《一種無排放的無煙煤分段熱解分質利用方法及裝置》是昊華駿化集團有限公司、湯廣斌、潘幸輝、王恩偉、潘科、劉旭、邵傑於2014年5月19日申請的專利，該專利的公布號為CN103980946A，授權公布日為2014年8月13日，發明人是湯廣斌、潘幸輝、王恩偉、潘科、劉旭、邵傑。
《一種無排放的無煙煤分段熱解分質利用方法及裝置》以CO2、純氧氣和過熱蒸汽為氣化劑在煤氣化熱解爐內與無煙煤生成的焦炭發生氣化反應生成氣化煤氣；氣化煤氣與低溫熱解段生成的輕油組分、高溫熱解段生成的重油組分混合組成粗煤氣；粗煤氣相繼進入旋風除塵器、顯熱回收器被離心除塵、熱量回收；再進入焦油回收器脫除重油組分和輕油組分；繼而進入間冷器進行循環冷卻水間接冷卻、洗滌分離出酚水，最終被電捕輕油器再一次脫除微量輕油組分，最終得到高品質的合成氣。該合成氣中CO和H2含量可達到80％以上，經過變換、淨化等工藝可製取油、LNG等化工產品，分離出的重油組分、輕油組分、酚水均可被回收利用，是一種煤分段熱解分質利用無排放新能源技術。
2020年7月14日，《一種無排放的無煙煤分段熱解分質利用方法及裝置》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。
（概述圖為《一種無排放的無煙煤分段熱解分質利用方法及裝置》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種無排放的無煙煤分段熱解分質利用方法及裝置
- 申請人：昊華駿化集團有限公司、湯廣斌、潘幸輝、王恩偉、潘科、劉旭、邵傑
- 申請號：2014102122431
- 申請日：2014年5月19日
- 公布日：2014年8月13日
- 公布號：CN103980946A
- 發明人：湯廣斌、潘幸輝、王恩偉、潘科、劉旭、邵傑
- 地址：河南省駐馬店市驛城區中華大道439號
- Int. Cl.：C10J3/60(2006.01)I、C10J3/72(2006.01)I、C10J3/84(2006.01)I、C10K1/00(2006.01)I、C10K1/02(2006.01)I等
- 代理機構：北京市廣友專利事務所有限責任公司
- 代理人：耿小強
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有益效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
2014年前，純氧連續氣化工藝一般是以二級冶金焦、二氧化碳、純氧為氣化原料，在高溫下，熾熱的碳與二氧化碳發生氧化還原反應來製取粗煤氣（CO：68～70％、CO2：28～29％，H2+N2：1～1.2％），再經淨化、變換製備合格的合成氣合成相關下游產品。但是，此工藝使用的原料要求相當高（揮發份1％左右，固定碳82.5％左右，國家二級焦標準），成本也高（二級焦市場價1800-2000元/噸，而低階煤內地500-700元/噸），重要的是製取煤氣工藝過程中無法得到重油組分、輕油組分，使其不能被回收利用，從而使原料不能得到充分的利用。
截至2014年，中國常壓氣化工藝都是以無煙煤為主，由於工藝上的缺陷，造成煤中碳的有效轉化率低，氣化後灰渣中殘碳的含量較高，一般在8-15％之間，工藝出現波動時灰渣中的殘碳含量會更高。2014年前常壓氣化主要有空氣+蒸汽和富氧+蒸汽兩種工藝，這兩種工藝中氣化煤氣的有效氣含量都比較低，一般都在75％以下，在氣化過程中也有少量熱解產物，但都沒有回收利用。這些熱解產物在後續氣體淨化工序中作為廢氣進行處理，且對後續煤氣淨化處理工序帶來較大的負面影響。
