CN105199756B - 一种循环流化床锅炉两级煤热解装置和煤热解方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种循环流化床锅炉两级煤热解装置和煤热解方法，所述热解装置包括呈倒梯形台形状的热解室，所述热解室由分隔墙分隔成并列设置的低温热解室和高温热解室；所述低温热解室上部设置有低温热解室进灰口、进煤口和低温热解气出口，底部设有低温热解流化气室；所述高温热解室顶部或侧墙上部设有高温热解气出口、高温热解室进灰口以及混合出料口，底部设有高温热解流化气室和灰焦分离流化气室；灰焦分离流化气室上部设有半焦出料口；分隔墙在下部设有高位连通口和低位连通口以及相对应的可调挡板。本发明既能实现煤的充分热解，又能提高控制性能，保障生产出适应不同需求的多种热解产物，提高煤热解利用的综合效益。

Description

一种循环流化床锅炉两级煤热解装置和煤热解方法

技术领域

本发明涉及煤热解技术领域，具体涉及一种与循环流化床锅炉配套使用的两级煤热解装置和煤热解方法。

背景技术

相比较原煤而言，煤中的挥发份或焦炭大多有更高的利用价值，采用煤热解(煤拔头)工艺将煤分解为热解气、焦油和焦炭或半焦(有的也称为兰炭)，是实现煤的分级利用的有效途径。根据不同的热解产物需求，存在许多不同的热解工艺。有的热解就是利用煤燃烧的热将煤中的挥发份析出，仅仅为了直接得到焦炭或半焦，用于冶金、化工领域或环保锅炉；以煤基能源化工为主的热解工艺，主要为了生产焦油和加氢制燃料油，通常热解产生的热解气和部分半焦直接燃烧以供热解热需要。以燃烧发电利用为主的多联产热解工艺，一般生产出焦油作为主产品，副产品半焦和热解气直接燃烧供产蒸汽发电；另外一种煤热解是以提高发电效率为目的，热解过程以产生热解气为主，除热解产生的半焦通过燃烧产生蒸汽发电外，产生的热解气还可通过燃气蒸汽联合循环发电来提高整体的煤发电效率。

相比较其它热解工艺的传热方式，煤在流化床床层内加热热解的传热能力更强。采用循环流化床锅炉循环灰作为热载体，在外置流化床煤热解反应器进行煤热解，可以将热解系统和燃烧系统有机结合起来，不仅热解效率高，热解产物半焦或分离焦油后的热解气也可直接进入流化床锅炉燃烧，减少了复杂的给煤系统和半焦或热解气处理程序，工艺系统和设备较为简单，建设占地也大为减小。

传统流化床煤热解工艺都是以产生更多低温优质焦油为主要目的，以获得较好的煤利用综合效益。该类工艺要求热解温度不能太高，通常控制在450～600℃之间。如果利用高循环倍率循环流化床锅炉的循环灰作为热载体，为了控制流化床热解反应器内热解反应在合适的低温下进行，该热解工艺需要设置灰分流装置，以控制只将少部分高温循环灰进入流化床热解反应器，剩余的大部分循环灰直接返回流化床锅炉。该热解工艺循环灰与被热解煤是同步流动的，最初循环灰与煤的传热温差很大，随后逐渐降低到很小，不仅简单顺流换热的传热平均温差较低(传热效率低)，煤的实际热解温度也较难控制。另外，煤热解温度先很高后较低的过程与最佳的热解工艺正好相反，造成小颗粒物料加热快，热解温度过高，大颗粒物料加热慢，热解不充分，产油率和产气率均较低。对于绝大多数煤种，如果要快速、充分利用煤的挥发份，需要在较高的温度下才能完成煤的充分热解，提高热解产率。但是煤炭直接高温热解的工艺较难控制热解产物，通常热解产物中的低温焦油比例低，热解气比例高；热解气中甲烷含量少，而氢含量多，这种热解产物较难满足实际需要，经济利用价值较低。

中国发明专利CN103031135B提出一种流化床分级煤热解工艺，该工艺可充分利用循环灰的热量提高煤热解产物整体产率，但该工艺还存在一些局限。

首先，该工艺主要以产生的热解气用于燃气蒸汽联合循环发电来提高整体的煤发电效率为目的，因而注重热解产物中热解气比例的提高和热解气成分满足燃气轮机的要求，对于热解产物的成分控制能力有限，也不适宜多种不同用途的热解以及同时提供多种热解产品。

其次，该热解工艺将全部高温循环灰都进入低温热解室，通过控制低温热解室流化风量来控制高温循环灰上升到热解室的高度，从而控制低温热解室的热解温度，控制调节难度较大，不仅控制精度不高，控制稳定性也较差。

再次，该低温热解室与高温热解室在下部整体相通，煤粒由进料口运动到出料口的距离较短，大颗粒物料的换热和煤热解时间难以保障。

再次，原煤颗粒粒径分布较广，大多在1～8mm，远远大于粒径大多在0.09～0.5mm的循环灰粒径。该热解反应器内煤和灰采用完全均匀混合、同步运行和输送，为了确保大颗粒煤在热解室有足够的停留时间进行充分热解，该热解反应器的体积需要较大，流化气量也较大，能耗很高。

