作气基竖炉用还原气，同时副产半焦，显著提高了资源利用率并减少了co2排放，且工艺流程短、水耗低、投资低。

另外，根据本发明上述实施例的处理褐煤的方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，当所述脱硫后热解气中甲烷含量高于5v％时，所述处理褐煤的方法进一步包括：(6)将步骤(3)中得到的所述脱硫后热解气的一部分供给至所述储罐中存储，并将所述储罐中储气的一部分供给至所述甲烷裂解装置中作为燃料，以便对所述脱硫后热解气的另一部分和所述储罐中储气的另一部分进行裂解处理，以便得到裂解气和炭黑，并将所述裂解气供给至步骤(4)中的所述加热装置。由此，可以显著提高脱硫后热解气中的h2含量，并降低其中的甲烷含量，以便使其满足用作气基竖炉还原气的要求。

在本发明的一些实施例中，所述处理褐煤的方法进一步包括：(7)将步骤(5)中得到的所述炉顶气和所述换热后冷却气供给至所述洗涤净化装置中进行处理，以便得到洗涤净化后气，并将所述洗涤净化后气的第一部分供给至步骤(5)中作为所述冷却气使用，将所述洗涤净化后气的第二部分供给至步骤(4)中的所述加热装置作为燃料使用，将所述洗涤净化后气的第三部分供给至步骤(4)中与所述脱硫后热解气混合进行加热处理，将所述洗涤净化后气的第四部分供给至步骤(1)中的所述快速热解装置作为布料气使用。由此，可以进一步提高资源的利用率。

在本发明的一些实施例中，步骤(1)中，所述热解气中甲烷含量不高于15v％，一氧化碳和氢气总含量不低于75v％。

在本发明的一些实施例中，步骤(4)中，所述加热后热解气中甲烷含量不高于5v％，一氧化碳和氢气总含量不低于85v％。

在本发明的一些实施例中，步骤(6)中，所述裂解气中甲烷含量不高于5v％，一氧化碳和氢气总含量不低于90v％。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的处理褐煤的系统结构示意图；

图2是根据本发明再一个实施例的处理褐煤的系统结构示意图；

图3是根据本发明一个实施例的处理褐煤的方法流程示意图；

图4是根据本发明再一个实施例的处理褐煤的方法流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的第一方面，本发明提出了一种处理褐煤的系统。根据本发明的实施例，参考图1，该系统包括：快速热解装置100、除尘装置200、脱硫装置300、加热装置400和气基竖炉500。

根据本发明的实施例，快速热解装置100具有褐煤入口101、布料气入口102、热解气出口103和固体半焦出口104，快速热解装置100适于将褐煤进行快速热解处理，以便得到热解气和固体半焦。发明人发现，通过对褐煤进行快速热解，可以得到固体半焦以及富含h2和co的热解气，从而提高褐煤的综合利用价值。

具体地，布料气入口位于褐煤入口的下方，在布料气(可以为热解气或后续过程得到的净化后气)的作用下将下落的褐煤打散，从而使其在快速热解装置内均匀分散，进而实现褐煤的热解效率。需要说明的是，快速热解装置的具体类型并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如，快速热解装置为可以快速热解炉，炉内布置有多层燃气蓄热式辐射管，多层蓄热式辐射管在炉内沿热解炉高度方向间隔分布，并且每层蓄热式辐射管包括多个沿水平方向间隔分布的蓄热式辐射管，具体的，辐射管的温度为1000～1100℃，物料从快速热解炉顶端加入，在布料气的作用下被打散，在炉内均匀分散，然后在重力作用下下落，经蓄热式辐射管加热进行快速热解，并且褐煤在炉内的停留时间为6～12秒，得到富含h2和co的热解气以及固体半焦，并且该过程中，褐煤中含水量不应高于5wt％，热解得到的热解气温度为700～900℃；同时，褐煤热解产生的半焦可以用作民用或工业用燃料、高温炼焦时的配煤添加剂、制取型胶或生产磷和铜用的还原剂等，从而进一步提高了资源的利用率。

