CN108587694B - 一种煤热解气体产物分离装置、系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种煤热解气体产物分离装置、系统及方法，本发明适用于煤热解工艺后续固、液产物分离。本发明方法通过程序调节自控阀门开启与闭合来实现管路的切换，以完成分离装置的分离除尘和反吹净化功能。分离装置包括气道、金属夹层波纹板和金属盘管。本发明所述的方法采用高温氮气加热煤焦油，使之气化，从而分离粉尘与热解气，并且利用自身净化后煤气“再生”装置，无需额外能量和物质，节能高效，不仅有效的解决热解固、液产物难分离的技术难题，而且过程自动控制，安全可靠。

Description

一种煤热解气体产物分离装置、系统及方法

技术领域

本发明属于煤热解领域，尤其涉及热解产物分离领域，具体涉及一种适用于煤热解工艺后续固、液产物分离的装置、系统及方法。

背景技术

煤热解是指隔绝空气的条件下进行加热，煤在不同温度下发生复杂物理变化和化学反应，生成固体、液体和气体产物的过程。在我国煤炭资源加工利用途径之中，虽然低变质煤的中低温热解技术研究和应用较为广泛和较为成熟，出现了干馏方炉热解工艺、固体热载体热解工艺和回转窑热解工艺等热解工艺，但是煤热解依然存在热解效率低、产物收率不高、产品难分离、废水难处理等技术难题。

目前现有煤热解产物分离方法有旋风分离、布袋收尘、电捕焦油等，但由于粉尘被煤焦油包裹，常规方法均不能彻底完全分离煤焦油和粉尘。神雾集团发明的旋转分离器利用过滤元件过滤粉尘，然后利用反吹气将粉尘带出装置，然而这种方法不能彻底将煤焦油包裹的粉尘过滤，粉尘和焦油微粒有可能会堵塞过滤元件，不易被反吹气吹出。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题。本发明的目的在于提供一种煤热解气体产物分离装置、系统及方法，本发明适用于煤热解工艺后续固、液产物分离，本发明方法通过程序调节自控阀门开启和闭合来实现管路的切换，以完成装置的分离除尘和反吹净化功能。

本发明采用的技术方案入如下：

一种煤热解气体产物分离装置，包括第一气道、第二气道、两个侧板和若干个金属夹层波纹板；

两个侧板前后正对设置，从两个侧板的左边至右边，若干个金属夹层波纹板相互平行且间隔设置在两个侧板之间，所有金属夹层波纹板的前后侧壁分别与两个侧板固定连接，从两个侧板的下部至上部，相邻的两个金属夹层波纹板之间形成波浪形通道；

相邻的两个金属夹层波纹板之间设置有第一金属筛网；每个金属夹层波纹板的夹层中均设置有用于加热的金属盘管；

第一气道和第二气道分别与两个侧板的上部和下部连接，第一气道与金属夹层波纹板之间形成的波浪形通道的上端连通，第二气道与金属夹层波纹板之间形成的波浪形通道的下端连通。

第一金属筛网包括若干段单层的金属筛网，第一金属筛网整体折线形设置在相邻的两个金属夹层波纹板之间，第一金属筛网每一段的两端与金属夹层波纹板之间焊接。

沿相邻两个金属夹层波纹板之间形成的波浪形通道的上部至下部，第一金属筛网的高度为波浪形通道高度的1/3。

相邻两个金属夹层波纹板之间的距离不大于3mm，第一金属筛网为200目筛。

金属盘管的出入口分别设置在金属夹层波纹板的上部和下部。

一种煤热解气体产物分离系统，包括两个上述分离装置、高温介质源、冷凝器、一次旋风分离器、二次旋风分离器、若干个自控阀门和若干个压力变送器；两个分离装置分别为第一分离装置和第二分离装置；

高温介质源的出口与两个分离装置的金属盘管的入口连接；

一次旋风分离器的出口与第一分离装置第二气道和第二分离装置第二气道均连接；

二次旋风分离器的出口与第一分离装置第二气道和第二分离装置第二气道均连接；

第一分离装置第二气道和第二分离装置第二气道均与二次旋风分离器的入口连接；

第一分离装置第一气道和第二分离装置第一气道均与冷凝器的入口连接；

冷凝器的出口与第一分离装置第一气道和第二分离装置第一气道分别连接；

第一分离装置的第二气道和第二分离装置的第二气道分别设置有第一压力变送器和第二压力变送器；

第一分离装置第一气道与冷凝器出口之间的管道上和与冷凝器入口之间的管道上分别设置第一自控阀门和第二自控阀门；

第一分离装置第二气道设置有相互并联的第三自控阀门和第四自控阀门，第三自控阀门设置在第一分离装置第二气道与二次旋风分离器入口之间的管道上；第四自控阀门通过管道与二次旋风分离器的出口和一次旋风分离器的出口分别连接；

