CN205501194U - 低阶煤催化解聚的联合装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低阶煤催化解聚的联合装置，属于能源化工领域。该联合装置包括煤样热解反应装置、粗煤气冷却分离装置和半焦冷却收集装置，该粗煤气冷却分离装置和半焦冷却收集装置均与煤样热解反应装置连接，其中，该联合装置还包括煤样筛分催化装置，该煤样筛分催化装置与煤样热解反应装置的入口连接，且煤样筛分催化装置包括壳体和设置在该壳体内的双层振动筛分装置，双层振动筛分装置通过双层筛分低阶煤煤样获得符合催化热解反应的煤样颗粒。本实用新型提供的低阶煤催化解聚的联合装置能够在煤样筛分后的振动过程中均匀喷洒催化剂在煤颗粒上，同时通过助剂渗透作用实现了最大量获取焦油、热解气体和半焦产品。

Description

低阶煤催化解聚的联合装置

技术领域

本实用新型涉及能源化工领域，特别涉及低阶煤催化解聚的联合装置及使用其的方法。

背景技术

中国是一个富煤、缺油、少气的国家，煤炭占中国一次能源消费总量的70％左右，并且在未来相当长的时期内，煤炭仍将在能源结构中占据主导地位。低阶煤（例如褐煤、次烟煤）占中国已探明煤炭储量的55％以上，蕴藏其中的挥发分相当于1000亿吨的油气资源。但是，由于低阶煤具有水含量高（约20％～60％）、挥发分高、热值低、易风化和自燃等特点，因此不利于长距离输送和贮存，而只能就地加工转化。

目前，低阶煤多用作燃料或发电原料，这样造成了资源浪费，环境污染严重。依据低阶煤的组成与结构特征，通过中/低温煤炭热解技术，将煤炭热解为气体（热解气）、液体（中/低温煤焦油）和固体（块状或粉状半焦），再根据其各自不同的理化性质，进行分质转化利用，并进一步根据各类转化产物的理化性质及质量的不同，不断地进行梯级分质转化利用，最终实现对低阶煤转化利用全过程的“分质转化、梯级利用”，对我国具有重要的经济和战略意义。

热解是提取煤炭中油气资源的重要方法，因此开发高效热解技术重要意义自然不言而喻。但由于煤结构的复杂性以及相关基础和关键工程问题研究的不足，先进的煤热解技术尚无工业稳定运行的装置。目前，国外典型的煤热解工艺包括：美国的Toscoal技术、Encoal技术、LFC技术、COED技术和Garrett技术等，还有加拿大的ATP技术、德国的Lurgi-Ruhr技术、澳大利亚的CSIRO技术以及日本的煤快速热解技术等等。国内典型的煤热解工艺有大连理工大学开发的褐煤固体热载体干馏（DG）多联产工艺、北京煤炭科学研究总院北京煤化工分院开发的多段回转炉（MRF）热解工艺、浙江大学和清华大学联合开发的以流化床热解为基础的循环流化床热电多联产工艺、北京动力经济研究所和中国科学院工程热物理研究所的以移动床为基础的热电气多联产工艺、济南锅炉厂的多联供工艺、中国科学院山西煤化所和中国科学院过程工程研究所的“煤拔头工艺”等。

尽管目前国内外对热解工艺研究的类型很多，但基本上都处于中试或工业示范阶段，至今仍无大规模煤热解的商业化运行技术。现有的热解工艺中存在的核心问题是：热解过程的气液产品收率不高，品质较低，尤其是在中试装置中粉尘含量高，焦油收率低，且质量较差，因而未能实现技术突破。许多中试及工业性试验结果表明：目前大部分热解工艺所产生的焦油中的沥青质含量高达50%以上，焦油中的重质组分不仅降低了煤基油品的品位和价值，也加大了粉尘与煤焦油混合的概率，由此增加了分离难度，从而造成了一系列的工业运行问题，阻碍了热解技术的商业化应用。因此，大规模煤炭分质利用项目亟待解决热解工艺不稳定，不成熟的诸多问题。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面，本实用新型提供了一种低阶煤催化解聚的联合装置及使用其的方法。所述技术方案如下：

本实用新型的一个目的是提供了一种低阶煤催化解聚的联合装置。

本实用新型的另一目的是提供了一种使用低阶煤催化解聚的联合装置的方法。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种低阶煤催化解聚的联合装置，所述联合装置包括煤样热解反应装置、粗煤气冷却分离装置和半焦冷却收集装置，所述粗煤气冷却分离装置和半焦冷却收集装置均与所述煤样热解反应装置的出口连接，其中，

所述联合装置还包括煤样筛分催化装置，所述煤样筛分催化装置与所述煤样热解反应装置的入口连接，且所述煤样筛分催化装置包括壳体和设置在所述壳体内的双层振动筛分装置，所述双层振动筛分装置通过双层筛分所述低阶煤煤样获得符合催化热解反应的煤样颗粒。

具体地，所述双层振动筛分装置包括第一振动筛网和设置在所述第一振动筛网下方的第二振动筛网，所述第一振动筛网和第二振动筛网沿所述壳体的纵长方向设置，且所述第一振动筛网的筛网孔径大于第二振动筛网的筛网孔径，

在使用时，低阶煤煤样依次通过第一和第二振动筛网振动筛分，且通过所述第二振动筛网振动筛分获得的煤样为所述符合催化热解反应的煤样颗粒，

在所述煤样筛分催化装置上设置有第一煤样出口和第二煤样出口，通过所述第一煤样出口将在煤样筛分催化装置的末端收集的第一振动筛网上的煤样颗粒和落于壳体的底板上的煤样颗粒移出所述煤样筛分催化装置，通过所述第二煤样出口将在所述第二振动筛网的末端收集的且位于第二振动筛网上的煤样颗粒移出所述煤样筛分催化装置。

进一步地，所述煤样筛分催化装置还包括催化喷淋装置，所述催化喷淋装置包括外壳、至少一个喷淋器、振动板和催化剂储罐，所述至少一个喷淋器中所有的喷淋器和振动板均设置在所述外壳内，所述所有的喷淋器均设置在所述振动板的上方，且所述所有的喷淋器均与所述催化剂储罐连接。

所述催化喷淋装置与所述双层振动筛分装置间隔设置且位于所述双层振动筛分装置末端处，喷淋的催化剂溶液量与煤样的质量比例设置在0.1~10wt%的范围内，所述喷淋的催化剂为水型低阶煤催化解聚增油催化剂，在使用时，所述催化剂均匀地喷淋在所述振动板上的已经筛分好的煤样上。