2014年前，任何一種氣化工藝都會伴隨有CO2氣體的產生，2014年前的工藝都是經後工序分離處理後或者是到另外一個裝置回收利用，或者是對大氣排放，造成環境污染，能源浪費。隨著環境問題的突出，CO2減排工作尤為重要，如何最佳化氣化工藝，減少CO2的產生，實現CO2再利用將是中國環境技術的重要發展方向之一。
發明內容
專利目的
《一種無排放的無煙煤分段熱解分質利用方法及裝置》所要解決的技術問題是提供一種無排放的無煙煤分段熱解分質利用方法及裝置，得到CO和H2含量達到80％以上的高品質天燃氣和合成氣，並回收無煙煤中的重油組分、輕油組分、酚水，實現重油組分、輕油組分、酚水與粗煤氣的分離，以達到無煙煤熱解分質利用的目的。
《一種無排放的無煙煤分段熱解分質利用方法及裝置》的設計思路是：以無煙煤為原料煤，以CO2、純氧和過熱蒸汽為氣化劑，具體是利用CO2、純氧與過熱蒸汽混合後從煤氣化熱解爐底部連續入爐的新型純氧連續氣化工藝來熱解、氣化無煙煤，得到粗煤氣，再經除塵、分離等實現原料煤的分級利用，不僅擴寬了原料來源，而且該發明採用CO2為氣化劑，突破了純氧氣化工藝成本高的弊端，還可從粗煤氣中分離並回收重油組分、輕油組分、酚水，使得無煙煤得到了更充分的利用。
技術方案
《一種無排放的無煙煤分段熱解分質利用方法及裝置》採用的技術方案如下：
一種無排放的無煙煤分段熱解分質利用方法，包括如下步驟：
（1）將無煙煤加入煤氣化熱解爐，在爐內分層分段進行熱解、氣化；煤氣化熱解爐包括低溫熱解段、高溫熱解段、氣化段；無煙煤在低溫熱解段內被熱解，生成輕油組分和半焦，半焦進入高溫熱解段，並被高溫熱解生成重油組分和焦炭，焦炭進入氣化段；
將CO2、99.6％純氧氣和過熱蒸汽混合後從煤氣化熱解爐底部連續入爐，在爐內氣化段內與逆向進入的焦炭發生氣化反應生成氣化煤氣；氣化煤氣上行進入高溫熱解段，直接對高溫熱解段中的半焦進行高溫熱解，生成重油組分和焦炭；重油組分與氣化煤氣進入低溫熱解段，最終重油組分、輕油組分和氣化煤氣的混合氣即粗煤氣移出煤氣化熱解爐；
（2）步驟（1）得到的粗煤氣被離心除塵，除塵後粗煤氣的溫度≤550℃；繼而進入餘熱回收裝置，回收粗煤氣顯熱，粗煤氣溫度降至≤320℃；
（3）經步驟（2）除塵、熱量回收的粗煤氣利用循環水噴淋洗滌的方法脫油、除塵，脫除其中的重油組分、輕油組分，重油組分+輕油組分的脫除率≥99％，分離出的重油組分、輕油組分隨循環水一起進入焦油槽回收利用；
（4）步驟（3）得到的脫除重油組分、輕油組分的粗煤氣被循環冷卻水間接冷卻至≤40℃；同時，利用洗滌泵閉路循環洗滌分離出粗煤氣中的酚水，分離出的酚水進入酚水槽回收利用；
（5）將步驟（4）經冷卻、脫除酚水得到的煤氣經過電捕輕油器脫油、除塵，脫除其中微量輕油組分，使最終重油組分+輕油組分脫除率≥99.9％，得到高品質的合成氣，分離出的輕油組分進入輕焦油槽回收利用。
另外，所述步驟（1）中原料用量為：無煙煤610～645千克/千標立方米（CO+H2）（每生成1000標立方米（CO+H2）有效氣體需要610～645千克無煙煤，下同），過熱蒸汽250～285千克/千標立方米（CO+H2），純氧氣330～360標立方米/千標立方米（CO+H2），CO2135～145標立方米/千標立方米（CO+H2）。
又，所述步驟（1）中煤氣化熱解爐爐內壓力為10～20千帕，爐內分層分段進行熱解、氣化，低溫熱解段溫度為550～750℃，高溫熱解段溫度為750～1050℃，爐內氣化段溫度為1050～1300℃。
