CN107652997B - 一种粉状兰炭制备装置及工艺 - Google Patents

一种粉状兰炭制备装置及工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种粉状兰炭制备装置及工艺，其中，粉状兰炭制备装置包括燃烧‑粉状兰炭制备装置，其与粉状兰炭分离装置的入口端相连通，粉状兰炭分离装置的固体出口端与粉状兰炭冷却装置相通，气体出口端通过焦油收集装置与煤气净化装置相通；燃烧‑粉状兰炭制备装置由相互连通的燃烧段和制备段两段结构组成，且燃烧段和制备段共用一个灰斗；所述燃烧段包括相互连通且采用卧式布置的燃烧器和燃烧室，燃烧室与制备段相连通；制备段为上行气流床结构，其上部为制备反应室，制备反应室与粉状兰炭分离装置相连通，下部为与制备反应室相连通的文丘里结构，制备反应室上布置空气喷嘴。其可实现煤炭高效清洁利用。

Description

一种粉状兰炭制备装置及工艺
技术领域
本发明属于煤化工领域，尤其涉及一种粉状兰炭制备装置及工艺。
背景技术
兰炭又称半焦、焦粉，是利用神府煤田盛产的优质侏罗精煤块烧制而成的，作为一种新型的炭素材料，以其固定炭高、比电阻高、化学活性高、含灰份低、铝低、硫低、磷低的特性,以逐步取代冶金焦而广泛运用于电石、铁合金、硅铁.碳化硅等产品的生产，成为一种不可替代的炭素材料。
目前，常用兰炭结构为块状，粒度一般在3mm以上，采用技术工艺多为低温干馏为主，干馏温度一般在600℃左右，由于起步较晚，目前兰炭低温干馏炉设备的单炉年产量多数在3万吨/年上下，5万吨/年以上规模的论坛低温干馏炉设备尚处于探索和试验阶段，大型化设备的技术工艺仍不成熟，仅能运用一炉多门等组合技术实现集中化大规模生产，最终造成制备兰炭的效率低的问题。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明的第一目的提供一种粉状兰炭制备装置，其可实现快速粉状兰炭的制备，同时，副产焦油和煤气，可实现煤炭高效清洁利用。
本发明提供了三种粉状兰炭制备装置结构。其中：
第一种粉状兰炭制备装置，包括燃烧-粉状兰炭制备装置，其与粉状兰炭分离装置的入口端相连通，粉状兰炭分离装置的固体出口端与粉状兰炭冷却装置相通，气体出口端通过焦油收集装置与煤气净化装置相通；
所述燃烧-粉状兰炭制备装置由相互连通的燃烧段和制备段两段结构组成，且燃烧段和制备段共用一个灰斗；所述燃烧段包括相互连通且采用卧式布置的燃烧器和燃烧室，燃烧室与制备段相连通；制备段为上行气流床结构，其上部为制备反应室，制备反应室与粉状兰炭分离装置相连通，下部为与制备反应室相连通的文丘里结构，制备反应室上布置空气喷嘴。
第二种粉状兰炭制备装置，包括燃烧-粉状兰炭制备装置，其与粉状兰炭分离装置的入口端相连通，粉状兰炭分离装置的固体出口端与粉状兰炭冷却装置相通，气体出口端通过焦油收集装置与煤气净化装置相通；
所述燃烧-粉状兰炭制备装置由相互连通的燃烧段和制备段两段结构组成，且燃烧段和制备段共用一个灰斗；所述燃烧段包括相互连通且采用立式布置的燃烧器和燃烧室，燃烧室与制备段相连通；制备段为上行气流床结构，其上部为制备反应室，制备反应室与粉状兰炭分离装置相连通，下部为与制备反应室相连通的文丘里结构，制备反应室上布置空气喷嘴。