具体地，经过所述催化剂喷淋且静置后的的煤样输送到所述煤样热解反应装置的入口中，所述煤样热解反应装置包括内壳、外壳和螺旋推进装置，所述内壳设置在外壳内，所述螺旋推进装置设置在所述内壳的内腔中；

在所述内壳顶部还设置有用于导出所述内壳内的煤样经过热解反应获得的气体和焦油的多个导出通道，所述多个导出通道的一端均与所述内壳的内腔连通，所述多个导出通道的另一端经由沿所述内壳的纵长方向布置的汇流通道与所述粗煤气冷却分离装置连通，所述多个导出通道中的每一个导出通道均沿垂直于所述内壳的纵长方向的方向设置，所述内壳与外壳之间彼此围绕形成环形腔，所述环形腔用于向所述内壳的内腔内的煤样提供热量。

进一步地，所述螺旋推进装置的第一端与远离所述煤样热解反应装置的入口一端固定连接，所述螺旋推进装置与第一端相对的第二端沿所述内壳的纵长方向延伸至所述外壳且与所述外壳磁力密封；

螺旋推进装置的第二端上套设有循环水冷却装置，且所述螺旋推进装置的第二端通过齿轮与电机连接，在所述煤样热解反应装置的靠近所述循环水冷却装置的一端上还设置有至少一个煤斗，相应地在所述煤样热解反应装置的远离所述循环水冷却装置的另一端上设置有半焦出口，所述至少一个煤斗中的所有的煤斗均为所述煤样热解反应装置的入口，所述半焦出口与所述半焦冷却收集装置的入口连接；

在所述煤斗的连接所述内壳的内腔的一端上设置有星型给料器，且在所述煤样热解反应装置的下方设置有用于调节所述煤样热解反应装置的角度的调节支撑架，所述螺旋推进装置为具有中心螺杆轴的螺旋或者无轴螺旋叶片，所述具有中心螺杆轴的螺旋的螺旋推进装置还连接有加热装置。

进一步地，所述粗煤气冷却分离装置包括依次连接的旋风分离器、一级焦油冷凝器、二级焦油冷凝器、气体净化器和气体储柜，所述旋风分离器的一端与所述汇流通道连接，且所述旋风分离器的另一端与一级焦油冷凝器的一端连接，所述一级焦油冷凝器和二级焦油冷凝器的下方均连接有焦油收集器，在所述气体净化器与所述二级焦油冷凝器之间还设置有抽气泵；

在所述旋风分离器的下方连接有细粉收集器，且所述焦油收集器为水洗焦油收集器、焦油洗脱收集器或者电焦油收集器。

具体地，所述半焦冷却收集装置包括彼此连接的至少一个一级半焦收集器和二级半焦收集器，所述至少一个一级半焦收集器中所有的一级半焦收集器的入口均与所述煤样热解反应装置的半焦出口连接，所述所有的一级半焦收集器的出口均与所述二级半焦收集器连接，

在所述一级半焦收集器的入口和出口均设置有耐高温阀门，在所述所有的一级半焦收集器和二级半角收集器上均设置有惰性气体输入口，所述惰性气体输入口与惰性气体吹扫系统连接。

根据本实用新型的另一方面，本实用新型还提供了一种使用低阶煤催化解聚的联合装置的方法，该方法包括以下步骤：

（1）将磨碎的煤样输送入所述煤样筛分催化装置中并通过所述双层振动筛分装置进行筛分获得符合催化热解反应的煤样颗粒；

（2）将所述煤样颗粒通过催化喷淋装置喷洒一定负载量的催化剂，之后通过振动板输送入储煤罐中静置预定时间备用；

（3）将静置后的煤样输送入煤样热解反应装置进行热解反应并生成气体、焦油和细颗粒粉尘，同时煤样形成半焦，所述气体、焦油和细颗粒粉尘进入所述粗煤气冷却分离装置中，所述半焦通过螺旋推进装置推入半焦冷却收集装置中；

（4）所述气体、焦油和细颗粒粉尘在进入粗煤气冷却分离装置之后进行分离，且所述气体和焦油进入一级焦油冷凝器和二级焦油冷凝器进行冷凝形成焦油和煤气，所述煤气通过气体净化器净化并进入气柜中，所述细颗粒粉尘通过细粉收集器收集；

（5）半焦通过至少一个一级半焦收集器中所有的一级半焦收集器收集，之后落入二级半焦收集器中。

具体地，在步骤（4）中，对所述气体、焦油和细颗粒粉尘的分离为将含有气体、焦油和细颗粒粉尘的混合物通入喷洒为雾状的水中进行冷却脱除焦油和煤粉颗粒；

或者通过旋风分离器先除去所述混合物中的大部分固体颗粒，之后通过水冷、液相轻质焦油冷却、冷氨水冷却或者电捕焦油方式进行气体和焦油分离。

进一步地，所述二级半焦收集器通过循环水冷方式或者冷淬、直接将半焦落入水中的方式实现半焦冷却。

根据本实用新型的低阶煤催化解聚的联合装置及使用其的方法具有以下优点中的至少一个：

（1）本实用新型提供的低阶煤催化解聚的联合装置及使用其的方法能够在煤样筛分之后的振动过程中喷洒入催化剂，使得煤样能够尽可能多的与催化剂进行接触，以确保催化剂均匀喷洒在煤颗粒上，同时通过助剂的渗透作用，实现煤与催化剂紧密接触的效果；

（2）本实用新型提供的低阶煤催化解聚的联合装置及使用其的方法通过催化剂的添加，提高了煤样催化解聚的焦油产率，且最大量地提高了高附加值产品的产量；

（3）本实用新型提供的低阶煤催化解聚的联合装置及使用其的方法通过煤样热解反应装置中螺旋推动装置的螺旋杆的旋转带动，将煤样颗粒以适宜的速率在反应器中逐步向前行进，并逐步均匀加热，以确保煤样能够充分发生热解反应；

（4）本实用新型提供的低阶煤催化解聚的联合装置及使用其的方法中所采用的间接换热模式与自燃加热模式相比，由于没有半焦或气体燃烧反应的发生，从而确保了获得产品的纯度和收率，而与外来气体加热相比，还降低了气体分离的难度和成本；