根据本发明的具体实施例，热解气中的甲烷含量不高于15v％，一氧化碳和氢气总含量不低于75v％，由此，可以保证热解气经进一步处理后可以用作气基竖炉用还原气。

根据本发明的实施例，除尘装置200具有热解气入口201、粉尘出口202和除尘后热解气出口203，热解气入口201与热解气出口103相连，除尘装置200适于将热解气进行除尘处理，以便得到粉尘和除尘后热解气。具体地，除尘装置200可以为高温旋风除尘器或高温陶瓷过滤器，除尘处理得到的粉尘可以由高温旋风除尘器或高温陶瓷过滤器的料斗收集并排出，并且本领域技术人员可以根据实际除尘需要对除尘器的级数进行选择。

根据本发明的实施例，脱硫装置300具有除尘后热解气入口301和脱硫后热解气出口302，除尘后热解气入口301与除尘后热解气出口203相连，脱硫装置300适于将除尘后热解气进行脱硫处理，以便得到脱硫后热解气。具体地，由于粉煤的热解反应复杂，得到的热解气成分并不确定，发明人发现，如果经过处理后得到的脱硫后热解气中的甲烷含量不高于5v％，则可以直接将脱硫后热解气供给至后续加热装置中进行加热处理，以便用作气基竖炉用还原气。具体的，除尘后的热解气先经过水洗除尘，得到除尘后热解气，接着除尘后的热解气经过热煤气脱硫技术进行脱硫，热煤气脱硫装置由气体流量控制器、流化床反应器、气体取样分析单元及出气通道组成，催化剂采用钛酸锌脱硫剂。

根据本发明的实施例，加热装置400具有脱硫后热解气入口401和加热后热解气出口402，脱硫后热解气入口401与脱硫后热解气出口302相连，加热装置400适于将脱硫后热解气进行加热处理，以便得到加热后热解气。具体地，通过加热处理可以得到900～1050℃的加热后热解气，以便用作气基竖炉用还原气。

根据本发明的具体实施例，加热后热解气中的甲烷含量不高于5v％，一氧化碳和氢气的总含量不低于85v％，由此，可以进一步保证加热后热解气满足用作气基竖炉用还原气的要求。

根据本发明的实施例，气基竖炉500具有待还原物料入口501、还原气入口502、冷却气入口503、还原物料出口504、炉顶气出口505和换热后冷却气出口506，还原气入口502与加热后热解气出口402相连，气基竖炉500适于将加热后热解气作为还原气用于对待还原物料进行还原，以便得到还原物料和炉顶气，并利用冷却气(后续洗涤净化后的炉顶气，即洗涤净化后气)将还原物料进行冷却，以便得到冷却还原物料和换热后气。具体地，加热后热解气进入气基竖炉后，可以作为还原气与待还原物料逆向接触并发生气基直接还原反应，得到高温还原物料与炉顶气，在竖炉下部冷却段，高温还原物料与后续得到的经洗涤净化后的炉顶气直接接触进行冷却，得到冷却还原物料和冷却循环气。

根据本发明实施例的处理褐煤的系统通过将褐煤供给至快速热解装置中进行热解处理，得到热解气和半焦，并将热解气供给至除尘装置中进行除尘处理后，将得到的除尘后热解气进一步供给至脱硫装置中进行脱硫处理，以便得到脱硫后热解气，进而再将脱硫后热解气供给至加热装置中进行加热处理，并将得到的加热后热解气作为还原气供给至气基竖炉使用。由此，该系统可以有效地将粉煤热解得到的热解气用作气基竖炉用还原气，同时副产半焦，显著提高了资源利用率并减少了co2排放，且工艺流程短、水耗低、投资低。

参考图2，上述处理褐煤的系统还可以进一步包括：储罐600和甲烷裂解装置700。

根据本发明的实施例，储罐600具有进气口601和出气口602，进气口601与脱硫后热解气出口302相连，储罐600适于对脱硫后热解气中的一部分进行储存，并将储罐中储气的一部分供给至甲烷裂解装置中作为燃料。发明人发现，通过预先将脱硫后热解气供给至储罐中储存，既可以起到稳压、应急的作用，还可以保证后续气基竖炉中还原气的连续供应，从而提高生产的连续性。