另外，低温热解过程是煤热解的最主要过程，但受完全混合的热平衡限制，该低温热解室的循环灰流量小，而灰的温降大，造成与煤的平均传热温差小，传热和热解效率较低。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种与循环流化床锅炉配套使用的两级煤热解装置和煤热解方法，通过采用更易控制的两级流化床煤热解工艺，既能实现煤的充分热解，又能提高控制性能，保障生产出适应不同需求的多种热解产物，提高煤热解利用的综合效益。

为达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种循环流化床锅炉两级煤热解装置，所述热解装置包括热解室，所述热解室由分隔墙7分隔成并列设置的低温热解室6和高温热解室5；

所述热解室与分隔墙7相对的两个侧墙为倾斜设置；在热解室底部，与分隔墙7相连接的两个侧墙之间的间距大于倾斜侧墙与分隔墙7之间的间距；

所述低温热解室6设置有低温热解室进灰口11、进煤口18和低温热解气出口12；所述低温热解室进灰口11和进煤口18位于低温热解室6顶部或任一个侧墙上部的一端，所述低温热解气出口12位于低温热解室6顶部或任一个侧墙上部的中部；其中，低温热解室进灰口11和进煤口18之间的距离需确保刚进入的煤、灰不直接接触换热，使温度较高的循环灰首先与低温热解室密相区的大量物料混合换热降温，密相区混合物料再与进入的煤换热，可保证煤热解温度不会太高而影响低温热解产物的质量；

所述低温热解室6底部设有低温热解流化气室3，低温热解流化气通过低温热解流化气室3上部的布风装置进入低温热解室6；

所述高温热解室5顶部或上部侧面设有高温热解气出口9和高温热解室进灰口10；所述高温热解室进灰口10位于高温热解室5顶部或任一个侧墙上部与低温热解室进灰口11相对的一端，所述高温热解气出口9位于高温热解室5顶部或任一个侧墙上部的中部；

所述高温热解室5上部的侧墙靠近低温热解室进灰口11的一端设有混合出料口8；所述混合出料口8的标高低于高温热解气出口9和低温热解气出口12；

所述高温热解室5底部靠近高温热解室进灰口10的一端设有高温热解流化气室2，高温热解流化气通过高温热解流化气室2上部的布风装置进入高温热解室5；

所述高温热解室5底部远离高温热解室进灰口10的一端设有灰焦分离流化气室1，用于灰焦分离的流化气体从灰焦分离流化气室1通过灰焦分离流化气室1上部的布风装置进入高温热解室5；

所述灰焦分离流化气室1上部的布风装置的上方、高温热解室5下部的侧墙远离高温热解室进灰口10的一侧设有半焦出料口4；

所述分隔墙7在下部靠近高温热解室进灰口10的一侧设有高位连通口15和低位连通口16；所述高位连通口15和低位连通口16将高温热解室5和低温热解室6连通；所述高位连通口15位于低位连通口16上部，所述高位连通口15设有可调节高位连通口15开度的高位连通口可调挡板14，所述低位连通口16设有可调节低位连通口16开度的低位连通口可调挡板17；

所述低温热解流化气室3上部的布风装置的上表面高于或等于高温热解流化气室2上部的布风装置的上表面；所述灰焦分离流化气室1上部的布风装置的上表面低于高温热解流化气室2上部的布风装置的上表面；

所述混合出料口8的最低点高于高位连通口15的顶点；

所述半焦出料口4的最低点低于高温热解流化气室2上部的布风装置的上表面高度。

作为本发明的一个改进，所述低位连通口16为高度低、宽度宽的矮宽型，以强制最小流量的小颗粒物料经过热解室底部与大颗粒物料混合；所述高位连通口15为高度高、宽度窄的瘦高型，以便控制不同粒径的物料从不同高度通过连通口。

本发明中，所述低位连通口16为高度低、宽度宽的矮宽型，具体可以为高度小于宽度的方形口。所述高位连通口15为高度高、宽度窄的瘦高型，具体可以为高度大于宽度的方形口。

作为本发明的另一个改进，所述低位连通口可调挡板17为沿分隔墙下部横向滑动的形式，当向高温热解室进灰口10的一侧滑动时，低位连通口16的开度减小，同时物料在低温热解室流动距离增长。

作为本发明的再一个改进，所述混合出料口8分为上下两个出口，下部的出口标高低于高温热解室进灰口10和低温热解室进灰口11的标高，上部的出口标高高于高温热解室进灰口10和低温热解室进灰口11的标高。

作为本发明的再一个改进，所述高位连通口可调挡板14和低位连通口可调挡板17的传动装置均布置在低温热解室一侧，以降低故障率。

作为本发明的更进一步改进，所述低温热解室6和/或高温热解室5倾斜的侧墙上间隔设置有若干个隔流板13，所述隔流板13将倾斜侧墙的上部分隔成若干个分隔壁面，在任一分隔壁面上设置松动装置，所述松动装置可为连续的流化气、脉冲气或机械力等方式，所述松动装置可以调节倾斜侧墙上物料的流化状态和流动性。

