处理煤以改进可冷凝的煤衍生液体的回收的方法

摘要

一种处理煤的方法，其包括在初始干燥步骤中干燥煤。该干燥的煤在热解步骤中热解来形成煤焦炭和放出的气体。最后，将该煤焦炭冷却和共混。将该放出的气体在处于不同温度的至少两个、优选三个或更多个不同区域中冷凝，来从该放出煤气体中冷凝煤衍生液体(CDL)。不可冷凝的气体可以作为热负载的吹扫气体返回到热解室中，或作为燃料物流进一步处理。该CDL可以任选地离心分离和/或过滤或另外与剩余的微粒煤淤渣分离。该淤渣可以与煤焦炭组合，任选地用于压块；同时将CDL存储。精确地控制冷凝区温度能够控制所收集的冷凝物馏分的量和稠度。

权利要求

1.一种处理从煤热解过程放出的流出物气体的方法，该方法包括：将放出的气体通过高温旋风分离器进入具有至少两个不同的冷凝区的吸收塔入口中，每个区保持在不同的预定温度下，来将所述放出的气体的不同沸点馏分冷凝成液体，所述冷凝区包括至少：第一高温区用于冷凝高沸点馏分，和第二低温区用于冷凝低沸点馏分；

将所述液体从每个冷凝区引入一个或多个分离装置，来从所述冷凝的液体中分离微粒淤渣和/或杂质；和将所述冷凝的液体从每个分离装置引入其自身单独的存储槽；

其中吸收塔入口以向下的方向取向进入第一高温区中；和

所述方法进一步包括将所述流出物气体通过高温旋风分离器进入文丘里管中，和随后进入吸收塔入口中；

所述方法进一步包括将温度在350℃-500℃下的加热或冷却流体加入到文丘里管中以混合和润湿所述流出物气体，并从而形成雾状液滴用于提供高沸点馏分的冷凝和聚结的成核位置，同时低沸点馏分仍然是蒸气态；和在第一高温区中收集包含聚结高沸点馏分的雾状液滴，从而阻止它们向上移动至第二低温区。

2.权利要求1的方法，其进一步包括通过热交换器使每个冷凝区依次比前面的区冷凝更多，将每个冷凝区的温度保持在预定温度范围内的预定目标温度。

3.权利要求2的方法，其进一步包括用于重质、中质和轻质煤衍生液体馏分的至少三个冷凝区，和其中三个冷凝区的预定温度范围依次是对于重质煤衍生液体馏分450℉(232℃)-550℉(288℃)、对于中质煤衍生液体馏分250℉(121℃)-400℉(204℃)，和对于轻质煤衍生液体馏分150℉(65℃)-250℉(121℃)。

4.权利要求1的方法，其进一步包括从重质煤衍生液体馏分冷凝区中放出底部物质微粒，并且将这些与淤渣和煤焦炭在共混区中进行组合。

5.权利要求4的方法，其进一步包括将共混的煤焦炭和分离的淤渣压制成燃料压块。

6.权利要求5的方法，其进一步包括将一部分重质煤衍生液体馏分用作所述压块的粘合剂。

7.权利要求1的方法，其中将从最低温度冷凝区放出的气体用静电沉淀器进一步处理，来除去轻质油的雾状微粒。

8.权利要求7的方法，其进一步包括冷却来自静电沉淀器的气体，来冷凝和除去所存在的水蒸气。

9.权利要求8的方法，其进一步包括在将冷却的气体泵入另一目的地之前重新加热来防止冷凝。

10.权利要求7的方法，其中将从静电沉淀器放出的至少一部分不可冷凝的气体作为吹扫气体再循环到热解室。

11.权利要求10的方法，其中将从静电沉淀器放出的至少另一部分不可冷凝的气体冷却，来冷凝和除去所存在的水蒸气以形成无水气态燃料。

12.权利要求11的方法，其中所述无水气态燃料的热值是至少8000BTU/lb(20.4MJ/kg)。

13.通过权利要求11的方法所制备的气态燃料，所述无水气态燃料的热值是至少

8000BTU/lb(20.4MJ/kg)。

说明书

处理煤以改进可冷凝的煤衍生液体的回收的方法

[0001] 相关申请

[0002] 本申请要求2013年1月9日提交的临时申请61/750590的优先权。本申请还涉及公开的美国专利申请2011/0011722，2011/0011720和2011/0011719，每个公开于2011年1月20日；和涉及2013年3月14日公开的美国专利公开2013/0062186，标题为PROCESS FOR TREATING COAL USING MULTIPLE DUAL ZONE STEPS。