再，所述步驟（1）中所述無煙煤的發熱量≥5500千卡/千克。
優選地，步驟（1）中所述無煙煤為無煙塊煤或無煙型煤。
一種無排放的無煙煤分段熱解分質利用裝置，包括：煤氣化熱解爐，其設有位於底部的氣化劑進口和與爐內低溫熱解段連通的排放口，其中，氣化劑進口通過管道連線CO2、純氧和過熱蒸汽混合物的氣源；
熱量回收裝置，包括旋風除塵器和顯熱回收器；所述旋風除塵器的進氣口通過管道連線煤氣化熱解爐的排放口，所述顯熱回收器設有煤氣進口、煤氣出口，所述顯熱回收器的煤氣進口通過管道連線旋風除塵器的出氣口；
焦油回收器，其設有煤氣入口、淨化氣出口及位於底部的焦油出口，焦油回收器的煤氣入口通過管道與顯熱回收器的煤氣出口連線；
間冷器，其下部設有酚水出口；所述間冷器的入口通過管道與焦油回收器的淨化氣出口連線，所述間冷器的塔釜通過管道與一洗滌泵連線成循環迴路；
電捕輕油器，其設有煤氣入口、煤氣出口及位於底部的輕油出口，電捕輕油器的煤氣入口與間冷器的出口連線，電捕輕油器的煤氣出口連線輸送管道。
優選地，所述煤氣化熱解爐為分層分段式煤氣化熱解爐。
進一步，所述焦油回收器為噴淋式洗滌塔，用低溫循環水對粗煤氣進行噴淋洗滌，首要作用是降低粗煤氣溫度，保證99％以上的輕油組分液化；其次利用噴淋洗滌的方式將出旋風除塵器的氣固態物質進行分離，以脫除粗煤氣中的輕油組分、重油組分及少量的固體粉塵。所述顯熱回收器為餘熱鍋爐。
《一種無排放的無煙煤分段熱解分質利用方法及裝置》的工作過程如下：從原料預處理工序來的塊狀無煙煤經皮帶傳送機從煤氣化熱解爐上部入料倉，定時通過液壓程控閥控制將原料煤加入煤氣化熱解爐，在低溫熱解段原料煤被熱解，生成輕油組分和半焦，半焦進入高溫熱解段；將CO2、99.6％純氧氣和過熱蒸汽混合後從煤氣化熱解爐底部連續入爐，在爐內氣化段內與逆向進入的焦炭發生氣化反應生成氣化煤氣；氣化煤氣上行進入高溫熱解段，直接對高溫熱解段中的半焦進行高溫熱解，生成焦炭和重油組分，重油組分與氣化煤氣一併進入低溫熱解段；最終重油組分、輕油組分和氣化煤氣一併移出煤氣化熱解爐。
煤氣化熱解爐生成的粗煤氣從煤氣化熱解爐的排放口排出後，進入旋風除塵器進行除塵，主要分離出熱解氣化爐的排出粗煤氣中的煤粉等固體顆粒物；被除塵後的粗煤氣進入顯熱回收器進行熱量回收，繼而通過焦油回收器的煤氣入口進入焦油回收器利用循環水噴淋洗滌的方法進行脫油、除塵，然後從焦油回收器的淨化氣出口排出並進入間冷器，焦油回收器分離出的重油組分和輕油組分由位於底部的焦油出口進入焦油槽回收利用；粗煤氣進入間冷器後被循環冷卻水間接冷卻至≤40℃，同時，通過閉路循環洗滌將其中的酚水分離出，並經電捕輕油器回收微量輕油組分，進而得到該發明的高品質的合成氣。
《一種無排放的無煙煤分段熱解分質利用方法及裝置》製備出的高品質的合成氣成份為：CO≥35％，H2≥45％，CO2≤18％，CO和H2含量可達到80％以上，經過變換、淨化等工藝進一步合氣製取油、LNG等化工產品。
《一種無排放的無煙煤分段熱解分質利用方法及裝置》首次以CO2為氣化劑，與純氧、蒸汽一併進入煤氣化熱解爐，在氣化段發生還原反應，生成有效氣體CO，反應方程式：CO2+C＝2CO-165KJ，在極大地減少CO2排放的同時，實現了資源綜合利用，變廢為寶，保護了環境。