第二分离装置第一气道与冷凝器入口之间的管道上和与冷凝器出口之间的管道上分别设置第五自控阀门和第六自控阀门；

第二分离装置第二气道设置有相互并联的第七自控阀门和第八自控阀门，第七自控阀门设置在第二分离装置第二气道与二次旋风分离器入口之间的管道上；第八自控阀门通过管道与二次旋风分离器的出口和一次旋风分离器的出口分别连接；

第一自控阀门、第三自控阀门、第五自控阀门和第八自控阀门均与第一压力变送器连接；

第二自控阀门、第四自控阀门、第六自控阀门和第七自控阀门均与第二压力变送器连接。

高温介质源为冷却兰炭产生的高温氮气。

一种煤热解气体产物分离方法，通过上述分离系统进行，其过程如下：

步骤1，高温介质源向金属盘管内通入高温介质，将第一分离装置和第二分离装置中的第一金属筛网加热至300℃以上；此时，第八自控阀门和第五自控阀门打开，其余自控阀门均关闭；将煤热解气通入一次旋风分离器进行除尘分离；

步骤2，再将经一次旋风分离器分离后的混合气体从第二分离装置第二气道通入第二分离装置进行除尘分离，除尘分离时，混合气中的固体颗粒被第一金属筛网过滤，混合气中包裹粉尘的煤焦油气化，使粉尘与煤焦油分离，煤焦油蒸汽和煤气从第二分离装置第一气道排出并进入冷凝器，在冷凝器内，煤焦油蒸汽被冷凝液化并从冷凝器的液体出口排出，得到洁净煤气，洁净煤气从冷凝器排气口排出；

步骤3，当第二压力变送器检测到第二分离装置第二气道的压力超出预设范围值时，第八自控阀门和第五自控阀门接收第二压力变送器的检测信号，并关闭第八自控阀门和第五自控阀门，同时，第四自控阀门和第二自控阀门打开，一次旋风分离器分离后的混合气体通过第一分离装置进行除尘分离；然后第六自控阀门和第七自控阀门打开，冷凝器排气口排出的清洁煤气从第二分离装置第一气道进入第二分离装置，对第二分离装置第一金属筛网上的固体颗粒进行反吹，使固体颗粒从第一金属筛网上脱离，然后再从第二分离装置第二气道进入二次旋风分离器，二次旋风分离器对携带有反吹固体颗粒的煤气进行分离，经二次旋风分离器分离后的煤气再与一次旋风分离器出口的气体混合后经第四自控阀门进入第一分离装置进行除尘分离，当第二压力变送器检测到第二分离装置第二气道的压力达到预设范围值时，第六自控阀门和第七自控阀门关闭；

步骤4，当第一压力变送器检测到第一分离装置第二气道的压力超出预设范围值时，第四自控阀门和第二自控阀门接收第一压力变送器的检测信号，并关闭第四自控阀门和第二自控阀门，同时，第八自控阀门和第五自控阀门打开，一次旋风分离器和二次旋风分离器分离后的混合气体通过第二分离装置进行除尘分离；然后第一自控阀门和第三自控阀门打开，冷凝器排气口排出的清洁煤气从第一分离装置第一气道进入第一分离装置，对第一分离装置第一金属筛网上的固体颗粒进行反吹，使固体颗粒从第一金属筛网上脱离，然后再从第一分离装置第二气道进入二次旋风分离器，二次旋风分离器对携带有反吹固体颗粒的煤气进行分离，经二次旋风分离器分离后的煤气再与一次旋风分离器出口的气体混合后经第三自控阀门进入第二分离装置进行除尘分离，当第一压力变送器检测到第一分离装置第二气道的压力达到预设范围值时，第一自控阀门和第三自控阀门关闭；

步骤5，重复步骤3至步骤4，实现对煤热解气体产物的持续分离。

在第一分离装置中进行除尘分离和第二分离装置进行除尘分离时，高温介质的流向与经一次旋风分离器分离后的混合气体在第一分离装置和第二分离装置中的流向相反。

本发明具有如下有益效果：

本发明的分离装置通过设置在金属夹层波纹板的夹层中的金属盘管能够对整个装置进行加热，相邻的两个金属夹层波纹板之间形成波浪形通道，相邻的两个金属夹层波纹板之间设置有第一金属筛网，其中，波浪形通道能够增加煤热解气的流程，使煤热解气充分被加热，煤热解气中包裹粉尘的煤焦油被加热后气化，进而使粉尘与煤焦油分离，分离出的粉尘能够被第一金属筛网阻挡过滤下来，煤焦油蒸汽和煤热解气中的煤气穿过波浪形通道后排出整个装置，并进入下道工序，本发明的分离装置能够解决现有技术中粉尘与煤焦油难以完全分离的难题，并且具有分离效果显著的特点。

