CN106947541B - 一种基于低阶煤热解水蒸汽熄焦水煤气制氢的组合方法及系统 - Google Patents

一种基于低阶煤热解水蒸汽熄焦水煤气制氢的组合方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于低阶煤热解水蒸汽熄焦水煤气制氢的组合方法及系统，所述方法包括以下步骤：将低温干馏炉产生的半焦升温后缓慢下行；向上连续喷入水蒸汽，使其与高温半焦进行热交换；经所述热交换升温后的水蒸汽与部分高温半焦发生气化反应生成水煤气；将所述水煤气收集、净化，分离后得到H2和CO，所述CO进一步反应生成H2，将所述H2合并后进行纯化得纯H2；另一部分未发生气化反应的高温半焦在下行过程中与水蒸汽热交换后降温，进一步冷却后输出。本发明为煤焦油加氢找到了最低成本的制氢工艺方法，充分利用了价廉质优的原料半焦，将熄焦和制氢系统优化组合在一起，工艺流程简化，操作方便安全，有助于煤炭清洁高效利用的产业发展。

Description

一种基于低阶煤热解水蒸汽熄焦水煤气制氢的组合方法及 系统
技术领域
本发明涉及煤炭清洁高效利用技术领域，具体是一种基于低阶煤热解，水蒸汽熄焦，水煤气制氢的组合方法及系统。
背景技术
随着国家能源战略的调整，煤炭清洁高效利用被列为我国十三五规划一百项重大项目的第八位。目前清洁高效利用煤炭资源主要有：将高挥发分低阶煤低温干馏热解提质，煤焦油加氢制燃料油，荒煤气发电，合成燃料和制取高附加值的化工产品原料。其中煤焦油加氢制柴油，汽油等燃油产品需要大量纯氢原料。现有制氢方法主要有：电解水制氢，烃类制氧，天然气制氧，甲醇制氢，煤炭气化制氢等，这些方法因原料贵，能耗高，工艺设备投资大，运行过程费用多，纯氢产品成本高。另外现在煤炭低温干馏后的炽热半焦主要用水熄降温处理，然后再次烘干，严重浪费水源和热源，半焦产品受二次污染质量差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于低阶煤热解水蒸汽熄焦水煤气制氢的组合方法。该方法充分利用低温干馏半焦的高固定碳、特低硫、磷、氧、氮等杂质的特点，同时有效利用炽热半焦的余热，把质优价廉、原料充足、外运成本高的热解固态产品就地转化为附加值高的液态和气态产品。
具体而言，本发明提供的基于低阶煤热解水蒸汽熄焦水煤气制氢的组合方法包括以下步骤：
(1)将低温干馏炉产生的半焦升温至900～1100℃，所得高温半焦缓慢下行；
(2)向上连续喷入150～250℃的水蒸汽，使其沿所述下行的高温半焦的空隙向上穿行，并与所述高温半焦进行热交换；
(3)经所述热交换升温至427℃以上的水蒸汽与部分高温半焦发生气化反应，生成主要成分为H2和CO的水煤气；
(4)将所述水煤气收集、净化，分离后得到H2和CO；收集所述H2，进一步将所述CO在催化剂作用下与水蒸汽反应生成H2并收集；将两次收集所得H2合并后进行纯化，得纯H2；
(5)另一部分未发生气化反应的高温半焦在下行过程中与所述向上穿行的水蒸汽热交换后降温，进一步冷却后输出。
本发明步骤(1)所述低温干馏炉产生的半焦温度为550～650℃。所述升温具体为：通入富氧空气，与部分半焦反应后燃烧，燃烧所得热量使其余半焦升温至900℃～1100℃。
本发明步骤(4)所述水煤气收集、净化具体为：用集气伞收集水煤气，用桥管导出后送入旋风除尘器除尘净化，经余热回收换热器降温至200℃以下，再送入文氏洗涤塔进一步降温净化，得粗水煤气。
