CN104449774A - 一种顺流下行式煤气半焦活化粉煤热解系统及方法 - Google Patents

一种顺流下行式煤气半焦活化粉煤热解系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种顺流下行式煤气半焦活化粉煤热解系统及方法，该系统是高温烟气换热器与第二L型阀、第一L型阀、立磨和上行加热提升管连通，立磨与干煤粉缓冲仓连通，旋风混合器与高温半焦缓冲仓、高温烟气换热器、干煤粉缓冲仓、下行床反应管连通，下行床反应管与油气旋风除尘器连通，油气旋风除尘器与半焦冷却器、上行加热提升管连通，上行加热提升管与一级旋风除尘器连通，一级旋风除尘器与二级旋风除尘器连通，二级旋风除尘器与三级旋风除尘器连通，三级旋风除尘器与高温烟气换热器连通，一级旋风除尘器、二级旋风除尘器和三级旋风除尘器与高温半焦缓冲仓连通；本发明能够提高煤焦油的收率，降低能耗，除尘器下料通畅、后续精除尘能稳定运行。

Description

一种顺流下行式煤气半焦活化粉煤热解系统及方法
技术领域
本发明属于煤化工技术领域，具体涉及一种顺流下行式煤气半焦活化粉煤热解制取煤焦油、半焦、煤气的系统及方法。
背景技术
高挥份烟煤和褐煤梯级分质利用是洁净煤化工的一个重要途径，煤拔头装置投资少，能耗低，热效率高，有着广泛的市场前景和较好的经济效益。
从热解的机理和实践证明快速热解和快速导出能提高煤热解煤焦油的收率。小于200目粉煤热解，属于闪速热解，液体收率高，且粉体采用气流输送可控性好，工艺简单，投资少，被推崇。但由于煤粉粒径太小各环节的除尘系统难以保证特别是荒煤气高温下除尘，至今未能彻底解决，制约着该工艺的发展。
煤气中甲烷经催化剂活化后热解，可提高煤焦油的收率。
旋风除尘器作为含尘气体粗除尘，投资少，运行可靠；旋风的切割粒径与旋风子的直径有较大的关系，工业上对于较小粒径的除尘多采用旋风子组合，但旋风子组合除尘系统由于下料腿相互串气除尘效率下降，加之荒煤气在高温下大分子煤焦油聚合、出现温度梯度时焦油析出与煤粉结合积炭，使旋风子的下料腿堵塞，装置无法运行。采用传统的外置旋风或夹套保温等措施或旋风子加翼阀的方式无法保证下料通畅且不互相串气，无法保证在荒煤气系统中高效除尘并稳定运行。
专利CN 101935539A粉煤催化热解热解制备煤焦油的方法及其装置和专利CN 1664069A一种以甲烷为反应气提高煤热解焦油产率的方法，为负载金属催化剂甲烷活化气氛中热解，可提高煤焦油的收率，但由于催化剂容易结炭失活，不能保证装置长周期稳定运行。专利CN 101955799 A粉煤综合利用制备煤焦油、煤气、水蒸气的方法和专利CN 102250646 A半焦粉气化与重整气热解耦合制煤焦油和煤气的装置及方法，是上行气流床粉煤热解，能耗较高，专利CN 102127460 A逆流下行床热解反应器中固体燃料的低温热解方法。该专利是逆流式，物料自上而下，气体自下而上，热量由气体和侧壁加热的方法，该方法由于粉煤处于悬浮状态，并采用气体热载体和间接换热，气体热载体量大，大量细煤粉随气体带出，造成后续荒煤气除尘困难。以上专利未就荒煤气除尘系统根据荒煤气含有大量的煤焦油在温变区间容易积炭、结块等问题提出针对性的坚决方案。
利用850℃以上的高温半焦对甲烷和二氧化碳或水蒸汽的催化活化作用形成甲烷活化的热解氛围，通过旋风混合顺流式下行气流床闪速热解，载热体主要是高热容高温半焦，根据荒煤气自身特点优化设计适合于荒煤气重力沉降除尘、管道除尘、二级旋风子组除尘，并将除尘组件置于高温热解环境中确保不产生温度梯度，下料腿不互相串气，保证精除尘入口荒煤气的较低的含尘量，使后续精除尘系统的稳定运行。
发明内容
本发明目的之一是提供一种煤气经高温半焦活化的固体热载体热效率高、能耗低，组合式除尘的顺流下行式煤气半焦活化粉煤热解系统。
