一种煤快速热解反应装置及基于该装置的煤热解反应系统

摘要

本发明提供一种煤快速热解反应装置，通过由下至上依次设置直管热解段和气固分离仓，原料煤在直管热解段进行热解得到后的干馏产物迅速上行进入气固分离仓并分离得到载体和气体产物，分离后得到的载体从所述载体出口排出，气体产物从所述排气口排出，整个热解过程控制在10-20秒内，实现快速完成煤热解的同时还能将载体和气体产物进行快速导出，原料利用率高达100％，焦油收率高。

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤快速热解反应装置及基于该装置的煤热解反应系统， 属于煤热解装置的技术领域。

背景技术

我国能源资源的显著特征是富煤、少油、缺气。然而，目前煤炭资源往 往被作为单一用途来利用，大部分以直接燃烧为主，其他气化、液化也是以 单一过程为主。煤直接燃烧是单纯地把煤作为燃料利用，不能有效利用煤中 所含的高价值组分；而在煤的气化、液化等单个转化过程中，由于固体颗粒 反应速度随转化程度增加而减慢，要想取得较高的转化效率，必须采取措施 转化较难转化的部分，这就导致技术复杂，设备庞大，投资及生产成本高。 煤热解是一种可实现煤气、焦油、半焦和蒸汽的联产技术，既能有效利用煤 中的高价值组分，又能降低煤转化过程中的难度，从而通过利用储量相对丰 富的煤炭资源制取焦油和煤气来替代储量相对匮乏的油气资源以及生产各种 化学品，同时伴产半焦和蒸汽，在满足社会经济发展需求的同时也是一种合 理利用资源的好途径。

煤热解具有工艺过程简单，加工条件温和，投资少，生产成本低等优势。 煤热解工艺按加热方式可分为外热式和内热式两类。外热式煤热解工艺热效 率低，煤料加热不均，半焦质量不均，挥发产物的二次分解严重，设备复杂， 投资大，产能小；内热式煤热解工艺克服了外热式的缺点，借助热载体把热 量直接传递给煤料，受热后的煤发生热解反应产生煤气、焦油和半焦。内热 式煤热解工艺根据供热介质不同，又分为气体热载体煤热解和固体热载体煤 热解。气体热载体煤热解工艺多采用燃料燃烧所产生的高温烟气或者煤热解 所产生的高温煤气做热载体。采用高温烟气作为气体热载体，会导致煤热解 析出的挥发产物被烟气稀释，从而使得煤气热值不高，有效组分浓度低，利 用价值低；采用高温煤气作气体热载体，出炉热解煤气冷却后又有部分煤气 再次通过外加热方式加热为高温煤气作热载体，耗能大，热效率低，且消耗 掉较大部分的高品位产物煤气。固体热载体煤热解工艺则利用高温循环灰或 高温半焦与煤在热解室内混合，利用固体热载体的显然将煤热解。采用高温 循环灰作为固体热载体，由于煤热解所产生的半焦中掺混了大量灰热载体， 灰分含量高、热值低，半焦产品品质较低，除燃烧利用外用途受到限制；而 采用高温半焦作固体热载体易于半焦产品下一阶段的利用。