《一種無排放的無煙煤分段熱解分質利用方法及裝置》合理利用氣化顯熱，實現了煤氣化熱解爐內的分層分段熱解分質，在分質過程中最大限度地保護了輕油組分和重油組分的分子結構，使含量較低的輕油組分和重油組分的分質利用最大化，從而達到無煙煤的綜合利用、高附加值的目的。從粗煤氣中分離得到的重油組分和輕油組分經簡單加氫提質便可滿足市場需求。該發明經過閉路循環洗滌從粗煤氣中分離出的酚水，進入酚水槽即可再回收利用。可見，該發明無廢物廢氣排放，避免了污染環境，減少了單獨建尾氣處理裝置增加投資等不利因素，是一種環境友好型煤炭綜合利用、氣化多聯產工藝。
《一種無排放的無煙煤分段熱解分質利用方法及裝置》所述無排放的無煙煤分段熱解分質利用裝置中煤氣化熱解爐和後續除塵裝置、顯熱回收器、焦油回收器等設計緊湊，均可採用市售設備，材料易購，即可實現粗煤氣中提取重油組分、輕油組分、分離出酚水、氣固分離等功能，實現無煙煤的分質利用，實現高附加價值，達到節能高效、綜合利用有效能源的目的。
有益效果
1.《一種無排放的無煙煤分段熱解分質利用方法及裝置》以CO2、純氧與蒸汽混合物為氣化劑，採用純氧連續氣化技術，蒸汽分解率高，生成物數量大於其他的常壓固定床氣化工藝，形成合理的顯熱載體數量，滿足了合理分散熱量、合理建立各個反應層區的作用，使煤氣化熱解爐內各屬區熱量分布處於中下部溫度高、兩端溫度低的合理布局，這極有利於強化氣化生產粗煤氣，也形成了蒸汽在高溫條件下分解和二氧化碳快速還原的氣化條件，同時提高了煤氣化熱解爐生產的熱效率；
2.相對於傳統的焦炭氣化生產線，該發明在低壓條件（10～20千帕）下純氧氣化無煙煤是一個創新，反應過程中能耗低、具有流程短，無環境污染，原料利用率高，高產出，品質好，綜合利用率高等優點，這在煤炭的綜合利用上是一種先進工藝；
3.《一種無排放的無煙煤分段熱解分質利用方法及裝置》採用99.6％純氧，大大提高了無煙煤氣化率，使煤氣化熱解爐排放的灰渣殘碳量≤2％，大幅度的降低了原料消耗，提高了原料轉化利用率；
4.有效的降低了潛熱損失和顯熱損失，提高煤氣化熱解爐熱量轉化利用率，冷煤氣效率達80～82％，保護環境；
5.《一種無排放的無煙煤分段熱解分質利用方法及裝置》拓寬了煤炭氣化技術的原料路線，採用無煙煤為氣化原料煤，對原料煤沒有特殊質量要求；
6.《一種無排放的無煙煤分段熱解分質利用方法及裝置》實現了對無煙煤的一次加工綜合利用，實現了煤油分離綜合利用，且在生產過程中無廢氣排放、洗滌酚水的洗滌水採用閉路循環，實現了三廢的零排放，是一種環境友好型新工藝，屬於清潔煤氣化技術，完全符合國家低碳環保產業政策和循環經濟戰略發展思路。
7.《一種無排放的無煙煤分段熱解分質利用方法及裝置》將CO2作為氣化劑進行氣化，轉化為CO有效氣體，具有顯著的環境效益和經濟效益，屬於碳減排技術。
附圖說明
圖1為《一種無排放的無煙煤分段熱解分質利用方法及裝置》一實施例的結構示意圖。
附圖說明
技術領域
《一種無排放的無煙煤分段熱解分質利用方法及裝置》屬於煤熱裂解技術領域，具體涉及一種無排放的無煙煤分段熱解分質利用方法及裝置。
權利要求
1.一種無排放的無煙煤分段熱解分質利用方法，包括如下步驟：
1）將無煙煤加入煤氣化熱解爐，在爐內分層分段進行熱解、氣化；煤氣化熱解爐包括低溫熱解段、高溫熱解段、氣化段；無煙煤在低溫熱解段內被熱解，生成輕油組分和半焦；半焦進入高溫熱解段，並被高溫熱解生成重油組分和焦炭，焦炭進入氣化段；將CO2、99.6％純氧氣和過熱蒸汽混合後從煤氣化熱解爐底部連續入爐，在氣化段內與逆向進入的焦炭發生氣化反應生成氣化煤氣；氣化煤氣上行進入高溫熱解段，直接對高溫熱解段中的半焦進行高溫熱解，生成重油組分和焦炭；重油組分與氣化煤氣進入低溫熱解段，最終重油組分、輕油組分和氣化煤氣的混合氣即粗煤氣移出煤氣化熱解爐；