本发明目的之二是提供一种煤气经高温半焦活化的固体热载体热效率高、能耗低，组合式除尘的顺流下行式煤气半焦活化粉煤热解方法。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是所涉及的顺流下行式煤气半焦活化粉煤热解系统是高温烟气换热器的煤气入口与安装在干煤粉缓冲仓出料口的第二L型阀的进气口连通、煤气出口通过管道与安装在半焦缓冲仓的半焦出口上的第一L型阀连通、烟气出口通过管道与立磨的烟气入口连通、高温空气出口通过管道与上行加热提升管的空气入口连通，立磨的出料口与干煤粉缓冲仓连通，干煤粉缓冲仓的出料口通过第二L型阀与旋风混合器的煤粉入口连通，旋风混合器的半焦入口通过第一L型阀与高温半焦缓冲仓的出料口、高温烟气换热器的煤气出口连通，旋风混合器的出料口与下行床反应管的进料端口连通，下行床反应管的下料端口与油气旋风除尘器的进料口连通，油气旋风除尘器的出焦口通过Y形管接头分别与半焦冷却器进料口、通过第三L型阀与上行加热提升管的半焦入口连通，油气旋风除尘器的除尘荒煤气出口通过管道依次与固定床精除尘器、油洗装置、电捕焦油器连通，上行加热提升管的出料口通过管道与一级旋风除尘器的进料口连通，一级旋风除尘器的烟气出口通过管道与二级旋风除尘器的进料口连通，二级旋风除尘器的烟气出口与三级旋风除尘器的进料口连通，三级旋风除尘器的烟气出口通过管道与高温烟气换热器的烟气入口连通，一级旋风除尘器、二级旋风除尘器和三级旋风除尘器的半焦出口通过管道与高温半焦缓冲仓的进料口连通；
上述旋风混合器的半焦入口和煤粉入口沿着罐体的上部侧壁切向布设，且半焦入口与煤粉入口的进料方向相反。
上述油气旋风除尘器的结构是：在分离沉降室的上部设置有封闭的除尘槽将分离沉降室上下分为旋风分离仓与半焦缓冲仓，在分离沉降室的顶部加工有进料口和除尘荒煤气出口，在进料口上设置有进料管，进料管穿过旋风分离仓延伸至除尘槽的底部中心孔外，在旋风分离仓内沿着进料管的外壁布设有旋风子组，旋风子组是由一级涡流除尘单元和至少1个二级旋风子和至少1个三级旋风子组成，一级涡流除尘单元套装在进料管的下端口外壁上，其荒煤气出口与二级旋风子的荒煤气入口连通，二级旋风子与三级旋风子一一对应且间隔、均匀分布在同一圆周上，二级旋风子的荒煤气出口与三级旋风子的荒煤气入口连通，三级旋风子的荒煤气出口通过管道与分离沉降室顶部的除尘荒煤气出口连通，一级涡流除尘单元、二级旋风子以及三级旋风子的下料腿分别延伸至半焦缓冲仓内。
上述一级涡流除尘单元、二级旋风子与三级旋风子的下料腿之间的中心距离至少是500mm。
上述一级涡流除尘单元、二级旋风子与三级旋风子的下料腿上部直径小于下部直径，且下部直径为上部直径的5～8倍。
上述下行反应管的行程不小于40m。
一种使用上述的顺流下行式煤气半焦活化粉煤热解方法，其由以下步骤组成：
(1)将原煤粒磨研至粒径达到200目，利用高温烟气换热器排出的高温烟气干燥至水分在2％以下，将干燥后的煤粉存于干煤粉缓冲仓中；
(2)高温烟气换热器排出的高温空气为上行加热提升管提供高温空气源，使半焦经上行加热提升管提升并加热至850～950℃后依次经一级旋风除尘器、二级旋风除尘器和三级旋风除尘器进行粗除尘，粗除尘后的高温烟气进入高温烟气换热器中与煤气发生热交换，使烟气降温至300～330℃，煤气升温至500～550℃；粗除尘后的高温半焦输送至高温半焦缓冲仓中缓存；
(3)干煤粉缓冲仓中的干燥煤粉以煤气为输送介质经第二L型阀从煤粉入口吹送至旋风混合器中，同时高温烟气换热器排出的高温煤气经第一L型阀将高温半焦缓冲仓的高温半焦从半焦入口沿着与干燥煤粉相反的切向送入旋风混合器内，高温煤气与高温半焦粉、干燥煤粉在旋风混合器内混合并形成下行旋流，沿着下行反应管内壁向下流动，在下行反应管中高温煤气经高温半焦活化，半焦粉与煤粉在活化煤气氛围中闪速热解，产生荒煤气，热解温度为510～550℃，高温半焦粉与干燥煤粉的质量比为2.1～2.8：1；
