本发明属于含碳物料的干馏生产煤气、焦炭、焦油或类似物领域，具体涉及一种高炉喷吹用半焦的低阶煤热解耦合分选系统。
背景技术：
1、高炉喷吹是指在炼铁过程中，是从高炉风口向炉内直接喷吹烟煤、无烟煤或者两者的混合煤粉，以产生大量的热能和还原气体，从而提高冶炼效率，促进高炉内铁的还原和熔化。由于高炉喷吹是一个复杂的工艺过程，需要严格控制喷吹量、喷吹速度、喷吹煤种和煤质等参数，以确保高炉的稳定运行和高效生产。
2、在相关技术中，以热解为龙头的低阶煤梯级利用技术快速发展，相较于常规烟煤，热解半焦由于其价格较低、挥发组分较少、热量较高等优势，逐渐成为高炉喷吹原料，可实现对无烟煤的部分替代，降低钢铁冶炼企业的生产成本。此外，热解半焦的输送性能良好、着火点较高、无爆炸性，有利于提高喷吹系统的安全性。
3、尽管低阶煤制备的热解半焦在高炉喷吹中具有诸多优势，但其应用仍受到一些限制。例如，热解半焦的制备技术和质量控制需要进一步完善，以确保其性能的稳定性和可靠性。此外，高炉喷吹系统对燃料的要求较高，因此需要对半焦进行严格的筛选和处理，以满足高炉冶炼的需求。
4、因此，设计一种制备装置，用于生产作为高炉喷吹燃料喷吹煤的热解半焦，并降低热解半焦的灰分含量、提高热解半焦的质量、优化燃烧性能，具有重要的实用意义。
技术实现思路
1、有鉴于此，为解决相关技术中的以及其他方面的至少一种技术问题，本发明提出了一种高炉喷吹用热解半焦的低阶煤热解耦合分选系统，包括热解单元和分选单元。热解单元适用于以循环灰为热载体对低阶煤进行热解反应，以输出热解产物；其中，热解产物包括固体混合物、热解煤气和焦油，固体混合物为掺杂循环灰的热解半焦。分选单元适用于向分选单元输入流化风使固体混合物悬浮，通过调整流化风对固体混合物进行分选，以分别输出第一产物、第二产物和第三产物；其中，第一产物包括热解半焦粉末和循环灰粉末，第二产物包括热解半焦，第二产物中的输出灰分含量不大于第二产物总质量的14%，第三产物包括热解半焦颗粒和循环灰颗粒。其中，第一产物和第三产物经过收集后得到混合循环物，混合循环物输入至热解单元，以使混合循环物中的可燃组分燃烧得到循环灰，循环灰作为热载体参与热解反应，可燃组分包括热解半焦粉末和热解半焦颗粒。
2、根据本发明的实施例，热解单元包括循环灰供给组件、低阶煤仓、物料混合器和热解炉。循环灰供给组件包括物料仓、给料装置和燃烧炉，循环灰供给组件适用于提供循环灰并调整循环灰的温度。低阶煤仓适用于提供低阶煤，低阶煤的粒径为0.1-5mm；物料混合器适用于混合循环灰和低阶煤，得到热解反应物并输出；热解炉适用于接收热解反应物，利用循环灰的热量，以直接接触换热的方式使低阶煤发生热解，得到热解产物；其中，热解炉的顶部适用于输出热解产物中的热解煤气和焦油，热解炉的底部适用于输出热解产物中的固体混合物。
3、根据本发明的实施例，燃烧炉包括循环流化床燃烧炉，燃烧炉的燃烧温度为800-1000℃；热解炉包括固定床热解炉或鼓泡床热解炉，热解炉的热解温度为500-700℃。循环灰和低阶煤的质量比为5:1-10:1。
4、根据本发明的实施例，燃烧炉还包括第一风机和分配阀。
5、根据本发明的实施例，分选单元包括分选器。分选器包括筒形部和连接在筒形部下部的锥形部，筒形部上段设置有物料输入口，以接收固体混合物，锥形部通过风力输入口与第二风机连接，以输入流化风对固体混合物进行分选。第一产物通过位于分选器筒形部上部的第一出口输出，第二产物通过位于分选器筒形部中部的第二出口输出，第三产物通过位于分选器锥形部底部的第三出口输出。
6、根据本发明的实施例，筒形部的高度h与筒形部直径d的关系为：h≥2.5d。
7、根据本发明的实施例，第一出口距离筒形部顶端的第一距离h1与筒形部的高度h的关系为h1≤1/5h；第二出口距离筒形部顶端的第二距离h2与筒形部的高度h的关系为1/2h≤h2≤2/3h，第二出口的个数为1-4个；物料输入口距离筒形部顶端的第三距离h3与筒形部的高度h和第一距离h1的关系为h1≤h3≤1/4h。
8、根据本发明的实施例，锥形部内设置有布风板，布风板设置有风帽，布风板与第三出口通过管道连接，以输出第三产物。
9、根据本发明的实施例，筒形部的流化风风速为1-2.5m/s，锥形部的流化风风速为1.5-4m/s。
10、根据本发明的实施例，第二产物的密度为400-500kg/m3，第三产物的密度为1200-1400kg/m3。
11、根据本发明的实施例，本发明以循环灰作为固体形式的热载体，与低阶煤发生热解反应，从而分别得到包含热解半焦的固体混合物以及副产物（主要成分为热解煤气和焦油）；再通过流态化气力分选的方法，根据固体混合物的密度对其进行分选，从而将符合高炉喷吹燃料要求的热解半焦作为第二产物输出。其中，热解副产物可作为产物或系统热源回收，分选得到的循环混合物还可以回收并重复作为热载体，实现了不同含碳物料的充分利用，降低生产成本。
1.一种高炉喷吹用热解半焦的低阶煤热解耦合分选系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的低阶煤热解耦合分选系统，其特征在于，所述热解单元（1）包括：
3.根据权利要求2所述的低阶煤热解耦合分选系统，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的低阶煤热解耦合分选系统，其特征在于，所述燃烧炉（1013）还包括第一风机（1015）和分配阀（1014）。
5.根据权利要求1所述的低阶煤热解耦合分选系统，其特征在于，所述分选单元（2）包括：
6.根据权利要求5所述的低阶煤热解耦合分选系统，其特征在于，所述筒形部的高度h与所述筒形部直径d的关系为：h≥2.5d。
7.根据权利要求5所述的低阶煤热解耦合分选系统，其特征在于，
8.根据权利要求5所述的低阶煤热解耦合分选系统，其特征在于，所述锥形部内设置有布风板（2016），所述布风板（2016）设置有风帽，所述布风板（2016）与所述第三出口（2014）通过管道连接，以输出所述第三产物。
9.根据权利要求5所述的低阶煤热解耦合分选系统，其特征在于，
10.根据权利要求5所述的低阶煤热解耦合分选系统，其特征在于，所述第二产物的密度为400-500kg/m3，所述第三产物的密度为1200-1400kg/m3。