2）步驟1）得到的粗煤氣被離心除塵，除塵後粗煤氣的溫度≤550℃；繼而進入餘熱回收裝置，回收粗煤氣顯熱，粗煤氣溫度降至≤320℃；
3）經步驟2）除塵、熱量回收的粗煤氣利用循環水噴淋洗滌的方法脫油、除塵，脫除其中的重油組分、輕油組分，重油組分+輕油組分的脫除率≥99％，分離出的重油組分、輕油組分隨循環水一起進入焦油槽回收利用；
4）步驟3）得到的脫除重油組分、輕油組分的粗煤氣被循環冷卻水間接冷卻至≤40℃；同時，利用洗滌泵閉路循環洗滌分離出粗煤氣中的酚水，分離出的酚水進入酚水槽回收利用；
5）將步驟4）經冷卻、脫除酚水得到的煤氣經過電捕輕油器脫油、除塵，脫除其中微量輕油組分，使最終重油組分+輕油組分脫除率≥99.9％，從而得到高品質的合成氣，分離出的輕油組分進入輕焦油槽回收利用。
2.根據權利要求1所述的無排放的無煙煤分段熱解分質利用方法，其特徵在於，步驟1）中原料用量為：無煙煤610～645千克/千標立方米（CO+H2），過熱蒸汽250～285千克/千標立方米（CO+H2），純氧氣330～360標立方米/千標立方米（CO+H2），CO2135～145標立方米/千標立方米（CO+H2）。
3.根據權利要求1所述的無排放的無煙煤分段熱解分質利用方法，其特徵在於，步驟1）中所述無煙煤的發熱量≥5000千卡/千克。
4.根據權利要求1或2或3所述的無排放的無煙煤分段熱解分質利用方法，其特徵在於，步驟1）中所述無煙煤為無煙塊煤或無煙型煤。
5.根據權利要求1所述的無排放的無煙煤分段熱解分質利用方法，其特徵在於，步驟1）中煤氣化熱解爐爐內壓力為10～20千帕，低溫熱解段溫度為550～750℃，高溫熱解段溫度為750～1050℃，爐內氣化段溫度為1050～1300℃。
6.一種無排放的無煙煤分段熱解分質利用裝置，其特徵在於，包括，煤氣化熱解爐，其設有位於底部的氣化劑進口和與爐內低溫熱解段連通的排放口，其中，氣化劑進口通過管道連線CO2、純氧和過熱蒸汽混合物的氣源；熱量回收裝置，包括旋風除塵器和顯熱回收器；所述旋風除塵器的進氣口通過管道連線煤氣化熱解爐的排放口，所述顯熱回收器設有煤氣進口、煤氣出口，所述顯熱回收器的煤氣進口通過管道連線旋風除塵器的出氣口；焦油回收器，其設有煤氣入口、淨化氣出口及位於底部的焦油出口，焦油回收器的煤氣入口通過管道與顯熱回收器的煤氣出口連線；間冷器，其下部設有酚水出口；所述間冷器的入口通過管道與焦油回收器的淨化氣出口連線，所述間冷器的塔釜通過管道與一洗滌泵連線成循環迴路；電捕輕油器，其設有煤氣入口、煤氣出口及位於底部的輕油出口，電捕輕油器的煤氣入口與間冷器的出口連線，電捕輕油器的煤氣出口連線輸送管道。
7.根據權利要求6所述的無排放的無煙煤分段熱解分質利用裝置，其特徵在於，所述煤氣化熱解爐為分層分段式煤氣化熱解爐。
8.根據權利要求6所述的無排放的無煙煤分段熱解分質利用裝置，其特徵在於，所述焦油回收器為噴淋式洗滌塔。
9.根據權利要求6所述的無排放的無煙煤分段熱解分質利用裝置，其特徵在於，所述顯熱回收器為餘熱鍋爐。
實施方式
參見圖1，《一種無排放的無煙煤分段熱解分質利用方法及裝置》的無排放的無煙煤分段熱解分質利用裝置，包括：
煤氣化熱解爐1，其設有位於底部的氣化劑進口11和與爐內熱解段連通的排放口12，其中，氣化劑進口11通過管道連線CO2、純氧和過熱蒸汽混合物的氣源；