中国专利文献CN102585913A公开了一种基于流化床热解技术的煤气焦 油半焦蒸汽多联产方法。该方法基于流化床热解技术，以高温半焦为热载体， 实现煤气、焦油、半焦和蒸汽联产，具体步骤包括:(1)将混合比例为1:5-1:15 的原料煤与半焦在流化床热解炉中混合，控制运行温度为500-800℃；原料煤 发生热解并析出挥发分，挥发分经旋风分离器分离后进入煤气冷却系统，冷 却分离得到焦油和热解煤气；热解煤气的一部分作为流化介质再循环回流化 床热解炉，剩余热解煤气经净化后作为化工合成原料或燃气燃料，收集到的 焦油用于后续加工利用，经旋风分离器分离下来的半焦颗粒经冷却后作为半 焦产品；(2)将流化床热解炉内的部分半焦排出并冷却后作为半焦产品，排 出量控制在流化床热解炉给煤量的60-90％，具体由流化床热解炉实际运行时 的物料平衡来决定；另有一部分半焦则送至流化床半焦加热炉中，在半焦加 热炉中使其中少部分半焦与空气发生燃烧反应，燃烧所放出的热量用于加热 剩余未燃烧的那部分半焦颗粒以及烟气，控制流化床半焦加热炉运行温度为 850-1000℃；加热后的高温半焦由高温烟气携带进入高温旋风分离器中进行气 固分离，分离下来的高温半焦返送至流化床热解炉为煤热解提供热载体，而 分离后的高温烟气进入补燃式余热锅炉；从流化床热解炉送入到半焦加热炉 的半焦量，由最终通过半焦加热炉获得的高温半焦能将流化床热解炉加热到 500-800℃来决定；(3)分离后的高温烟气携带有可燃气体和少量细半焦颗粒， 全部进入补燃式预热锅炉，在这里使这些可燃组分进一步燃尽，所产生的高 温烟气通过换热将水加热为蒸汽；经换热后的高温烟气进入空气预热器加热 空气，加热后的空气分别送入流化床半焦加热炉和补燃式余热锅炉提供燃烧 所需氧气；通过空气预热器换热后的烟气经除尘后排空。

然而，上述利用流化床反应器进行原料煤热解时，反应器内部冷热物料 的传热传质相对较慢，导致内部温度场分布不均，升温速率较慢，部分原料 煤来不及发生热解反应即流出反应器，焦油产率偏低；此外，在冷热物料的 对流传热过程中，伴随着颗粒碰撞，煤的粒径逐渐减小，上述方法的除尘分 离效果较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于现有技术中采用流化床热解反应器进行 煤热解反应，反应器内部冷热物料的传热传质相对较慢，导致内部温度场分 布不均，升温速率较慢，部分原料煤来不及发生热解反应即流出反应器，焦 油产率偏低，从而提出一种能够实现冷热物料的快速传热传质、热解快速、 焦油产率高的低阶煤的快速热解反应装置。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种煤快速热解反应装置，其由下至上依次设置有:

直管热解段，所述直管热解段的底部设置有粗煤气入口，下部设置有进 煤口和高温载体入口，顶端设置有排料口；其中所述进煤口设置在所述高温 载体入口的上部；所述直管热解段的长径比为20:1-40:1；

气固分离仓，位于所述直管热解段的上方，与所述直管热解段的上端连 接设置，所述气固分离仓的下部为汽提段，所述汽提段的截面由下向上呈增 大趋势；在所述气固分离仓的上部设置有排气口，底部设置有载体出口。

还设置有燃烧器，在所述燃烧器的下部设置有半焦进料口和高温半焦排 出口，顶部设置有高温烟气出口，底部设置有蒸汽入口和鼓风口，其中，所 述半焦进料口设置在高温半焦排出口的上部；所述半焦进料口与所述气固分 离仓的半焦出口连通设置，所述高温半焦排出口与所述直管热解段下部的高 温半焦入口连通设置。

所述直管热解段的顶端延伸至所述气固分离仓内设置，所述直管热解段 伸入所述气固分离仓内的部分高度占所述气固分离仓总高度的1/4-3/4；所述 直管热解段位于所述气固分离仓下方的部分与所述气固分离仓的高度比为 5:1-10:1。

所述气固分离仓由所述汽提段和直筒结构组成，所述直筒结构位于所述 汽提段的上方；所述直筒结构与所述汽提段高度比为5:1-1:1。

所述汽提段22内交错设置多层“人”字型挡板。

在所述直管热解段的下部设置有布气板，所述布气板位于所述煤气入口 上方，且位于所述进煤口和高温载体入口的下方。

与所述直管热解段的底部连接设置有煤气预热器。

所述的煤快速热解反应装置还设置有：

原煤预热器，与所述直管热解段的进煤口连通设置；

分离除尘装置，与所述气固分离仓的排气口连通设置；所述分离除尘装 置包括依次连接设置的除尘单元和油气分离单元。

与所述油气分离单元的气体出口连接设置有喷淋净化单元，所述喷淋净 化单元的气体出口与所述直管热解段的粗煤气入口连通设置。

所述除尘单元包括第一除尘器和第二除尘器，所述第一除尘器为旋风除 尘器，所述第二除尘器为过滤除尘器。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:

(1)本发明所述的煤快速热解反应装置，通过由下至上依次设置直管热 解段和气固分离仓，原料煤在直管热解段进行热解得到后的干馏产物迅速上 行进入气固分离仓并分离得到载体和气体产物，分离后得到的载体从所述载 体出口排出，气体产物从所述排气口排出，整个热解过程控制在10-20秒内， 实现快速完成煤热解的同时还能将载体和气体产物进行快速导出，较之现有 技术中采用流化床热解反应器进行煤热解反应，整个热解过程需要持续6分 钟以上，反应器内部冷热物料的传热传质相对较慢，导致内部温度场分布不 均，升温速率较慢，部分原料煤来不及发生热解反应即流出反应器，焦油产 率偏低，利用本发明所述的煤快速热解反应装置进行煤热解处理时，能够实 现冷热物料的快速传热传质，热解快速，整个热解过程控制在10-20秒之间， 并在完成快速煤热解的同时将载体和气体产物快速导出，原料利用率高达 100％，焦油收率高。

(2)本发明所述的煤快速热解反应装置，通过设置所述气固分离仓由所 述汽提段和直筒结构组成，所述直筒结构位于所述汽提段的上方；所述直筒 结构与所述汽提段高度比为5:1-1:1，从而使得原料煤在直管热解段完成热解 后，进入气固分离仓能够实现流化速度的迅速降低，有利于载体和气体产物 在气固分离仓内实现快速分离，同时还使得原料煤物料之间的孔隙率迅速减 小，有利于降低下阶段进行分离除尘的负荷。

(3)本发明所述的煤快速热解反应装置，通过设置所述汽提段22内交 错设置多层“人”字型挡板，有利于从直管热解段进入气固分离仓的载体和 气体产物在进入气固分离仓后实现快速分离，并进一步实现将气体产物从气 固分离仓上部排气口有效、可控导出，同时将固体载体颗粒从气固分离仓底 部的载体出口有效、可控导出。

(4)本发明所述的煤快速热解反应装置，还设置有燃烧器，在所述燃烧 器的下部设置有载体进料口和高温载体排出口，顶部设置有高温烟气出口， 底部设置有蒸汽入口和鼓风口，从而将从气固分离仓载体出口排出的载体送 入燃烧器，在氧气和水蒸气存在的条件下进行燃烧生成高温载体，将所述高 温载体送回至步骤(1)中的直管热解段，有效避免采用高温烟气作为气体热 载体，会导致煤热解析出的挥发产物被烟气稀释，使得煤气热值不高，有效 组分浓度低，利用价值低等问题，本发明装置利用高温载体作为固体热载体， 有利于提高焦油收率和半焦的品质。

(5)本发明所述的煤快速热解反应装置，所述除尘单元包括第一除尘器 和第二除尘器，所述第一除尘器为旋风除尘器，所述第二除尘器为过滤除尘 器，其中第一除尘设置为异形旋风分离器，可将大部分大颗粒粉煤分离回收； 第二除尘设备为特殊材料制备的滤芯结构，可将微米级的粉尘颗粒在高温下 高效过滤，实现热解气的高效除尘。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施 例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1是本发明所述的煤热解反应系统的结构示意图。

图中附图标记表示为:1-原煤预热器，11-破碎室，12-分选室，13-粒径调 节室，14-分离器，15-干煤仓，16-加压风机，17-缓冲气罐，18-除尘器，2-煤 快速热解反应装置，21-直管热解段，22-汽提段，23-气固分离仓，24-布气板， 25-煤气预热器，26-载体储槽，3-燃烧器，31-载体进料口，32-高温载体排出 口，33-补燃室，34-冷却室，35-鼓风口，4-除尘单元，5-油气分离单元，6-喷 淋净化单元，7-储油罐，8-储气罐。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供一种煤热解反应系统，其结构如图1所示，依次连接设置 包括:原煤预热器1、煤快速热解反应装置2、燃烧器3、分离除尘装置、喷 淋净化单元6。