[0003] 全部上述的专利公开和申请的公开内容在此作为参考全部引入。本发明不在美国政府支持下实施，美国政府不拥有本发明的权利。

技术领域

[0004] 本发明涉及煤处理领域，和更具体地，涉及用于处理不同类型的煤来生产更高价值的煤衍生产品例如煤焦炭、煤浆或油、气态燃料、水和热量的碳化方法。更具体地，本发明涉及用于更有效地回收(1)来自排出的气体的煤衍生液体(CDL)和(2)在热解过程中由煤产生的焦炭的方法和设备。它可应用于烟煤、次烟煤和不粘结褐煤等级的煤。

背景技术

[0005] 有时候处理处于其原始状态的煤来改进它的有用性和热能含量。该处理可以包括干燥煤和将该煤经历热解过程以除去低沸点有机化合物和较重的有机化合物。煤的这种热处理(也称作低温煤碳化)导致了某些挥发性烃化合物的释放，所述挥发性化合物对于进一步精制成液体燃料和其它煤衍生液体(CDL)和化学品是有价值的。随后，该挥发性组分可以从离开热解过程的流出物或气体中除去。煤的这种热或热解处理使得它由于煤挥发物和有机硫分解产物的形成而转化成煤焦炭。引发所形成的焦炭中无机硫和铁的磁化性，来用于随后从煤焦炭中除去这种不希望的组分如煤灰、无机硫和汞。

[0006] 如果炼焦煤或烟煤的处理方式能够使得挥发性组分能够以更希望的浓度从煤中有效除去，由此产生具有降低的有机硫和汞的煤焦炭产品，则将是有利的。如果烟煤的精制方式可以产生可以回收来生产合成原油和其它有价值的煤产品的第二有用物流(即可冷凝的煤浆)，则将是进一步有利的。

[0007] 例如，通过一些估计，所收集和分离的CDL甚至会包含不希望的微粒物质，高达5-10重量％。这些小的、微米尺寸的微粒通常是不希望的，特别是如果CDL通过另外的装置来进一步处理或精制时更是如此。所以除去大部分这些细微粒是有利的。

发明内容

[0008] 在广义方面，描述了一种处理煤的方法。该方法基于低温煤碳化来将煤分离成多种组分，包括煤焦炭、煤衍生液体(CDL)和气态燃料(也称作合成气)。在一些实施方案中CDL进一步分馏成多种组分。例如，在一方面，本发明是一种处理从煤热解过程放出的流出物气体的方法，该方法包括：

[0009] 将放出的气体通过至少两个不同的冷凝区，每个区保持在不同的温度下，来将该放出的气体的不同的沸点馏分冷凝成液体；

[0010] (任选地)将该液体从每个冷凝区引入一个或多个分离装置，来从该冷凝的液体中分离微粒淤渣和/或杂质；和

[0011] 将该冷凝的液体从每个分离装置引入其自身单独的存储槽，其中将每个冷凝区的温度控制在预定温度范围内，来在每个存储槽中收集希望的CDL馏分。

[0012] 在另一方面，本发明是一种处理从煤热解过程中放出的流出物气体的方法，该方法包括：

[0013] 干燥煤来除去水分；

[0014] 在一个或多个热解室中热解该干燥的煤，来形成煤焦炭和放出的气体；

[0015] 将该放出的气体通过吸收塔的至少两个、优选三个或更多个不同的冷凝区，每个区保持在不同的温度下，来将该放出的气体的不同的沸点馏分冷凝成液体；

[0016] 任选地将该液体从每个冷凝区引入一个或多个分离装置，来从该冷凝的液体中分离微粒淤渣和/或杂质；

[0017] 将在每个分离装置处从液体中分离的淤渣(和微粒)与煤焦炭一起引入公共共混区；和

[0018] 将该冷凝的液体从每个分离装置引入其自身单独的存储槽，其中将每个冷凝区的温度控制在预定温度范围内，来在每个存储槽中收集希望的CDL馏分。

[0019] 该方法可以包括进一步处理任何所收集的CDL，例如通过如离心分离、过滤等来分离或纯化。在这些纯化步骤中从CDL中除去的微粒和淤渣可以用于压块。

[0020] 在其它方面，该方法包括进一步处理除去CDL后的剩余气体物流。例如，一部分该气体物流可以再循环到热解室，用作吹扫气体来增加直接热量。另一部分可以被冷却来除去残留水蒸气，并且作为无水气态燃料来存储。这种无水气态燃料具有高热值，例如大于8000BTU/lb(20.4MJ/kg)。如果被长距离泵送，则它可以再加热如到50-70℃，典型地为55-
65℃，来降低管线中任何组分冷凝的可能性。每种这类用途的比例可以在0-100％变化。