根据本发明的实施例，甲烷裂解装置700具有燃料入口701、待裂解气入口702、裂解气出口703和炭黑出口704，燃料入口701与出气口602相连，待裂解气入口702分别与出气口602和脱硫后热解气出口302相连，裂解气出口703与脱硫后热解气入口401相连，甲烷裂解装置700适于利用储罐中储气的一部分作为燃料，以便对脱硫后热解气的另一部分以及储罐中储气的另一部分进行裂解处理，以便得到裂解气和炭黑，并将裂解气供给至加热装置400中。具体的，当褐煤热解得到的热解气中甲烷含量大于5v％时，需要将热解气在除尘、脱硫处理后进一步供给至甲烷裂解装置中进行裂解处理，以便将热解气中的甲烷裂解为炭黑和氢气，从而降低热解气中的甲烷含量并提高其中的氢气含量，使热解气中的还原性气体含量满足用作气基竖炉用还原气的要求，同时副产物炭黑还可以用于生成纳米级纤维碳，从而进一步提高资源的利用率。该过程中，储罐储气的一部分作为甲烷裂解装置的燃料使用为甲烷裂解过程中脱硫后热解气的另一部分以及储罐储气的另一部分进行裂解处理。

根据本发明的具体实施例，裂解气中的甲烷含量不高于5v％，一氧化碳和氢气的总含量不低于90v％，由此，可以进一步保证裂解气经加热处理后得到的加热后热解气满足用作气基竖炉用还原气的要求。

参考图2，上述处理褐煤的系统还可以进一步包括：洗涤净化装置800。

根据本发明的实施例，洗涤净化装置800具有炉顶气入口801和洗涤净化后气出口802，所述炉顶气入口801与炉顶气出口504和换热后冷却气出口506相连，洗涤净化后气出口802分别与冷却气入口503、加热装置400、布料气入口102以及脱硫后热解气入口401相连，洗涤净化装置800适于将气基竖炉中产生的炉顶气和换热后冷却气进行洗涤净化处理，得到洗涤净化后气，并将洗涤净化后气中的第一部分返回气基竖炉作为冷却气对高温还原物料进行冷却，而第二部分进入加热装置中作为燃料使用，第三部分与脱硫裂解后的热解气混合加热后作为竖炉还原气，第四部分用于褐煤热解炉的布料气。具体的，洗涤净化装置主要包含洗涤塔、mdea溶液脱除设备和干燥塔。首先采用喷淋除尘技术，将炉顶气中的粉尘(含铁矿粉及碳粉等)进行一次水洗涤，将气体中的粉尘进行洗涤，经洗涤后的气体然后经过mdea溶液，进行脱二氧化碳和二氧化硫，经过净化后的气体经过干燥塔脱除气体中的水分，经干燥后的气体分为4路，一路用作气基竖炉的冷却气，第二路用作加热装置的燃料气，第三路作为快速热解炉的布料气，第四路并入与脱硫后热解气混合后经加热装置处理作为竖炉还原气使用。

由此，根据本发明实施例的处理褐煤的系统通过将褐煤供给至快速热解装置中进行热解处理，得到热解气和半焦，并将热解气供给至除尘装置中进行除尘处理后，将得到的除尘后热解气进一步供给至脱硫装置中进行脱硫处理，以便得到脱硫后热解气，经检测，当脱硫后热解气中甲烷含量不高于5v％时，可以直接将脱硫后热解气供给至加热装置中进行加热处理，并将得到的加热后热解气作为还原气供给至气基竖炉使用；当脱硫后热解气中甲烷含量高于5v％时，则将脱硫后热解气供给至甲烷裂解装置中进行裂解处理，以便得到裂解气并副产炭黑，进而将再裂解气供给至加热装置中进行加热处理，得到加热后热解气。后续，气基竖炉中产生的炉顶气可以经洗涤净化装置后得到洗涤净化后气，洗涤净化后气可以返回气基竖炉中作为冷却气使用，也可以返回加热装置中用作燃料，也可以返回加热装置经加热后用作气基竖炉用还原气，也可以进入快速热解装置中用于对待热解粉煤进行布料。由此，该系统可以有效地将粉煤热解得到的热解气用作气基竖炉用还原气，同时副产半焦和炭黑，显著提高了资源利用率并减少了co2排放，且工艺流程短、水耗低、投资低。