本发明的煤热解气体产物分离系统通过若干自控阀门、压力变送器和两个本发明的分离装置，通过自控阀门的开闭，能够在第一分离装置进行除尘分离时，对第二分离装置进行反吹净化；当第二分离装置进行除尘分离时，对第一分离装置进行反吹净化；该过程完全自动控制，生产过程中，不必停产，因此能够实现煤热解气体产物的连续分离过，大大提高了生产效率，节约时间和经济成本，还能达到节能减排的目的，经济效果和环境效益显著。

本发明的煤热解气体产物分离方法基于本发明的煤热解气体产物分离系统，由上述煤热解气体产物分离系统的效果可知，本发明的煤热解气体产物分离方法能够实现对煤热解气体产物的连续分离，提高了生产效率，能够创造较高的经济效益，具有良好的环境效益。

附图说明

图1是本发明的煤热解气体产物分离系统示意图；

图2是本发明煤热解气体产物分离装置示意图；

图3是本发明分离装置对煤热解气体产物分离时的示意图；

图4是本发明分离装置反吹净化示意图；

图5是本发明另一种分离装置示意图；

图6是本发明另一种分离装置中的板框结构示意图；

图7是本发明另一种分离装置中的金属筛网组结构示意图；

图8是本发明另一种分离装置中的所有金属筛网组合后的结构示意图；

图9是本发明另一种分离装置中的组合筛板的结构示意图；

图10是本发明另一种分离装置作为分离除尘室时的工作示意图；

图11是本发明另一种分离装置作为反吹净化室时的工作示意图。

图中，1-第一气道，1-1-第二气道，2-金属盘管进口，3-金属盘管出口，4-金属夹层波纹板，5-金属盘管，6-第一金属筛网，7-侧板，8-高温介质源，9-冷凝器，10-一次旋风分离器，11-二次旋风分离器，12-1-第一自控阀门，12-2-第二自控阀门，12-3-第三自控阀门，12-4-第四自控阀门，12-5-第五自控阀门，12-6-第六自控阀门，12-7-第七自控阀门，12-8-第八自控阀门，13-1-第一压力变送器，13-2-第二压力变送器，14-第一分离装置，15-第二分离装置，16-干燥器；102-高温气体进口总管，103-高温气体出口总管，104-金属板框，106-第二金属筛网，107-高温气体进口管道，108-高温气体出口管道，109-组合筛板。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本发明的方案及其各个方面的优点。

参照图2至图4，本发明的煤热解气体产物分离装置，包括第一气道1、第二气道1-1、两个侧板7和若干个金属夹层波纹板4；

两个侧板7前后正对设置，从两个侧板7的左边至右边，若干个金属夹层波纹板4相互平行且间隔设置在两个侧板7之间，所有金属夹层波纹板4的前后侧壁分别与两个侧板7固定连接，从两个侧板7的下部至上部，相邻的两个金属夹层波纹板4之间形成波浪形通道；

相邻的两个金属夹层波纹板4之间设置有第一金属筛网6；每个金属夹层波纹板4的夹层中均设置有用于加热的金属盘管5；

第一气道1和第二气道1-1分别与两个侧板7的上部和下部连接，第一气道1与金属夹层波纹板4之间形成的波浪形通道的上端连通，第二气道1-1与金属夹层波纹板4之间形成的波浪形通道的下端连通。

参照图3和图4，第一金属筛网6包括若干段单层的金属筛网，第一金属筛网6整体折线形设置在相邻的两个金属夹层波纹板4之间，第一金属筛网6每一段的两端与金属夹层波纹板4之间焊接。

优选的，沿相邻两个金属夹层波纹板4之间形成的波浪形通道的上部至下部，第一金属筛网6的高度为波浪形通道高度的1/3。相邻两个金属夹层波纹板4之间的距离不大于3mm，第一金属筛网6为200目筛。金属盘管5的出入口(金属盘管进口2和金属盘管出口3)分别设置在金属夹层波纹板4的上部和下部。

如图1所示，结合图2，本发明的煤热解气体产物分离系统，包括两个上述分离装置、高温介质源8、冷凝器9、一次旋风分离器10、二次旋风分离器11、若干个自控阀门和若干个压力变送器；两个分离装置分别为第一分离装置14和第二分离装置15；