上述隔流板的设置，既可以仅在低温热解室的倾斜侧墙(该侧墙为热解室相对的倾斜侧墙中的一个)上设置，也可以仅在高温热解室的倾斜侧墙(该侧墙为热解室相对的倾斜侧墙中的另一个)上设置，还可以在二个倾斜侧墙上均进行设置。

本发明中，低温热解室进灰口11和进煤口18之间的距离需确保刚进入的煤、灰不直接接触换热，具体为：当低温热解室进灰口11靠近隔离墙7，则进煤口18远离隔离墙7；当低温热解室进灰口11远离隔离墙7，则进煤口18靠近隔离墙7。

本发明中，热解室与分隔墙7相对的两个侧墙为倾斜设置，具体可以为，热解室为倒梯形台形状，该倒梯形台除两个相对的倾斜面外，其他两个相对的面可以竖直设置，也可以呈倾斜状设置。此外，本领域技术人员还可以根据需要热解室以及由分隔墙分隔开的低温热解室和高温热解室的形状。

本发明中，所述高位连通口可调挡板14和低位连通口可调挡板17的传动装置均布置在低温热解室一侧，以降低故障率。

本发明的煤热解装置中，低温热解气出口12通过管道与热解气处理装置连接；低温热解室进灰口11通过低温热解室进灰管与循环流化床锅炉分离器下的一级返料阀出口a的循环灰管连接，低温热解室进灰管设有低温热解室进灰控制阀；进煤口18与来自循环流化床锅炉给煤装置的给煤管连接，给煤量由给煤装置调节；高温热解室进灰口10通过高温热解室进灰管与循环流化床锅炉分离器下的一级返料阀出口b的循环灰管连接，高温热解室进灰管设有高温热解室进灰调节阀以调节进灰流量；混合出料口8通过输送管道与循环流化床锅炉下部的二级返料阀进口连通，二级返料阀出口与循环流化床锅炉的下部连通。

半焦出料口4与半焦料仓相通，所述半焦料仓经给料装置与循环流化床锅炉的下部连通；所述半焦料仓设有出料口，出料口与半焦出料管连通，所述半焦出料管设有出料阀；所述半焦料仓设有多个启动料进口，所述启动料进口与启动料管连通，所述启动料管设有进料阀。

本发明还提供了一种循环流化床锅炉两级煤热解方法，所述方法包括以下步骤：

原煤由给煤装置控制经进煤口18进入低温热解室6；来自循环流化床锅炉的循环灰分为两路进入热解装置；

其中一路循环灰经低温热解室进灰口11进入低温热解室6；低温热解流化气通过低温热解流化气室3上部的布风装置进入低温热解室6；进入低温热解室6的原煤和循环灰被低温热解流化气流化混合换热，煤被加热发生热解；进入低温热解室6的煤和循环灰在压差和流化作用下，向低温热解室6中分隔墙7下部的高位连通口15和低位连通口16方向输送运动，经过充分流化换热热解后，热解后产生的半焦与循环灰混合，经高位连通口15和低位连通口16进入高温热解室5；低温热解室6产生的热解气体和流化气体混合经低温热解气出口12进入热解气处理装置；

另一路循环灰经高温热解室进灰口10进入高温热解室5；高温热解流化气通过高温热解流化气室2上部的布风装置进入高温热解室；低温热解室6热解产生的半焦、循环灰混合物料经高位连通口15和低位连通口16进入高温热解室5后，与经高温热解室进灰口10直接进入高温热解室5的循环灰一起被高温热解流化气流化混合换热，半焦被继续加热热解；再次热解后的半焦和循环灰混合物料在压差和流化作用下，向高温热解室5的混合出料口8和半焦出料口4方向输送运动；其中，经过充分流化换热热解后，被流化到上部的小颗粒混合物料经混合出料口8进入循环流化床锅炉下部的二级返料阀，经二级返料阀进入循环流化床锅炉的下部；粒径较大的半焦颗粒在高温热解室5的下部运动到灰焦分离流化气室1上部，用于灰焦分离的流化气体通过灰焦分离流化气室1上部的布风装置进入高温热解室下部，将与粒径较大的半焦颗粒混合在一起的循环灰进一步分离出，使得循环灰进入高温热解室上部，而粒径较大的半焦颗粒经半焦出料口4进入半焦料仓；高温热解室5产生的热解气体和流化气体混合经高温热解气出口9进入热解气处理装置。

本发明的煤热解方法中，在给煤量不变下，增大进入低温热解室6的循环灰的量，则可提高低温热解温度，反之亦然。

本发明的煤热解方法中，进入低温热解室6的煤和循环灰在低温热解室6的停留时间同时受低温热解流化气量和倾斜侧墙上设置的松动装置的控制；循环灰流向低温热解室中分隔墙7下部的高位连通口15和低位连通口16的输送速度高于煤，当增加低温热解流化气量和倾斜侧墙上设置的松动装置的运行频率时，循环灰和煤的输送速度差减小。