第三种粉状兰炭制备装置，包括燃烧-粉状兰炭制备装置，其与粉状兰炭分离装置的入口端相连通，粉状兰炭分离装置的固体出口端与粉状兰炭冷却装置相通，气体出口端通过焦油收集装置与煤气净化装置相通；
所述燃烧-粉状兰炭制备装置由相互连通的燃烧段和制备段两段结构组成，且燃烧段和制备段共用一个灰斗；所述燃烧段包括相互连通且采用W火焰燃烧方式布置的燃烧器和燃烧室，燃烧室与制备段相连通；制备段为上行气流床结构，其上部为制备反应室，制备反应室与粉状兰炭分离装置相连通，下部为与制备反应室相连通的文丘里结构，制备反应室上布置空气喷嘴。
在以上任一种粉状兰炭制备装置结构中，所述燃烧段为热风炉结构设计，以燃烧天然气为主，以燃烧煤气为辅。
在以上任一种粉状兰炭制备装置结构中，在文丘里结构的喉口处布置有给料喷嘴，给料喷嘴的给料采用溜槽滑入方式。
在以上任一种粉状兰炭制备装置结构中，在文丘里结构的喉口上部布置有给料喷嘴，给料喷嘴的给料采用气力输送的双喷嘴对冲布置方式；其中，气力输送的输送介质为氮气或热烟气。
在以上任一种粉状兰炭制备装置结构中，制备段的下部文丘里结构的控制气流速度在20～80m/s，制备段的上行气流床结构的床高10～20m，反应时间3～10s。
在以上任一种粉状兰炭制备装置结构中，所述粉状兰炭分离装置为旋风分离器；
或/和
所述粉状兰炭冷却装置为管式或板式换热器。
在以上任一种粉状兰炭制备装置结构中，所述焦油冷却装置为冷凝器结构；
或/和
所述煤气净化装置为布袋除尘器结构。
本发明的第二目的是提供一种基于粉状兰炭制备装置的粉状兰炭制备方法。
本发明的基于粉状兰炭制备装置的粉状兰炭制备方法，包括：
步骤1：天然气和煤气在燃烧段充分组织燃烧产生热烟气，控制烟温在以1100℃为中心的预设邻域温度范围内；
步骤2：热烟气进入制备段，与制备段煤粉喷口喷入的煤粉充分混合上行完成粉状兰炭制备过程，反应温度控制在以900℃为中心的预设邻域温度范围内，整个过程反应时间控制在3～10s；
步骤3：随着步骤2中反应的进行，制备段上的空气喷嘴喷入空气，补充氧量，以保证反应温度维持在以900℃为中心的预设邻域温度范围内，来降低兰炭中的挥发分含量，控制气体中焦油生成；
步骤4：反应完成后，气固混合物进入粉状兰炭分离装置，分离的粉状兰炭进入粉状兰炭冷却装置冷却至80℃以下进行储存，粗煤气进入煤气净化装置净化后储存。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)由于传统兰炭多为块状，粒度一般在3mm以上，如果用于制作型煤，需先进行破碎制粉，为了解决该问题，本发明以烟煤或褐煤为原料，以热烟气为反应介质，在上行气流床中实现粉状兰炭的快速制备，得到的粉状兰炭可直接制备型煤。
(2)由于传统兰炭制备工艺多为低温密闭干馏，干馏时间为3小时，本发明的粉状兰炭制备装置中粉状兰炭制备时间仅3～10s。
(3)本发明除获得粉状兰炭产品外，还获得副产品焦油和煤气，其中，部分煤气可与天然气在燃烧段混烧产生热烟气，为后续粉状兰炭制备提供热源和反应介质。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1是本发明的一种粉状兰炭制备装置实施例一结构示意图；
图2是本发明的一种粉状兰炭制备装置实施例二结构示意图；