(4)热解后的半焦粉与荒煤气一起进入油气旋风除尘器中进行进一步除尘处理，荒煤气进入固定床精除尘器精除尘处理后经油洗、电捕回收煤焦油，煤气循环利用，热解后的半焦分两支路，一支路回收至上行加热提升管中循环利用，另一支路冷却后仓储。
上述步骤(3)中，经高温烟气换热器10加热的500～550℃高温煤气经第一L型阀15将高温半焦缓冲仓5的高温半焦输送到旋风混合器7半焦入口过程中，高温煤气在850～950℃的高温半焦存在下产生活化，干燥煤粉在下行反应管8内下行过程中在煤气活化氛围下热解。
上述步骤(4)热解后的半焦粉与荒煤气一起进入油气旋风除尘器中进行进一步除尘处理，具体是：热解后的半焦粉与荒煤气经进料管大部分重力沉降于半焦缓冲仓中，未沉降的半焦粉被荒煤气夹带进入一级涡流除尘单元中进行初步涡流除尘，除尘后的荒煤气依次进入二级旋风子、三级旋风子除尘，经一级涡流除尘单元、二级旋风子和三级旋风子处理后的半焦经下料腿进入半焦缓冲仓随半焦粉带出。
本发明的经高温半焦活化的固体热载体及组合式除尘的顺流下行式煤气半焦活化粉煤热解系统及热解方法，其是利用加热提升管的落差，顺流下行床热解，煤气中甲烷在二氧化碳和水蒸气存在下经高温半焦活化，在热解中提高煤焦油的收率，降低能耗，同时，采用旋风混合器，保证半焦与煤粉混合均匀，进一步用旋风子组成的油气旋风除尘器三级除尘，最终将半焦粒径D50控制在10μm以下，充分利用了重力沉降、涡流除尘、旋风子组除尘的有机结合，确保低能耗、高效率，大大提高了煤粉热解效率和除尘效率，此外本发明的油气旋风除尘器独特设计，合理布局，将旋风子的下料腿之前间隔分布，有效避免其相互串气而影响除尘效率，并将旋风子置于分离沉降室内，避免产生温度梯度而结炭，堵塞，保证除尘器下料通畅、后续精除尘能稳定运行。
附图说明
图1为实施例1的工艺流程图。
图2为图1的油气旋风除尘器的结构示意图。
图3为图2的俯视图。
图4为图2中的一级涡流除尘单元的结构示意图。
图5为图4的俯视图。
具体实施方式
现结合附图与实施例对本发明的技术方案进行进一步说明，但是本发明不仅限于下述的实施情形。
实施例1
由图1可知，本实施例的顺流下行式煤气半焦活化粉煤热解系统是由上行加热提升管1、一级旋风除尘器2、二级旋风除尘器3、三级旋风除尘器4、高温半焦缓冲仓5、干煤仓6、旋风混合器7、下行反应管8、油气旋风除尘器9、高温烟气换热器10、半焦冷却器11、固定床精除尘器12、油洗装置13、电捕焦油器14、第一L型阀15、第二L型阀16、第三L型阀17以及立磨18连接构成。
本实施例的高温烟气换热器10是普通的烟气换热器，高温烟气换热器10的煤气入口与外界的煤气管道连通、空气入口与外界的大气相通、煤气出口与安装在半焦缓冲仓5的半焦出口处的第一L型阀15连通、烟气出口通过管道与立磨18连通、高温空气出口通过管道与上行加热提升管1的空气入口连通，立磨18与干煤粉缓冲仓6连接，使研磨后的粒煤在立磨18中经烟气干燥后缓存在干煤粉缓冲仓6中，在干煤粉缓冲仓6的出料口安装第二L型阀16，第二L型阀16与干燥煤粉出料方向垂直的端口通过管道与外界的煤气管道连通，与煤气进气方向相对的第三端口通过管道与旋风混合器7的煤粉入口连通，通过切换通道，以煤气为输送介质带动煤粉流动进入旋风混合器7中，该旋风混合器7是在罐体的上部侧壁的左侧加工有半焦入口、右侧加工有煤粉入口，半焦入口与煤粉入口均是沿着罐体内壁切向布设，保证相对的两个入口进入的物料能够沿着罐体内壁形成同一旋流，自上向下流动，从而保证进入的半焦能够与煤粉充分混合，并且混合均匀，罐体的底部呈锥形结构，在底部的中心位置开设有下料口，其半焦入口通过管道与第一L型阀15连通，第一L型阀15的工作原理与第二L型阀16相同，利用换热后的高温煤气将半焦缓冲仓5中的高温半焦带进旋风混合器7中。