本发明的煤热解方法中，当原煤平均颗粒度较大或灰分较大时，减小低温热解流化气和高温热解流化气的量，增加低温热解室相对高温热解室的循环灰进灰比例，关小低位连通口可调挡板17，开大高位连通口可调挡板14；当原煤平均颗粒度较小或煤的灰分较少时，增加低温热解流化气和高温热解流化气的量，减小低温热解室相对高温热解室的循环灰进灰比例，关小高位连通口可调挡板14，开大低位连通口可调挡板17。

由于低温热解室6倾斜的侧墙上间隔设置有多个隔流板13，煤和循环灰混合物料被流化时，在倾斜的侧墙上形成较强的内循环流动；当原煤大颗粒比例提高时，增强倾斜侧墙上设置的松动装置的运行，可增加倾斜侧墙上物料的内循环流动性，从而提高大颗粒物料的流动和传热热解能力。

所述进入低温热解室6的循环流化床锅炉的循环灰量受到一级返料阀和低温热解室进灰控制阀控制，在给煤量不变下，增大进灰量可提高低温热解温度，反之亦然；

进入低温热解室6的给煤量由给煤装置根据锅炉负荷和热解产量的需求量综合要求进行调节；循环流化床锅炉负荷和热解产量要求降低时，需减少给煤量，反之亦然；由于热解系统分别设有半焦料仓和热解气处理装置(包括焦油池和热解气柜)，使得热解装置的运行与循环流化床锅炉的运行调节都有一定的独立性；在循环流化床锅炉负荷不变下，给煤量的改变可以调节半焦和热解气(含焦油)的产量。

所述进入低温热解室6的煤和循环灰在低温热解室6的停留时间同时受流化气量和倾斜侧墙上设置的松动装置的控制；循环灰流向低温热解室出口的输送速度高于煤，当增加流化气量和倾斜侧墙上设置的松动装置的运行时，二者速度差减小。

所述进入高温热解室5的循环流化床锅炉的循环灰量受到一级返料阀和高温热解室进灰控制阀控制，减小进入高温热解室5的循环灰量可增大进入低温热解室6的循环灰量，从而改变低温热解室的热解温度和热解效率；高温热解室5的高温热解温度主要受进入热解装置的总循环灰量和煤量等热平衡控制，调节高温热解室5的流化气量可调节流化混合换热能力，以尽可能提高高温热解温度，使半焦充分热解，提高整个热解装置的产率；

对于本发明的方法进一步说明：

热解装置内灰煤的流动是在上下游压差的作用下产生的，流动速度即取决于压差，也取决于热解装置的内部流动阻力。由于流化物料中占比很大的循环灰颗粒粒径很小，因而热解装置的平均流化速度不高，整体流动阻力不大。本发明热解装置的内部流动阻力最大在混合物料由低温热解室6进入高温热解室5的环节，也即主要取决于分隔墙7设置的高位连通口15和低位连通口16的通流尺寸。本发明采用矮宽型的低位连通口16和瘦高型的高位连通口15组合，并且在高位连通口15设有可调节高位连通口15开度的高位连通口可调挡板14，低位连通口16设有可调节低位连通口16开度的低位连通口可调挡板17，这样一方面，可以通过分别调节高位连通口可调挡板14和低位连通口可调挡板17的开度来调节不同粒径物料的混合与通过连通口的速度，另一方面可以通过高位连通口可调挡板14和低位连通口可调挡板17调节混合物料的整体流动阻力，增加热解系统的调节能力和煤种的适应性。当原煤平均颗粒度较大或灰分较大时(不易快速热解)，可减小低温和高温热解室流化风量，增加低温热解室相对高温热解室的循环灰进灰比例，关小低位连通口可调挡板17，开大高位连通口可调挡板14，增加主要聚集在热解室底部的大颗粒物料在热解室的停留时间和换热，同时小颗粒物料的在低温热解室的热解速度加快，停留时间缩短；当原煤平均颗粒度较小或煤的灰分较少时(易快速热解)，可增加低温和高温热解室流化风量，减小低温热解室相对高温热解室的循环灰进灰比例，关小高位连通口可调挡板14，开大低位连通口可调挡板17，保持热解室总的流动阻力稳定；

在低于气流输送床气速下，流化床墙体附近向上的流化气速都存在由正变负的速度梯度。另外，由于本发明热解室倾斜侧墙上的截面积逐渐增大，流化气的向上速度分量随着距离热解室底部距离的增大而降低，且气流存在向倾斜侧墙流动的速度分量，使得流化起来的煤、灰混合物料(特别是大颗粒物料)在倾斜侧墙区域产生大量沉降集聚，该部分物料沿倾斜侧墙下沉到底部后，又被流速增高的流化气重新流化带到上部空间，如此往复，形成了混合物料不断的横向(与由进料口到出料口的物料输送方向交角较大)内循环流动。由于颗粒大的物料的临界流化风速更高，在倾斜侧墙循环流动的大颗粒物料占比更高，由于煤的平均颗粒粒径远大于循环灰，因而倾斜侧墙循环流动的大颗粒物料主要是煤。