（5）本实用新型提供的低阶煤催化解聚的联合装置及使用其的方法可通过引入适宜的反应气氛，加大催化解聚的反应程度，继而提高产品的收率及品质；

（6）本实用新型提供的低阶煤催化解聚的联合装置及使用其的方法通过微压作用，将轻质气体和热态焦油气体及时地导入粗煤气冷却分离装置，既能够避免焦油因动力不足而冷却在管壁上堵塞管道，又能够获得较高的焦油产率。

附图说明

本实用新型的这些和/或其他方面和优点从下面结合附图对优选实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型的一个实施例的低阶煤催化解聚的联合装置的结构示意图；

图2是图1所示的煤样筛分催化装置的结构示意图；

图3是图1所示的煤样热解反应装置的结构示意图；

图4是图所示的粗煤气冷却分离装置的结构示意图；

图5是图1所示的半焦冷却收集装置的结构示意图；

图6是根据本实用新型的另一实施例的使用低阶煤催化解聚的联合装置的方法的流程图。

其中，100低阶煤催化解聚的联合装置，10煤样热解反应装置，11煤样热解反应装置的内壳，111导流通道，112半焦出口，113进气管路，114汇流通道，12煤样热解反应装置的外壳，13螺旋推进装置，131循环水冷却装置，132齿轮，133螺旋轴的第一端，134螺旋轴的第二端，14电机，15煤斗，16调节支撑架，17星型给料器，20粗煤气冷却分离装置，21旋风分离器，22一级焦油冷凝器，23二级焦油冷凝器，24气体净化器，26焦油收集器，27抽气泵，28细粉收集器，30半焦冷却收集装置，31一级半焦收集器，311惰性气体输入口，32二级半焦收集器，33耐高温阀门，40煤样筛分催化装置，41煤样筛分催化装置的壳体，42双层振动筛分装置，421第一振动筛网，422第二振动筛网，43催化喷淋装置，431催化喷淋装置的外壳，432喷淋器，433振动板，434催化剂储罐。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图1-6，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本实用新型实施方式的说明旨在对本实用新型的总体实用新型构思进行解释，而不应当理解为对本实用新型的一种限制。

本实用新型提供的低阶煤催化解聚的联合装置100包括煤样筛分催化装置40、煤样热解反应装置10、粗煤气冷却分离装置20和半焦冷却收集装置30，煤样筛分催化装置40用于将粉碎后的煤样进行筛分，以得到适宜于热解所用原料粒径范围的煤样，并在该部分完成催化剂的添加和静置任务。煤样热解反应装置10用于热解添加催化剂并静置后的煤样，该煤样热解反应装置10还可以通过外部燃烧半焦的方式进行供热，使该煤样在装置内部发生催化解聚反应并得到热解煤气、焦油和半焦。粗煤气冷却分离装置20和半焦冷却收集装置30连接于煤样热解反应装置10上，分别用于带出并分离煤样热解所产生的焦油和气体以及冷却半焦。在此处，本实用新型添加的催化剂可以是在中国专利CN103831113中记载的催化剂，因此，在此不再详述。

众所周知，现有的煤热解装置存在的一个问题是煤热解所得到的焦油品质差，其原因是在焦油中含有大量的细粉煤或半焦，而且在使用现有的煤热解装置的过程中，焦油和细粉还容易堵塞管道，从而造成现有的煤热解装置无法连续运行，而另一个问题是热解气组成被载气或其他类型气体稀释的较大，热解气热值低。利用本实用新型的所提供的低阶煤催化解聚的联合装置100能够解决上述的两个技术问题。

参见图1，其示出了根据本实用新型的一个实施例的低阶煤催化解聚的联合装置100。联合装置100包括煤样热解反应装置10、粗煤气冷却分离装置20和半焦冷却收集装置30，粗煤气冷却分离装置20和半焦冷却收集装置30均与煤样热解反应装置10的出口连接。具体地，结合图2所示，联合装置100还包括煤样筛分催化装置40，煤样筛分催化装置40与煤样热解反应装置10的入口连接，且煤样筛分催化装置40包括壳体41和设置在壳体41内的双层振动筛分装置42，双层振动筛分装置42通过双层筛分低阶煤煤样获得符合催化热解反应的煤样颗粒。

如图2所示，双层振动筛分装置42包括第一振动筛网421和设置在第一振动筛网421下方的第二振动筛网422。第一振动筛网421和第二振动筛网422沿壳体41的纵长方向设置，且第一振动筛网421的筛网孔径大于第二振动筛网422的筛网孔径。由此通过第一振动筛网421和第二振动筛网422的设计可以使煤样在振动器的振动力和物料的自重力的联合作用下，跳跃式地向前做直线运动。煤样颗粒在筛网上振动分散，大的煤样颗粒留在了上层的第一振动筛网421上，而过细的煤样颗粒筛分漏入下层的第二振动筛网422下（即底板上），从而在下层的第二振动筛网422上留下了适宜于本类型催化解聚反应的煤样颗粒。

在本实用新型的一个示例中，在煤样筛分催化装置40上设置有第一煤样出口（未示出）和第二煤样出口（未示出）。在上层的第一振动筛网421上的大颗粒及落于煤样筛分催化装置40的壳体41的底板上的煤样颗粒在煤样筛分催化装置40上同样作直线运动并被传输到第一振动筛网421的末端分别收集。例如第一振动筛网421上的且由第一振动筛网421末端收集的大颗粒的煤样颗粒可以通过第一煤样出口移出煤样筛分催化装置40，在第二振动筛网422上的且由第二振动筛网422末端收集的煤样颗粒可以通过第二煤样出口移至催化喷淋装置43。

在使用煤样筛分催化装置40时，经磨煤粉碎后的煤样在输送装置的作用下进入该煤样筛分催化装置40中。由于第一振动筛网411和第二振动筛网422的筛孔直径可以根据实验条件可灵活调节，因此可通过调节筛网的孔径调节进料煤样的粒径范围，例如可以将第一、第二振动筛网的孔径控制在3~50mm范围之间，这样煤样颗粒的粒径也可以控制在3~50mm的范围内，以获得较为均匀粒径范围内的煤样颗粒。本示例仅是一种说明性示例，本领域技术人员可以根据需要进行相应地调整。