在旋风混合器7下料口上安装一个行程为50m的下行反应管8，即下行反应管8的进料端口与旋风混合器7的下料口连通，高温半焦与高温煤气混合后，高温煤气在高温半焦存在下活化，煤粉在煤气活化氛围中热解产生荒煤气。该下行反应管8的下料端口与油气旋风除尘器9的进料口连通，使半焦粉与热解后的荒煤气进入油气旋风除尘器9中进一步处理。
参见图2和图3，本实施例的油气旋风除尘器9是由分离沉降室9-1、除尘槽9-2、进料管9-3、一级涡流除尘单元9-4、二级旋风子9-5、三级旋风子9-6组成，分离沉降室9-1是顶部与底部分别加工有进料口a和出焦口c的罐体结构，在其顶部进料口a的一侧还加工有除尘荒煤气出口b，其底部呈漏斗状，便于半焦沉降后排出。在分离沉降室9-1的内腔上部焊接有除尘槽9-2将分离沉降室9-1上下分为旋风分离仓与半焦缓冲仓，该除尘槽9-2为圆筒状结构，其内部封闭，在除尘槽9-2的底部中心位置加工有中心孔，在中心孔上安装有进料管9-3，使进料管9-3的下端延伸至半焦缓冲仓内、上端延伸至顶部的进料口内，保证旋风混合器7中混合后的半焦粉与荒煤气重力沉降进入半焦缓冲仓，在除尘槽9-2的底部沿着进料管9-3的外壁布设有一级涡流除尘单元9-4，参见图4和5，该一级涡流除尘单元9-4是由涡流内管9-4-1、涡流外管9-4-2、导向叶片9-4-3以及下料腿9-4-4组成。涡流内管9-4-1同轴套设在进料管9-3的出口端外壁上，在涡流内管9-4-1下端的外壁上设置有6个倾斜安装的导向叶片9-4-3，导向叶片9-4-3的出口角为20°，在导向叶片9-4-3的外侧套装有与涡流内管9-4-1同轴的涡流外管9-4-2，在涡流外管9-4-2与涡流内管9-4-1的顶部密封连接，在涡流外管9-4-2的上部侧壁上加工有2个荒煤气出口，2个荒煤气出口的气流出射方向关于中心轴对称，在荒煤气出口的下侧开设有3个集尘口，每个集尘口上安装有延伸至半焦缓冲仓的下料腿9-4-4。在导向叶片9-4-3的导向作用使涡流内管9-4-1与涡流外管之间形成螺旋通道，使得夹带少量半焦粉的荒煤气在导向叶片9-4-3的导流作用下形成涡流上升，将烟气与粉尘分离，完成粗除尘。在一级涡流除尘单元9-4的外侧安装有2个二级旋风子9-5，且一级涡流除尘单元9-4与二级旋风子9-5的下料腿分别固定在除尘槽9-2的底部并延伸至半焦缓冲仓内靠近底部的位置，二级旋风子9-5的荒煤气入口与一级涡流除尘单元9-4的荒煤气出口用管道连接，对一级涡流除尘单元9-4粗除尘后的荒煤气进行二级除尘，在二级旋风子9-5的一侧安装有三级旋风子9-6，即2个二级旋风子9-5对应于2个三级旋风子9-6，一一对应，且二级旋风子9-5与三级旋风子9-6间隔布设，均匀分布在进料管9-3外侧的同一圆周上，三级旋风子9-6的荒煤气入口与二级旋风子9-5的荒煤气出口连通，对二级除尘后的荒煤气进行三级除尘，三级旋风子9-6的荒煤气出口用管道与罐体顶部的除尘荒煤气出口连通，将除尘后的荒煤气排出，进行后续的处理。本实施例三级旋风子9-6的结构与二级旋风子9-5的结构完全相同，均采用市售的Stairmand HE高效旋风分离器，其直筒体直径均为560mm，下料腿延伸至半焦缓冲仓内，一级涡流除尘单元9-4的下料腿、二级旋风子9-5的下料腿之间的间距为500mm，二级旋风子9-5的下料腿与三级旋风子9-6的下料腿间距为500mm，保证相互之间不串气。为了提高物料的缓存时间，将本实施例的一级涡流除尘单元9-4、二级旋风子9-5和三级旋风子9-6的下料腿均设计成下大上小的上下两段套管拼接而成的排料管，其上段管径为50mm，下段管径为上段管径的6倍。上述的一级涡流除尘单元9-4、二级旋风子9-5与三级旋风子9-6组合构成旋风子组，本实施例的旋风子组的处理量为2200m3，有效避免了粉尘结炭，堵塞管道。