在本发明的第二方面，本发明提出了一种采用上述实施例的处理褐煤的系统处理褐煤的方法。根据本发明的实施例，参考图3和4，该方法包括：

s100：将褐煤供给至快速热解装置中进行热解处理

该步骤中，具体的，在布料气(可以为热解气或后续过程得到的净化后气)的作用下将下落的褐煤打散，从而使其在快速热解装置内均匀分散，进而实现褐煤的热解效率。需要说明的是，快速热解装置的具体类型并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如，快速热解装置为可以快速热解炉，炉内布置有多层燃气蓄热式辐射管，多层蓄热式辐射管在炉内沿热解炉高度方向间隔分布，并且每层蓄热式辐射管包括多个沿水平方向间隔分布的蓄热式辐射管，辐射管温度为1000～1050℃，物料从快速热解炉顶端加入，在布料气的作用下被打散，在炉内均匀分散，然后在重力作用下下落经蓄热式辐射管加热进行快速热解，并且褐煤在炉内的停留时间为6～12秒，得到富含h2和co的热解气以及固体半焦，并且该过程中，褐煤中含水量不应高于5wt％，热解得到的热解气温度为700～900℃；同时，褐煤热解产生的半焦可以用作民用或工业用燃料、高温炼焦时的配煤添加剂、制取型胶或生产磷和铜用的还原剂等，从而进一步提高了资源的利用率。根据本发明的具体实施例，热解气中的甲烷含量不高于15v％，一氧化碳和氢气总含量不低于75v％，由此，可以保证热解气经进一步处理后可以用作气基竖炉用还原气。

s200：将热解气供给至除尘装置中进行除尘处理

该步骤中，具体的，将上述得到的热解气供给至除尘装置中进行除尘处理，以便得到粉尘和除尘后热解气。具体地，除尘装置可以为高温旋风除尘器，除尘处理得到的粉尘可以由高温旋风除尘器的料斗收集并排出，并且本领域技术人员可以根据实际除尘需要对除尘器的级数进行选择。

s300：将除尘后热解气入口供给至脱硫装置中进行脱硫处理

该步骤中，具体的，将除尘后热解气供给至脱硫装置中进行脱硫处理，以便得到脱硫后热解气。具体地，由于粉煤的热解反应复杂，得到的热解气成分并不确定，发明人发现，如果经过处理后得到的脱硫后热解气中的甲烷含量不高于5v％，则可以直接将脱硫后热解气供给至后续加热装置中进行加热处理，以便用作气基竖炉用还原气。具体的，除尘后的热解气先经过水洗除尘，得到除尘后热解气，接着除尘后的热解气经过热煤气脱硫技术进行脱硫，热煤气脱硫装置由气体流量控制器、流化床反应器、气体取样分析单元及出气通道组成，催化剂采用钛酸锌脱硫剂。

s400：将脱硫后热解气供给至加热装置中进行加热处理

该步骤中，将脱硫后热解气供给至加热装置中进行加热处理，以便得到加热后热解气。具体地，通过加热处理可以得到900～1050℃的加热后热解气，以便用作气基竖炉用还原气。

根据本发明的具体实施例，加热后热解气中的甲烷含量不高于5v％，一氧化碳和氢气的总含量不低于85v％，由此，可以进一步保证加热后热解气满足用作气基竖炉用还原气的要求。

s500：将冷却气和加热后热解气供给至气基竖炉中对待还原物料进行处理

该步骤中，具体的，当脱硫后热解气中的甲烷含量不高于5v％，可以直接将加热后热解气供给至气基竖炉中作为还原气用于对待还原物料进行还原，以便得到还原物料和炉顶气，并利用冷却气将还原物料进行冷却，以便得到冷却还原物料和换热后冷却气。具体地，加热后热解气进入气基竖炉后，可以作为还原气与待还原物料逆向接触并发生气基直接还原反应，得到高温还原物料，进而利用冷却气(后续洗涤净化后的炉顶气，即洗涤净化后气)与高温还原物料直接接触，将高温还原物料进行冷却，得到冷却还原物料和换热后冷却气。

根据本发明实施例的处理褐煤的方法通过将褐煤供给至快速热解装置中进行热解处理，得到热解气和半焦，并将热解气供给至除尘装置中进行除尘处理后，将得到的除尘后热解气进一步供给至脱硫装置中进行脱硫处理，以便得到脱硫后热解气，进而再将脱硫后热解气供给至加热装置中进行加热处理，并将得到的加热后热解气作为还原气供给至气基竖炉使用。由此，该系统可以有效地将粉煤热解得到的热解气用作气基竖炉用还原气，同时副产半焦，显著提高了资源利用率并减少了co2排放，且工艺流程短、水耗低、投资低。