继续参见图2，在煤样筛分催化装置40的末段还安装有催化喷淋装置43。也就是说，催化喷淋装置43与双层振动筛分装置42间隔设置且位于双层振动筛分装置42末端处，催化喷淋装置43固定于筛分部分的底段，且与振动部分隔开，因而不受装置振动的影响。而且通过催化喷淋装置43的设计可以将催化剂均匀地喷洒至在振动板末段滚动的煤样颗粒上，从而可以实现催化剂较为均匀的添加。在本实用新型的另一示例中，煤样筛分催化装置可以分开装配为煤样筛分装置和催化喷淋装置，即可以采用单独的煤样筛分装置和催化喷淋装置。而此时的催化喷淋装置同样包含有煤样振动输送模块，但不需设至带筛孔的筛板或者筛网，只需设置同样具备振动功能的平板，且具备催化剂喷淋相关功能的装置即可。本领域技术人员还可以明白，煤样筛分装置和催化喷淋装置可以为一体成型的煤样筛分催化装置，即煤样筛分装置和催化喷淋装置分别为煤样筛分催化装置的一部分，本示例仅是一种说明性示例，本领域技术人员可以根据需要进行相应地选择。

具体地，催化喷淋装置43包括外壳431、至少一个喷淋器432、振动板433和催化剂储罐434。至少一个喷淋器432中所有的喷淋器432和振动板433均设置在外壳431内，所有的喷淋器432均设置在振动板433的上方，且所有的喷淋器432均与催化剂储罐434连接。在本实用新型的还一示例中，喷淋器432为喷头，如图2所示，喷头固定在第二振动筛网末段煤样振动滚动部位上方，喷头的一端与催化剂储罐434连接。本领域技术人员可以明白，喷淋器432还可以设置为其它类型的喷淋装置，且喷淋器的数量和位置可根据实验条件进行调节，例如喷淋器可以设置为2个、5个或者更多个，本示例仅是一张说明性示例，本领域技术人员不应当理解为对本实用新型的一种限制。在本实用新型的一个示例中，喷头的喷淋流速、喷洒范围和喷洒强度可通过控制催化剂储罐434的压力、控制喷头的阀门的开度以及喷头内喷片直径进行调节。

在煤样颗粒振动运动至煤样筛分催化装置40的末端时，位于煤样末端振动位置上方的催化喷淋装置43开始均匀地喷淋催化剂，这样煤样可以在振动前行地同时负载上催化剂。在本实用新型的一个示例中，所喷淋的催化剂为一种水型低阶煤催化解聚增油催化剂，其含有Ni、Fe、Al、Zn等一种或多种成分，并在助剂作用下，催化剂可溶于水溶液中，因而可以直接进行喷淋。所用催化剂由本实验室开发，具有较好的提高催化煤热转化效率，即具有明显提高焦油产率并改质焦油品质的效果。所喷淋的催化剂溶液量与煤样的质量比例约为2~10wt%，即每100kg煤样约需喷淋2~10kg的溶于水的催化剂，催化剂的净含量与煤样的质量比<0.5wt%。

继续参见图2，在外壳431上设置有煤样入料口（未示出）和煤样出料口（未示出）。煤样入料口分别与第二煤样出口和振动板433的一端连接，振动板433的另一端与煤样出料口的内侧连接，在煤样出料口的外侧连接有用于静置喷淋催化剂后的煤样的至少一个储煤罐（未示出）。在本实用新型的另一示例中，在煤样筛分催化装置40的末端煤样出料口处，装有三个储煤罐。即实现收集喷淋催化剂后的煤样的第一储煤罐，用于静置喷淋催化剂后的煤样的第二储煤罐，用于将煤样放入到煤样热解反应装置10前端的第三储煤罐。本领域技术人员可以明白，储煤罐可以设置为1个、2个或者更多个，本领域技术人员可以根据实际需要进行相应地调整。在每一个储煤罐底部设有可开阀门，这样经过喷淋催化剂且静置后的煤样通过打开阀门落入煤样储仓内。且将所有的储煤罐均置于一圆盘上，这样能够实现自动或手动切换收料、放料、移动的功能，以实现储煤罐处的自动化操作。在使用时，喷淋催化剂后的煤样继续前行之后落入到相应地储煤罐中。在储煤罐中静置约30min后，煤样落入储煤罐下方的煤样储仓之中，经皮带或螺旋输送机输送进入煤样热解反应装置10的入口（即煤斗15）之中。

结合图1和图3所示，煤样热解反应装置10包括内壳11、外壳12和螺旋推进装置13，内壳11设置在外壳12内，螺旋推进装置13设置在内壳11的内腔中。具体地，煤样热解反应装置10的主炉体分内外两层，其中内层（即内壳11的内腔）为热解反应区，煤样在此发生充分的热解反应，而外层（即外壳12与内壳11之间形成的环形腔）为燃烧供热区，利用筛下细粉煤或热态半焦燃烧产生的高温热气加热炉膛，通过炉壁传热至炉体内部，保证热解反应热量的充分供应。而外层加热可以采用喷入细煤粉或半焦燃烧的方式直接加热，燃烧后的灰分与炉体底部集聚并排出，以提高热效率。在本实用新型的一个示例中，煤样热解反应装置10的内炉部分（即内壳11）设有进气管路113，这样可以根据需要通过近期管路113箱内壳11的内腔中通入相应的载气或反应气体。

在煤样热解反应装置10的上端平行装有两个煤斗15。每一个煤斗15的一端与内壳11的内腔连通，煤斗15的另一端与所有的储煤罐连通。在每一个煤斗15的上部均装有闸阀，一定量的煤样落入煤斗后，上端闸阀关闭。同时煤斗15内部设置置有惰性气体吹扫系统（未示出），可以将煤样中的由外部带入的空气置换出去。在每一个煤斗15的下方连接内壳11的一端上均装有星型给料器17。置换气体后的煤样由星型给料器17按照一定的加煤速率将煤样送入内壳11的内腔中。在使用时，两个煤斗自动切换，交替使用，也就是说，当一个煤斗在收集皮带输送而来的煤样时，另一个煤斗15则将煤样输送入热解主反应器内部，反之亦然。本领域技术人员可以明白，煤斗15可以设置为1个、3个或者更多个，本示例仅是一种说明性示例，本领域技术人员可以根据需要进行相应的选择。