步骤(4)采用能让H2分子通过而CO分子不能通过的陶瓷膜或分子筛将H2与CO分离，将分离所得的H2送入粗氢储罐备用。
步骤(4)分离得到的CO加热后送入变换反应器，在催化剂作用下与水蒸汽发生变换反应生成含有H2和CO2的混合气，再采用能让H2分子通过而CO2分子不能通过的陶瓷膜或分子筛将H2与CO2分离，将分离所得的H2送入粗氢储罐备用。
所述CO气体送入变换反应器前加热至230～280℃，所述水蒸汽的温度为170～230℃；二者在催化剂作用下进行如下放热反应：CO+H2O→H2+CO2；所述反应中，优选水蒸汽过量。
所述粗氢储罐内存储的H2经冷干器脱水后送入变压吸附系统提纯，得到纯度99.9％以上的纯H2。
本发明步骤(5)所述进一步冷却具体为：先用冷却水进行喷淋冷却，使所述半焦产品降温至60℃以下，含水率为12～15％；再进行缓冲冷却，即可。
本发明为煤焦油加氢找到了最低成本的制氢工艺方法，充分利用了价廉质优的原料半焦；增温后的高温半焦连续部分气化产生的水煤气杂质少，品质高，有利于CO的变换和H2的提纯；炽热半焦给水蒸气换热降温熄焦，余热利用充分，半焦无熄焦和烘干过程中的二次污染，保证了半焦产品的质量。
本发明同时提供了一种基于低阶煤热解水蒸汽熄焦水煤气制氢的系统。
具体而言，所述系统包括三段式水煤气发生器，所述水煤气发生器优选为外钢筒内衬耐火材料的筒体结构。所述水煤气发生器包括通过半焦通道由上至下顺次联通的增温仓、水煤气发生仓以及半焦降温仓。
其中：
所述增温仓顶部的半焦入口与低温干馏炉的半焦出口相连；所述增温仓内设置布风燃烧器和高温烟气通道；
所述水煤气发生仓底部设置喷口向上的水蒸汽喷射器；所述水煤气发生仓底的上部设置水煤气集气伞，所述水煤气集气伞的出口依次与水煤气导出桥管、旋风除尘器、余热回收换热器、文氏洗涤塔以及H2-CO分离器相连；所述H2-CO分离器的CO出口依次与变换反应器和H2-CO2分离器相连；所述H2-CO分离器的H2出口和H2-CO2分离器的H2出口汇合至粗氢储罐，所述粗氢储罐的H2出口依次与粗H2冷干器、变压吸附PSA系统以及纯H2气柜相连；
所述半焦降温仓内设置熄焦喷淋冷却仓和螺旋出焦机；所述螺旋出焦机的出口依次与皮带输送机以及半焦产品库相连。
本发明提供的方法可利用该系统进行实施。具体而言：
所述步骤(1)将低温干馏炉产生的半焦通入所述水煤气发生器顶端，进入所述增温仓后升温至900～1100℃，所得高温半焦进入所述水煤气发生仓，并缓慢下行。在该过程中，通过向增温仓中的布风燃烧器吹入一定量的富氧空气，使部分半焦燃烧，所产生的热量将其余半焦增温至900～1100℃，燃烧产生的高温烟气可通过高温烟气通道送入干馏炉作为干馏热源气。
所述步骤(2)从所述水煤气发生仓底端向上连续喷入150～250℃的水蒸汽。所述水蒸汽喷射器优选采用耐高温不锈钢材质制作。
所述步骤(3)中，增温后的炽热半焦连续缓慢下行，与连续上窜并升温至427℃以上的水蒸汽在水煤气发生仓内发生气化反应，产生以H2和CO为主要组分的水煤气。
所述步骤(4)通过位于所述水煤气发生仓上部(约600℃温区)的集气伞收集水煤气后，将水煤气导出。所述集气伞为耐火耐腐不锈钢材质。
所述步骤(5)中未发生气化反应的高温半焦在下行过程中与向上穿行的150～250℃水蒸汽热交换后降温，下行至半焦降温仓后进一步冷却。
作为本发明的一种具体的实施方案，所述方法包括以下具体步骤：