[0021] 在另一变体中，从吸收塔放出的气体物流可以用静电沉淀器(ESP)进一步处理。该ESP可以收集所述流体中夹带的油雾粒子，并且将它们与轻质油CDL馏分重新共混。

[0022] 在设计以从煤中收集和处理CDL的三个区域吸收塔中，这三个区的温度设定点可以依次包括对于重质CDL馏分约450℉(232℃)-约550℉(288℃)、对于中质CDL馏分约250℉(121℃)-约400℉(204℃)和对于轻质CDL馏分约150℉(65℃)-约250℉(121℃)。

[0023] 在另一变体中，来自热解过程的流出物气体首先通过高温旋风分离器来除去焦炭细颗粒，和/或流过文丘里管来使最重的可冷凝的CDL混合和成核，然后允许它们到吸收塔。这个步骤通过除去用于形成雾状物的成核位置而增加了每个区中希望的CDL馏分的捕集。

[0024] 在另一变体中，任何或全部下面的馏分可以用作燃料和/或粘合剂来形成粒料或压块：来自旋风分离器的煤细颗粒；来自吸收塔最高温度区域的底部排放物；全部或一部分重质CDL馏分；来自CDL的任选纯化的全部或一部分淤渣和细颗粒。

[0025] 本文还描述了不同的其它实施方案。

[0026] 对本领域技术人员来说，当结合附图来阅读时，本发明多种优点将从下面的优选实施方案的详细说明而变得显而易见。

附图说明

[0027] 图1是具有多种组分馏分的热解或碳化方法的通用流程图。

[0028] 图2A-2C是用于处理通过热解不同类型的烟煤所形成的流出物气体的方法的示意图的各部分。

[0029] 图3的图线作为温度的函数显示了一系列的C6+烃化合物和它们的平衡蒸气压。

具体实施方式

[0030] 所述方法涉及处理不粘结煤和不同类型的烟煤，来生产煤衍生液体(CDL)和其它更高价值的煤衍生产品例如高热值、低挥发性、低灰分、低硫煤(也称作焦炭)，它们适于多种工业用途，包括冶金用途和发电，包括将焦炭形成压块。

[0031] 图1显示了处于非常通用水平的方法。将煤10在应用热的一个或多个干燥和/或热解步骤中加热，如12所示。如上所述，这种方法有时候称作低温碳化。该热解过程生产了三种产物：水蒸气14、流出物或放出的气体16，和煤焦炭18。将这三种产物冷却，对于气态产物来说导致了一些冷凝，如20所示。将水蒸气14冷凝成水22，并且可以用于进一步的处理步骤。尽管煤焦炭18是一种希望的产物，但是可以精制来自煤的挥发性流出物气体16来产生第二有用物流。该放出或流出物气体包括一些在室温下不冷凝的气态组分，并且它们作为烃气体24或合成气而保留，它是第三潜在产物和有用物流。但是，该流出物气体16的其它组分将冷凝，和通常称作煤衍生液体或CDL26。根据本发明，CDL26可以进一步分馏成多种组分，例如低沸点轻质油28、中沸点中质油30和高沸点重质油32。最后，该放出的气体可以包括可以作为淤渣34冷凝的焦炭细颗粒。这种通用方法在下面进行更详细的描述。

[0032] 图2是一种用于处理从热解的煤中放出的流出物气体16的方法的示意图。图2分成三个部分2A、2B和2C，这些部分被设计视作一个大示意图。在不同的点处，一个部分的线连接到另一部分的线上。此外，在该图的数个点处，菱形内的罗马数字表示具体的过程取样点或位置。这些过程取样点位置与表B中所示的那些一致，表B给出了过程物流在所确认的每个具体位置处的一些性能。

[0033] 任选的干燥步骤除去了煤中过量的水分。然后将该干燥的煤进料到热解室，其中该煤如本领域已知的在典型地约500-600℃的温度下热解。如果希望，可以使用多个热解阶段。该热解利用低氧进行和驱除杂质作为放出的气体，来改进所得煤作为燃料的效率，该方法被称作煤“富集”。

