本发明公开了一种煤炭干馏方法及实现该方法的装置，以解决现有的外热式干馏工艺存在的热值利用率低和设备造价高、内热式干馏工艺存在的氮气混入煤气以及内外热式组合干馏工艺存在的半焦输送困难的问题。所公开的方法将煤炭依次经过不同温度的外热式加热区、内热式燃烧区和外热式加热区进行干馏，并且利用内热式干馏区产生的热半焦为原料煤进行加热，同时内热式加热区产生的烟气被排出。所公开的装置包括外筒、内筒以及外筒与内筒之间的烟道，内筒中安装有内部与烟道相通的燃烧筒，并且内筒和燃烧筒外壁上设有水平返料螺旋，延长煤炭加热干馏的时间，同时实现直接和间接加热烟气与煤气的隔离，保证煤气的品质，提高生产效率和干馏热效率。
1.一种煤炭干馏方法，其特征在于，方法中设有外热式400～600℃加热区、内热式
800～1000℃燃烧区和外热式600～800℃加热区；
方法是将原煤和经800～1000℃燃烧区燃烧干馏的热半焦返料混合后，经400～
600℃加热区加热干馏后一部分返送回至800～1000℃燃烧区、一部分送入600～800℃加热区；经800～1000℃燃烧区燃烧干馏后的煤炭为热半焦返料继续送入400～600℃加热区与新进的原料煤炭混合；收集经600～800℃加热区加热干馏的煤炭作为最终的半焦产品；收集400～600℃加热区和600～800℃加热区产生的煤气；同时，用外热式600～
800℃加热区的热源、内热式800～1000℃燃烧区直接加热的热半焦和产生的烟气作为
2.一种实现权利要求1所述方法的设备，包括外筒（1）和固定安装在外筒（1）中的内筒（2），所述内筒（2）为可旋转内筒，其特征在于，设备进一步还包括外筒（1）与内筒（2）之间形成的轴向烟道（3）；
所述内筒（2）的两端分别为进料端和出料端，且由进料端至出料端为走料方向；所述内筒（2）的进料端安装有进料装置；所述内筒（2）的出料端安装有出料装置；
在外筒（1）中沿走料方向依次设有加热干馏Ⅰ区和加热干馏Ⅱ区；
在位于加热干馏Ⅰ区的内筒（2）中固定安装有燃烧筒（4）；所述燃烧筒（4）的壁上开设有返料进口（9）、热半焦出口、烟气出口（6）和气体进口；所述燃烧筒（4）的外壁上固定安装有热半焦返料螺旋（5），该热半焦返料螺旋（5）的一端设有热半焦进口，该热半焦进口与热半焦出口相接，另一端设有热半焦返料出口（7）且该热半焦返料出口（7）位于远离出料端的一端；所述烟气出口（6）与所述烟道（3）相通；
在位于加热干馏Ⅰ区的内筒（2）的壁上开设有混料出口且该混料出口位于远离进料端的一端；
在位于加热干馏Ⅰ区的内筒（2）的外壁上固定安装有返料螺旋（8），该返料螺旋（8）的一端设有混料进口，该混料进口与混料出口相接，另一端设有返料出口，该返料出口与燃烧筒（4）上的返料进口（9）相接；
在位于加热干馏Ⅱ区的内筒（2）的上设有煤气出口（10）；
所述烟道（3）一端安装有燃气输入装置，且该燃气输入装置位于出料端，另一端安装有烟气输出装置，且该烟气输出装置位于进料端。
3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述燃烧筒（4）位于进料端。
4.如权利要求3所述的设备，其特征在于，所述返料进口（9）位于远离进料端的一端。
5.如权利要求3所述的设备，其特征在于，所述返料进口（9）位于远离出料端的一端，所述热半焦出口位于远离进料端的一端。
6.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述烟气出口（6）位于远离进料端的一端。
7.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述进料装置包括进料螺旋（11），该进料螺旋（11）通过动静盘与内筒（2）连接；所述出料装置包括出料螺旋（12），该出料螺旋（12）通过动静盘与内筒（2）连接。
8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述进料螺旋（11）为中空结构，所述气体进口通过进气管与燃气和空气供给装置（21）连接，且进气管穿过进料螺旋（11）。