所述原煤预热器1用于对原料煤进行预热，所述原煤预热器1的顶部设 置有原煤输入口，下部设置有出煤口，上部设置有烟气输出口；在原煤预热 器1的上游，与原煤预热器1的原煤输入口依次连接设有破碎室11、分选室 12、粒径调节室13，用于对预热前的原煤进行筛选；在原煤预热器1的下游， 与原煤预热器1的出煤口连接设置有干煤仓15，与所述原煤预热器1的烟气 输出口连接设置有分离器14，所述分离器14的顶部设有气体出口，底部设置 有固体排出口，与所述分离器的气体出口还连接设置有除尘器18，所述分离 器14位于所述干煤仓15的上方且所述干煤仓15与所述分离器14的固体排 出口连通设置，所述干煤仓15的底部设有出煤口；

所述的煤快速热解反应装置2由下至上依次设置的直管热解段21和气固 分离仓23；所述直管热解段21的底部设置有粗煤气入口，下部设置有进煤口 和高温载体入口，顶端设置有排料口；所述进煤口设置在所述高温载体入口 的上部，所述直管热解段21的长径比为30:1，所述直管热解段21的进煤口与所 述干煤仓5连通设置；所述的气固分离仓23位于所述直管热解段21的上方，与 所述直管热解段21的上端连接设置；所述气固分离仓23由所述汽提段22和直 筒结构组成，所述直筒结构位于所述汽提段22的上方，所述直筒结构与所述 汽提段22高度比为5:1；所述汽提段22的截面由下向上呈增大趋势；在所述气 固分离仓23的上部设置有排气口，底部设置有载体出口；所述汽提段22内交 错设置多层“人”字型挡板；本实施例中，在所述直管热解段21的下部设置 有布气板24，所述布气板24位于所述煤气入口上方，且位于所述进煤口和高 温载体入口的下方；所述布气板24上设置有布气孔，所述布气孔的孔隙率为 6％。

本实施例中，所述直管热解段21的顶端延伸至所述气固分离仓23内设置， 所述直管热解段21伸入所述气固分离仓23内的部分高度占所述气固分离仓23 总高度的1/4；所述直管热解段21位于所述气固分离仓23下方的部分与所述气 固分离仓23的高度比为5:1；与所述气固分离仓23的载体出口连通设置有载体 储槽26，用于收集气固分离仓排出的载体；

在所述燃烧器3的下部设置有载体进料口31和高温载体排出口32，顶部 设置有高温烟气出口，底部设置有蒸汽入口和鼓风口35，其中，所述载体进 料口31设置在高温载体排出口32的上部；所述载体进料口31与所述气固分 离仓23的载体出口连通设置，所述高温载体排出口32与所述直管热解段21 下部的高温载体入口连通设置；与所述高温烟气出口依次连接设有补燃室33 和冷却室34，所述补燃室用于将高温烟气中的可燃成分完全燃尽，减少系统 的不安全因素，并副产部分蒸汽供系统使用，提高整体热效率；

所述分离除尘装置与所述气固分离仓23的排气口连通设置；所述分离除 尘装置包括依次连接设置的除尘单元4和油气分离单元5；所述除尘单元4包 括第一除尘器和第二除尘器，所述第一除尘器为旋风除尘器，所述第二除尘 器为过滤除尘器；与所述油气分离单元5连接设置有储油罐7，用于收集产生 的煤焦油；

所述喷淋净化单元6与所述油气分离单元5的气体出口连接设置，所述 喷淋净化单元6的气体出口与所述直管热解段21的粗煤气入口连通设置，并 在所述喷淋净化单元6的气体出口与所述直管热解段21的粗煤气入口之间设 置有煤气预热器25，本实施例中，所述喷淋净化单元6的气体出口连接设置 有储气罐8，用于收集粗煤气。