参考图4，当褐煤热解得到的热解气中甲烷含量大于5v％时，本发明实施例的处理褐煤的方法进一步包括：

s600：将步骤s300中得到的脱硫后热解气的一部分供给至储罐中存储，并将储罐中储气的一部分供给至甲烷裂解装置，并将裂解气供给至步骤s400

该步骤中，首先将脱硫后热解气中的一部分供给至储罐中进行储存，并将储罐中储气的一部分供给至甲烷裂解装置中作为燃料，以便对脱硫后热解气的另一部分和储罐中储气的另一部分进行裂解处理，得到裂解气和炭黑，并将裂解气供给至步骤s400中的加热装置。发明人发现，通过预先将脱硫后热解气供给至储罐中储存，既可以起到稳压、应急的作用，还可以保证后续气基竖炉中还原气的连续供应，从而提高生产的连续性。进一步地，利用储罐中储气的一部分作为燃料，以便对脱硫后热解气的另一部分以及储罐中储气的另一部分进行裂解处理，得到裂解气和炭黑，并将裂解气供给至步骤s400中的加热装置。具体的，当褐煤热解得到的热解气中甲烷含量大于5v％时，需要将热解气在除尘、脱硫处理后进一步供给至甲烷裂解装置中进行裂解处理，以便将热解气中的甲烷裂解为炭黑和氢气，从而降低热解气中的甲烷含量并提高其中的氢气含量，使热解气中的还原性气体含量满足用作气基竖炉用还原气的要求，同时副产物炭黑还可以用于生成纳米级纤维碳，从而进一步提高资源的利用率。该过程中，储罐储气的一部分作为甲烷裂解装置的燃料使用为甲烷裂解过程中脱硫后热解气的另一部分以及储罐储气的另一部分进行裂解处理。

根据本发明的具体实施例，裂解气中的甲烷含量不高于5v％，一氧化碳和氢气的总含量不低于90v％，由此，可以进一步保证裂解气经加热处理后得到的加热后热解气满足用作气基竖炉用还原气的要求。

s700：将步骤s500中得到的炉顶气和换热后冷却气供给至洗涤净化装置中进行处理，并将洗涤净化后气的第一部分供给至步骤s500，将第二、三部分供给至步骤s400，将第四部分供给至步骤s100

该步骤中，具体的，将气基竖炉中产生的炉顶气和换热后冷却气进行洗涤净化处理，得到洗涤净化后气，并将洗涤净化后气中的第一部分返回气基竖炉作为冷却气对高温还原物料进行冷却，而第二部分进入加热装置中作为燃料使用，第三部分与脱硫裂解后的热解气混合加热后作为竖炉还原气，第四部分用于褐煤热解炉的布料气。具体的，洗涤净化装置主要包含洗涤塔、mdea溶液脱除设备和干燥塔。首先采用喷淋除尘技术，将炉顶气中的粉尘(含铁矿粉及碳粉等)进行一次水洗涤，将气体中的粉尘进行洗涤，经洗涤后的气体然后经过mdea溶液，进行脱二氧化碳和二氧化硫，经过净化后的气体经过干燥塔脱除气体中的水分，经干燥后的气体分为4路，一路用作气基竖炉的冷却气，第二路用作加热装置的燃料气，第三路作为快速热解炉的布料气，第四路并入与脱硫后热解气混合后经加热装置处理作为竖炉还原气使用。

由此，通过将褐煤供给至快速热解装置中进行热解处理，得到热解气和半焦，并将热解气供给至除尘装置中进行除尘处理后，将得到的除尘后热解气进一步供给至脱硫装置中进行脱硫处理，以便得到脱硫后热解气，经检测，当脱硫后热解气中甲烷含量不高于5v％时，可以直接将脱硫后热解气供给至加热装置中进行加热处理，并将得到的加热后热解气作为还原气供给至气基竖炉使用；当脱硫后热解气中甲烷含量高于5v％时，则将脱硫后热解气供给至甲烷裂解装置中进行裂解处理，以便得到裂解气并副产炭黑，进而将再裂解气供给至加热装置中进行加热处理，得到加热后热解气。后续，气基竖炉中产生的炉顶气可以经洗涤净化装置后得到洗涤净化后气，洗涤净化后气可以返回气基竖炉中作为冷却气使用，也可以返回加热装置中用作燃料，也可以返回加热装置经加热后用作气基竖炉用还原气，也可以进入快速热解装置中用于对待热解粉煤进行布料。由此，该系统可以有效地将粉煤热解得到的热解气用作气基竖炉用还原气，同时副产半焦和炭黑，显著提高了资源利用率并减少了co2排放，且工艺流程短、水耗低、投资低。