A、将低温干馏炉产生的600℃炽热半焦送入水煤气发生仓并增温至1000℃，因干馏炉连续产焦，水煤气发生器底部连续出焦，增温后的半焦床层同样连续缓慢下行；
B、将废热锅炉产生的200℃水蒸气连续定量地从水煤气发生器的底部向上喷射，沿下行的高温半焦空隙向上穿行，与高温半焦换热升温；
C、到达427℃以上的高温时水蒸汽便与炽热半焦发生气化反应，产生富含H2和CO的水煤气；将连续不断生成的水煤气用设置在水煤气发生仓上部600℃温区位置的集气阵伞收集并用桥管导出送入旋风除尘器除尘净化；再经余热回收换热器降温后送入文氏洗涤塔进一步降温净化，得到粗水煤气；
D、用陶瓷膜(或分子筛)制作的分离器将H2和CO分离，H2送入粗氢储罐备用；
E、将分离出来的CO加热至250℃和200℃的水蒸汽一同送入变换反应器，在催化剂作用下发生变换反应如下：CO+H2O→H2+CO2+(-41.4Kg/mol)因变换反应属于放热的可逆反应过程。受化学平衡的制约，过量的水蒸汽和适当低的温度(在满足催化剂活性温度前提下)将有利于尽可能多的CO转化成H2；
F、将粗H2冷干脱水后送入PSA(变压吸附)系统提纯，生产99.9％的高纯度H2产品；
G、未燃烧(或气化)的半焦连续下行，并与空隙中向上窜的水蒸汽换热降温，到水煤气发生仓底部出焦口半焦温度降至220℃以下；
H、降温后的半焦进入螺旋出焦机进料口的喷淋冷却仓，用冷水进一步降温至60℃以下，喷水量以半焦产品含水率12～15％为宜，螺旋出焦机输出的半焦经冷却缓冲降温至40℃，再用皮带系统送至半焦产品库。
所述步骤A中，炽热半焦增温是通过设置在水煤气发生仓上部的布风器向炽热半焦中连续地，定量地吹入富氧空气，燃烧部分半焦将其余半焦增温至900～1100℃。
所述步骤B中，水蒸汽由余热锅炉生产，通过设置在水煤气发生器下部的喷射器向高温半焦中喷射，并沿下行的高温半焦的空隙向上穿行，不断与高温半焦换热升温，当水蒸汽到达427℃以上的温区时，富含H2和CO的水煤气产生。
所述步骤C中，水煤气由耐高温不锈钢制作的集气阵伞在红焦床层600℃的温区位置收集，确保喷入的水蒸气与炽热红焦充分反应，获取质量最优的水煤气。高温水煤气经旋风除尘后由余热锅炉换热器回收热量降温至200℃以下，再用文氏洗涤塔进一步降温净化。
所述步骤D中，利用H2和CO分子的粒径差，选择能让H2分子通过而CO分子不能通过的陶瓷膜(或分子筛)制作的分离器将其分离。
所述步骤E中，CO气体送入变换反应器前应加热至250℃与同时送入的200℃水蒸汽在催化剂作用下进行如下反应；CO+H2O→H2+CO2→-41.4Kg/mol反应属于放热的可逆反应过程。受化学平衡的制约，过量的水蒸汽和适当低的温度(在满足催化剂活性温度前提下)将有利于尽可能多的CO转化成H2。
所述步骤F中，粗H2先进入冷干器将其夹带的水蒸汽冷凝脱除，冷干脱水后的粗H2用进料泵送入PSA系统的变压吸附塔提纯；本制氢方法采用两组四床变压吸附流程，一组工作，一组备用。
所述步骤G中，因干馏炉是连续产生炽热半焦，进入水煤气发生仓后只能部分燃烧(或气化)，大部分半焦将不断下行并与上窜的水蒸汽换热降温，半焦到达发生器底部出焦口时温度降至220℃以下。
所述步骤H中，从水煤气发生仓底部出口排入喷淋冷却仓的半焦，用20～30℃的工艺净化水喷淋冷却至60℃以下，喷水量以半焦产品含水率12～15％为宜，由螺旋出焦机输出再由皮带输机送至半焦产品库，无需烘烤干燥。