进一步，还提供一种基于所述煤热解反应系统的煤热解工艺，其包括如 下步骤:

(1)将依次经过破碎室11、分选室12和粒径调节室13筛选处理得到的 粒径小于3mm的原煤，送入原煤预热器1中进行预热干燥，本实施例中，采 用冷却后的高温烟气对原煤进行预热干燥，所述预热干燥的温度为180℃，预 热干燥的原煤从所述原煤预热器1的出煤口输出进入干煤仓15，高温烟气对 原煤预热后从烟气输出口排出并进入分离器14，在分离器14中将携带的少量 原煤分离并从底部的固体排出口排出后收集于所述干煤仓5，而分离出原煤的 烟气从气体出口排出后进入除尘器18进行除尘处理；

(2)将预热干燥的原煤、粗煤气和高温载体一起送入所述直管热解段21， 在所述直管热解段21内，原料煤在650℃的温度条件下进行热解得到干馏产 物；所述直管热解段21内气流的上升速度为6m/s，所述原料煤的粒径小于 30mm，所述原料煤在所述直管热解段的停留时间为10-20s；所述原料煤与所 述高温载体的质量比为1:10；

(3)原料煤热解的干馏产物进入所述气固分离仓23进行分离，分离后 得到的载体从所述载体出口排出，气体产物从所述排气口排出；所述载体从 载体出口排出后进入燃烧器3，在氧气和水蒸气存在的条件下进行燃烧生成 950℃的高温载体和980℃的高温烟气，将所述高温载体送回至步骤(1)中的 直管热解段21；所述高温烟气经冷却室34冷却后经缓冲气罐17、加压风机 16送回原煤预热器1，用于对步骤(1)中的原料煤进行干燥预热；

(4)将步骤(3)中所述排气口排出的气体产物经除尘处理、焦油分离 处理、喷淋处理后得到粗煤气，将所述粗煤气送回所述直管热解段21，将粗 煤气经所述煤气预热器25预热处理后再从所述粗煤气入口送回直管热解段 21，预热后粗煤气温度为300℃。

利用上述煤热解工艺进行煤热解处理时，能够实现冷热物料的快速传热 传质，热解快速，整个热解过程控制在10-20秒之间，并在完成快速煤热解的 同时将载体和气体产物快速导出，原料利用率高达100％，焦油收率较高为 8％。

实施例2

本实施例提供一种煤热解反应系统，其结构如图1所述，依次连接设置 包括:原煤预热器1、煤快速热解反应装置2、燃烧器3、分离除尘装置、喷 淋净化单元6。

所述原煤预热器1用于对原料煤进行预热，所述原煤预热器1的顶部设 置有原煤输入口，底部设置有高温烟气输入口，下部设置有出煤口，上部设 置有烟气输出口；在原煤预热器1的上游，与原煤预热器1的原煤输入口依 次连接设有破碎室11、分选室12、粒径调节室13，用于对预热前的原煤进行 筛选；在原煤预热器1的下游，与原煤预热器1的出煤口连接设置有干煤仓 15，与所述原煤预热器1的烟气输出口连接设置有分离器14，所述分离器14 的顶部设有气体出口，底部设置有固体排出口，与所述分离器的气体出口还 连接设置有除尘器18，所述分离器14位于所述干煤仓15的上方且所述干煤 仓15与所述分离器14的固体排出口连通设置，所述干煤仓15的底部设有出 煤口；