煤、灰混合物料在热解室内由进料口向出料口运动过程中，倾斜侧墙附近的大颗粒煤、灰物料流化程度较低，流动阻力较大，流速较慢，而小粒径的循环灰则主要集中在中部，流化较好，沿输送方向(向出料口)的流速较高，这样，就产生大小颗粒不同的煤、灰物料不同步流动，从而增加了大颗粒物料(主要是煤粒)在热解室的停留时间，使之实现充分的热交换。同时由于灰煤的不同步流动，可在确保热平衡条件下，不提高低温热解室的热解温度，使得低温热解室的循环灰流量增大而温降减小，从而增大了循环灰与煤的平均传热温差，提高了低温热解室的传热和热解效率。

倾斜侧墙设置间隔布置的隔流板13，增加了倾斜侧墙附近内循环物料层的厚度，增加了参与内循环的小粒径物料量，并增大沿物料输送方向的流动阻力，从而增加了内循环换热的能力，并进一步增大灰煤的运动速度差；结合倾斜侧墙上设置的松动装置，可调节倾斜侧墙上物料的内循环流动性，从而提高大颗粒物料的流动和传热热解控制的有效性。

强化流化床的内循环流动，有利于减轻颗粒粒径范围分布较大时产生的流化分层现象，使得颗粒较小的循环灰与颗粒较大的煤粒能够实现充分接触和热交换。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

本发明可以采用一个热解装置同时产出不同的热解产物，且各产物生产工艺的独立控制性好。另外，高、低温热解产物分别引出，高温热解产物的显热利用时传热平均温差更大和能量梯级利用效益更高。独立的灰焦分离控制和半焦仓的设置可以在不影响循环流化床锅炉负荷的情况下，改变加煤量和热解产量。本发明热解装置采用控制不同热解室的循环灰进灰量和流动速度来控制热解温度，可控性更好，热解室空间利用效率高，体积小，流化能耗低。热解室内灰、煤流动采用不同步的方式，使得传热快的循环灰和小颗粒煤流速较高，而大颗粒煤流速较低，这样可在不影响循环流化床锅炉循环灰量的情况下，将较小的空间无形分割以增加大颗粒物料的换热时间，确保热解更为充分。根据热平衡，低温热解室的灰平均温降较小，可在流动过程中与大小粒径的煤的平均传热温差均保持相对稳定，传热和热解效率更高，热解产物质量控制更为稳定。

本发明低温热解室进灰口与进煤口保持一定距离，确保刚进入的煤、灰不直接接触换热。这样温度较高的循环灰首先与低温热解室密相区的大量物料混合换热降温，密相区混合物料再与进入的煤换热，可保证煤热解温度不会太高而影响低温热解产物的质量。

本发明热解室底部采用狭长结构，低温热解室到高温热解室的连通口远离低温热解室的进料口和高温热解室的出料口，以及低位连通口16为矮宽型，可以增加煤和灰的混合加热行程和均匀性，保障在较小的热解室体积下实现充分热解。

本发明设置横向滑动调节的低位连通口16的低位连通口可调挡板17，可调节大颗粒物料在热解室的停留时间和换热，加之瘦高型的高位连通口15和高位连通口可调挡板14，增加了热解调节能力，有更强的系统和煤种适应性。

流化床的均匀混合条件显著优于搅拌混合等方式，传热温差和热解产物更容易实现稳定控制。本发明通过在倾斜侧墙设置间隔布置的隔流板13，强化了流化床的内循环换热的能力和煤灰的不同步运行；结合倾斜侧墙上设置的松动装置，提高了对大颗粒物料的流动和传热热解控制能力，有利于减轻颗粒粒径范围分布较大时产生的流化分层现象，使得颗粒较小的循环灰与颗粒较大的煤粒能够实现充分接触和热交换，并减小了流化气能耗。

由于本发明高温热解室的热解温度较高，可在高温热解室流化气中混合有蒸汽，以在高温热解室发生水煤气反应，产生一氧化碳和氢气等，从而增大可燃气体的产量。另外，本发明的装置也可将高温热解室作为气化室，完成反应活性较高的半焦气化，剩余反应活性不佳的半焦送入炉膛燃烧完全。从而以最佳流程逐次进行煤的热解、气化和燃烧，实现煤的梯级综合利用。

附图说明

图1为本发明两级煤热解装置的正视图；

图2为本发明两级煤热解装置的左侧视图；

图3为本发明两级煤热解装置的俯视图；

附图标记：1、灰焦分离流化气室；2、高温热解流化气室；3、低温热解流化气室；4、半焦出料口；5、高温热解室；6、低温热解室；7、分隔墙；8、混合出料口；9、高温热解气出口；10、高温热解室进灰口；11、低温热解室进灰口；12、低温热解气出口；13、隔流板；14、高位连通口可调挡板；15、高位连通口；16、低位连通口；17、低位连通口可调挡板；18、进煤口。