图3是本发明的一种粉状兰炭制备装置实施例三结构示意图；
图4(a)是本发明的一种粉状兰炭制备装置实施例四结构示意图；
图4(b)是本发明的一种粉状兰炭制备装置实施例四结构中AA侧视图；
图5是本发明的一种粉状兰炭制备装置实施例五结构示意图；
图6是本发明的一种粉状兰炭制备装置实施例六结构示意图；
图7是本发明的一种基于粉状兰炭制备装置的粉状兰炭制备工艺流程图。
其中，1、天然气；2、掺烧煤气；3、空气；4、燃烧器；5、燃烧室；6、灰斗；7、灰渣；8、文丘里结构；9、给料喷嘴；10、空气喷嘴；11、制备反应室；12、粉状兰炭分离装置；13、粉状兰炭冷却装置；14、粉状兰炭；15、焦油收集装置；16、煤气净化装置；17、煤气；18、二次风；19、热风道；20、三次风。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
实施例一
图1是本发明的一种粉状兰炭制备装置实施例一结构示意图。
如图1所示，本实施例的粉状兰炭制备装置，包括燃烧-粉状兰炭制备装置，其与粉状兰炭分离装置12的入口端相连通，粉状兰炭分离装置12的固体出口端与粉状兰炭冷却装置13相通，气体出口端通过焦油收集装置15与煤气净化装置16相通；
所述燃烧-粉状兰炭制备装置由相互连通的燃烧段和制备段两段结构组成，且燃烧段和制备段共用一个灰斗6；所述燃烧段包括相互连通且采用卧式布置的燃烧器4和燃烧室5，燃烧室5与制备段相连通；制备段为上行气流床结构，其上部为制备反应室11，制备反应室11与粉状兰炭分离装置12相连通，下部为与制备反应室11相连通的文丘里结构8，制备反应室11上布置空气喷嘴10。
其中，从灰斗6输出灰渣7，从煤气净化装置16输出煤气17。
在本实施例中，空气喷嘴10布置在制备段中上部区域，随着反应的进行，补充适量氧量，保证温度在以900℃为中心的预设邻域温度范围内(例如：895℃～905℃)，其目的在于消除焦油析出。
在本实施例中，所述燃烧段为热风炉结构设计，以燃烧天然气1为主，辅助燃烧掺烧煤气2，同时还通入有空气3。
在本实施例中，在文丘里结构8的喉口处布置有给料喷嘴9，给料喷嘴9的给料采用溜槽滑入方式。
在本实施例中，制备段的下部文丘里结构8的控制气流速度在20～80m/s，制备段的上行气流床结构的床高10～20m，反应时间3～10s。
在本实施例中，所述粉状兰炭分离装置12为旋风分离器。
需要说明的是，粉状兰炭分离装置12也可采用其他分离装置。
因工艺需求，粉状兰炭分离装置12的材质应选用耐高温材料，耐温区间为600～900℃。
在本实施例中，所述粉状兰炭冷却装置13为管式换热器。
需要说明的是，粉状兰炭冷却装置13也可以采用板式换热器。
具体地，粉状兰炭14应被冷却至80℃以下。
在本实施例中，所述焦油冷却装置15为冷凝器结构。
需要说明的是，焦油冷却装置15也可采用其他冷却装置结构。
在本实施例中，所述煤气净化装置16为布袋除尘器结构。
需要说明的是，煤气净化装置16也可采用其他净化装置结构来实现。
本实施例以烟煤或褐煤为原料，以热烟气为反应介质，在上行气流床中实现粉状兰炭的快速制备，得到的粉状兰炭可直接制备型煤。
本实施例的粉状兰炭制备装置中粉状兰炭制备时间仅3～10s。
本实施例除获得粉状兰炭产品外，还获得副产品焦油和煤气，其中，部分煤气可与天然气在燃烧段混烧产生热烟气，为后续粉状兰炭制备提供热源和反应介质。
