本实用新型属于煤热解应用技术领域，具体涉及一种煤热解制高热值煤气和高热值块焦的装置。
背景技术：
我国煤炭储量丰富，其中80％以上用于直接燃烧，导致煤中高附加值的挥发分无法得到有效利用，极大地浪费了资源同时导致了严重的环境问题。煤热解是当前煤炭加工利用的重要方式之一，将煤中挥发分分离并进一步加工提纯后得到煤气和各种油品。煤热解技术不仅能提高煤炭利用率，而且能弥补我国短缺的石油和天然气资源。
目前，国内外煤热解技术种类较多，通过各种设备的联用实现热解气的净化、焦油回收和半焦回收等，采用的热源通常为高温烟气和高温半焦。热源为高温烟气时，原料煤与烟气混合速度快，传热效率高，热解产生的挥发分发生二次热解概率低，但由于热解气中掺入了大量的烟气，导致热解气中可燃性气体含量低，热值低，应用范围有限。热源为高温半焦时，原料煤与高温半焦传热效率慢，还需添加部分的气体作为流化介质，导致煤热解不完全，此外高温半焦在循环过程中不断发生磨损，导致焦油中细微粉尘含量增加，降低焦油品质。
故，目前缺乏一种有效获取高热值煤气和块焦的热解工艺来满足工业需求，并且装置结构紧凑、系统能量利用效率高、热解气品质高、获取大颗粒块焦，实现对不同含水量煤种的高效清洁转化。
技术实现要素：
本实用新型的主要目的在于提供一种装置紧凑、条件较温和、能量利用效率高、产品品质高的煤热解装置，通过热解-粉焦燃烧-多级换热-半焦筛选多级耦合工艺，将煤进行分级分质转化，得到高热值煤气和块焦，同时副产蒸汽和焦油。
为解决上述技术问题，本实用新型的一种煤热解制高热值煤气和高热值块焦的工艺方法，包括如下步骤：
步骤一，原煤干燥，将原料煤样送至干燥装置干燥，至原料煤样水分含量为2～3％，干燥后的烟气夹带水汽排出；
步骤二，热解制气，将干燥后的原料煤样送入热解装置，与来自换热装置的800～1200℃的高温净煤气混合后发生热解，热解温度为550～800℃，产生热解半焦和热解荒煤气；
步骤三，半焦筛选直冷，步骤二所得的热解半焦在半焦筛选直冷装置内进行热态筛选，得到400～700℃粉焦和400～700℃块焦：粉焦送入燃烧装置进行燃烧，燃烧高温烟气进入换热装置；通入低温烟气对400～700℃块焦进行混合换热，冷却后的100～150℃块焦作为产品外送；
步骤四，步骤二中热解所得的荒煤气经过换热后，送入煤气净化装置，生成净煤气。进一步地，步骤一选用的原料煤样为收到基水分在5～60％；
或，所述原料煤样经过破碎处理；
或，所述步骤一中通入干燥装置干燥所述原料煤样的是步骤三中半焦直冷筛选装置换热后生成的200-300℃热烟气。
进一步地，包括粉焦燃烧步骤，所述步骤三生成的400～700℃粉焦送入燃烧装置燃烧；或，400～700℃粉焦燃烧生成的1000～1500℃烟气送入换热装置。
进一步地，粉焦燃烧步骤生成的1000～1500℃烟气送入换热装置，与通入换热装置的净煤气进行换热，换热后生成800～1200℃的高温净煤气，所述高温净煤气送入热解装置进行步骤二热解制气；
或，粉焦燃烧步骤生成的1000～1500℃烟气经换热装置后烟气温度降至100～200℃，换热后的低温烟气部分通入半焦筛选直冷装置，进行步骤三中的对热解半焦进行混合换热。
进一步地，还包括余热回收步骤，步骤二中的热解后生成的荒煤气送入余热锅炉进行换热，生成蒸汽外送。
进一步地，所述步骤三中，半焦筛选的400～700℃块焦为粒径不小于0.5毫米的半焦，400～700℃粉焦为粒径小于0.5毫米的半焦。
进一步地，所述步骤四中生成的净煤气部分送入换热装置进行热值制气。