具体实施方式

下面以附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

如图1、图2和图3所示，一种循环流化床锅炉两级煤热解装置，所述热解装置包括热解室，所述热解室由分隔墙7分隔成并列设置的低温热解室6和高温热解室5；

所述热解室与分隔墙7相对的两个侧墙为倾斜设置；在热解室底部，与分隔墙7相连接的两个侧墙之间的间距大于倾斜侧墙与分隔墙7之间的间距；

所述低温热解室6设置有低温热解室进灰口11、进煤口18和低温热解气出口12；所述低温热解室进灰口11和进煤口18位于低温热解室6顶部或任一个侧墙上部的一端，所述低温热解气出口12位于低温热解室6顶部或任一个侧墙上部的中部；其中，低温热解室进灰口11和进煤口18之间的距离需确保刚进入的煤、灰不直接接触换热，使温度较高的循环灰首先与低温热解室密相区的大量物料混合换热降温，密相区混合物料再与进入的煤换热，可保证煤热解温度不会太高而影响低温热解产物的质量；

所述低温热解室6底部设有低温热解流化气室3，低温热解流化气通过低温热解流化气室3上部的布风装置进入低温热解室6；

所述高温热解室5顶部或上部侧面设有高温热解气出口9和高温热解室进灰口10；所述高温热解室进灰口10位于高温热解室5顶部或任一个侧墙上部与低温热解室进灰口11相对的一端，所述高温热解气出口9位于高温热解室5顶部或任一个侧墙上部的中部；

所述高温热解室5上部的侧墙靠近低温热解室进灰口11的一端设有混合出料口8；所述混合出料口8的标高低于高温热解气出口9和低温热解气出口12；

所述高温热解室5底部靠近高温热解室进灰口10的一端设有高温热解流化气室2，高温热解流化气通过高温热解流化气室2上部的布风装置进入高温热解室5；

所述高温热解室5底部远离高温热解室进灰口10的一端设有灰焦分离流化气室1，用于灰焦分离的流化气体从灰焦分离流化气室1通过灰焦分离流化气室1上部的布风装置进入高温热解室5；

所述灰焦分离流化气室1上部的布风装置的上方、高温热解室5下部的侧墙远离高温热解室进灰口10的一侧设有半焦出料口4；

所述分隔墙7在下部靠近高温热解室进灰口10的一侧设有高位连通口15和低位连通口16；所述高位连通口15和低位连通口16将高温热解室5和低温热解室6连通；所述高位连通口15位于低位连通口16上部，所述高位连通口15设有可调节高位连通口15开度的高位连通口可调挡板14，所述低位连通口16设有可调节低位连通口16开度的低位连通口可调挡板17；

所述低温热解流化气室3上部的布风装置的上表面高于或等于高温热解流化气室2上部的布风装置的上表面；所述灰焦分离流化气室1上部的布风装置的上表面低于高温热解流化气室2上部的布风装置的上表面；

所述混合出料口8的最低点高于高位连通口15的顶点；

所述半焦出料口4的最低点低于高温热解流化气室2上部的布风装置的上表面高度。

所述低位连通口16为高度低、宽度宽的矮宽型，具体可以为高度小于宽度的方形口。所述高位连通口15为高度高、宽度窄的瘦高型，具体可以为高度大于宽度的方形口。

所述低位连通口可调挡板17为沿分隔墙下部横向滑动的形式，当向高温热解室进灰口10的一侧滑动时，低位连通口16的开度减小，同时物料在低温热解室流动距离增长。

所述混合出料口8分为上下两个出口，下部的出口标高低于高温热解室进灰口10和低温热解室进灰口11的标高，上部的出口标高高于高温热解室进灰口10和低温热解室进灰口11的标高。

所述高位连通口可调挡板14和低位连通口可调挡板17的传动装置均布置在低温热解室一侧，以降低故障率。

所述低温热解室6和/或高温热解室5倾斜的侧墙上间隔设置有若干个隔流板13，所述隔流板13将倾斜侧墙的上部分隔成若干个分隔壁面，在任一分隔壁面上设置松动装置，所述松动装置可为连续的流化气、脉冲气或机械力等方式，所述松动装置可以调节倾斜侧墙上物料的流化状态和流动性。

上述隔流板的设置，既可以仅在低温热解室的倾斜侧墙(该侧墙为热解室相对的倾斜侧墙中的一个)上设置，也可以仅在高温热解室的倾斜侧墙(该侧墙为热解室相对的倾斜侧墙中的另一个)上设置，还可以在二个倾斜侧墙上均进行设置。

本发明中，低温热解室进灰口11和进煤口18之间的距离需确保刚进入的煤、灰不直接接触换热，具体为：当低温热解室进灰口11靠近隔离墙7，则进煤口18远离隔离墙7；当低温热解室进灰口11远离隔离墙7，则进煤口18靠近隔离墙7。

本发明中，热解室与分隔墙7相对的两个侧墙为倾斜设置，具体可以为，热解室为倒梯形台形状，该倒梯形台除两个相对的倾斜面外，其他两个相对的面可以竖直设置，也可以呈倾斜状设置。

实施例2

基于实施例1所述装置，一种循环流化床锅炉两级煤热解方法，所述方法包括以下步骤：

原煤由给煤装置控制经进煤口18进入低温热解室6；来自循环流化床锅炉的循环灰分为两路进入热解装置；

其中一路循环灰经低温热解室进灰口11进入低温热解室6；低温热解流化气通过低温热解流化气室3上部的布风装置进入低温热解室6；进入低温热解室6的原煤和循环灰被低温热解流化气流化混合换热，煤被加热发生热解；进入低温热解室6的煤和循环灰在压差和流化作用下，向低温热解室6中分隔墙7下部的高位连通口15和低位连通口16方向输送运动，经过充分流化换热热解后，热解后产生的半焦与循环灰混合，经高位连通口15和低位连通口16进入高温热解室5；低温热解室6产生的热解气体和流化气体混合经低温热解气出口12进入热解气处理装置；