本实施例的粉状兰炭制备装置适用于小容量的粉状兰炭制备。
实施例二
图2是本发明的一种粉状兰炭制备装置实施例二结构示意图。
本实施例的结构与实施例一的结构区别在于给料喷嘴10的安装位置以及给料方式不同。其他结构均与实施例一相同。
如图2所示，本实施例的粉状兰炭制备装置结构中，在文丘里结构8的喉口上部布置有给料喷嘴10，给料喷嘴10的给料采用气力输送的双喷嘴对冲布置方式；其中，气力输送的输送介质为氮气或热烟气。
本实施例以烟煤或褐煤为原料，以热烟气为反应介质，在上行气流床中实现粉状兰炭的快速制备，得到的粉状兰炭可直接制备型煤。
本实施例的粉状兰炭制备装置中粉状兰炭制备时间仅3～10s。
本实施例除获得粉状兰炭产品外，还获得副产品焦油和煤气，其中，部分煤气可与天然气在燃烧段混烧产生热烟气，为后续粉状兰炭制备提供热源和反应介质。
本实施例的粉状兰炭制备装置适用于小容量的粉状兰炭制备。
实施例三
图3是本发明的一种粉状兰炭制备装置实施例三结构示意图。
如图3所示，本实施例的粉状兰炭制备装置，包括燃烧-粉状兰炭制备装置，其与粉状兰炭分离装置12的入口端相连通，粉状兰炭分离装置12的固体出口端与粉状兰炭冷却装置13相通，气体出口端通过焦油收集装置15与煤气净化装置16相通；
所述燃烧-粉状兰炭制备装置由相互连通的燃烧段和制备段两段结构组成，且燃烧段和制备段共用一个灰斗6；所述燃烧段包括相互连通且采用立式布置的燃烧器4和燃烧室5，燃烧室5与制备段相连通；制备段为上行气流床结构，其上部为制备反应室11，制备反应室11与粉状兰炭分离装置12相连通，下部为与制备反应室11相连通的文丘里结构8，制备反应室11上布置空气喷嘴10。
其中，从灰斗6输出灰渣7，从煤气净化装置16输出煤气17。
在本实施例中，空气喷嘴10布置在制备段中上部区域，随着反应的进行，补充适量氧量，保证温度在以900℃为中心的预设邻域温度范围内(例如：895℃～905℃)，其目的在于消除焦油析出。
在本实施例中，所述燃烧段为热风炉结构设计，以燃烧天然气1为主，辅助燃烧掺烧煤气2，同时还通入有空气3。
在本实施例中，在文丘里结构8的喉口处布置有给料喷嘴9，给料喷嘴9的给料采用溜槽滑入方式。
在本实施例中，制备段的下部文丘里结构8的控制气流速度在20～80m/s，制备段的上行气流床结构的床高10～20m，反应时间3～10s。
在本实施例中，所述粉状兰炭分离装置12为旋风分离器。
需要说明的是，粉状兰炭分离装置12也可采用其他分离装置。
因工艺需求，粉状兰炭分离装置12的材质应选用耐高温材料，耐温区间为600～900℃。
在本实施例中，所述粉状兰炭冷却装置13为管式换热器。
需要说明的是，粉状兰炭冷却装置13也可以采用板式换热器。
具体地，粉状兰炭14应被冷却至80℃以下。
在本实施例中，所述焦油冷却装置15为冷凝器结构。
需要说明的是，焦油冷却装置15也可采用其他冷却装置结构。
在本实施例中，所述煤气净化装置16为布袋除尘器结构。
需要说明的是，煤气净化装置16也可采用其他净化装置结构来实现。
本实施例以烟煤或褐煤为原料，以热烟气为反应介质，在上行气流床中实现粉状兰炭的快速制备，得到的粉状兰炭可直接制备型煤。
本实施例的粉状兰炭制备装置中粉状兰炭制备时间仅3～10s。