一种煤热解制高热值煤气和高热值块焦的装置，包括干燥装置、热解装置、半焦筛选直冷装置、燃烧装置、换热装置、余热锅炉和煤气净化装置，
所述干燥装置为原料煤样的干燥装置，其连通半焦筛选直冷装置，选用半焦筛选直冷装置换热后生成的热烟气为干燥剂；
所述热解装置通入换热装置的高温净煤气对干燥后的原料煤样热解制气并生成热解半焦，热解后生成的荒煤气送至余热锅炉进行热交换；
所述半焦筛选直冷装置对热解半焦进行热态筛选，得到粉焦和块焦，并通入换热装置排出的低温烟气，对热块焦进行冷却，热粉焦送入燃烧装置；
所述燃烧装置通入粉焦燃烧生成高温烟气通入换热装置；
所述换热装置通入燃烧装置燃烧生成的高温烟气，并通入净煤气与高温烟气进行热交换，热交换后的高温净煤气送入热解装置，热交换后的烟气送入半焦筛选直冷装置，其余烟气通过烟气口排出；
所述余热锅炉和煤气净化装置，所述热解装置生成的荒煤气送入余热锅炉换热并产生蒸汽外送，换热后的荒煤气送入煤气净化装置生成净煤气和焦油。
进一步地，煤气净化装置生成的净煤气部分通入换热装置进行热解制气。
本实用新型的有益效果为：
一，热解气热值高。本实用新型的高温烟气的热量高效换热至净煤气，提高净煤气的温度，利用高温净煤气对原料煤进行热解，热解过程中无空气进入热解装置，故热解气中氮气含量很低，热值高。
二，热量利用效率高。本实用新型采用半焦筛选直冷设备，对热解生成的半焦进行热态筛选，热粉焦直接送至燃烧装置燃烧处理，块状半焦采用低温烟气进行冷却，换热后热烟气用于干燥原料煤，脱除煤中的水分，带入热解装置内的。此外，本实用新型中高温荒煤气的热量通过余热锅炉进行回收，副产蒸汽。
三，半焦利用合理。粉焦利用效率低，作为产品难以出售，在实用新型中，直接在热态下进行筛选，热粉焦直接燃烧，也解决了冷粉焦的燃烧困难问题。
附图说明
图1为实施例1的工艺流程图；
图2为实施例1的结构示意图。
具体实施方式
下面通过应用实例，并结合附图，对本实用新型作进一步详细描述：
实施例1
如图1-2所示，本实用新型的一种一种煤热解制高热值煤气和高热值块焦，包括干燥装置1、热解装置2、半焦筛选直冷装置3、燃烧装置7、换热装置6、余热锅炉4和煤气净化装置5，
所述干燥装置1为原料煤样的干燥装置1，其连通半焦筛选直冷装置3，选用半焦筛选直冷装置3换热后生成的热烟气C为干燥剂；
所述热解装置2通入换热装置6的高温净煤气e对干燥后的原料煤样热解制气并生成热解半焦，热解后生成的荒煤气送至余热锅炉4进行热交换；
所述半焦筛选直冷装置3对热解半焦进行热态筛选，得到粉焦和块焦，并通入换热装置6排出的低温烟气C，对热块焦进行冷却，热粉焦送入燃烧装置7；
所述燃烧装置7通入粉焦燃烧生成高温烟气C通入换热装置6；
所述换热装置6通入燃烧装置7燃烧生成的高温烟气C，并通入净煤气e与高温烟气C进行热交换，热交换后的高温净煤气e送入热解装置2，热交换后的烟气C送入半焦筛选直冷装置3，其余烟气C通过烟气C口排出；
所述余热锅炉4和煤气净化装置5，所述热解装置2生成的荒煤气送入余热锅炉4换热并产生蒸汽B外送，换热后的荒煤气送入煤气净化装置5生成净煤气e和焦油A。
煤气净化装置5生成的净煤气e部分通入换热装置6进行热解制气。
本实用新型的一种煤热解制高热值煤气和高热值块焦的装置，煤热解制高热值煤气和高热值块焦时包括如下步骤：
步骤一，原煤a干燥，将原料煤样送至干燥装置1干燥，至原料煤样水b分含量为2～3％，干燥后的烟气C夹带水b汽排出；