本发明与现有技术相比具有以下优点：(i)本发明通过将低阶煤干馏热解产生的炽热半焦增温至1000℃用水蒸汽从高温半焦床层穿过产生富含H2和CO的水煤气，为制氢提供优质充足的原料；(ii)本发明利用干馏炉连续出焦的特点，对进入水煤气发生器的半焦连续增温并缓慢下行；水蒸汽同样连续喷射在半焦床层中上窜，换热升温。高温半焦只有部分与水蒸汽反应，收集的水煤气无燃烧废气，杂质少，有利于CO的变换和H2的提纯；(iii)本发明利用水蒸汽与高温半焦换热和气化反应吸热给其余半焦熄焦降温，余热利用充分；(iv)本发明用蒸汽熄焦，定量喷水降温，保证半焦的质量，又节水节能；(v)本发明所用炽热半焦来源量大，熄焦和制氢系统优化组合在一起，工艺流程简化，操作方便安全，生产潜力大，制氢成本低(纯度99.9％的H2，0.30元/Nm3)，有利于煤炭清洁高效利用的大中型企业规模化生产，更有助于煤化产业的进步和发展。
附图说明
图1为本发明所述基于低阶煤热解水蒸汽熄焦水煤气制氢的系统示意图；
图中：1、炽热半焦增温仓；2、布风器；3、高温烟气聚气室；4、水煤气发生仓；5、水蒸汽喷射器；6、水煤气集气伞；7、喷淋冷却仓；8、螺旋出焦机；9、半焦冷却缓冲仓；10、皮带输送机；11、除尘器；12、余热回收器；13、文氏洗涤塔；14、H2-CO气分离器；15、加热器；16、变换反应器；17、H2-CO2分离器；18、粗H2冷干器；19、CO气输送泵；20、蒸汽锅炉；21、给水泵；22、蒸汽仓；23、蒸汽泵；24、水供给/回收/净化车间；15、粗H2储罐；26、进料泵；27、PSA(变压吸附)系统；28、真空泵；29、氢气产品柜；30、31、32均为沉渣槽。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
本实施例提供了一种基于低阶煤热解水蒸汽熄焦水煤气制氢的组合方法，包括以下步骤：
(1)输入低温干馏炉产生的温度为600℃的半焦，富氧空气与部分半焦反应后燃烧，燃烧所得热量使其余半焦升温至1000℃，所得高温半焦缓慢下行；
(2)向上连续喷入200℃的水蒸汽，使其沿所述下行的高温半焦的空隙向上穿行，并与所述高温半焦进行热交换；
(3)经所述热交换升温至427℃以上的水蒸汽与部分高温半焦发生气化反应，生成主要成分为H2和CO的水煤气；
(4)用集气伞收集水煤气，用桥管导出后送入旋风除尘器除尘净化，经余热回收换热器降温至200℃以下，再送入文氏洗涤塔进一步降温净化，得粗水煤气；
采用能让H2分子通过而CO分子不能通过的陶瓷膜或分子筛处理所述粗水煤气；将H2与CO分离，将分离所得的H2送入粗氢储罐备用；
分离得到的CO加热至250℃后送入变换反应器，在催化剂作用下与200℃的水蒸汽发生变换反应生成含有H2和CO2的混合气，再采用能让H2分子通过而CO2分子不能通过的陶瓷膜或分子筛将H2与CO2分离，将分离所得的H2送入粗氢储罐备用；
所述粗氢储罐内存储的H2经冷干器脱水后送入变压吸附系统提纯，得到纯度99.9％的纯H2；
(5)另一部分未发生气化反应的高温半焦在下行过程中与所述向上穿行的水蒸汽热交换后降温至220℃左右，用冷却水进行喷淋冷却，使所述半焦产品降温至60℃以下、含水率为13％；再进行缓冲冷却后输出。
实施例2
本实施例提供了一种基于低阶煤热解水蒸汽熄焦水煤气制氢的系统；所述系统包括三段式水煤气发生器，所述水煤气发生器优选为外钢筒内衬耐火材料的筒体结构；所述水煤气发生器包括通过半焦通道由上至下顺次联通的增温仓、水煤气发生仓以及半焦降温仓；