本实施例除获得粉状兰炭产品外，还获得副产品焦油和煤气，其中，部分煤气可与天然气在燃烧段混烧产生热烟气，为后续粉状兰炭制备提供热源和反应介质。
本实施例的粉状兰炭制备装置适用于中等容量的粉状兰炭制备。
实施例四
图4(a)是本发明的一种粉状兰炭制备装置实施例四结构示意图；
图4(b)是本发明的一种粉状兰炭制备装置实施例四结构中AA侧视图。
本实施例的结构与实施例三的结构区别在于给料喷嘴10的安装位置以及给料方式不同。其他结构均与实施例三相同。
如图4(a)和图4(b)所示，本实施例的粉状兰炭制备装置结构中，在文丘里结构8的喉口上部布置有给料喷嘴10，给料喷嘴10的给料采用气力输送的双喷嘴对冲布置方式；其中，气力输送的输送介质为氮气或热烟气。
本实施例以烟煤或褐煤为原料，以热烟气为反应介质，在上行气流床中实现粉状兰炭的快速制备，得到的粉状兰炭可直接制备型煤。
本实施例的粉状兰炭制备装置中粉状兰炭制备时间仅3～10s。
本实施例除获得粉状兰炭产品外，还获得副产品焦油和煤气，其中，部分煤气可与天然气在燃烧段混烧产生热烟气，为后续粉状兰炭制备提供热源和反应介质。
本实施例的粉状兰炭制备装置适用于中等容量的粉状兰炭制备。
实施例五
图5是本发明的一种粉状兰炭制备装置实施例五结构示意图。
如图5所示，本实施例的粉状兰炭制备装置，包括燃烧-粉状兰炭制备装置，其与粉状兰炭分离装置12的入口端相连通，粉状兰炭分离装置12的固体出口端与粉状兰炭冷却装置13相通，气体出口端通过焦油收集装置15与煤气净化装置16相通；
所述燃烧-粉状兰炭制备装置由相互连通的燃烧段和制备段两段结构组成，且燃烧段和制备段共用一个灰斗6；所述燃烧段包括相互连通且采用W火焰燃烧方式布置的燃烧器4和燃烧室5，燃烧室5与制备段相连通；制备段为上行气流床结构，其上部为制备反应室11，制备反应室11与粉状兰炭分离装置12相连通，下部为与制备反应室11相连通的文丘里结构8，制备反应室11上布置空气喷嘴10。
其中，从灰斗6输出灰渣7，从煤气净化装置16输出煤气17。
在本实施例中，空气喷嘴10布置在制备段中上部区域，随着反应的进行，补充适量氧量，保证温度在以900℃为中心的预设邻域温度范围内(例如：895℃～905℃)，其目的在于消除焦油析出。
在本实施例中，所述燃烧段为热风炉结构设计，以燃烧天然气1为主，辅助燃烧掺烧煤气2。燃烧室5还与热风道19相连通，热风道19将二次风18和三次风20均送至燃烧室5。
在本实施例中，在文丘里结构8的喉口处布置有给料喷嘴9，给料喷嘴9的给料采用溜槽滑入方式。
在本实施例中，制备段的下部文丘里结构8的控制气流速度在20～80m/s，制备段的上行气流床结构的床高10～20m，反应时间3～10s。
在本实施例中，所述粉状兰炭分离装置12为旋风分离器。
需要说明的是，粉状兰炭分离装置12也可采用其他分离装置。
因工艺需求，粉状兰炭分离装置12的材质应选用耐高温材料，耐温区间为600～900℃。
在本实施例中，所述粉状兰炭冷却装置13为管式换热器。
需要说明的是，粉状兰炭冷却装置13也可以采用板式换热器。
具体地，粉状兰炭14应被冷却至80℃以下。
在本实施例中，所述焦油冷却装置15为冷凝器结构。
需要说明的是，焦油冷却装置15也可采用其他冷却装置结构。