如图3所示，在煤样热解反应装置10内壳11中沿内壳11的纵长方向设置有螺旋推进装置13。在本实用新型的另一示例中，螺旋推进装置13根据需要采用带有中心螺杆轴的螺旋或无轴螺旋叶片，具有中心螺杆轴的螺旋的螺旋推进装置还连接有加热装置（未示出）。例如在采用带有中心螺杆轴的螺旋时，中心螺杆轴内可置有电加热体，这样在反应开始后，中心螺杆轴可以进行加热以实现更好的传热，促进煤样的热解反应。在使用过程中，在螺旋推进装置13的推动下，煤样从煤样热解反应装置10的入口处分散、滚动，并沿内壳11的纵长方向运动至煤样热解反应装置10的末端。

螺旋推进装置13的螺旋轴的第一端133（即末端）固定于煤样热解反应装置10内部，且该第一端133设置在远离煤样热解反应装置10的入口处的一端上；螺旋轴的与第一端133相对的第二端134（即前端）沿内壳11的纵长方向伸出外壳12外且与外壳11磁力密封，并在轴向焊接有齿轮132。当然本领域技术人员还可以采在第二端134与外壳11的连接处采用耐高温密封圈进行密封。本示例仅是一种说明性示例，本领域技术人员不应当理解为对本实用新型的一种限制。

在本实用新型的还一示例中，螺旋推进装置13的第二端134通过齿轮132与电机14连接，使得电机轴承在转动时能够带动齿轮132转动，从而实现了螺旋推进装置13的转动。且由于电机接有变频器，因此可调节转速，从而可以控制和调节煤样输送速率。在本实用新型的一个示例中，在螺旋推进装置13的第二端134的磁力密封处设置有循环水冷却装置131，使得该处可以采用循环水冷却以确保密封效果。在本实用新型的另一示例中，两个煤斗均设置在螺旋推进装置13的第二端134的上方，在螺旋推进装置13的第一端133的下方设置有半焦出口112，半焦出口112与半焦冷却收集装置30的入口连接。这样经螺旋推进装置推动且在内壳11的内腔中加热充分反应的煤样至半焦出口112时已充分热解为半焦，之后从此口排出并落入下方的半焦收集器中。

如图3所示，在煤样热解反应装置10的内壳11和外壳12的上部的不同位置处均开有用于气体和焦油收集的多个导流通道111。内壳11上导流通道的开口与外壳12上的导流通道的开口彼此对应设置。根据反应炉体长度可以开设不同数目、不同间距的导流通道，在导流通道的气体出口附近和出口段均缠有保温棉，同时还缠有电炉丝，通过保温棉和电炉丝的设计可以在必要时对导流通道中的气体和焦油进行加热处理，以确保气体和焦油不在此区间冷凝，聚集。多个导流通道111均汇集至汇流通道114，之后所收集的气体和焦油经汇总后流入粗煤气冷却分离装置20中。通过在该类型煤样热解反应装置上设计内外两层壳体和多个导流通道，使得在该煤样热解反应装置中所进行的催化解聚实验，不仅可以使煤样均匀加热催化裂解，还能够及时带出分离热解所得气体和焦油，从而实现中低阶煤热解工艺的稳定运行，且得到较高产量、稿品质的焦油和较高热值的煤气及半焦。

在本实用新型的还一示例中，汇流通道114沿煤样热解反应装置10的纵长方向设置，多个导出通道111沿煤样热解反应装置10的纵长方向依次布置，且多个导出通道111中的每一个导出通道均沿垂直于内壳11的纵长方向的方向设置。在本实用新型的一个示例中，煤样热解反应装置10的多个导出通道111可以分别连接不同的粗煤气冷却分离装置20，以捕获收集不同反应阶段所得的气体和焦油产物。在本实用新型的另一示例中，在煤样热解反应装置10的下方设置有用于调节煤样热解反应装置10的角度的调节支撑架16。在本实用新型的还一示例中，在煤样热解反应装置10处可根据输入煤样颗粒的水分含量决定是否需要进行预干燥煤样。若煤样初始含水量较高，可采用先干燥后进入煤样热解反应装置10中的方式。干燥装置可采用与煤样热解反应装置10结构相同的装置，也可以采用鼓风干燥、滚筒干燥、蒸气干燥等方式。

当来自煤样筛分催化装置40的煤样进入煤样热解反应装置10的煤斗15中后，该煤样在煤斗15中通入惰性气氛以充分排除其中的空气，之后除去空气的煤样经星型给料器17按照一定速率进料，并进入煤样热解反应装置10的内壳11中进行反应。内壳11中的煤样由部分半焦燃烧产生的高温烟气在内壳11与外壳12之间的环形腔中对其加热，使整个反应炉内达到某一恒定温度（该反应温度在500~900℃之间）。

进入内壳11的煤样在环形腔中高温烟气的加热下开始升温，首先发生脱除水分反应，从而生成的水并由离该位置最近的导出通道111导出。煤样在螺旋推进装置13的推进作用下继续向前推进，并在此过程中不断加热升温，达到热解反应温度区间，并在催化剂催化作用下，发生催化热解聚反应。经催化热解聚反应所生成的焦油和气体均通过导出通道111导出。煤样在整个煤样热解反应装置的内壳11中所停留的时间约为30min，经过充分进行热解聚反应后形成的半焦到达半焦出口112处，落入半焦储罐中。

结合图1和图4所示，粗煤气冷却分离装置20包括依次连接的旋风分离器21、一级焦油冷凝器22、二级焦油冷凝器23、气体净化器24和气体储柜。具体地，旋风分离器21的一端与汇流通道连接，旋风分离器21的另一端与一级焦油冷凝器22的一端连接，在旋风分离器21的下方连接有细粉收集器28，在一级焦油冷凝器22和二级焦油冷凝器23的下方均连接有焦油收集器26，且在气体净化器24与二级焦油冷凝器23之间还设置有抽气泵27。在本实用新型的一个示例中，焦油收集器26可以通过水洗收焦油、溶剂或焦油洗脱焦油、电捕焦油器收焦油等方式收集焦油，从而实现间接换热冷凝收集方式收集焦油，或者说将焦油收集器26设置为水洗焦油收集器、焦油洗脱收集器或者电焦油收集器。