9.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述燃气输入装置包括燃气室（13），该燃气室（13）通过机械密封安装在内筒（2）和外筒（1）上，所述燃气室（13）上设有燃气进口（24）和燃气出口，所述燃气出口与烟道（3）相通；所述烟气输出装置包括烟气室（14），该烟气室（14）通过机械密封安装在内筒（2）和外筒（1）上，所述烟气室（14）上设有烟气进口和烟气排放口（22），所述烟气进口与烟道（3）相通。
一种煤炭干馏方法及实现该方法的装置
技术领域
[0001] 本发明属于煤化工技术领域，具体涉及一种煤炭干馏方法及实现该方法的装置。
背景技术
[0002] 常见的煤炭干馏方法主要有外热式干馏法、半焦直接加热干馏法（内热式干馏法）和内外热式组合干馏方法。
[0003] 外热式干馏法存在有传热效率低的缺点，并且外热式干馏设备因采取加热夹套固定不动、内筒旋转的方式，所以内筒须具有较高的高温强度，这样便会造成金属内筒造价昂贵、并且具有高温变形的风险；同时设备的内筒为整体式结构，在安装拆卸时因设备体积大重量大引起操作不便。
[0004] 内热式干馏过程中因空气与煤炭直接接触，干馏过程中产生的煤气中含有过多的二氧化碳、氨气和氮气，这样就会给后续的煤气处理带来不便，导致最终得到的煤气质量较差。
[0005] 内外热式组合干馏工艺通常的做法是在外热式干馏设备的基础上再设置一套回转装置，专门用于半焦的内热式燃烧，被加热的半焦与烟气分离后再进入外热式干馏设备，这种工艺投资大，两个回转炉之间热半焦输送环节多、输送困难，且设备故障率高，热耗高，大规模生产设备多，占地大，设备运行不经济。
发明内容
[0006] 本发明的目的之一在于提供一种热值利用率高、所产煤气质量较好的煤炭干馏方法。
[0007] 为此，本发明提供的煤炭干馏方法中设有外热式400～600℃加热区、内热式800～1000℃燃烧区和外热式600～800℃加热区；方法是将原煤和经800～1000℃燃烧区燃烧干馏的热半焦返料混合后，经400～600℃加热区加热干馏后一部分返送回至800～
1000℃燃烧区、一部分送入600～800℃加热区；经800～1000℃燃烧区燃烧干馏后的煤炭为热半焦返料继续送入400～600℃加热区与新进的原料煤炭混合；收集经600～800℃加热区加热干馏的煤炭作为最终的半焦产品；收集400～600℃加热区和600～800℃加热区产生的煤气；同时，过程中用外热式600～800℃加热区的热源、内热式800～1000℃燃烧区直接加热的热半焦和产生的烟气作为400～600℃加热区的热源。
[0008] 本发明的方法将外热式和内热式相结合对煤炭进行加热干馏，方法中内热式800～1000℃燃烧区产生的烟气被排出，不进入煤气产品，进而保证煤气不被氮气污染；外热式加热区的热源被持续用于加热干馏煤炭，进而提高外热式热量的利用效率。
[0009] 本发明的另一目的在于提供一种实现上述方法的煤炭干馏设备，同时解决内外热式组合干馏工艺中，两个回转炉之间热半焦输送困难的问题。所提供的设备具体包括：外筒、固定安装在外筒中的内筒以及外筒与内筒之间形成的轴向烟道；
[0010] 所述内筒的两端分别为进料端和出料端，且由进料端至出料端为走料方向；所述内筒的进料端安装有进料装置；所述内筒的出料端安装有出料装置；
[0011] 在外筒中沿走料方向依次设有加热干馏Ⅰ区和加热干馏Ⅱ区；
[0012] 在位于加热干馏Ⅰ区的内筒中固定安装有燃烧筒；所述燃烧筒的壁上开设有返料进口、热半焦出口、烟气出口和气体进口；所述燃烧筒的外壁上固定安装有热半焦返料螺旋，该热半焦返料螺旋的一端设有热半焦进口，该热半焦进口与热半焦出口相接，另一端设有热半焦返料出口且该热半焦返料出口位于远离出料端的一端；所述烟气出口与所述烟道相通；
[0013] 在位于加热干馏Ⅰ区的内筒的壁上开设有混料出口且该混料出口位于远离进料端的一端；
[0014] 在位于加热干馏Ⅰ区的内筒的外壁上固定安装有返料螺旋，该返料螺旋的一端设有混料进口，该混料进口与混料出口相接，另一端设有返料出口，该返料出口与燃烧筒上的返料进口相接；