在油气旋风除尘器9底部的出焦口处安装有Y形管接头，将所排出的热解后的半焦分成两支路，一支路与上行加热提升管1的半焦入口连通，使部分半焦在系统中循环利用，另一支路与半焦冷却器11连接，将热解后的半焦冷却后作为产品仓储。该油气旋风除尘器9顶部的除尘荒煤气出口b通过管道连接固定床精除尘器12进行精除尘处理，之后将精除尘后的荒煤气依次送入油洗装置13和电捕焦油器14，分别收集煤焦油和煤气。
上述的上行加热提升管1的空气入口与高温烟气换热器10的高温空气出口连通、半焦入口与油气旋风除尘器9的半焦出口连通、出料口通过管道与一级旋风除尘器2的进料口连通，一级旋风除尘器2的烟气出口通过管道与二级旋风除尘器3的进料口连通，二级旋风除尘器3的烟气出口与三级旋风除尘器4的进料口连通，三级旋风除尘器4的烟气出口通过管道与高温烟气换热器10的烟气入口连通，一级旋风除尘器2、二级旋风除尘器3和三级旋风除尘器4的半焦出口通过管道与高温半焦缓冲仓5的进料口连通，将粗除尘后的半焦缓存在高温半焦缓冲仓5。
利用上述的顺流下行式煤气半焦活化粉煤热解系统热解粉煤的方法由以下步骤实现：
(1)将原煤粒磨研至粒径达到200目，利用高温烟气换热器10排出的高温烟气干燥至水分在2％以下，将干燥后的煤粉存于干煤粉缓冲仓6中；
(2)高温烟气换热器10排出的高温空气为上行加热提升管1提供高温空气源，使半焦经上行加热提升管1提升并加热至900℃后依次经一级旋风除尘器2、二级旋风除尘器3和三级旋风除尘器4进行粗除尘，粗除尘后的高温烟气进入高温烟气换热器10中与煤气发生热交换，使烟气降温至320℃，煤气升温至530℃；粗除尘后的高温半焦输送至高温半焦缓冲仓5中缓存；
(3)干煤粉缓冲仓6中的干燥煤粉以煤气为输送介质经第二L型阀16从煤粉入口吹送至旋风混合器7中，同时经高温烟气换热器10排出的530℃的高温煤气经第一L型阀15将高温半焦缓冲仓5的900℃的高温半焦从半焦入口沿着与干燥煤粉相反的切向送入旋风混合器7内，高温煤气与高温半焦、干燥煤粉在旋风混合器7内混合并形成下行旋流，顺着下行反应管8向下流动，在高温煤气将高温半焦输送到旋风混合器7半焦入口的过程中，530℃的高温煤气在900℃的高温半焦存在下催化活化，与干燥煤粉混合后，干燥煤粉于下行反应管8内下行过程中在煤气活化氛围下闪速热解，产生荒煤气，热解温度为530℃，高温半焦粉与干燥煤粉的质量比为2.5：1；
(4)热解后的半焦粉与荒煤气经进料管9-3大部分重力沉降于半焦缓冲仓中，未沉降的半焦粉被荒煤气夹带在导向叶片的导向作用下进入一级涡流除尘单元9-4中进行初步涡流除尘，气速控制为20m/s，除尘后的烟气依次进入二级旋风子9-5、三级旋风子9-6除尘，处理气量为2200m3，经一级涡流除尘单元9-4、二级旋风子9-5和三级旋风子9-6处理后的半焦经下料腿进入半焦缓冲仓，排出，分两支路，一支路回收至上行加热提升管1中循环利用，另一支路冷却后仓储，同时三级旋风子9-6除尘后排出的荒煤气进入固定床精除尘器12精除尘处理后经油洗、电捕回收煤焦油，煤气循环利用。
实施例2
本实施例中的下行反应管8的行程为40m，下行反应管8的进料端口与旋风混合器7的下料口连通、下料端口与油气旋风除尘器9的进料口连通。