在使用时，进入粗煤气冷却分离装置20的粗煤气（包括气体和焦油）的温度约为400~700℃，经过旋风分离器21去除粗煤气中夹带的细粉煤颗粒后，进入两级焦油冷凝装置，即依次通过一级焦油冷凝器22和二级焦油冷凝器23，之后焦油被收集在相应的焦油收集器26中。由于在二级焦油冷凝器前接有抽气泵27，因此可以通过抽气泵27对整个粗煤气冷却分离装置20抽气以给整个气体管路以一微负压，从而确保生成的气体能够快速及时进入气路管线以进行处理，进而避免了焦油在此过程中过多地发生二次反应结焦而堵塞管路。经过一级和二级焦油冷凝器后的气体进入气体净化器或者水洗塔，再次洗涤以彻底除去其中所含的粉尘及焦油小分子，所形成的干净煤气经煤气表进入气柜（未示出）中。

结合图1和图5所示，半焦冷却收集装置30包括彼此连接的至少一个一级半焦收集器31和二级半焦收集器32，至少一个一级半焦收集器31中所有的一级半焦收集器31的入口均与煤样热解反应装置10的半焦出口连接，所有的一级半焦收集器31的出口均与二级半焦收集器32连接。在本实用新型的一个示例中，半焦冷却收集装置30设有两个一级半焦收集器31，均同煤样热解反应装置10的末端的半焦出口112连通。在每一个一级半焦收集器31的顶部入口处和底部出口处均设有耐高温阀门33，在使用时两个一级半焦收集器31上的耐高温阀门彼此交替地一开一合，即在一个一级半焦收集器31及时收集热解完全的半焦的同时，另一个一级半焦收集器31将收集到的半焦卸入二级半焦收集器32中。本领域技术人员可以明白，一级半焦收集器31可以设置为1个、3个或者更多个，本领域技术人员可以根据需要进行相应地选择。

在本实用新型的另一示例中，一级半焦收集器31和二级半焦收集器32内同样需要保持惰性气氛，因此在所有的一级半焦收集器31和二级半焦收集器32的内部均设有惰性气体输入口311，惰性气体输入口与惰性气体吹扫系统连接。这样可及时通入惰性气体以排出因开阀门所带入的空气。一级半焦收集器31的底部通过耐高温阀门与二级半焦收集器32相连，该半焦收集器外部采用循环水进行冷却，且一级半焦收集器和二级半焦收集器均具有良好的密封性能。

在半焦冷却收集装置30工作时，进入半焦冷却收集装置30中的半焦，首先收集在一级半焦收集器31中。而一级半焦收集器31仅具有收集功能，并未采取相应的半焦冷却措施，因此在收集一定时间后，需要关闭上端耐高温阀门33，并开启下端的耐高温阀门33，使半焦落入二级半焦收集器32中。在二级半焦收集器32中的半焦，其中的一部分半焦采用换热法进行冷却，而另一部分半焦则直接热态转移至燃烧装置中燃烧为整个系统供热。例如半焦可以直接采用循环水冷却的方式或者直接将部分热解后的半焦落入水中以实现迅速冷却。

参见图6，其示出了根据本实用新型的另一实施例的使用低阶煤催化解聚的联合装置的方法的流程。该方法包括以下步骤：

（1）将磨碎的煤样输送入煤样筛分催化装置40中并通过双层振动筛分装置42进行筛分获得符合催化热解反应的煤样颗粒；

（2）将煤样颗粒通过催化喷淋装置43喷洒一定负载量的催化剂，之后通过振动板433输送入储煤罐中静置预定时间备用；

（3）将静置后的煤样输送入煤样热解反应装置10进行热解反应并生成气体、焦油和细颗粒粉尘，同时煤样形成半焦，气体、焦油和细颗粒粉尘进入粗煤气冷却分离装置20中，半焦通过螺旋推进装置13推入半焦冷却收集装置30中；

（4）气体、焦油和细颗粒粉尘在进入粗煤气冷却分离装置20之后进行分离，且气体和焦油进入一级焦油冷凝器22和二级焦油冷凝器23进行冷凝形成焦油和煤气，煤气通过气体净化器24净化并进入气柜中，细颗粒粉尘通过细粉收集器28收集；

（5）半焦通过至少一个一级半焦收集器31中所有的一级半焦收集器31收集，之后落入二级半焦收集器32中。

具体地，实现低阶煤温和催化解聚的方法如下：

（1）将磨碎的粉煤通过输送装置通入煤样筛分催化装置40中，通过筛分得到适宜于催化热解反应的煤样颗粒，该煤样颗粒在第二振动筛网422上滚动前行，并在该第二振动筛网422的末端通过第二煤样出口进入催化喷淋装置43中，通过喷淋器432喷洒一定负载量的催化剂，之后进入储煤罐中静置备用。

（2）经过喷洒催化剂并静置后的煤样落入煤样储仓中，并通过输送装置进入煤样热解反应装置10的煤斗15内，并在煤斗15中通过惰性气体吹扫装置通入惰性气体以将煤斗15内的空气排出，之后该煤样通过星型给料器17按照一定速率输送至热解反应炉（即内壳11）中。该煤样进入内壳11的内腔后，在螺旋推进装置13的螺旋杆的旋转推动作用下，不断翻转并缓慢向前移动。同时，受内壳11与外壳12之间的环形腔的传热加热，该煤样颗粒不断升温，发生脱水反应和催化解聚反应。炉体内可根据需要通入气氛，提高煤样颗粒的催化解聚反应特性。经由催化热解反应所生成的水蒸气、甲烷和二氧化碳等轻质气体、焦油以及少量的细颗粒粉尘均通过反应炉体上部的多个导出通道111导出至粗煤气冷却分离装置20中。而煤样经过催化热解反应所生成的半焦则在螺旋杆的推动作用下，推至反应炉末端的半焦出口112处，并落入半焦冷却收集装置30中；

（3）在步骤（2）中所得到的甲烷和二氧化碳等轻质气体以及热态焦油气体进入旋风分离器21中，以分离催化热解反应过程中所夹带的细粉颗粒粉尘。分离所获得的细粉颗粒粉尘经冷却收集至细粉收集器28中作为半焦利用。在粗煤气冷却分离装置20的工作过程中，旋风分离器21需维持一定的温度，以确保不至大量焦油在此冷却。经旋风分离器21分离后的气体产物继续依次经过一级焦油冷凝器22和二级焦油冷凝器23分别进行一级冷凝和二级冷凝，并分离获得焦油和煤气。在二级焦油冷凝器23的末端接有抽气泵27，可以通过抽气泵抽气以给整个气体管路（即多个导流通道111和汇流通道114）以一微负压，以确保所生成的气体能够快速及时地进入气路管线进行处理，从而避免焦油在此过程中发生过多二次反应结焦而堵塞管路。经过二级焦油冷凝器23分离焦油后所获得的煤气经水洗塔或者气体净化器再次净化并进入气柜中；