熱量回收裝置，包括旋風除塵器2和顯熱回收器3；所述旋風除塵器2的進氣口21通過管道連線煤氣化熱解爐1的排放口12，所述顯熱回收器3設有煤氣進口31、煤氣出口32，所述顯熱回收器3的煤氣進口31通過管道連線旋風除塵器2的出氣口22；
焦油回收器4，其設有煤氣入口41、淨化氣出口42及位於底部的焦油出口43，焦油回收器4的煤氣入口41通過管道與顯熱回收器3的煤氣出口32連線；
間冷器5，其下部設有酚水出口51；所述間冷器5的入口通過管道與焦油回收器4的淨化氣出口42連線；所述間冷器5的塔釜通過管道及閥門與一洗滌泵6連線成一循環迴路；
電捕輕油器7，所述電捕輕油器7設有煤氣入口71、煤氣出口72及位於底部的輕油出口73，電捕輕油器7的煤氣入口71與間冷器5的出口連線，電捕輕油器7的煤氣出口72連線輸送管道。
該實施例中，所述煤氣化熱解爐1為分層分段式煤氣化熱解爐。
所述焦油回收器4為噴淋式洗滌塔。所述顯熱回收器3為餘熱鍋爐。
該實施例所用的設備條件如下：
1、煤氣化熱解爐1為分層分段式煤氣化熱解爐：
設備參數：直徑：Φ2740毫米、設備總高度：10750毫米、低溫熱解段高度：1000毫米、低溫熱解段隔熱方式：可塑澆築料、高溫熱解段高度：1500毫米、高溫熱解段隔熱方式：中壓水冷壁、氣化段高度：5000毫米、氣化段隔熱方式：中壓水冷壁、低溫與高溫熱解段設備連線方式：焊接式、結構形式：直筒式、支承方式：上部支承、排渣方式：固體連續排渣。
工藝參數：工作壓力：20千帕、氣化溫度：1050-1300℃、原料煤處理量：3090千克/小時、蒸汽溫度：250℃、蒸汽用量：1368千克/小時、CO2溫度：100℃、CO2用量：696立方米/小時。
2、旋風除塵器2：
設備參數：直徑：Φ1600毫米、高度：9430毫米、分離筒直徑：Φ1000毫米、分離筒高度：1200毫米、設備進口直徑：Φ1000毫米、設備出口直徑：Φ800毫米。
工藝參數：進口粗煤氣溫度：550℃、出口粗煤氣煤粉濃度：80毫克/標立方米。
3、顯熱回收器3為餘熱鍋爐：
設備參數：直徑：Φ2600毫米、高度：19000毫米、過熱段直徑：Φ2000毫米、過熱段換熱面積：300平方米 、蒸汽段直徑：Φ2000毫米、蒸汽段換熱面積：1400平方米、換熱方式：熱管式。
工藝參數：處理氣量：8000標立方、煤氣進口溫度：550℃、煤氣出口溫度：320℃、軟水溫度：32℃、副產過熱蒸汽溫度：220℃、副產過熱蒸汽壓力：0.5兆帕、塔體阻力降：300帕。
4、焦油回收器4為噴淋式洗滌塔：
設備參數：直徑：Φ3200毫米、高度：12500毫米、噴頭分布層數：5層、噴頭形式：馬蹄形、噴頭布置方式：錯綜式、除霧方式：旋片式。
工藝參數：處理氣量：8000標立方、煤氣出口溫度：50℃、進水溫度：32℃、回水溫度：40℃、塔體阻力降：5千帕。
5、間冷器5：
設備參數：直徑：Φ3000毫米、高度：12000毫米、噴頭分布層數：3層、噴頭形式：馬蹄形、噴頭布置方式：錯綜式、換熱管直徑：Φ25毫米。
工藝參數：處理氣量：7000標立方、煤氣出口溫度：30℃、進水溫度：15℃、回水溫度：25℃、塔體阻力降：2千帕。
6、電捕輕油器7：
設備參數：直徑：Φ3000毫米、高度：13000毫米、極板長度：6000毫米。
工藝參數：處理氣量：7000標立方、煤氣出口溫度：30℃、反衝洗時間間隔：24小時、塔體阻力降：40帕、電壓：380伏。
《一種無排放的無煙煤分段熱解分質利用方法及裝置》的無排放的煤分段熱解分質利用方法，包括如下步驟：