本实施例的油气旋风除尘器9中在涡流内管下端的外壁上设置有4个倾斜安装的导向叶片，导向叶片的出口角为25°，在导向叶片的外侧套装有与涡流内管同轴的涡流外管，在涡流外管与涡流内管的顶部密封连接，在涡流外管的上部侧壁上加工有2个荒煤气出口，2个荒煤气出口的气流出射方向关于中心轴对称，在荒煤气出口的下侧开设有3个集尘口，每个集尘口上安装有延伸至半焦缓冲仓的下料腿。在一级涡流除尘单元9-4的外侧安装有2个二级旋风子9-5，即2个二级旋风子9-5对应于2个三级旋风子9-6，一一对应，且二级旋风子9-5与三级旋风子9-6间隔布设，均匀分布在进料管9-3外侧的同一圆周上，二级旋风子9-5的荒煤气入口与一级涡流除尘单元9-4的荒煤气出口用管道连接，在二级旋风子9-5的一侧安装有三级旋风子9-6，三级旋风子9-6的荒煤气入口与二级旋风子9-5的荒煤气出口连通，三级旋风子9-6的荒煤气出口用管道与罐体顶部的除尘荒煤气出口连通。本实施例三级旋风子9-6的结构与二级旋风子9-5的结构完全相同，均采用市售的Stairmand HE高效旋风分离器，其筒体直径均为380mm，下料腿延伸至半焦缓冲仓内，一级涡流除尘单元9-4的下料腿、二级旋风子9-5的下料腿之间的间距为550mm，二级旋风子9-5的下料腿与三级旋风子9-6的下料腿间距为550mm，保证相互之间不串气。为了提高物料的缓存时间，将本实施例的一级涡流除尘单元9-4、二级旋风子9-5和三级旋风子9-6的下料腿均设计成下大上小的上下两段套管拼接而成的排料管，其上段管径为50mm，下段管径为上段管径的8倍。
其他的部件及其连接关系与实施例1相同。
本实施例的粉煤热解方法与实施例1相同。
实施例3
本实施例中的下行反应管8的行程为80m。油气旋风除尘器9中在涡流内管下端的外壁上设置有4个倾斜安装的导向叶片，导向叶片的出口角为25°，三级旋风子9-6的结构与二级旋风子9-5的结构完全相同，均采用市售的Stairmand HE高效旋风分离器，其筒体直径均为860mm，下料腿延伸至半焦缓冲仓内，一级涡流除尘单元9-4的下料腿、二级旋风子9-5的下料腿之间的间距为600mm，二级旋风子9-5的下料腿与三级旋风子9-6的下料腿间距为600mm，保证相互之间不串气。
其他的部件及其连接关系与实施例1相同。
本实施例的粉煤热解方法与实施例1相同。
实施例4
上述实施例1～3中，油气旋风除尘器9中布设有1个一级涡流除尘单元9-4和1个二级旋风子9-5、1个三级旋风子9-6，二级旋风子9-5和三级旋风子9-6对称安装在进料管9-3的外侧，其连接关系与相应实施例相同。
其他的部件及其连接关系与实施例1相同。
本实施例的粉煤热解方法与实施例1相同。
实施例5
上述实施例1～4的粉煤热解方法中，步骤(2)高温烟气换热器10排出的高温空气为上行加热提升管1提供高温空气源，使半焦经上行加热提升管1提升并加热至850℃后依次经一级旋风除尘器2、二级旋风除尘器3和三级旋风除尘器4进行粗除尘，粗除尘后的高温烟气进入高温烟气换热器10中与煤气发生热交换，使烟气降温至300℃，煤气升温至500℃；粗除尘后的高温半焦输送至高温半焦缓冲仓5中缓存；步骤(3)干煤粉缓冲仓6中的干燥煤粉以煤气为输送介质经第二L型阀16从煤粉入口吹送至旋风混合器7中，同时经高温烟气换热器10排出的高温煤气经第一L型阀15将高温半焦缓冲仓5的高温半焦从半焦入口沿着与干燥煤粉相反的切向送入旋风混合器7内，高温煤气与高温半焦粉、干燥煤粉在旋风混合器7内混合并形成下行旋流，顺着下行反应管8向下流动，在高温煤气将高温半焦输送到旋风混合器7半焦入口的过程中，510℃的高温煤气在850℃的高温半焦存在下催化活化，与干燥煤粉混合后，干燥煤粉于下行反应管8内下行过程中在煤气活化氛围下闪速热解，产生荒煤气，热解温度为510℃，高温半焦粉与干燥煤粉的质量比为2.1：1。其他的操作步骤与相应实施例相同，所用的热解系统与对应实施例的结构相同。
实施例6
