本发明涉及能源清洁与高效利用领域，具体为一种低阶煤分级高效清洁利用的工艺，实现电、煤气、焦油多联产，污染物近零排放。
背景技术：
：我国能源资源的特点是煤炭资源丰富，石油、天然气相对贫乏。但在煤炭的利用过程中存在资源浪费、环境污染等诸多问题。传统煤焦化技术为传统的煤炭企业向“石化化”发展打开了通道。社会经济的发展所形成的巨大的动力燃料消费市场，也为从而为传统的煤炭企业并向“能源化”发展提供了市场驱动力。国家能源局发布《煤炭清洁高效利用行动计划(2015-2020年)》中明确指出，要重点开展单系统年处理原料煤百万吨级中低温干馏制气、制油为主要产品路线的大规模煤炭分质利用示范工作。传统煤化工主要源自于焦化行业，并衍生了以副产焦油深加工和合成气利用的下游产业。2016年以来，冶金业的增长停滞使高温炼焦企业重新洗牌，国家去产能计划和“环保风暴”也制约着传统煤化工企业的空间；以兰炭为原料的中温干馏产业日趋饱和，而半焦热值高、排放低，政府亦支持其发展，解决雾霾问题，因此对能大量产出煤气和焦油的低温热解技术成为焦化企业转型的技术路线。因此，仍需要一种煤-焦-化-电一体化的煤化工的低碳排放、短流程路线。实现煤化工产业的健康、可持续发展。技术实现要素：鉴于目前煤清洁利用中存在的技术问题和不足，本发明提供了一种低阶煤分级高效清洁利用的工艺。为使实现上述目的，本发明采用技术方案为：一种低阶煤分级高效清洁利用的工艺，以低阶煤为原料依次通过外热式直立炉，集气槽，熄焦冷却，冷却塔，气液分离器，焦油分离池，电捕器，焦油贮槽，废水提油，脱硫塔，污水处理模块实现短流程、低排放、高收益的煤碳高效利用。进一步，低阶煤通过外热式直立炉入口进入直立炉干燥段内，在燃烧产生的蒸汽作用下对低阶煤进行干燥处理，干燥后的末煤依靠自身重力进入干馏段炭化室，利用燃烧室内染料燃烧产生的高温在500-700℃下间接分解生成荒煤气、焦油气和半焦；生成的荒煤气和焦油气由炭化室的透气墙排出进入集气槽，生成的半焦进入熄焦段冷却，收集获得纯度高的半焦，残杂粉焦作为燃料回收加入至直立炉燃烧室；所述进入集气槽的荒煤气和焦油气通入至冷却塔经氨水冷却后进入气液分离器实现焦油和煤气的分离，分离出的煤气进入电捕器进一步去除焦油后通入脱硫塔，脱硫后获得用于制备液化天然气和氢气的煤气；分离出的焦油和氨水进入焦油分离池实现焦油、氨水和含油废水的分离，氨水循环回用至冷却塔，氨水进一步进入焦油贮槽进行脱水，脱水后得水分＜4％的焦油，含油废水经进一步的废水提油获得含酚、氨的废水，废水经污水处理后可循环利用。所述原料为小于15mm低阶煤由皮带输送机从备煤单元运送到炉顶储煤仓，储煤仓的底部设有加煤阀，通过加煤阀控制低阶煤的输送量，从储煤仓落下的原料煤进入与加煤阀连接的辅助料仓，通过辅助料仓最终进入外热式直立炉内。所述原料在干馏段炭化室内分解所用高温气体是以燃烧室内主要燃料粉焦为与助燃空气或富氧气体由干馏段下部管道导入，经布气道进入燃烧室内，与燃烧室内的热煤气相遇进行燃烧，进而燃烧粉焦，获得1000～1100℃的热风；燃烧产生的高温气体进入与炭化室，将500～700°c的热量间接传递给炭化室内的原料煤，实现对原料煤的干馏。所述生成的荒煤气和焦油气进入集气槽，在集气槽内经氨水洗涤初步冷却后进入煤气冷却塔，通过冷却塔内的喷头将循环注入的氨水喷洒至荒煤气和焦油气表面实现对焦油与煤气的分离。所述氨水可为任意浓度进行洗涤或喷洒冷却。所述获得制备液化天然气和氢气的煤气部分回流至熄焦段与热解后半焦混合，利用回流煤气对热解后半焦进行换热处理，换热后热煤气通过熄焦段导出口导出由干馏炉燃烧室调温烟气管(11)进入燃烧室，换热后不再复燃半焦经处理后得半焦产品，处理中粉焦回收作为燃烧室的燃料回收利用。所述经气液分离器分离所得焦油、氨水流入焦油分离池内的热环水槽静置分离焦油，分离出的焦油待用，氨水用泵送至炉顶集气管循环使用；从冷却塔洗涤喷洒的焦油氨水流入焦油分离池内的冷环水槽静置分离焦油，分离出的焦油待用，氨水用送至直冷洗涤塔循环使用；热环和冷环所得焦油合并经焦油中间槽后用泵送至焦油贮槽脱水，脱水后得水分＜4％的焦油。所述焦油分离池内分离的含油废水经废水抽提，得酚氨废水，并于焦油分离池内分离焦油时所得酚氨废水合并后进入污染处理单元，随后进行循环利用。本发明与现有技术相比的具有以下优势：1、本发明工艺可适合小颗粒的非粘结性粉煤原料；2、通过本发明处理工艺焦油收率达到80％以上，焦油中轻质组分含量70％左右，焦油几乎为水上油，焦油中含尘1.0wt.％以下；3、经过本发明工艺处理所得煤气中惰性气体很少，主要产品为高热值的煤气、高品质的焦油和兰炭。