（4）在步骤（2）中所得到的半焦通过一级半焦收集器31落入二级半焦收集器32中。二级半焦收集器32中的部分半焦冷却至室温，并作为清洁燃料半焦产品出售。而另一部分半焦通过在线热态转移装置，将该部分半焦转移至燃烧炉中，单独或与筛下的细粉煤一同燃烧为整个煤样热解反应装置供热。这样通过采用部分筛下细粉煤或半焦燃烧外供热的方式，实现了低阶煤的温和催化解聚。

在本实用新型的一个示例中，在步骤（1）中，在低阶煤进入煤样筛分催化装置10之前还包括将低阶煤进行粉碎的步骤，该对低阶煤进行粉碎时可以根据煤样的性质和反应特性，以确定该低阶煤的粉煤颗粒的合适粒径，并选择合适的碎煤设备以进行破碎。

在本实用新型的另一示例中，在步骤（1）中所用的催化剂为一种水型低阶煤催化解聚增油催化剂，其含有Ni、Fe、Al、Zn等一种或多种成分，并在助剂作用下催化剂可溶于水溶液中，因而可以直接进行喷淋而不会堵塞喷头。而且通过添加该类新型催化剂，起到调变低阶煤热解所得焦油品质，同时增加焦油产率的效果，由此可以最大限度地获取煤样中的焦油成分，同时由于原料煤颗粒受到的扰动少，因此所得焦油中细颗粒物含量低且焦油品质高。在此处，本实用新型添加的催化剂可以是在中国专利CN103831113中所记载的催化剂，因此在此不再详述。

在本实用新型的一个示例中，在步骤（2）中，对煤样催化热解反应之前还包括对煤样进行干燥的步骤。当静置后的煤样中的水分含量较低时，干燥和热解均可同时在热解炉中进行。而当静置后的煤样水分含量较高，则可另设一套干燥装置，以除去该煤样中的水分并进行预热。该干燥装置可采用与该煤样热解反应装置10的结构相同的装置，也可以采用鼓风干燥、滚筒干燥、蒸气干燥等方式进行干燥。在本实用新型的另一示例中，在步骤（2）中煤样进行催化热解反应时，可通入的气氛为水蒸气、氢气、二氧化碳、氮气、水蒸气与二氧化碳气的混合气体、氮气与水蒸气的混合气体或水蒸气与氢气的混合气体，以提高煤样颗粒的催化解聚反应特性。而且这样向反应炉体内较少引入外加气体，还能够获得热值较高的粗煤气。

在本实用新型中，催化剂添加方式对于催化热解反应有较大影响。一方面，是因为在使用中需要对大量的煤进行处理，而如果所添加的催化剂不均匀，那么催化效果将会受到影响。例如与催化剂有较好接触的部分煤的产油率高，而接触不到催化剂的部分煤则可能无任何催化效果。另一方面，通过喷洒催化剂可以保证催化剂与煤能够较为均匀、较好地接触；反应机理的改变体现在对热解的过程中，催化剂的添加能够在煤热解时使一些化学键选择性的断开，而在没有添加催化剂时，这部分化学键可能就不会断开，所以通过催化剂的均匀添加提高了煤热解转化率，进而提高了焦油产率。

在本实用新型的一个示例中，在步骤（3）中对轻质气体、热态焦油气体和固体细粉颗粒的收集可在不同的粗煤气冷却分离装置20中分别进行收集，以获取不同反应阶段的反应产物。在本实用新型的另一示例中，在粗煤气冷却分离装置20对轻质气体、热态焦油气体和固体细粉颗粒粉尘进行分离方法有：第一种方法为直接采用水冷方法，即将粗煤气（即含有气体、焦油和细颗粒粉尘的混合物）通入喷洒为雾状的水中进行冷却脱除焦油和煤粉颗粒；第二种方法为采用旋风分离器先除去粗煤气中大部分固体细粉颗粒，之后再采用水冷、液相轻质焦油冷却、冷氨水冷却、或者电捕焦油等方式进行气体和焦油分离。在本实用新型的还一示例中，二级半焦收集器可以通过循环水冷方式或者直接将半焦落入水中的方式实现半焦冷却。

根据本实用新型的低阶煤催化解聚的联合装置及使用其的方法具有以下优点中的至少一个：

（1）本实用新型提供的低阶煤催化解聚的联合装置及使用其的方法能够在煤样筛分之后的振动过程中喷洒入催化剂，使得煤样能够尽可能多的与催化剂进行接触，以确保催化剂均匀喷洒在煤颗粒上，同时通过助剂的渗透作用，实现煤与催化剂紧密接触的效果；

（2）本实用新型提供的低阶煤催化解聚的联合装置及使用其的方法通过催化剂的添加，提高了煤样催化解聚的焦油产率，且最大量地提高了高附加值产品的产量；

（3）本实用新型提供的低阶煤催化解聚的联合装置及使用其的方法通过煤样热解反应装置中螺旋推动装置的螺旋杆的旋转带动，将煤样颗粒以适宜的速率在反应器中逐步向前行进，并逐步均匀加热，以确保煤样能够充分发生热解反应；

（4）本实用新型提供的低阶煤催化解聚的联合装置及使用其的方法中所采用的间接换热模式与自燃加热模式相比，由于没有半焦或气体燃烧反应的发生，从而确保了获得产品的纯度和收率，而与外来气体加热相比，还降低了气体分离的难度和成本；

（5）本实用新型提供的低阶煤催化解聚的联合装置及使用其的方法可通过引入适宜的反应气氛，加大催化解聚的反应程度，继而提高产品的收率及品质；

（6）本实用新型提供的低阶煤催化解聚的联合装置及使用其的方法通过微压作用，将轻质气体和热态焦油气体及时地导入粗煤气冷却分离装置，既能够避免焦油因动力不足而冷却在管壁上堵塞管道，又能够获得较高的焦油产率。

虽然本发明总体构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本发明总体构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本实用新型的范围以权利要求和它们的等同物限定。

Claims (8)