[0015] 在位于加热干馏Ⅱ区的内筒上设有煤气出口；
[0016] 所述烟道一端安装有燃气输入装置，且该燃气输入装置位于出料端，另一端安装有烟气输出装置，且该烟气输出装置位于进料端。
[0017] 所述燃烧筒位于进料端。
[0018] 所述返料进口位于远离进料端的一端。
[0019] 所述返料进口位于远离出料端的一端，所述热半焦出口位于远离进料端的一端。
[0020] 所述烟气出口位于远离进料端的一端。
[0021] 所述进料装置包括进料螺旋，该进料螺旋通过动静盘与内筒连接；所述出料装置包括出料螺旋，该出料螺旋通过动静盘与内筒连接。
[0022] 所述进料螺旋为中空结构，所述气体进口通过进气管与燃气和空气供给装置连接，且进气管穿过进料螺旋。
[0023] 所述燃气输入装置包括燃气室，该燃气室通过机械密封安装在内筒和外筒上，所述燃气室上设有燃气进口和燃气出口，所述燃气出口与烟道相通；所述烟气输出装置包括烟气室，该烟气室通过机械密封安装在内筒和外筒上，所述烟气室上设有烟气进口和烟气排放口，所述烟气进口与烟道相通。
[0024] 本发明提供的装置中位于加热干馏Ⅰ区的内筒中为400～600℃加热区，燃烧筒内为800～1000℃燃烧区，位于加热干馏Ⅱ区的内筒中为600～800℃加热区，煤炭在该装置中的被输送路线如图3所示，采取该输送方式有效解决了现有的外热式回转干馏和半焦热载体直接加热结合时，两个回转炉之间热半焦输送困难的问题；燃气由装置的出料端进入烟道后经整个干馏区最终由进料端输出，大大提高了燃气的热值利用率；半焦直接加热过程中（燃烧室内）产生的烟气经烟气出口进入烟道后最终排出，避免了氮气和二氧化碳对煤气的污染。并且，装置中的内筒与外筒一起旋转，因此内筒壁较传统外热式设备的内筒壁薄，极大地降低干馏炉体造价；装置中的内筒和燃烧筒外壁上还设有水平返料螺旋，以延长煤炭被加热干馏的时间，实现直接和间接加热烟气与煤气的隔离，保证原料被充分加热干馏，保证煤气的品质，提高生产效率和干馏热效率，可实现低能耗大规模面煤、油页岩的干馏生产。
附图说明
[0025] 以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
[0026] 图1为本发明的方法的工艺流程图；
[0027] 图2为实施例1提供的装置的结构示意图；
[0028] 图3为煤炭在装置中的输送工艺流程图；
[0029] 图中各代码表示：1-外筒、2-内筒、3-烟道、4-燃烧筒、5-热半焦返料螺旋、6-烟气出口、7-热半焦返料出口、8-返料螺旋、9-返料进口、10-煤气出口、11-进料螺旋、12-出料螺旋、13-燃气室、14-烟气室、15-垂直进料道、16-进料翻板阀、17-垂直出料道、18-出料翻板阀、19-大齿轮与传动装置、20-托轮与滚圈、21-煤气和空气输送装置、22-烟气排放口、23-煤气管、24-燃气进口。
具体实施方式
[0030] 如何将外热式回转干馏和半焦热载体直接加热结合（内外热式结合），并在一个设备中完成煤炭干馏，不仅对面煤干馏具有重要意义，而且对大规模生产所需设备大型化，降低大规模生产的设备投资，减少占地，提高热效率，保证半焦质量，提高焦油回收率，提高煤气热值都具有重要意义。本发明的方法将外热式和内热式间接式结合对煤炭进行加热干馏，参考图1，具体方法中设有外热式400～600℃加热区、内热式800～1000℃燃烧区和外热式600～800℃加热区；方法是将原煤和经800～1000℃燃烧区燃烧干馏的热半焦返料混合后，经400～600℃加热区加热干馏后一部分返送回至800～1000℃燃烧区、一部分送入600～800℃加热区；经800～1000℃燃烧区燃烧干馏后的煤炭为热半焦返料继续送入400～600℃加热区与新进的原料煤炭混合；收集经600～800℃加热区加热干馏的煤炭作为最终的半焦；收集400～600℃加热区和600～800℃加热区产生的煤气；同时，过程中用外热式600～800℃加热区的热源、内热式800～1000℃燃烧区直接加热的半焦和产生的烟气作为400～600℃加热区的热源。
[0031] 以下是发明人提供的两种具体的实现上述方法的装置：
[0032] 实施例1：