高温介质源8的出口与两个分离装置的金属盘管5的入口连接；

一次旋风分离器10的出口与第一分离装置14第二气道1-1和第二分离装置15第二气道1-1均连接；

二次旋风分离器11的出口与第一分离装置14第二气道1-1和第二分离装置15第二气道1-1均连接；

第一分离装置14第二气道1-1和第二分离装置15第二气道1-1均与二次旋风分离器11的入口连接；

第一分离装置14第一气道1和第二分离装置15第一气道1均与冷凝器9的入口连接；

冷凝器9的出口与第一分离装置14第一气道1和第二分离装置15第一气道1分别连接；

第一分离装置14的第二气道1-1和第二分离装置15的第二气道1-1分别设置有第一压力变送器13-1和第二压力变送器13-2；

第一分离装置14第一气道1与冷凝器9出口之间的管道上和与冷凝器9入口之间的管道上分别设置第一自控阀门12-1和第二自控阀门12-2；

第一分离装置14第二气道1-1设置有相互并联的第三自控阀门12-3和第四自控阀门12-4，第三自控阀门12-3设置在第一分离装置14第二气道1-1与二次旋风分离器11入口之间的管道上；第四自控阀门12-4通过管道与二次旋风分离器11的出口和一次旋风分离器10的出口分别连接；

第二分离装置15第一气道1与冷凝器9入口之间的管道上和与冷凝器9出口之间的管道上分别设置第五自控阀门12-5和第六自控阀门12-6；

第二分离装置15第二气道1-1设置有相互并联的第七自控阀门12-7和第八自控阀门12-8，第七自控阀门12-7设置在第二分离装置15第二气道1-1与二次旋风分离器11入口之间的管道上；第八自控阀门12-8通过管道与二次旋风分离器11的出口和一次旋风分离器10的出口分别连接；

第一自控阀门12-1、第三自控阀门12-3、第五自控阀门12-5和第八自控阀门12-8均与第一压力变送器13-1连接；

第二自控阀门12-2、第四自控阀门12-4、第六自控阀门12-6和第七自控阀门12-7均与第二压力变送器13-2连接。

如图1所示，结合图2～图4，本发明的煤热解气体产物分离方法，通过上述分离系统进行，其过程如下：

步骤1，高温介质源8向金属盘管5内通入高温介质，将第一分离装置14和第二分离装置15中的第一金属筛网6加热至300℃以上；此时，第八自控阀门12-8和第五自控阀门12-5打开，其余自控阀门均关闭；将煤热解气通入一次旋风分离器10进行除尘分离；

步骤2，再将经一次旋风分离器10分离后的混合气体从第二分离装置15第二气道1-1通入第二分离装置15进行除尘分离，除尘分离时，混合气中的固体颗粒被第一金属筛网6过滤，混合气中包裹粉尘的煤焦油气化，使粉尘与煤焦油分离，煤焦油蒸汽和煤气从第二分离装置15第一气道1排出并进入冷凝器9，在冷凝器9内，煤焦油蒸汽被冷凝液化并从冷凝器9的液体出口排出，得到洁净煤气，洁净煤气从冷凝器9排气口排出；

步骤3，当第二压力变送器13-2检测到第二分离装置15第二气道1-1的压力超出预设范围值时，第八自控阀门12-8和第五自控阀门12-5接收第二压力变送器13-2的检测信号，并关闭第八自控阀门12-8和第五自控阀门12-5，同时，第四自控阀门12-4和第二自控阀门12-5打开，一次旋风分离器10分离后的混合气体通过第一分离装置14进行除尘分离；然后第六自控阀门12-6和第七自控阀门12-7打开，冷凝器9排气口排出的清洁煤气从第二分离装置15第一气道进入第二分离装置15，对第二分离装置15第一金属筛网6上的固体颗粒进行反吹，使固体颗粒从第一金属筛网6上脱离，然后再从第二分离装置15第二气道1-1进入二次旋风分离器11，二次旋风分离器11对携带有反吹固体颗粒的煤气进行分离，经二次旋风分离器11分离后的煤气再与一次旋风分离器10出口的气体混合后经第四自控阀门12-4进入第一分离装置14进行除尘分离，当第二压力变送器13-2检测到第二分离装置15第二气道1-1的压力达到预设范围值时，第六自控阀门12-6和第七自控阀门12-7关闭；