4、采用本发明工艺1吨煤产约0.5吨半焦，半焦热值～7000大卡，优质高热值清洁燃料；气体产量200-300nm3/h(随煤变化)，氢气和甲烷等有效气成分80v％以上，热值4000大卡以上。附图说明图1为本发明提供的煤清洁利用技术路线图。图2a为本发明是实例提供的外热式直立干馏炉装置主视图。其中，1-干馏炉入料口；2-干燥段；3-集气单元；4-烟气分布单元；5-烟气收集管；6-燃烧室；7-炉体保温隔热层；8-烟气分布室；9-炭化室；10-高温风机；11-调温烟气管；12-燃烧喷嘴；13-推焦装置；14-熄焦及输焦装置；15-料封缓冲段；h1-集气单元上方料层厚度；h2-烟气分布单元下方料层厚度。图2b为本发明是实例提供的外热式直立干馏炉装置剖面图。具体实施方式下面结合附具体实施例对本发明作进一步的解释说明，但本发明并不仅限于如下实施方式。实施例1如图2所示，外热式直立干馏炉，包括至上而下设置的干燥段、干馏段及熄焦段，所述干馏段包括燃烧室及设置于所述燃烧室内的多个炭化室，多个所述炭化室的上端与所述干燥段连通，下端与所述熄焦段连通。所述炭化室通过导气管依次与焦油捕收单元和脱硫单元连通，所述炭化室内干馏产生的煤气和焦油通过所述焦油捕收单元进行油气分离，再通过脱硫单元进行脱硫，所述脱硫单元通过煤气管路与所述熄焦段14连通，为所述熄焦段提供冷煤气。所述熄焦段通过煤气管路与所述燃烧室连通，为所述燃烧室提供热煤气。所述燃烧室内多个所述炭化室间隔设置，所述燃烧室的底部设有烟气分布室，助燃空气或富氧气体由烟气分布室进入各燃烧室内。所述燃烧室的上方设有与所述燃烧室连通的烟气收集管，所述烟气收集管内的高温气体通过高温风机10送人所述干燥段内。所述干燥段的下部和上部分别设有烟气分布单元和集气单元，所述烟气分布单元与所述烟气收集管连通，所述集气单元与除尘系统连通。所述熄焦段的下方设有推焦装置及熄焦及输焦装置。实施例2以年处理量100万吨低阶煤高效清洁利用为例，小于15mm低阶煤依次通过外热式直立炉，集气槽，熄焦冷却，冷却塔，气液分离器，焦油分离池，电捕器，焦油贮槽，废水提油，脱硫塔，污水处理模块实现短流程、低排放、高收益的煤碳高效利用。小于15mm低阶煤由皮带输送机从备煤单元运送到炉顶储煤仓，储煤仓的底部设有加煤阀，通过加煤阀控制低阶煤的输送量，从储煤仓落下的原料煤进入与加煤阀连接的辅助料仓，通过辅助料仓最终进入外热式直立炉干燥段内。在燃烧产生的蒸汽作用下对低阶煤进行干燥处理，干燥后的末煤依靠自身重力进入干馏段炭化室。在干馏段炭化室内分解所用高温气体是以燃烧室内主要燃料粉焦为与助燃空气或富氧气体由干馏段下部管道导入，经布气道进入燃烧室内，与燃烧室内的热煤气相遇进行燃烧，进而燃烧粉焦，获得1000～1100℃的热风；燃烧产生的高温气体进入炭化室，将600℃的热量间接传递给炭化室内的原料煤，间接分解生成荒煤气、焦油气和半焦。生成的荒煤气和焦油气由炭化室的透气墙排出进入集气槽，通入至冷却塔经氨水冷却后进入气液分离器实现焦油和煤气的分离，分离出的煤气进入电捕器进一步去除焦油后通入脱硫塔，脱硫后获得用于制备液化天然气和氢气的煤气。所获得制备液化天然气和氢气的煤气部分回流至熄焦段与热解后半焦混合，利用回流煤气对热解后半焦进行换热处理，换热后热煤气通过熄焦段导出口导出由干馏炉燃烧室调温烟气管(11)进入燃烧室，换热后不再复燃半焦经处理后得半焦产品，处理中粉焦回收作为燃烧室的燃料回收利用。气液分离器分离所得焦油、氨水流入焦油分离池内的热环水槽静置分离焦油，分离出的焦油待用，氨水用泵送至炉顶集气管循环使用；从冷却塔洗涤喷洒的焦油氨水流入焦油分离池内的冷环水槽静置分离焦油，分离出的焦油待用，氨水用送至直冷洗涤塔循环使用；热环和冷环所得焦油合并经焦油中间槽后用泵送至焦油贮槽脱水，脱水后得水分＜4％的焦油。含油废水经进一步的废水提油获得含酚、氨的废水，废水经污水处理后可循环利用。生成的半焦进入熄焦段冷却，收集获得纯度高的半焦，残杂粉焦作为燃料回收加入至直立炉燃烧室吨煤产煤气150方以上，且有效成分(氢气、甲烷、co)80％以上，热值4000大卡以上，100万吨煤热解的产出的氢气(经变换)约1亿方以上，可基本满足20万吨焦油加氢的需要，同时甲烷亦达1亿方以上(表1)，可以供给周边高能耗的玻璃厂使用，或者供应城市燃气；焦油接近10万吨(表2)；半焦接近100万吨，热值7000大卡以上，可以作为低排放的燃煤，或者供应给下游气化装置作为低灰分低硫氮的水煤浆气化原料。表1煤气成分表序号组分名称组分含量单位1o20.05％2n20.25％3h238％4co12％5co219％6ch427.5％7c2h40.6％8c2h62.5％9h2s0.1％表2煤气成分表当前第1页12