下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。

实施例1

将褐煤供给至快速热解装置中在900摄氏度下进行快速热解处理，得到热解气(h2＝48.14v％，co＝38.45v％，ch4＝4.17v％)和固体半焦，然后将得到的热解气供给至高温除尘器中进行除尘处理，得到粉尘和除尘后热解气，接着除尘后的热解气经过热煤气脱硫装置进行脱硫，热煤气脱硫装置由气体流量控制器、流化床反应器、气体取样分析单元及出气通道组成，催化剂采用钛酸锌脱硫剂，脱硫装置中的气体温度为800℃，经反应后脱硫器出口热解气中含硫量降至40ppm，将脱硫后热解气供给至加热装置中进行加热处理，得到加热后热解气(加热装置上加热后热解气出口温度950℃)，然后将冷却气(后续过程的洗涤净化气)和加热后热解气供给至气基竖炉中对铁精矿氧化球团进行处理，得到海绵铁、炉顶气(气基竖炉炉顶气主要成分：h2＝38.20v％，co＝29.34v％，co2＝18v％，炉顶气温度450℃)和换热后冷却气(80℃)，然后将炉顶气和换热后冷却气供给至洗涤净化装置进行水洗除尘，mdea溶液脱二氧化硫和二氧化碳，再进行干燥，得到洗涤净化后气(60℃)，并将洗涤净化后气的第一部分供给至气基竖炉中作为冷却气使用，将洗涤净化后气的第二部分供给加热装置作为燃料使用，而将洗涤后气的第三部分供给至加热装置与脱硫后热解气混合后进行加热处理，第四部分供给至快速热解装置中作为布料气使用。

实施例2

将褐煤供给至快速热解装置中在900摄氏度下进行快速热解处理，得到热解气(h2＝43.14v％，co＝36.45v％，ch4＝13.26v％，有效气含量86.59v％)和固体半焦，然后将得到的热解气供给至高温除尘器中进行除尘处理，得到粉尘和除尘后热解气，除尘后的热解气经过热煤气脱硫装置进行脱硫，热煤气脱硫装置由气体流量控制器、流化床反应器、气体取样分析单元及出气通道组成，催化剂采用钛酸锌脱硫剂，脱硫装置中的气体温度为800℃，经反应后脱硫器出口热解气中含硫量降至40ppm，得到脱硫后热解气，将得到的脱硫后热解气的一部分供给至储罐中存储，并将储罐中储气的12％供给至甲烷裂解装置中作为燃料，对脱硫后热解气的另一部分和储罐中储气的另一部分进行裂解处理，得到裂解气(裂解气成分：h2＝55.46v％，co＝33.72v％，ch4＝4.5v％，有效还原气含量89.18v％)和炭黑，并将裂解气加热装置，得到加热后热解气(加热装置上加热后热解气出口温度950℃)，然后将冷却气(后续过程的洗涤净化气)和加热后热解气供给至气基竖炉中对铁精矿氧化球团进行反应，得到海绵铁、炉顶气(气基竖炉炉顶气主要成分：h2＝40.20v％，co＝27.34v％，co2＝16v％，炉顶气温度420℃)和换热后冷却气(80℃)，然后将炉顶气和换热后冷却气供给至洗涤净化装置进行水洗除尘，mdea溶液脱二氧化硫和二氧化碳，再进行干燥，得到洗涤净化后气(58℃)，并将洗涤净化后气的第一部分供给至气基竖炉中作为冷却气使用，将洗涤净化后气的第二部分供给加热装置作为燃料使用，而将洗涤后气的第三部分供给至加热装置中与脱硫后热解气混合进行加热处理，第四部分供给至快速热解装置中作为布料气使用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。