上述实施例1～4的粉煤热解方法中，步骤(2)高温烟气换热器10排出的高温空气为上行加热提升管1提供高温空气源，使半焦经上行加热提升管1提升并加热至950℃后依次经一级旋风除尘器2、二级旋风除尘器3和三级旋风除尘器4进行粗除尘，粗除尘后的高温烟气进入高温烟气换热器10中与煤气发生热交换，使烟气降温至330℃，煤气升温至530℃；粗除尘后的高温半焦输送至高温半焦缓冲仓5中缓存；步骤(3)干煤粉缓冲仓6中的干燥煤粉以煤气为输送介质经第二L型阀16从煤粉入口吹送至旋风混合器7中，同时经高温烟气换热器10排出的高温煤气经第一L型阀15将高温半焦缓冲仓5的高温半焦从半焦入口沿着与干燥煤粉相反的切向送入旋风混合器7内，高温煤气与高温半焦粉、干燥煤粉在旋风混合器7内混合并形成下行旋流，顺着下行反应管8向下流动，在高温煤气将高温半焦输送到旋风混合器7半焦入口的过程中，550℃的高温煤气在950℃的高温半焦存在下催化活化，与干燥煤粉混合后，干燥煤粉于下行反应管8内下行过程中在煤气活化氛围下闪速热解，产生荒煤气，热解温度为550℃，高温半焦粉与干燥煤粉的质量比为2.8：1。其他的操作步骤与相应实施例相同，所用的热解系统与对应实施例的结构相同。
上述实施例中油气旋风除尘器9中的旋风子规格、数量以及下行反应管8的直径、行程均可以根据处理气量实际大小进行适当调整。

Claims (8)

1.一种顺流下行式煤气半焦活化粉煤热解系统，其特征在于：高温烟气换热器(10)的煤气入口与安装在干煤粉缓冲仓(6)出料口的第二L型阀(16)的进气口连通、煤气出口通过管道与安装在半焦缓冲仓(5)的半焦出口上的第一L型阀(15)连通、烟气出口通过管道与立磨(18)的烟气入口连通、高温空气出口通过管道与上行加热提升管1的空气入口连通，立磨(18)的出料口与干煤粉缓冲仓(6)连通，干煤粉缓冲仓(6)的出料口通过第二L型阀(16)与旋风混合器(7)的煤粉入口连通，旋风混合器(7)的半焦入口通过第一L型阀(15)与高温半焦缓冲仓(5)的出料口、高温烟气换热器(10)的煤气出口连通，旋风混合器(7)的出料口与下行床反应管(8)的进料端口连通，下行床反应管(8)的下料端口与油气旋风除尘器(9)的进料口连通，油气旋风除尘器(9)的出焦口通过Y形管接头分别与半焦冷却器(11)进料口、通过第三L型阀(17)与上行加热提升管(1)的半焦入口连通，油气旋风除尘器(9)的除尘荒煤气出口通过管道依次与固定床精除尘器(12)、油洗装置(13)、电捕焦油器(14)连通，上行加热提升管(1)的出料口通过管道与一级旋风除尘器(2)的进料口连通，一级旋风除尘器(2)的烟气出口通过管道与二级旋风除尘器(3)的进料口连通，二级旋风除尘器(3)的烟气出口与三级旋风除尘器(4)的进料口连通，三级旋风除尘器(4)的烟气出口通过管道与高温烟气换热器(10)的烟气入口连通，一级旋风除尘器(2)、二级旋风除尘器(3)和三级旋风除尘器(4)的半焦出口通过管道与高温半焦缓冲仓(5)的进料口连通；
上述旋风混合器(7)的半焦入口和煤粉入口沿着罐体的上部侧壁切向布设，且半焦入口与煤粉入口的进料方向相反。
2.根据权利要求1所述的顺流下行式煤气半焦活化粉煤热解系统，其特征在于：所述油气旋风除尘器(9)的结构是：在分离沉降室(9-1)的上部设置有封闭的除尘槽(9-2)将分离沉降室(9-1)上下分为旋风分离仓与半焦缓冲仓，在分离沉降室(9-1)的顶部加工有进料口和除尘荒煤气出口，在进料口上设置有进料管(9-3)，进料管(9-3)穿过旋风分离仓延伸至除尘槽(9-2)的底部中心孔外，在旋风分离仓内沿着进料管(9-3)的外壁布设有旋风子组，旋风子组是由一级涡流除尘单元(9-4)和至少1个二级旋风子(9-5)和至少1个三级旋风子(9-6)组成，一级涡流除尘单元(9-4)套装在进料管(9-3)的下端口外壁上，其荒煤气出口与二级旋风子(9-5)的荒煤气入口连通，二级旋风子(9-5)与三级旋风子(9-6)一一对应且间隔、均匀分布在同一圆周上，二级旋风子(9-5)的荒煤气出口与三级旋风子(9-6)的荒煤气入口连通，三级旋风子(9-6)的荒煤气出口通过管道与分离沉降室(9-1)顶部的除尘荒煤气出口连通，一级涡流除尘单元(9-4)、二级旋风子(9-5)以及三级旋风子(9-6)的下料腿分别延伸至半焦缓冲仓内。