[0033] 如图,2所示，该实施例提供的装置包括外筒1和通过支撑圈固定安装在外筒1中的内筒2以及内外筒之间形成的轴向烟道3，外筒1通过两道托轮与滚圈20支撑，中间大齿轮与传动装置19为内外筒整体旋转提供动力。
[0034] 其中内筒2一端为进料端，另一端为出料端；内筒2的进料端通过动静盘安装有进料螺旋11，进而实现内筒2与进料螺旋11之间的动态密封连接，也就是说内筒2与进料螺旋11不一起旋转，进料螺旋11的进口通过动静盘安装有垂直进料道15，该垂直进料道15中安装有进料翻板阀16，且垂直进料道15的上部进口与干煤仓相通；内筒2的出料端通过动静盘安装有出料螺旋12，出料螺旋12的出口通过动静盘安装有垂直出料道17，该垂直出料道17中安装有出料翻板阀18；
[0035] 内外筒的出料端通过机械密封安装有固定式燃气室13，该燃气室13上设有燃气进口24和与烟道3相通的燃气出口；内外筒的进料端通过机械密封安装有固定式烟气室22，该烟气室22上设有与烟道3相通的烟气进口和烟气排放口22；
[0036] 沿走料方向即由进料端至出料端，在内外筒上设有加热干馏Ⅰ区和加热干馏Ⅱ区；在位于加热干馏Ⅰ区的内筒2中通过支撑圈固定安装有燃烧筒4，且燃烧筒4远离出料端即位于进料端，在燃烧筒4的壁上开设有返料进口9、热半焦出口、烟气出口6和气体进口，其中返料进口9远离进料端；热半焦出口与返料进口相隔一定的距离，以保证返料在燃烧筒4中被充分加热；烟气出口6远离进料端，可使得从燃烧筒4出来的烟气流经较长区段的烟道3，其热值被利用加热新进的原煤；在燃烧筒4的外壁上的部分段固定安装有热半焦返料螺旋5，该热半焦返料螺旋5的一端为热半焦进口，该热半焦进口与热半焦出口相通，另一端为热半焦返料出口7，该热半焦返料出口7远离出料端；烟气出口6通过烟气管与烟道3相通；气体进口通过进气管与设备外的煤气和空气输送装置鼓风机21相通；
[0037] 在位于加热干馏Ⅰ区的内筒2的壁上开设有混料出口且该混料出口远离进料端；
[0038] 在位于加热干馏Ⅰ区的内筒2的部分段外壁上固定安装有返料螺旋8，该返料螺旋8的一端为混料进口，该混料进口与混料出口相接，另一端为返料出口，该返料出口与燃烧筒4上的返料进口9相接；
[0039] 在位于加热干馏Ⅱ区的内筒2的末端上设有煤气出口10，外热式干馏过程中产生的煤气经煤气出口10、煤气管输送至煤气回收净化冷却装置。
[0040] 参考图2和图3，经过200℃干燥后的干煤（0-30毫米），经过干煤仓，通过进料翻板阀、进料螺旋进入内筒，此时在燃烧筒中被加热的热半焦通过热半焦出口、热半焦进口、热半焦返料螺旋和热半焦返料出口输送回至加热干馏Ⅰ区的内筒中，与新进的原煤混合；在加热干馏Ⅰ区的内筒中，原煤被热半焦返料直接加热，同时被内筒和外筒之间的环形烟道中的热烟气间接加热，之后一部分（50%）通过混料出口、混料进口、返料螺旋和返料进口返回送入燃烧筒，用于燃烧形成热半焦返料与原煤混合直接加热原煤，循环使用；另一部分（50%）进入加热干馏Ⅱ区的内筒中，继续被间接加热，实现彻底干馏后输出干馏内筒，在内筒中干馏产生的煤气经过煤气管道导出炉外，通过冷却、净化、焦油回收等工艺。
[0041] 燃烧筒中所需要的燃气和空气通过燃烧筒上的气体进口送入，同时燃烧过程中产生的烟气经燃烧筒上的烟气出口、烟气管进入烟道后最终从固定式烟气室的烟气排放口排出；烟道中的燃气和空气由燃气室上的燃气进口输入，烟道中的燃气燃烧产生的烟气流经整个烟道后从烟气排放口排出。
[0042] 上述工艺过程采用回转干馏，热载体在干馏内筒外壁返回，不需要专门的输送设备，在干馏内筒内燃烧加热后再与进料煤混合，实现煤的热载体加热，同时进行外热式干馏，实现了烟气与煤气的分离，传热效率高，煤气热值高，无氮气引入，产量大，可实现大规模生产，不仅节能，而且投资小，维修方便，自动化水平高。
[0043] 实施例2：
[0044] 参考图2，该实施例的装置与实施例1不同之处在于：返料进口9远离出料端，在位于加热干馏Ⅰ区的内筒2的整段外壁上固定安装有返料螺旋8；热半焦出口远离进料端，在燃烧筒4的外壁上整部分都安装固定有热半焦返料螺旋5。