1.一种低阶煤催化解聚的联合装置，所述联合装置包括煤样热解反应装置、粗煤气冷却分离装置和半焦冷却收集装置，所述粗煤气冷却分离装置和半焦冷却收集装置均与所述煤样热解反应装置连接，其特征在于，

所述联合装置还包括煤样筛分催化装置，所述煤样筛分催化装置与所述煤样热解反应装置的入口连接，且所述煤样筛分催化装置包括壳体和设置在所述壳体内的双层振动筛分装置，所述双层振动筛分装置通过双层筛分所述低阶煤煤样获得符合催化热解反应的煤样颗粒。

2.根据权利要求1所述的低阶煤催化解聚的联合装置，其特征在于，

所述双层振动筛分装置包括第一振动筛网和设置在所述第一振动筛网下方的第二振动筛网，所述第一振动筛网和第二振动筛网沿所述壳体的纵长方向设置，且所述第一振动筛网的筛网孔径大于第二振动筛网的筛网孔径，

在使用时，低阶煤煤样依次通过第一和第二振动筛网振动筛分，且通过所述第二振动筛网振动筛分获得的煤样为所述符合催化热解反应的煤样颗粒，

在所述煤样筛分催化装置上设置有第一煤样出口和第二煤样出口，通过所述第一煤样出口将在煤样筛分催化装置的末端收集的第一振动筛网上的煤样颗粒和落于壳体的底板上的煤样颗粒移出所述煤样筛分催化装置，通过所述第二煤样出口将在所述第二振动筛网的末端收集的且位于第二振动筛网上的煤样颗粒移出所述煤样筛分催化装置。

3.根据权利要求2所述的低阶煤催化解聚的联合装置，其特征在于，

所述煤样筛分催化装置还包括催化喷淋装置，所述催化喷淋装置包括外壳、至少一个喷淋器、振动板和催化剂储罐，所述至少一个喷淋器中所有的喷淋器和振动板均设置在所述外壳内，所述所有的喷淋器均设置在所述振动板的上方，且所述所有的喷淋器均与所述催化剂储罐连接，

所述催化喷淋装置与所述双层振动筛分装置间隔设置且位于所述双层振动筛分装置末端处，喷淋的催化剂溶液量与煤样的质量比例设置在0.1~10wt%的范围内，所述喷淋的催化剂为水型低阶煤催化解聚增油催化剂，在使用时，所述催化剂均匀地喷淋在所述振动板上的已经筛分好的煤样上。

4.根据权利要求3所述的低阶煤催化解聚的联合装置，其特征在于，

经过所述催化剂喷淋且静置后的煤样输送到所述煤样热解反应装置的入口中，所述煤样热解反应装置包括内壳、外壳和螺旋推进装置，所述内壳设置在外壳内，所述螺旋推进装置设置在所述内壳的内腔中；

在所述内壳顶部还设置有用于导出所述内壳内的煤样经过热解反应获得的气体和焦油的多个导出通道，所述多个导出通道的一端均与所述内壳的内腔连通，所述多个导出通道的另一端经由沿所述内壳的纵长方向布置的汇流通道与所述粗煤气冷却分离装置连通，所述多个导出通道中的每一个导出通道均沿垂直于所述内壳的纵长方向的方向设置，所述内壳与外壳之间彼此围绕形成环形腔，所述环形腔用于向所述内壳的内腔内的煤样提供热量。

5.根据权利要求4所述的低阶煤催化解聚的联合装置，其特征在于，

所述螺旋推进装置的第一端与远离所述煤样热解反应装置的入口一端固定连接，所述螺旋推进装置与第一端相对的第二端沿所述内壳的纵长方向延伸至所述外壳且与所述外壳磁力密封；

螺旋推进装置的第二端上套设有循环水冷却装置，且所述螺旋推进装置的第二端通过齿轮与电机连接，在所述煤样热解反应装置的靠近所述循环水冷却装置的一端上还设置有至少一个煤斗，相应地在所述煤样热解反应装置的远离所述循环水冷却装置的另一端上设置有半焦出口，所述至少一个煤斗中的所有的煤斗均为所述煤样热解反应装置的入口，所述半焦出口与所述半焦冷却收集装置的入口连接；

在所述煤斗的连接所述内壳的内腔的一端上设置有星型给料器，且在所述煤样热解反应装置的下方设置有用于调节所述煤样热解反应装置的角度的调节支撑架，所述螺旋推进装置为具有中心螺杆轴的螺旋或者无轴螺旋叶片，所述具有中心螺杆轴的螺旋的螺旋推进装置还连接有加热装置。

6.根据权利要求4所述的低阶煤催化解聚的联合装置，其特征在于，

所述粗煤气冷却分离装置包括依次连接的旋风分离器、一级焦油冷凝器、二级焦油冷凝器、气体净化器和气体储柜，所述旋风分离器的一端与所述汇流通道连接，且所述旋风分离器的另一端与一级焦油冷凝器的一端连接，所述一级焦油冷凝器和二级焦油冷凝器的下方均连接有焦油收集器，在所述气体净化器与所述二级焦油冷凝器之间还设置有抽气泵；

在所述旋风分离器的下方连接有细粉收集器，且所述焦油收集器为水洗焦油收集器、焦油洗脱收集器或者电捕焦油收集器。

7.根据权利要求5所述的低阶煤催化解聚的联合装置，其特征在于，

所述半焦冷却收集装置包括彼此连接的至少一个一级半焦收集器和二级半焦收集器，所述至少一个一级半焦收集器中所有的一级半焦收集器的入口均与所述煤样热解反应装置的半焦出口连接，所述所有的一级半焦收集器的出口均与所述二级半焦收集器连接，

在所述一级半焦收集器的入口和出口均设置有耐高温阀门，在所述所有的一级半焦收集器和二级半角收集器上均设置有惰性气体输入口，所述惰性气体输入口与惰性气体吹扫系统连接。

8.根据权利要求6所述的低阶煤催化解聚的联合装置，其特征在于，

所述半焦冷却收集装置包括彼此连接的至少一个一级半焦收集器和二级半焦收集器，所述至少一个一级半焦收集器中所有的一级半焦收集器的入口均与所述煤样热解反应装置的半焦出口连接，所述所有的一级半焦收集器的出口均与所述二级半焦收集器连接，

在所述一级半焦收集器的入口和出口均设置有耐高温阀门，在所述所有的一级半焦收集器和二级半角收集器上均设置有惰性气体输入口，所述惰性气体输入口与惰性气体吹扫系统连接。