其中：
所述增温仓顶部的半焦入口与低温干馏炉的半焦出口相连；所述增温仓内设置布风燃烧器和高温烟气通道；
所述水煤气发生仓底部设置喷口向上的水蒸汽喷射器；所述水煤气发生仓的上部设置水煤气集气伞，所述水煤气集气伞的出口依次与水煤气导出桥管、旋风除尘器、余热回收换热器、文氏洗涤塔以及H2-CO分离器相连；所述H2-CO分离器的CO出口依次与变换反应器和H2-CO2分离器相连；所述H2-CO分离器的H2出口和H2-CO2分离器的H2出口汇合至粗氢储罐，所述粗氢储罐的H2出口依次与粗H2冷干器、变压吸附PSA系统以及纯H2气柜相连；
所述半焦降温仓内设置熄焦喷淋冷却仓和螺旋出焦机；所述螺旋出焦机的出口依次与皮带输送机以及半焦产品库相连。
实施例3
本实施例提供了一种基于低阶煤热解水蒸汽熄焦水煤气制氢的系统，如图1所示。所述系统中：
炽热半焦增温仓1的进料口与干馏炉的出焦口相连，增温仓1的中部安装布风器2，增温仓1的上部设置烟气室3通过桥管与热解炉的干馏室相连；水煤气发生仓4的上口与炽热半焦增温仓1的下口相连，水煤气发生仓4底部安装水蒸汽喷射器5，水煤气发生仓4的上部安装水煤气集气伞6；喷淋熄焦仓7上口与水煤气发生仓4的下口相连，喷淋熄焦仓7内四周安装冷水喷淋；螺旋出焦机8的进料口与喷淋熄焦仓7的下口相连，螺旋出焦机8的出料口与半焦冷却缓冲仓9的进料口相连；冷却缓冲仓9出料口与皮带输送机10相连，皮带输送半焦至产品库。水煤气发生仓4中的水煤气集气伞6通过桥管与除尘器11的进气口相连，除尘器11的出气口通过管线与热回收器12下部的进气口相连；热回收器12内均布循环水排管(或盘管)，其进水口通过管线与给水泵21的出水口相连，其出水口通过管线与蒸气锅炉20的进水口相连，热回收器12上部的出气口通过管线与文氏洗涤塔13的进气口相连，热回收器12底部排污口通过插管与沉渣槽30相连；文氏洗涤塔13进水口通过管线与给水泵21相连，文氏洗涤塔13上部排气口通过气管与H2-CO气体分离器14下部进气口相连，文氏洗涤塔13的底部排污口通过插管与沉淀槽31相连；H2-CO气分离器14顶部的H2出口通过气管与粗H2储罐25的进气口相连，分离器14中部的CO出气口通过气管与加热器15的进气口相连，分离器14底部排污口通过插管与沉淀槽32相连；加热器15的出气口通过气管和加压泵29与变换反应器16的顶部进气口相连；变换反应器16中部的蒸汽进口通过气管与H2-CO2气分离器19下部的进气口相连；H2-CO2气分离器17的H2出气口通过气管与粗H2储罐25的进气口相连，H2-CO2气分离器14的CO2出气口接燃气管线，H2-CO2气分离器底部的排污口通过管线与水供给，回收净化车间24连接；粗H2冷干器18进气口通过气管与粗H2储罐25的出气口相连，粗H2冷干器18的H2出气口通过管线及进料泵26与PSA(变压吸附)系统27的进气口相连，粗H2冷干器18底部的排液口通过管线与水供给/回收/净化车间24相连；PSA(变压吸附)系统27用两组四床变压吸附流程(一用一备)，PSA(变压吸附)系统27的H2出气口通过管线与纯H2产品柜进气口相连，PSA(变压吸附)系统27的解吸气出口通过管线和真空泵28接入燃气管线。其中炽热半焦还可采用电热辐射加热增温。CO-H2分离器和CO2-H2分离器均由外筒体、过滤床、陶瓷膜滤、H2管组成。
实施例4
