[发明专利]一种煤炭高效热解分级分质制清洁能源的工艺及方法

权利要求书

1.一种煤炭高效热解分级分质制清洁能源的工艺及方法，其特征在于：该工艺及方法主要包括型煤段、干馏炉段、气化炉段、氧气和蒸汽混合段，其工艺流程为：

(1)干馏炉段、气化炉段从上到下组成立式炉体，物料由上到下动态运行；

(2)低阶煤在型煤段内被改质成型为型煤，并烘干外水；

(3)烘干后的型煤进入干馏炉段内，分别与气化炉段产生的高温水煤气、煤气燃烧产生的高温二氧化碳烟气间接换热，进行预热、低温无氧干馏，产生高温清洁型炭和荒煤气，荒煤气经换热、冷却洗涤后得到低温煤焦油、干馏煤气，高温二氧化碳烟气经换热后被收集、封存；

(4)高温清洁型炭进入气化炉段内，与氧气和蒸汽混合段提供的氧气和蒸汽混合物反应产生高温水煤气，高温水煤气进入干馏炉段与型煤间接换热后，经换热、冷却洗涤后得到纯净水煤气，可制取氢气等化工原料；

(5)在气化炉段，高温清洁型炭与氧气和蒸汽混合物反应后产生的气化渣经水冷后排出炉外；

(6)氧气和蒸汽混合物是在氧气和蒸汽混合段产生的。

2.根据权利要求1所述的一种煤炭高效热解分级分质制清洁能源的工艺及方法，其特征在于：所述的型煤段主要包括煤改质成型装置、新型清洁碳水分离装置、水池；其中低阶煤在煤改质成型装置中改质成型为型煤，型煤在新型清洁碳水分离装置内，被来自气化炉段的热空气烘干外水，热空气最终进入水池降温。

3.根据权利要求1所述的一种煤炭高效热解分级分质制清洁能源的工艺及方法，其特征在于：所述的干馏炉段主要包括干馏炉、物料调控装置、1#高效换热装置、1#循环洗涤冷却装置、燃烧装置、2#高效换热装置、气体混合装置、二氧化碳收集装置，其中：

(1)型煤在干馏炉内分别与气化炉段产生的高温水煤气、干馏煤气燃烧产生的高温二氧化碳烟气间接换热进行预热、低温无氧干馏，产生荒煤气和高温清洁型炭，荒煤气在1#高效换热装置内与水间接换热，换热后的荒煤气进入1#循环洗涤冷却装置内冷却洗涤得到干馏煤气、低温煤焦油，水经1#高效换热装置变为水蒸汽进入氧气和蒸汽混合段；

(2)1#循环洗涤冷却装置洗涤得到的干馏煤气，部分干馏煤气作为物料调控装置的冷却循环煤气回到荒煤气路径，其余干馏煤气进入燃烧装置，与来自气体混合装置的混合气体(氧气/二氧化碳)燃烧产生高温二氧化碳烟气；

(3)高温二氧化碳烟气在干馏炉内与型煤间接换热，维持干馏温度，换热后的二氧化碳烟气在2#高效换热装置内与水间接换热，完成换热的二氧化碳烟气，部分送入气体混合装置内与氧气和蒸汽混合段提供的氧气混合产生混合气体，其余二氧化碳烟气被二氧化碳收集装置收集、封存，水经2#高效换热装置变为水蒸汽进入氧气和蒸汽混合段；

(4)物料调控装置将干馏炉段与气化炉段物理分隔。

4.根据权利要求1所述的一种煤炭高效热解分级分质制清洁能源的工艺及方法，其特征在于：所述的气化炉段主要包括气化炉、3#高效换热装置、2#循环洗涤冷却装置，其中：

(1)高温清洁型炭进入气化炉内，与来自氧气和蒸汽混合段的氧气和蒸汽混合物发生反应产生高温水煤气，高温水煤气进入干馏炉内与型煤进行间接换热，将型煤进行预热、干馏；

(2)高温水煤气继续在3#高效换热装置内与空气间接换热，换热后的水煤气最终进入2#循环洗涤冷却装置洗涤冷却得到纯净水煤气，空气经3#高效换热装置变为热空气进入型煤段。

5.根据权利要求1所述的一种煤炭高效热解分级分质制清洁能源的工艺及方法，其特征在于：所述的氧气和蒸汽混合段主要包括蒸汽产生装置、制氧装置、氧气和蒸汽混合装置，其中：

(1)蒸汽产生装置生产的蒸汽一方面来自于干馏炉段1#高效换热装置、2#高效换热装置产生的水蒸汽，一方面通过以型煤段产生的水和外部补水生产的蒸汽，蒸汽产生装置产生的合格蒸汽送入氧气和蒸汽混合装置；

(2)制氧装置制取的氧气，分别送入干馏炉段气体混合装置和氧气和蒸汽混合装置，在氧气和蒸汽混合装置中，蒸汽与氧气按比例混合形成氧气和蒸汽混合物，氧气和蒸汽混合物送入气化炉段参与气化反应。