另一路循环灰经高温热解室进灰口10进入高温热解室5；高温热解流化气通过高温热解流化气室2上部的布风装置进入高温热解室；低温热解室6热解产生的半焦、循环灰混合物料经高位连通口15和低位连通口16进入高温热解室5后，与经高温热解室进灰口10直接进入高温热解室5的循环灰一起被高温热解流化气流化混合换热，半焦被继续加热热解；再次热解后的半焦和循环灰混合物料在压差和流化作用下，向高温热解室5的混合出料口8和半焦出料口4方向输送运动；其中，经过充分流化换热热解后，被流化到上部的小颗粒混合物料经混合出料口8进入循环流化床锅炉下部的二级返料阀，经二级返料阀进入循环流化床锅炉的下部；粒径较大的半焦颗粒在高温热解室5的下部运动到灰焦分离流化气室1上部，用于灰焦分离的流化气体通过灰焦分离流化气室1上部的布风装置进入高温热解室下部，将与粒径较大的半焦颗粒混合在一起的循环灰进一步分离出，使得循环灰进入高温热解室上部，而粒径较大的半焦颗粒经半焦出料口4进入半焦料仓；高温热解室5产生的热解气体和流化气体混合经高温热解气出口9进入热解气处理装置。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应该理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种循环流化床锅炉两级煤热解装置，其特征在于，所述热解装置包括热解室，所述热解室由分隔墙(7)分隔成并列设置的低温热解室(6)和高温热解室(5)；

所述热解室与分隔墙(7)相对的两个侧墙为倾斜设置；在热解室底部，与分隔墙(7)相连接的两个侧墙之间的间距大于倾斜侧墙与分隔墙(7)之间的间距；

所述低温热解室(6)设置有低温热解室进灰口(11)、进煤口(18)和低温热解气出口(12)；所述低温热解室进灰口(11)和进煤口(18)位于低温热解室(6)顶部或任一个侧墙上部的一端，所述低温热解气出口(12)位于低温热解室(6)顶部或任一个侧墙上部的中部；其中，低温热解室进灰口(11)和进煤口(18)之间的距离需确保刚进入的煤、灰不直接接触换热；

所述低温热解室(6)底部设有低温热解流化气室(3)，低温热解流化气通过低温热解流化气室(3)上部的布风装置进入低温热解室(6)；

所述高温热解室(5)设有高温热解气出口(9)和高温热解室进灰口(10)；所述高温热解室进灰口(10)位于高温热解室(5)顶部或任一个侧墙上部与低温热解室进灰口(11)相对的一端，所述高温热解气出口(9)位于高温热解室(5)顶部或任一个侧墙上部的中部；

所述高温热解室(5)上部的侧墙靠近低温热解室进灰口(11)的一端设有混合出料口(8)；所述混合出料口(8)的标高低于高温热解气出口(9)和低温热解气出口(12)的标高；

所述高温热解室(5)底部靠近高温热解室进灰口(10)的一端设有高温热解流化气室(2)，高温热解流化气通过高温热解流化气室(2)上部的布风装置进入高温热解室(5)；

所述高温热解室(5)底部远离高温热解室进灰口(10)的一端设有灰焦分离流化气室(1)，用于灰焦分离的流化气体从灰焦分离流化气室(1)通过灰焦分离流化气室(1)上部的布风装置进入高温热解室(5)；

所述灰焦分离流化气室(1)上部的布风装置的上方、高温热解室(5)下部的侧墙远离高温热解室进灰口(10)的一侧设有半焦出料口(4)；

所述分隔墙(7)在下部靠近高温热解室进灰口(10)的一侧设有高位连通口(15)和低位连通口(16)；所述高位连通口(15)和低位连通口(16)将高温热解室(5)和低温热解室(6)连通；所述高位连通口(15)位于低位连通口(16)上部，所述高位连通口(15)设有可调节高位连通口(15)开度的高位连通口可调挡板(14)，所述低位连通口(16)设有可调节低位连通口(16)开度的低位连通口可调挡板(17)；

所述低温热解流化气室(3)上部的布风装置的上表面高于或等于高温热解流化气室(2)上部的布风装置的上表面；所述灰焦分离流化气室(1)上部的布风装置的上表面低于高温热解流化气室(2)上部的布风装置的上表面；

所述混合出料口(8)的最低点高于高位连通口(15)的顶点；

所述半焦出料口(4)的最低点低于高温热解流化气室(2)上部的布风装置的上表面高度；

所述低位连通口(16)为高度低、宽度宽的矮宽型，用于强制最小流量的小颗粒物料经过热解室底部与大颗粒物料混合；

所述高位连通口(15)为高度高、宽度窄的瘦高型，用于控制不同粒径的物料从不同高度通过连通口。

2.根据权利要求1所述的一种循环流化床锅炉两级煤热解装置，其特征在于，所述低位连通口可调挡板(17)为沿分隔墙下部横向滑动的形式，当向高温热解室进灰口(10)的一端滑动时，低位连通口(16)的开度减小，同时物料在低温热解室流动距离增长。