3.根据权利要求1所述的顺流下行式煤气半焦活化粉煤热解系统，其特征在于：所述一级涡流除尘单元(9-4)、二级旋风子(9-5)与三级旋风子(9-6)的下料腿之间的中心距离至少是500mm。
4.根据权利要求1或2所述的顺流下行式煤气半焦活化粉煤热解系统，其特征在于：所述一级涡流除尘单元(9-4)、二级旋风子(9-5)与三级旋风子(9-6)的下料腿上部直径小于下部直径，且下部直径为上部直径的5～8倍。
5.根据权利要求1所述的顺流下行式煤气半焦活化粉煤热解系统，其特征在于：所述下行反应管(8)的行程不小于40m。
6.一种使用权利要求1至5任一项所述的顺流下行式煤气半焦活化粉煤热解方法，其特征在于由以下步骤组成：
(1)将原煤粒磨研至粒径达到200目，利用高温烟气换热器(10)排出的高温烟气干燥至水分在2％以下，将干燥后的煤粉存于干煤粉缓冲仓(6)中；
(2)高温烟气换热器(10)排出的高温空气为上行加热提升管(1)提供高温空气源，使半焦经上行加热提升管(1)提升并加热至850～950℃后依次经一级旋风除尘器(2)、二级旋风除尘器(3)和三级旋风除尘器(4)进行粗除尘，粗除尘后的高温烟气进入高温烟气换热器(10)中与煤气发生热交换，使烟气降温至300～330℃，煤气升温至500～550℃；粗除尘后的高温半焦输送至高温半焦缓冲仓(5)中缓存；
(3)干煤粉缓冲仓(6)中的干燥煤粉以煤气为输送介质经第二L型阀(16)从煤粉入口吹送至旋风混合器(7)中，同时高温烟气换热器(10)排出的高温煤气经第一L型阀(15)将高温半焦缓冲仓(5)的高温半焦从半焦入口沿着与干燥煤粉相反的切向送入旋风混合器(7)内，高温煤气与高温半焦粉、干燥煤粉在旋风混合器(7)内混合并形成下行旋流，沿着下行反应管(8)内壁向下流动，煤气在高温半焦存在下活化，使煤粉在活化煤气氛围中闪速热解，产生荒煤气，热解温度为510～550℃，高温半焦粉与干燥煤粉的质量比为2.1～2.8：1；
(4)热解后的半焦与荒煤气一起进入油气旋风除尘器(9)中进行进一步除尘处理，荒煤气进入固定床精除尘器(12)精除尘处理后经油洗、电捕回收煤焦油，煤气循环利用，热解后的半焦分两支路，一支路回收至上行加热提升管(1)中循环利用，另一支路冷却后仓储。
7.根据权利要求6所述的粉煤热解方法，其特征在于：所述步骤(3)中，经高温烟气换热器(10)加热的500～550℃高温煤气经第一L型阀(15)将高温半焦缓冲仓(5)的高温半焦输送到旋风混合器(7)半焦入口过程中，高温煤气在850～950℃的高温半焦存在下产生活化，干燥煤粉在下行反应管(8)内下行过程中在煤气活化氛围下热解。
8.根据权利要求6所述的粉煤热解方法，其特征在于：所述步骤(4)热解后的半焦粉与荒煤气一起进入油气旋风除尘器(9)中进行进一步除尘处理，具体是：热解后的半焦粉与荒煤气经进料管(9-3)大部分重力沉降于半焦缓冲仓中，未沉降的半焦粉被荒煤气夹带进入一级涡流除尘单元(9-4)中进行初步涡流除尘，除尘后的荒煤气依次进入二级旋风子(9-5)、三级旋风子(9-6)除尘，经一级涡流除尘单元(9-4)、二级旋风子(9-5)和三级旋风子(9-6)处理后的半焦经下料腿进入半焦缓冲仓随半焦粉带出。
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