本实施例提供了利用实施例3提供的系统热解水蒸汽熄焦水煤气制氢的组合方法，具体为：
A、将低温干馏炉产生的600℃炽热半焦连续送入半焦增温仓1，并通过布风器2连续定量向炽热半焦床层中吹入富氧空气，燃烧部分半焦将其余半焦增温至900～1100℃，也可以用电加热将半焦增温至900～1100℃。燃烧半焦产生的烟气集聚在增温仓1上部的烟气室3内，烟气温度800～900℃由烟道管送入干馏炉作热源气。
B、增温后的高温半焦连续下行进入水煤气发生仓4，同时连续定量地从水煤气发生仓4底部喷入200℃的水蒸汽，水蒸汽在下行的高温半焦空隙中向上穿行，换热升温，升温至427℃以上开始与炽热红焦发生气化反应(C+H2O(g)→H2+CO)产生主组分为H2和CO的水煤气。
C、将连续不断产生的水煤气用设置在水煤气发生仓4上部600℃温区位置的集气伞6收集，由桥管导出送入除尘器11除尘净化，再经余热回收换热器12降温至200℃以下送入文氏洗涤塔13进一步降温净化，制得粗水煤气。
D、粗水煤气用陶瓷膜(或分子筛)分离器14将H2和CO分离，进入分离器14的粗水煤气先经过滤床除掉固，液杂质，H2送入粗氢储罐25备用。
E、分离出来的CO经加热器15加热至250℃送入变换反应器16与同时进入的200℃水蒸汽在催化剂作用下进行变换反应(CO+H2O(g)→H2+CO2—-41.4Kg/mol)，反应属于放热的可逆反应过程。受化学平衡的制约，过量的水蒸气和适当低的温度(在满足催化剂活性温度前提下)将有利于尽可能多的CO转化成H2。再用陶瓷膜(或分子筛)分离器17将过滤除液除杂后的变换气体中的H2和CO2分离，H2同样送入粗氢储罐25备用。
F、粗H2经冷干器18将其夹带的蒸汽水冷凝脱除后由进料泵26送入PSA(变压吸附)系统27提纯，H2提纯至99.9％送入H2产品柜29。由PSA(变压吸附)系统27产生的解吸气体经真空泵28排入燃气管线。
G、半焦在水煤气发生仓4内继续下行与上窜的水蒸汽换热降温，到达水煤器发生仓4的底部半焦温度降至220℃以下；
H、将降温至220℃以下的半焦再送入喷淋冷却仓7喷入适量的常温水(20～30℃)，使半焦的含水率为12～15％，温度降至60℃以下用螺旋出焦机送入半焦冷却缓冲仓9，温度降至40℃再用皮带输送机10送到半焦产品库。
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (5)

1.一种基于低阶煤热解水蒸汽熄焦水煤气制氢的组合方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将低温干馏炉产生的半焦升温至900～1100℃，所得高温半焦缓慢下行；
其中，所述低温干馏炉产生的半焦温度为550～650℃；所述升温具体为：通入富氧空气，与部分半焦反应后燃烧，燃烧所得热量使其余半焦升温至900℃～1100℃；
(2)向上连续喷入150～250℃的水蒸汽，使其沿所述下行的高温半焦的空隙向上穿行，并与所述高温半焦进行热交换；
(3)经所述热交换升温至427℃以上的水蒸汽与部分高温半焦发生气化反应，生成主要成分为H2和CO的水煤气；
(4)将所述水煤气收集、净化，分离后得到H2和CO；收集所述H2，进一步将所述CO在催化剂作用下与水蒸汽反应生成H2并收集；将两次收集所得H2合并后进行纯化，得纯H2；
(5)另一部分未发生气化反应的高温半焦在下行过程中与所述向上穿行的水蒸汽热交换后降温，进一步冷却后输出；