步骤4，当第一压力变送器13检测到第一分离装置14第二气道1-1的压力超出预设范围值时，第四自控阀门12-4和第二自控阀门12-5接收第一压力变送器13的检测信号，并关闭第四自控阀门12-4和第二自控阀门12-5，同时，第八自控阀门12-8和第五自控阀门12-5打开，一次旋风分离器10和二次旋风分离器11分离后的混合气体通过第二分离装置15进行除尘分离；然后第一自控阀门12-1和第三自控阀门12-3打开，冷凝器9排气口排出的清洁煤气从第一分离装置1第一气道1进入第一分离装置14，对第一分离装置1第一金属筛网6上的固体颗粒进行反吹，使固体颗粒从第一金属筛网6上脱离，然后再从第一分离装置14第二气道1-1进入二次旋风分离器11，二次旋风分离器11对携带有反吹固体颗粒的煤气进行分离，经二次旋风分离器11分离后的煤气再与一次旋风分离器10出口的气体混合后经第三自控阀门12-3进入第二分离装置15进行除尘分离，当第一压力变送器13-1检测到第一分离装置14第二气道1-1的压力达到预设范围值时，第一自控阀门12-1和第三自控阀门12-3关闭；

步骤5，重复步骤3至步骤4，实现对煤热解气体产物的持续分离。

本发明对煤热解气体产物分离时：

采用冷却兰炭产生的高温氮气作为热源加热分离装置；

开启a组自控阀门(a组自控阀门包括第一自控阀门12-1、第三自控阀门12-3、第五自控阀门12-5和第八自控阀门12-8)时，关闭b组自控阀门(b组自控阀门包括第二自控阀门12-2、第四自控阀门12-4、第六自控阀门12-6和第七自控阀门12-7)；

此时，来自一次旋风分离器10分离完成的夹杂少量粉尘的混合热解气穿过通过第二分离装置15进行分离除尘，此时第二分离装置15作为分离除尘室，分离除尘时，包裹粉尘的煤焦油接触高温金属夹层波纹板4和第一金属筛网6后气化，使粉尘与煤焦油分离，煤焦油蒸汽和煤气穿过分离除尘室，去冷凝工段，通过冷凝器9将煤焦油蒸汽冷凝，得到洁净煤气；

冷凝后的一部分洁净煤气通过控制第一自控阀门12-1能够从第一分离装置14的第一气道1进入第一分离装置14，此时第一分离装置14作为反吹净化尘室，通入的洁净煤气能够对第一分离装置14进行反吹净化，反吹净化时，这部分洁净煤气能够将卡在波纹板缝隙和聚集在气道的粉尘反吹掉，然后从第一分离装置14的第二气道1-1排出，然后去二次旋风分离器；

经过二次旋风分离器分离后的夹杂微量粉尘的热解气返回第二分离装置15；第二分离装置15中设置的第二压力变送器13-2与与其相连的自控阀门连锁，当第二压力变送器13-2检测到压力过大时，第二压力变送器13-2控制与其连接的自控阀门开启与闭合，分离除尘室与反吹净化室互换功能，即当第二分离装置15作为分离除尘室时，第一分离装置14作为反吹净化尘室；当第一分离装置14作为除尘净化室时，第二分离装置15作为反吹净化尘室，依此循环往复，能够实现对煤热解气体产物的持续分离。

开启a组自控阀门和b组自控阀门中，其中一组开启时，另一组处于闭合状态。当装置内压力过大时，改变自控阀门组开启与闭合状态，进行反吹净化。

优选的，高温氮气进气方向与分离除尘热解气进气方向相反，与反吹洁净煤气进气方向相同。

本发明的分离装置还可采用如下结构：

如图5所示，分离装置包括第一气道1、第二气道1-1和若干个组合筛板109，每个组合筛板109具有入口和出口；

参照图6～图9，组合筛板109包括金属板框104、金属盘管5和第二金属筛网106，金属板框104为具有入口、出口和侧壁的框架结构，金属盘管5设置在金属板框104的侧壁上，金属盘管5的出入口分别设置在金属板框104的两端(见图6)，所有金属板框104的入口与第一气道1连通，所有金属板框104的出口与第二气道1-1连通(见图5)，第二金属筛网106设置多个并设置在金属板框104内(见图9)，第二金属筛网106与金属板框104之间焊接；沿金属板框104的入口至出口方向，第二金属筛网106的目数递增(见图8)；

参照图5，所有的金属盘管5的入口(即高温气体进口管道107)均与高温气体进口总管102连通，所有的金属盘管5的出口(即高温气体出口管道108)与高温气体出口总管103连通。