3.根据权利要求1所述的一种循环流化床锅炉两级煤热解装置，其特征在于，所述混合出料口(8)分为上下两个出口，下部的出口标高低于高温热解室进灰口(10)和低温热解室进灰口(11)的标高，上部的出口标高高于高温热解室进灰口(10)和低温热解室进灰口(11)的标高。

4.根据权利要求1所述的一种循环流化床锅炉两级煤热解装置，其特征在于，所述低温热解室(6)和/或高温热解室(5)倾斜的侧墙上间隔设置有若干个隔流板(13)，所述隔流板(13)将倾斜侧墙的上部分隔成若干个分隔壁面，在任一分隔壁面上设置松动装置。

5.根据权利要求1所述的一种循环流化床锅炉两级煤热解装置，其特征在于，低温热解室进灰口(11)和进煤口(18)之间的距离需确保刚进入的煤、灰不直接接触换热，具体为：当低温热解室进灰口(11)靠近分隔墙(7)，则进煤口(18)远离分隔墙(7)；当低温热解室进灰口(11)远离分隔墙(7)，则进煤口(18)靠近分隔墙(7)。

6.一种使用权利要求1限定的循环流化床锅炉两级煤热解装置进行煤热解的方法，所述方法包括以下步骤：

原煤由给煤装置控制经进煤口(18)进入低温热解室(6)；来自循环流化床锅炉的循环灰分为两路进入热解装置；

其中一路循环灰经低温热解室进灰口(11)进入低温热解室(6)；低温热解流化气通过低温热解流化气室(3)上部的布风装置进入低温热解室(6)；进入低温热解室(6)的原煤和循环灰被低温热解流化气流化混合换热，煤被加热发生热解；进入低温热解室(6)的煤和循环灰在压差和流化作用下，向低温热解室(6)中分隔墙(7)下部的高位连通口(15)和低位连通口(16)方向输送运动，经过充分流化换热热解后，热解后产生的半焦与循环灰混合，经高位连通口(15)和低位连通口(16)进入高温热解室(5)；低温热解室(6)产生的热解气体和流化气体混合经低温热解气出口(12)进入热解气处理装置；

另一路循环灰经高温热解室进灰口(10)进入高温热解室(5)；高温热解流化气通过高温热解流化气室(2)上部的布风装置进入高温热解室；低温热解室(6)热解产生的半焦和循环灰混合物料经高位连通口(15)和低位连通口(16)进入高温热解室(5)后，与经高温热解室进灰口(10)直接进入高温热解室(5)的循环灰一起被高温热解流化气流化混合换热，半焦被继续加热热解；再次热解后的半焦和循环灰混合物料在压差和流化作用下，向高温热解室(5)的混合出料口(8)和半焦出料口(4)方向输送运动；其中，经过充分流化换热热解后，被流化到上部的小颗粒混合物料经混合出料口(8)进入循环流化床锅炉下部的二级返料阀；粒径较大的半焦颗粒在高温热解室(5)的下部运动到灰焦分离流化气室(1)上部，用于灰焦分离的流化气体通过灰焦分离流化气室(1)上部的布风装置进入高温热解室下部，将与粒径较大的半焦颗粒混合在一起的循环灰进一步分离出，使得循环灰进入高温热解室上部，而粒径较大的半焦颗粒经半焦出料口(4)进入半焦料仓；高温热解室(5)产生的热解气体和流化气体混合经高温热解气出口(9)进入热解气处理装置。

7.根据权利要求6所述的一种循环流化床锅炉两级煤热解方法，其特征在于，在给煤量不变下，增大进入低温热解室(6)的循环灰的量，则提高低温热解温度，减少进入低温热解室(6)的循环灰的量，则降低低温热解温度。

8.根据权利要求6所述的一种循环流化床锅炉两级煤热解方法，其特征在于，进入低温热解室(6)的煤和循环灰在低温热解室(6)的停留时间同时受低温热解流化气量和倾斜侧墙上设置的松动装置的控制；循环灰流向低温热解室中分隔墙(7)下部的高位连通口(15)和低位连通口(16)的输送速度高于煤的输送速度，当增加低温热解流化气量和倾斜侧墙上设置的松动装置的运行频率时，循环灰和煤的输送速度差减小。

9.根据权利要求6所述的一种循环流化床锅炉两级煤热解方法，其特征在于，当原煤平均颗粒度较大或灰分较大时，减小低温热解流化气和高温热解流化气的量，增加低温热解室相对高温热解室的循环灰进灰比例，关小低位连通口可调挡板(17)，开大高位连通口可调挡板(14)；当原煤平均颗粒度较小或煤的灰分较少时，增加低温热解流化气和高温热解流化气的量，减小低温热解室相对高温热解室的循环灰进灰比例，关小高位连通口可调挡板(14)，开大低位连通口可调挡板(17)。