步骤二，热解制气，将干燥后的原料煤样送入热解装置2，与来自换热装置6的800～1200℃的高温净煤气e混合后发生热解，热解温度为550～800℃，产生热解半焦和热解荒煤气；
步骤三，半焦筛选直冷，步骤二所得的热解半焦在半焦筛选直冷装置3内进行热态筛选，得到400～700℃粉焦和400～700℃块焦：粉焦送入燃烧装置7进行燃烧，燃烧高温烟气C进入换热装置6；通入低温烟气C对400～700℃块焦进行混合换热，冷却后的100～150℃块焦作为产品外送；
步骤四，步骤二中热解所得的荒煤气经过换热后，送入煤气净化装置5，生成净煤气e。
其中，步骤一选用的原料煤样为收到基水b分在5～60％，并对所述原料煤样经过破碎处理；所述步骤一中通入干燥装置11干燥所述原料煤样的是步骤三中半焦直冷筛选装置换热后生成的200-300℃热烟气C。
包括粉焦燃烧步骤，所述步骤三生成的400～700℃粉焦送入燃烧装置7燃烧；
400～700℃粉焦燃烧生成的1000～1500℃烟气C送入换热装置6。
粉焦燃烧步骤生成的1000～1500℃烟气C送入换热装置6，与通入换热装置6的净煤气e进行换热，换热后生成800～1200℃的高温净煤气e，所述高温净煤气e送入热解装置2进行步骤二热解制气；
粉焦燃烧步骤生成的1000～1500℃烟气C经换热装置6后烟气C温度降至100～200℃，换热后的低温烟气C部分通入半焦筛选直冷装置3，进行步骤三中的对热解半焦进行混合换热。
还包括余热回收步骤，步骤二中的热解后生成的荒煤气送入余热锅炉4进行换热，生成蒸汽B外送。
所述步骤三中，半焦筛选的400～700℃块焦为粒径不小于0.5毫米的半焦，400～700℃粉焦为粒径小于0.5毫米的半焦。
所述步骤四中生成的净煤气e部分送入换热装置6进行热值制气。
一种煤热解制高热值煤气和高热值块焦的工艺方法，主要通过热解装置2、燃烧装置7、多级高温换热装置6和半焦直冷筛选装置的连锁运行操作得以实现。本工艺由以下几个步骤组成：原煤a干燥步骤、热解制气步骤、半焦筛选直冷步骤、粉焦燃烧步骤、多级换热步骤、余热回收和煤气净化步骤，
一，原煤a干燥：原煤a进入干燥装置1，与来自半焦直冷筛选装置的热烟气C混合，干燥后的烟气C夹带水b汽与多级高温换热装置6排出的烟气C混合后排出；
二，热解制气：干燥后煤样送入热解装置2，与来自多级高温换热装置6的高温净煤气e混合后发生热解，热解荒煤气送至余热锅炉4，热解半焦送至半焦直冷筛选装置；
三，半焦筛选直冷：热解半焦在装置内进行热态筛选，并与来自多级高温换热装置6的低温烟气C进行多级混合换热，换热后的热烟气C送至干燥装置1，筛选并冷却后的块焦作为产品外送，粉焦送至燃烧装置7进行燃烧,；
四，粉焦燃烧：分离后的热粉焦在燃烧装置7内进行燃烧，燃烧所得烟气C进入多级高温换热装置6；
五，多级换热：高温烟气C进入多级高温换热装置6，与部分净煤气e进行多级换热，换热后的高温净煤气e送入热解装置2。高温换热装置6换热后的烟气C部分送至半焦筛选直冷装置3，剩余低温烟气C与干燥装置1排出的烟气C混合后排出；
六，余热回收和煤气净化：热解所得荒煤气进入余热锅炉4，产生蒸汽B外送，换热后的煤气进入煤气净化装置5，得到净煤气e，部分净煤气e送至多级高温换热装置6，剩余净煤气e作为产品外送，副产焦油A。
本实用新型获得高热值煤气和高热值块焦，副产蒸汽B和焦油A，实现煤炭资源的高效梯级利用。
最后，需要注意的是，以上列举的仅是本实用新型的具体实施例。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。