如图8和图7所示，所有的第二金属筛网6分为若干个金属筛网组，每个金属筛网组包括三片单层目数相同的金属筛网，三片单层的金属筛网呈Z形结构设置(见图7)；每个单层的金属筛网与金属板框104出入口方向的轴线均为非90°夹角(见图9至图11)。

如图8所示，优选的，沿金属板框104的一端至另一端，金属筛网组的目数依次为120目、140目、170目和200目递增设置。

参照图6，优选的沿金属板框104的一端至另一端，金属盘管5呈螺旋状盘设于金属板框104的侧壁；并且，优选的，当金属板框104的横截面为矩形时，在金属板框104的每个侧壁上，金属盘管5为连续的S形或折线形迂回设置。

优选的，本发明的金属板框104的侧壁具有夹层结构，金属盘管5设置在夹层内，金属盘管5与夹层壁紧贴，夹层壁为易传热金属材质，厚度为2mm；金属盘管5为耐高温金属管弯曲制成，管道规格为

煤焦油在高温环境时，以煤焦油汽的形式存在，利用固气分离装置可将混合煤气中的微量固体颗粒分离，再进一步分离液气产物。通过本发明的分离装置对粉煤热解后粉尘与煤焦油、煤气进行分离的过程如下(参照图5～图11)：

通过高温气体进口总管102向金属盘管5内通入高温介质对整个分离装置进行加热，当将第二金属筛网106的温度达到300℃以上时，再将粉煤热解后的混合气从第一气道1通入金属板框104的内腔，混合气在金属板框104的内腔被加热，被加热的合气中的煤焦油气化，混合气经过第二金属筛网106时，固体颗粒被第二金属筛网106过滤，煤焦油气化产生的煤焦油汽和煤气通过第二金属筛网去气，并从金属板框104的出口经第二气道1-1排出；

当从第一气道1至第二气道1-1的压降升高时，停止通入粉煤热解后的混合气，再从第二气道1-1向金属板框104的内腔通入净化气体，使金属筛网106上的固体颗粒与第二金属筛网106分离，分离出的固体颗粒从金属板框104入口经第一气道1排出。

优选的，在分离过程中，使单个组合筛板109中粉煤热解后的混合气的流向与金属盘管5内高温介质的流向相反。

本发明中，采用高温气体作为高温介质，温度为350℃以上，高温气体通过金属盘管并将金属筛网加热至300℃以上，含有焦炭末、煤焦油汽和煤气的混合气被加热，使混合气中的煤焦油气化，固体颗粒卡在金属筛网，煤焦油汽和煤气通过金属筛网去气、液分离工段，从而实现分离装置的分离净化功能。当分离装置从第一气道1至第二气道1-1的压降升高时，向分离装置反向吹入净化后的煤气，将卡在筛网上的固体产物吹出分离装置，从而使分离装置分离除尘功能“再生”。

如图10所示，含有焦炭末、煤焦油汽和煤气的混合气从金属板框104下部(即入口)进入，上部(即出口)逸出，此过程为除尘分离过程；如图11所示，反吹气则是从金属板框104上部(即出口)进入，下部(即入口)逸出。

参照图5，为两个本发明的分离装置相互连接后的结构，两个分离装置分别为分离装置A和分离装置B，分离装置A和分离装置B左右对称设置，在进行除尘时，来自一次旋风分离的夹杂少量粉尘的混合热解气通过分离装置A进行除尘，分装置A作为分离除尘室，包裹粉尘的煤焦油接触高温金属筛网后气化，使粉尘与煤焦油分离，煤焦油蒸汽和煤气穿过分离除尘室，去冷凝工段。当分离装置A第一气道1至第二气道1-1的压降升高时，切换一次旋风分离的夹杂少量粉尘的混合热解气通过分离装置B进行除尘，将冷凝工段冷凝后的一部分洁净煤气反向通入分离装置A中，实现对分离装置A的反吹净化，此时分离装置A为反吹净化室，反吹净化过程中，洁净煤气反吹卡在分离装置A金属筛板缝隙和积聚在气道的粉尘，将粉尘带出分离装置A，进入二次旋风分离器。经过二次旋风分离器分离后的夹杂微量粉尘的热解气与一次旋风分离后的混合气混合再一起进入分离装置B进行除尘分离；

当分离装置B第一气道1至第二气道1-1的压降升高时，切换气路，使分离装置A再次作为分离除尘室对混合热解气进行分离除尘，分离装置B再次作为反吹净化室进行自身的反吹净化，依此循环，达到连续分离除尘的目的。

本发明的装置、系统与方法还适用于油页岩、生物质、泥炭、污泥等原料热解产生的煤焦油蒸汽和煤气混合热解气进行热解产物分离。

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，在不脱离本发明的精神和范围的前提下对本发明进行的修改或者等同替代，均应涵盖在本发明的范围之内。