步骤(5)所述进一步冷却具体为：先用冷却水进行喷淋冷却，使所述半焦产品降温至60℃以下，含水率为12～15％；再进行缓冲冷却，即可；
步骤(5)分离得到的CO加热后送入变换反应器，在催化剂作用下与水蒸汽发生变换反应生成含有H2和CO2的混合气，再采用能让H2分子通过而CO2分子不能通过的陶瓷膜或分子筛将H2与CO2分离，将分离所得的H2送入粗氢储罐备用；
所述CO气体送入变换反应器前加热至230～280℃，所述水蒸汽的温度为170～230℃；二者在催化剂作用下进行如下放热反应：CO+H2O→H2+CO2；所述水蒸汽为过量；
所述组合方法是基于低阶煤热解水蒸汽熄焦水煤气制氢的系统实现的，所述系统包括：水煤气发生器；所述水煤气发生器包括通过半焦通道由上至下顺次联通的增温仓、水煤气发生仓以及半焦降温仓；
所述增温仓顶部的半焦入口与低温干馏炉的半焦出口相连；所述增温仓内设置布风燃烧器和高温烟气通道；
所述水煤气发生仓底部设置喷口向上的水蒸汽喷射器；所述水煤气发生仓的上部设置水煤气集气伞，所述水煤气集气伞的出口依次与水煤气导出桥管、旋风除尘器、余热回收换热器、文氏洗涤塔以及H2-CO分离器相连；所述H2-CO分离器的CO出口依次与变换反应器和H2-CO2分离器相连；所述H2-CO分离器的H2出口和H2-CO2分离器的H2出口汇合至粗氢储罐，所述粗氢储罐的H2出口依次与粗H2冷干器、变压吸附PSA系统以及纯H2气柜相连；
所述半焦降温仓内设置熄焦喷淋冷却仓和螺旋出焦机；所述螺旋出焦机的出口依次与皮带输送机以及半焦产品库相连。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)所述水煤气收集、净化具体为：用集气伞收集水煤气，用桥管导出后送入旋风除尘器除尘净化，经余热回收换热器降温至200℃以下，再送入文氏洗涤塔进一步降温净化，得粗水煤气。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(5)采用能让H2分子通过而CO分子不能通过的陶瓷膜或分子筛将H2与CO分离，将分离所得的H2送入粗氢储罐备用。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述粗氢储罐内存储的H2经冷干器脱水后送入变压吸附系统提纯，得到纯度99.9％以上的纯H2。
5.一种基于低阶煤热解水蒸汽熄焦水煤气制氢的系统，其特征在于，包括水煤气发生器；所述水煤气发生器包括通过半焦通道由上至下顺次联通的增温仓、水煤气发生仓以及半焦降温仓；
所述增温仓顶部的半焦入口与低温干馏炉的半焦出口相连；所述增温仓内设置布风燃烧器和高温烟气通道；
所述水煤气发生仓底部设置喷口向上的水蒸汽喷射器；所述水煤气发生仓的上部设置水煤气集气伞，所述水煤气集气伞的出口依次与水煤气导出桥管、旋风除尘器、余热回收换热器、文氏洗涤塔以及H2-CO分离器相连；所述H2-CO分离器的CO出口依次与变换反应器和H2-CO2分离器相连；所述H2-CO分离器的H2出口和H2-CO2分离器的H2出口汇合至粗氢储罐，所述粗氢储罐的H2出口依次与粗H2冷干器、变压吸附PSA系统以及纯H2气柜相连；
所述半焦降温仓内设置熄焦喷淋冷却仓和螺旋出焦机；所述螺旋出焦机的出口依次与皮带输送机以及半焦产品库相连。
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