該實施例所用煤氣化熱解爐具體為一台同時具有低溫熱解、高溫熱解和煤氣化功能的分層分段式煤氣化熱解爐。煤氣化熱解爐從上而下包括低溫熱解段、高溫熱解段和氣化段。低溫熱解段溫度為550～750℃，高溫熱解段溫度為750～1050℃，爐內氣化段溫度為1050～1300℃。
（1）從原料預處理工序來的3090千克/小時無煙塊煤經皮帶傳送機從煤氣化熱解爐1上部入料倉，定時通過液壓程控閥控制加煤入爐氣化，煤氣化熱解爐爐內壓力為20千帕。
無煙塊煤典型煤質：含碳量：70％～85％，揮發份：≦10％，熱值約5500～8000千卡/千克。
無煙塊煤在低溫熱解段被熱解，生成輕油組分和半焦，半焦進入高溫熱解段，並被高溫熱解生成重油組分和焦炭，焦炭進入氣化段；來自空分工序的1728標立方99.6％純氧、後工段來的696標立方 CO2和鍋爐過熱1368千克/小時蒸汽混合後從煤氣發生1底部的氣化劑進口11連續入爐，在爐內氣化段內與逆向進入的高溫熱解段所生成的焦炭發生氣化反應生成氣化煤氣；氣化煤氣上行進入高溫熱解段，直接對高溫熱解段中的半焦進行高溫熱解，生成重油組分和焦炭；重油組分與氣化煤氣進入低溫熱解段，最終重油組分、輕油組分和氣化煤氣的混合氣即粗煤氣從煤氣化熱解爐1的排放口12排出。
（2）粗煤氣進行煤氣淨化處理：從煤氣化熱解爐1排出的粗煤氣由所述旋風除塵器2的進氣口21進入旋風除塵器2進行離心除塵，除塵後粗煤氣的溫度≤550℃；繼而除塵後粗煤氣通過顯熱回收器3的煤氣進口31進入顯熱回收器3被回收其中的顯熱，煤氣溫度降至320℃以下。
（3）經除塵、熱量回收的粗煤氣再經焦油回收器4的煤氣入口41進入焦油回收器4利用循環水噴淋洗滌的方法進行脫油、除塵，脫除其中的重油組分、輕油組分，重油組分和輕油組分的脫除率≥99％，分離出的重油組分、輕油組分從焦油回收器4底部的焦油出口43排入焦油槽401回收利用，脫除重油組分、輕油組分的粗煤氣從焦油回收器4的淨化氣出口42進入間冷器5。
（4）進入間冷器5的粗煤氣被循環冷卻水間接冷卻至40℃以下；同時，利用洗滌泵6閉路循環洗滌分離出粗煤氣中的酚水，分離出的酚水從間冷器5的酚水出口51流出，並進入酚水槽501回收利用。
（5）該實施例中，打開控制閥100，關閉控制閥200，將經間接冷卻和脫除酚水後的煤氣從間冷器5排出由電捕輕油器7的煤氣入口71進入電捕輕油器7，再一次脫除微量的輕油組分，使最終重油組分+輕油組分脫除率≥99.9％，得到該發明的高品質的合成氣，從煤氣出口72經管道輸送至用戶使用。分離出的輕油組分從輕油出口73排入輕油槽701回收利用。
該實施例所得的高品質合成氣成份為：CO：35％，H2：45％，CO2：18％，單爐產氣6000標立方。
《一種無排放的無煙煤分段熱解分質利用方法及裝置》得到的高品質合成氣經過變換、淨化等工藝進一步合氣製取油、LNG等化工產品。
步驟（3）、（5）中從粗煤氣中分離得到的重油組分、輕油組分經簡單加氫提質便可滿足市場需求。步驟（3）得到的粗煤氣進入間冷器，在洗滌泵的作用下，經過閉路循環洗滌從粗煤氣中分離出的酚水，進入酚水槽即可再回收利用，具體可採用2014年之前的酚水蒸發系統，單台煤氣化熱解爐配置一套酚水蒸發系統，採用酚水蒸發換熱器蒸發酚水生成酚水蒸汽，在實現換熱功能的情況下，可蒸發煤氣化熱解爐產生的酚水，既利用下段煤氣的餘熱，又避免污染環境。
榮譽表彰
2020年7月14日，《一種無排放的無煙煤分段熱解分質利用方法及裝置》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。