Claims (6)

1.一种煤热解气体产物分离装置，其特征在于，包括第一气道（1）、第二气道（1-1）、两个侧板（7）和若干个金属夹层波纹板（4）；

两个侧板（7）前后正对设置，从两个侧板（7）的左边至右边，若干个金属夹层波纹板（4）相互平行且间隔设置在两个侧板（7）之间，所有金属夹层波纹板（4）的前后侧壁分别与两个侧板（7）固定连接，从两个侧板（7）的下部至上部，相邻的两个金属夹层波纹板（4）之间形成波浪形通道；

相邻的两个金属夹层波纹板（4）之间设置有第一金属筛网（6）；每个金属夹层波纹板（4）的夹层中均设置有用于加热的金属盘管（5）；

第一气道（1）和第二气道（1-1）分别与两个侧板（7）的上部和下部连接，第一气道（1）与金属夹层波纹板（4）之间形成的波浪形通道的上端连通，第二气道（1-1）与金属夹层波纹板（4）之间形成的波浪形通道的下端连通；

第一金属筛网（6）包括若干段单层的金属筛网，第一金属筛网（6）整体折线形设置在相邻的两个金属夹层波纹板（4）之间，第一金属筛网（6）每一段的两端与金属夹层波纹板（4）之间焊接；

沿相邻两个金属夹层波纹板（4）之间形成的波浪形通道的上部至下部，第一金属筛网（6）的高度为波浪形通道高度的1/3；

相邻两个金属夹层波纹板（4）之间的距离不大于3mm，第一金属筛网（6）为200目筛；

通过设置在金属夹层波纹板的夹层中的金属盘管能够对整个装置进行加热。

2.根据权利要求1所述的一种煤热解气体产物分离装置，其特征在于，金属盘管（5）的出入口分别设置在金属夹层波纹板（4）的上部和下部。

3.一种煤热解气体产物分离系统，其特征在于，包括高温介质源（8）、冷凝器（9）、一次旋风分离器（10）、二次旋风分离器（11）、若干个自控阀门、若干个压力变送器和两个权利要求1-2任意一项所述的分离装置；两个分离装置分别为第一分离装置（14）和第二分离装置（15）；

高温介质源（8）的出口与两个分离装置的金属盘管（5）的入口连接；

一次旋风分离器（10）的出口与第一分离装置（14）第二气道（1-1）和第二分离装置（15）第二气道（1-1）均连接；

二次旋风分离器（11）的出口与第一分离装置（14）第二气道（1-1）和第二分离装置（15）第二气道（1-1）均连接；

第一分离装置（14）第二气道（1-1）和第二分离装置（15）第二气道（1-1）均与二次旋风分离器（11）的入口连接；

第一分离装置（14）第一气道（1）和第二分离装置（15）第一气道（1）均与冷凝器（9）的入口连接；

冷凝器（9）的出口与第一分离装置（14）第一气道（1）和第二分离装置（15）第一气道（1）分别连接；

第一分离装置（14）的第二气道（1-1）和第二分离装置（15）的第二气道（1-1）分别设置有第一压力变送器（13-1）和第二压力变送器（13-2）；

第一分离装置（14）第一气道（1）与冷凝器（9）出口之间的管道上和与冷凝器（9）入口之间的管道上分别设置第一自控阀门（12-1）和第二自控阀门（12-2）；

第一分离装置（14）第二气道（1-1）设置有相互并联的第三自控阀门（12-3）和第四自控阀门（12-4），第三自控阀门（12-3）设置在第一分离装置（14）第二气道（1-1）与二次旋风分离器（11）入口之间的管道上；第四自控阀门（12-4）通过管道与二次旋风分离器（11）的出口和一次旋风分离器（10）的出口分别连接；

第二分离装置（15）第一气道（1）与冷凝器（9）入口之间的管道上和与冷凝器（9）出口之间的管道上分别设置第五自控阀门（12-5）和第六自控阀门（12-6）；

第二分离装置（15）第二气道（1-1）设置有相互并联的第七自控阀门（12-7）和第八自控阀门（12-8），第七自控阀门（12-7）设置在第二分离装置（15）第二气道（1-1）与二次旋风分离器（11）入口之间的管道上；第八自控阀门（12-8）通过管道与二次旋风分离器（11）的出口和一次旋风分离器（10）的出口分别连接；