在本实施例中，所述煤气净化装置16为布袋除尘器结构。
需要说明的是，煤气净化装置16也可采用其他净化装置结构来实现。
本实施例以烟煤或褐煤为原料，以热烟气为反应介质，在上行气流床中实现粉状兰炭的快速制备，得到的粉状兰炭可直接制备型煤。
本实施例的粉状兰炭制备装置中粉状兰炭制备时间仅3～10s。
本实施例除获得粉状兰炭产品外，还获得副产品焦油和煤气，其中，部分煤气可与天然气在燃烧段混烧产生热烟气，为后续粉状兰炭制备提供热源和反应介质。
本实施例的粉状兰炭制备装置适用于大容量的粉状兰炭制备。
实施例六
图6是本发明的一种粉状兰炭制备装置实施例六结构示意图。
本实施例的结构与实施例五的结构区别在于给料喷嘴10的安装位置以及给料方式不同。其他结构均与实施例三相同。
如图6所示，本实施例的粉状兰炭制备装置结构中，在文丘里结构8的喉口上部布置有给料喷嘴10，给料喷嘴10的给料采用气力输送的双喷嘴对冲布置方式；其中，气力输送的输送介质为氮气或热烟气。
本实施例以烟煤或褐煤为原料，以热烟气为反应介质，在上行气流床中实现粉状兰炭的快速制备，得到的粉状兰炭可直接制备型煤。
本实施例的粉状兰炭制备装置中粉状兰炭制备时间仅3～10s。
本实施例除获得粉状兰炭产品外，还获得副产品焦油和煤气，其中，部分煤气可与天然气在燃烧段混烧产生热烟气，为后续粉状兰炭制备提供热源和反应介质。
本实施例的粉状兰炭制备装置适用于大容量的粉状兰炭制备。
本发明还提供了一种基于粉状兰炭制备装置的粉状兰炭制备工艺。
其中，本发明的该粉状兰炭制备工艺基于如图1-图6中任一所示的粉状兰炭制备装置。
图7是本发明的一种基于粉状兰炭制备装置的粉状兰炭制备工艺流程图。
如图7所示，本发明的基于粉状兰炭制备装置的粉状兰炭制备方法，包括：
步骤1：天然气和煤气在燃烧段充分组织燃烧产生热烟气，控制烟温在以1100℃为中心的预设邻域温度范围内；
步骤2：热烟气进入制备段，与制备段煤粉喷口喷入的煤粉充分混合上行完成粉状兰炭制备过程，反应温度控制在以900℃为中心的预设邻域温度范围内，整个过程反应时间控制在3～10s；
步骤3：随着步骤2中反应的进行，制备段上的空气喷嘴喷入空气，补充氧量，以保证反应温度维持在以900℃为中心的预设邻域温度范围内，来降低兰炭中的挥发分含量，控制气体中焦油生成；
步骤4：反应完成后，气固混合物进入粉状兰炭分离装置，分离的粉状兰炭进入粉状兰炭冷却装置冷却至80℃以下进行储存，粗煤气进入煤气净化装置净化后储存。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (8)

1.一种粉状兰炭制备装置，其特征在于，包括燃烧-粉状兰炭制备装置，其与粉状兰炭分离装置的入口端相连通，粉状兰炭分离装置的固体出口端与粉状兰炭冷却装置相通，气体出口端通过焦油收集装置与煤气净化装置相通；
所述燃烧-粉状兰炭制备装置由相互连通的燃烧段和制备段两段结构组成，且燃烧段和制备段共用一个灰斗；所述燃烧段包括相互连通且采用卧式布置的燃烧器和燃烧室，燃烧室与制备段相连通；制备段为上行气流床结构，其上部为制备反应室，制备反应室与粉状兰炭分离装置相连通，下部为与制备反应室相连通的文丘里结构，制备反应室上布置空气喷嘴；
所述燃烧段为热风炉结构设计，以燃烧天然气为主，以燃烧煤气为辅；