所述的煤快速热解反应装置2由下至上依次设置的直管热解段21和气固 分离仓23；所述直管热解段21的底部设置有粗煤气入口，下部设置有进煤口 和高温载体入口，顶端设置有排料口；所述进煤口设置在所述高温载体入口 的上部，所述直管热解段21的长径比为20:1，所述直管热解段21的进煤口与所 述干煤仓5的出煤口连通设置；所述的气固分离仓23位于所述直管热解段21的 上方，与所述直管热解段21的上端连接设置；所述气固分离仓23由所述汽提 段22和直筒结构组成，所述直筒结构位于所述汽提段22的上方，所述直筒结 构与所述汽提段22高度比为1:1；所述汽提段22的截面由下向上呈增大趋势； 在所述气固分离仓23的上部设置有排气口，底部设置有载体出口；所述汽提 段22内交错设置多层“人”字型挡板；本实施例中，在所述直管热解段21的 下部设置有布气板24，所述布气板24位于所述煤气入口上方，且位于所述进 煤口和高温载体入口的下方；所述布气板24上设置有布气孔，所述布气孔的 孔隙率为2％。

本实施例中，所述直管热解段21的顶端延伸至所述气固分离仓23内设置， 所述直管热解段21伸入所述气固分离仓23内的部分高度占所述气固分离仓23 总高度的3/4；所述直管热解段21位于所述气固分离仓23下方的部分与所述气 固分离仓23的高度比为10:1；与所述气固分离仓23的载体出口连通设置有载体 储槽26，用于收集气固分离仓排出的载体；

在所述燃烧器3的下部设置有载体进料口31和高温载体排出口32，顶部 设置有高温烟气出口，底部设置有蒸汽入口和鼓风口35，其中，所述载体进 料口31设置在高温载体排出口32的上部；所述载体进料口31与所述气固分 离仓23的载体出口连通设置，所述高温载体排出口32与所述直管热解段21 下部的高温载体入口连通设置；与所述高温烟气出口依次连接设有补燃室33 和冷却室34，所述补燃室用于将高温烟气中的可燃成分完全燃尽，减少系统 的不安全因素，并副产部分蒸汽供系统使用，提高整体热效率；

所述分离除尘装置与所述气固分离仓23的排气口连通设置；所述分离除 尘装置包括依次连接设置的除尘单元4和油气分离单元5；所述除尘单元4包 括第一除尘器和第二除尘器，所述第一除尘器为旋风除尘器，所述第二除尘 器为过滤除尘器；与所述油气分离单元5连接设置有储油罐7，用于收集产生 的煤焦油；

所述喷淋净化单元6与所述油气分离单元5的气体出口连接设置，所述 喷淋净化单元6的气体出口与所述直管热解段21的粗煤气入口连通设置，并 在所述喷淋净化单元6的气体出口与所述直管热解段21的粗煤气入口之间设 置有煤气预热器25，本实施例中，所述喷淋净化单元6的气体出口连接设置 有储气罐8，用于收集粗煤气。

进一步，还提供一种基于所述煤热解反应系统的煤热解工艺，其包括如 下步骤:

(1)将依次经过破碎室11、分选室12和粒径调节室13筛选处理得到的 粒径小于30mm的原煤，送入原煤预热器1中进行预热干燥，本实施例中， 采用冷却后的高温烟气对原煤进行预热干燥，所述预热干燥的温度为110℃， 预热干燥的原煤从所述原煤预热器1的出煤口输出进入干煤仓15，高温烟气 对原煤预热后从烟气输出口排出并进入分离器14，在分离器14中将携带的少 量原煤分离并从底部的固体排出口排出后收集于所述干煤仓5，而分离出原煤 的烟气从气体出口排出后进入除尘器18进行除尘处理；

(2)将预热干燥的原煤、粗煤气和高温载体一起送入所述直管热解段21， 在所述直管热解段21内，原料煤在450℃的温度条件下进行热解得到干馏产 物；所述直管热解段21内气流的上升速度为6m/s，所述原料煤的粒径小于 30mm，所述原料煤在所述直管热解段的停留时间为10-20s；所述原料煤与所 述高温载体的质量比为1:2.5；

(3)原料煤热解的干馏产物进入所述气固分离仓23进行分离，分离后 得到的载体从所述载体出口排出，气体产物从所述排气口排出；所述载体从 载体出口排出后进入燃烧器3，在氧气和水蒸气存在的条件下进行燃烧生成 850℃的高温载体和880℃的高温烟气，将所述高温载体送回至步骤(1)中的 直管热解段21；所述高温烟气经冷却室34冷却后经缓冲气罐17、加压风机 16送回原煤预热器1，用于对步骤(1)中的原料煤进行干燥预热；