第一自控阀门（12-1）、第三自控阀门（12-3）、第五自控阀门（12-5）和第八自控阀门（12-8）均与第一压力变送器（13-1）连接；

第二自控阀门（12-2）、第四自控阀门（12-4）、第六自控阀门（12-6）和第七自控阀门（12-7）均与第二压力变送器（13-2）连接。

4.根据权利要求3所述的一种煤热解气体产物分离系统，其特征在于，高温介质源（8）为冷却兰炭产生的高温氮气。

5.一种煤热解气体产物分离方法，其特征在于，通过权利要求3或4所述的分离系统进行，其过程如下：

步骤1，高温介质源（8）向金属盘管（5）内通入高温介质，将第一分离装置（14）和第二分离装置（15）中的第一金属筛网（6）加热至300℃以上；此时，第八自控阀门（12-8）和第五自控阀门（12-5）打开，其余自控阀门均关闭；将煤热解气通入一次旋风分离器（10）进行除尘分离；

步骤2，再将经一次旋风分离器（10）分离后的混合气体从第二分离装置（15）第二气道（1-1）通入第二分离装置（15）进行除尘分离，除尘分离时，混合气中的固体颗粒被第一金属筛网（6）过滤，混合气中包裹粉尘的煤焦油气化，使粉尘与煤焦油分离，煤焦油蒸汽和煤气从第二分离装置（15）第一气道（1）排出并进入冷凝器（9），在冷凝器（9）内，煤焦油蒸汽被冷凝液化并从冷凝器（9）的液体出口排出，得到洁净煤气，洁净煤气从冷凝器（9）排气口排出；

步骤3，当第二压力变送器（13-2）检测到第二分离装置（15）第二气道（1-1）的压力超出预设范围值时，第八自控阀门（12-8）和第五自控阀门（12-5）接收第二压力变送器（13-2）的检测信号，并关闭第八自控阀门（12-8）和第五自控阀门（12-5），同时，第四自控阀门（12-4）和第二自控阀门（12-2）打开，一次旋风分离器（10）分离后的混合气体通过第一分离装置（14）进行除尘分离；然后第六自控阀门（12-6）和第七自控阀门（12-7）打开，冷凝器（9）排气口排出的清洁煤气从第二分离装置（15）第一气道（1）进入第二分离装置（15），对第二分离装置（15）第一金属筛网（6）上的固体颗粒进行反吹，使固体颗粒从第一金属筛网（6）上脱离，然后再从第二分离装置（15）第二气道（1-1）进入二次旋风分离器（11），二次旋风分离器（11）对携带有反吹固体颗粒的煤气进行分离，经二次旋风分离器（11）分离后的煤气再与一次旋风分离器（10）出口的气体混合后经第四自控阀门（12-4）进入第一分离装置（14）进行除尘分离，当第二压力变送器（13-2）检测到第二分离装置（15）第二气道（1-1）的压力达到预设范围值时，第六自控阀门（12-6）和第七自控阀门（12-7）关闭；

步骤4，当第一压力变送器（13-1）检测到第一分离装置（14）第二气道（1-1）的压力超出预设范围值时，第四自控阀门（12-4）和第二自控阀门（12-2）接收第一压力变送器（13-1）的检测信号，并关闭第四自控阀门（12-4）和第二自控阀门（12-2），同时，第八自控阀门（12-8）和第五自控阀门（12-5）打开，一次旋风分离器（10）和二次旋风分离器（11）分离后的混合气体通过第二分离装置（15）进行除尘分离；然后第一自控阀门（12-1）和第三自控阀门（12-3）打开，冷凝器（9）排气口排出的清洁煤气从第一分离装置（14）第一气道（1）进入第一分离装置（14），对第一分离装置（14）第一金属筛网（6）上的固体颗粒进行反吹，使固体颗粒从第一金属筛网（6）上脱离，然后再从第一分离装置（14）第二气道（1-1）进入二次旋风分离器（11），二次旋风分离器（11）对携带有反吹固体颗粒的煤气进行分离，经二次旋风分离器（11）分离后的煤气再与一次旋风分离器（10）出口的气体混合后经第三自控阀门（12-3）进入第二分离装置（15）进行除尘分离，当第一压力变送器（13-1）检测到第一分离装置（14）第二气道（1-1）的压力达到预设范围值时，第一自控阀门（12-1）和第三自控阀门（12-3）关闭；

步骤5，重复步骤3至步骤4，实现对煤热解气体产物的持续分离。

6.根据权利要求5所述的一种煤热解气体产物分离方法，其特征在于，在第一分离装置（14）中进行除尘分离和第二分离装置（15）进行除尘分离时，高温介质的流向与经一次旋风分离器（10）分离后的混合气体在第一分离装置（14）和第二分离装置（15）中的流向相反。