在文丘里结构的喉口处布置有给料喷嘴，给料喷嘴的给料采用溜槽滑入方式。
2.一种粉状兰炭制备装置，其特征在于，包括燃烧-粉状兰炭制备装置，其与粉状兰炭分离装置的入口端相连通，粉状兰炭分离装置的固体出口端与粉状兰炭冷却装置相通，气体出口端通过焦油收集装置与煤气净化装置相通；
所述燃烧-粉状兰炭制备装置由相互连通的燃烧段和制备段两段结构组成，且燃烧段和制备段共用一个灰斗；所述燃烧段包括相互连通且采用立式布置的燃烧器和燃烧室，燃烧室与制备段相连通；制备段为上行气流床结构，其上部为制备反应室，制备反应室与粉状兰炭分离装置相连通，下部为与制备反应室相连通的文丘里结构，制备反应室上布置空气喷嘴；
所述燃烧段为热风炉结构设计，以燃烧天然气为主，以燃烧煤气为辅；
在文丘里结构的喉口处布置有给料喷嘴，给料喷嘴的给料采用溜槽滑入方式。
3.一种粉状兰炭制备装置，其特征在于，包括燃烧-粉状兰炭制备装置，其与粉状兰炭分离装置的入口端相连通，粉状兰炭分离装置的固体出口端与粉状兰炭冷却装置相通，气体出口端通过焦油收集装置与煤气净化装置相通；
所述燃烧-粉状兰炭制备装置由相互连通的燃烧段和制备段两段结构组成，且燃烧段和制备段共用一个灰斗；所述燃烧段包括相互连通且采用W火焰燃烧方式布置的燃烧器和燃烧室，燃烧室与制备段相连通；制备段为上行气流床结构，其上部为制备反应室，制备反应室与粉状兰炭分离装置相连通，下部为与制备反应室相连通的文丘里结构，制备反应室上布置空气喷嘴；
所述燃烧段为热风炉结构设计，以燃烧天然气为主，以燃烧煤气为辅；
在文丘里结构的喉口处布置有给料喷嘴，给料喷嘴的给料采用溜槽滑入方式。
4.如权利要求1或2或3所述的粉状兰炭制备装置，其特征在于，在文丘里结构的喉口上部布置有给料喷嘴，给料喷嘴的给料采用气力输送的双喷嘴对冲布置方式；其中，气力输送的输送介质为氮气或热烟气。
5.如权利要求1或2或3所述的粉状兰炭制备装置，其特征在于，制备段的下部文丘里结构的控制气流速度在20~80m/s，制备段的上行气流床结构的床高10~20m，反应时间3~10s。
6.如权利要求1或2或3所述的粉状兰炭制备装置，其特征在于，所述粉状兰炭分离装置为旋风分离器；
或/和
所述粉状兰炭冷却装置为管式或板式换热器。
7.如权利要求1或2或3所述的粉状兰炭制备装置，其特征在于，所述焦油收集装置为冷凝器结构；
或/和
所述煤气净化装置为布袋除尘器结构。
8.一种基于如权利要求1或2或3所述的粉状兰炭制备装置的粉状兰炭制备方法，其特征在于，包括：
步骤1：天然气和煤气在燃烧段充分组织燃烧产生热烟气，控制烟温在以1100℃为中心的预设邻域温度范围内；
步骤2：热烟气进入制备段，与制备段煤粉喷口喷入的煤粉充分混合上行完成粉状兰炭制备过程，反应温度控制在以900℃为中心的预设邻域温度范围内，整个过程反应时间控制在3~10s；
步骤3：随着步骤2中反应的进行，制备段上的空气喷嘴喷入空气，补充氧量，以保证反应温度维持在以900℃为中心的预设邻域温度范围内，来降低兰炭中的挥发分含量，控制气体中焦油生成；
步骤4：反应完成后，气固混合物进入粉状兰炭分离装置，分离的粉状兰炭进入粉状兰炭冷却装置冷却至80℃以下进行储存，粗煤气进入煤气净化装置净化后储存。
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