(4)将步骤(3)中所述排气口排出的气体产物经除尘处理、焦油分离 处理、喷淋处理后得到粗煤气，将所述粗煤气送回所述直管热解段21，将粗 煤气经所述煤气预热器25预热处理后再从所述粗煤气入口送回直管热解段 21，预热后粗煤气温度为300℃。

利用上述煤热解工艺进行煤热解处理时，能够实现冷热物料的快速传热 传质，热解快速，整个热解过程控制在10-20秒之间，并在完成快速煤热解的 同时将载体和气体产物快速导出，原料利用率高达100％，焦油收率较高为 15％。

实施例3

本实施例提供一种煤热解反应系统，其结构包括:原煤预热器1、煤快速 热解反应装置2、分离除尘装置、喷淋净化单元。

所述煤快速热解反应装置2由下至上依次设置直管热解段21和气固分离 仓23；所述直管热解段21的底部设置有粗煤气入口，下部设置有进煤口和高 温载体入口，顶端设置有排料口；所述直管热解段21的长径比为40:1；

所述的气固分离仓23位于所述直管热解段21的上方，与所述直管热解 段21的上端连接设置；所述直管热解段21的顶端延伸至所述气固分离仓23 内设置，所述气固分离仓23的下部为汽提段22，所述汽提段22的截面由下 向上呈增大趋势；在所述气固分离仓23的上部设置有排气口，底部设置有载 体出口；

所述分离除尘装置与所述气固分离仓23的排气口连通设置；所述分离除 尘装置包括依次连接设置的除尘单元4和油气分离单元5；所述除尘单元4包 括第一除尘器和第二除尘器，所述第一除尘器为旋风除尘器，所述第二除尘 器为过滤除尘器；与所述油气分离单元5连接设置有储油罐7，用于收集产生 的煤焦油；

所述喷淋净化单元与所述油气分离单元的气体出口连接设置，所述喷淋 净化单元的气体出口与所述直管热解段的粗煤气入口连通设置。

进一步，还提供一种基于所述煤快速热解反应装置的快速热解工艺，其 包括如下步骤:

(1)将原料煤、粗煤气和高温载体送入所述直管热解段21，在所述直管 热解段21内，原料煤在550℃的温度条件下进行热解得到干馏产物；所述直 管热解段21内气流的上升速度为8m/s，所述原料煤在所述直管热解段的停留 时间为10-20s；所述原料煤的粒径小于30mm，所述原料煤与所述高温载体 的质量比为1:5；

(2)原料煤热解的干馏产物进入所述气固分离仓23进行分离，分离后 得到的载体从所述载体出口排出，气体产物从所述排气口排出；所述载体从 载体出口排出后，在氧气和水蒸气存在的条件下进行燃烧生成900℃的高温载 体和920℃的高温烟气，将所述高温载体送至步骤(1)中的直管热解段21； 所述高温烟气经冷却室34冷却后用于对步骤(1)中的原料煤进行干燥预热， 所述干燥的温度为150℃；

(3)将步骤(2)中所述排气口排出的气体产物经除尘处理、焦油分离 处理、喷淋处理后得到粗煤气，将所述粗煤气送回所述直管热解段21，作为 可以选择的实施方式，将粗煤气经所述煤气预热器25预热处理后再从所述粗 煤气入口送回直管热解段21，预热后粗煤气温度为300℃。

利用上述煤热解工艺进行煤热解处理时，能够实现冷热物料的快速传热 传质，热解快速，整个热解过程控制在10-20秒之间，并在完成快速煤热解的 同时将载体和气体产物快速导出，原料利用率高达100％，焦油收率较高为 10％。

作为可以选择的实施方式，上述实施例1-3中所述高温载体均为高温半 焦，所述高温载体的粒径为0-30mm。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式 的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做 出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。 而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之 中。