[0034] 离开热解室如流化床的流出物气体物流中携带的粒子估计高达约15-20重量％。这些粒子包括焦炭细颗粒和喹啉不溶性粒子。在一种已知的例子中，这些固体总计为约
16.1重量％。因此，该流出物气体物流可以任选地通过高温、高效旋风分离器36，所述旋风分离器36分离出碳细微粒38。使用这种分离器，固体粒子负载量可以减少到1.0重量％。合适的旋风分离器获自供应商例如Ducon，5Penn Plaza，纽约，NY；Fisher-Klosterman，Louisville，KY；或Heumann Environmental，Jeffersonville，IN。例如，一些Heurmann装置被设计来除去热解流出物气体物流中所携带的95％的小于5微米的微粒。从该流出物气体物流中如此除去的微粒38可以传送到单独的收集装置或重新注入流化床热解室。优选地，从单独的收集装置运输微粒38以在下游加入淤渣中，随后加入煤焦炭中压块或以散装形式与煤焦炭一起船运。

[0035] 从旋风分离器36放出的放出的气体和任何剩余微粒进料到可变喉文丘里管40的入口。在冷凝过程中，分馏的纯切分会受到高沸点(BP)雾状物或液滴(其充当了成核位置)形成的限制，在成核位置处，较低BP馏分会在仍然处于高温时过早聚结。因此希望的是在高温时分离剩余的微粒和高BP成核物，同时希望的较低沸点的烃化合物仍然是蒸气态。文丘里管40可以在约350℃-450℃下操作来除去这些成核物和引起许多高BP组分的强制成核。这之后可以经由端口56驱使雾状物进入吸收塔54，端口56有意向下与初始收集室57成一定角度，来防止高BP雾状粒子继续向上进入上面的较低温度冷凝区。在测试中，多达95％的焦炭细颗粒和喹啉不溶性微粒与高BP馏分一起保留在吸收塔54的最低区中。

[0036] 文丘里管40还用于润湿和混合放出的气体。流体源42可以根据需要在由加热用流体48或冷却用流体50源进料的热交换器44、46处加热或冷却。将流体源42加热或冷却到希望的温度(例如350-500℃)，以响应温度传感器T、温度控制模块TC和温度控制阀TCV，然后进料到文丘里管40的入口中，来混合和润湿该流出物气体16。压力传感器P监控文丘里管40喉部以上和以下的压力，并且压力差控制模块DPC调整文丘里管喉部来保持预定的压力差。这种适用于本发明的文丘里管设备获自：Sly，Inc.，Strongsville，OH；Envitech，Inc.San Diego，CA；Monroe Environmental，Monroe，MI；和AirPol，Ramsey，NJ。文丘里管的出口向管线52进料，管线52向急冷塔或吸收塔54的入口进料(参见图2B)。

[0037] 急冷塔或吸收塔54从放出的气体16中冷凝和分离了挥发性组分。根据本发明的一个实施方案，将吸收塔54分成多个冷凝区，即两个或更多个、优选至少三个区。参见图2，显示了三个这种冷凝区如区A、B和C，如由过程取样点IV、VI和VIII所确定的。当在吸收塔中向上行进时，这些区保持在逐渐降低的温度下。这三个冷凝区产生了从放出的气体中冷凝和分离的重质CDL馏分、中质CDL馏分和轻质CDL馏分。此外，另外的轻质可冷凝物的细雾会夹带在气体物流中放出，并且可以如下所述进行处理。尽管描述了三个这种冷凝区，但是将理解任何数目的多级冷凝区是可能的。冷凝区的数目越多和每个区中温度控制越精细，作为CDL组分而形成的冷凝馏分将越均匀。

[0038] 除了每个区被设定来冷凝的温度，每个区的结构是类似的，从而在此仅仅详细描述区B，要理解的是每个这种区将具有类似的结构和功能。在区B中冷凝的液体排入烟囱塔盘58中。烟囱塔盘58使得气体通过多个烟囱管线或管，同时在塔盘上部和烟囱管线周围的体积空间中收集液体。该冷凝的液体由烟囱塔盘58通过泵60抽出，任选地通过阀门62和滤网64。液位计L和液位控制器LC保持抽吸速率，从而在区B底部处保持最小阈值液位。抽出的液体被带到热交换器68，其中它将它的热传给冷却剂流体，该冷却剂流体从源70泵送穿过热交换器68，并且它可以在回路中返回源70。温度传感器T监控离开热交换器68的液体的温度，和温度控制器TC控制温度控制阀TCV来控制到热交换器68的冷却剂的流量。

[0039] 离开热交换器68的一部分冷却的流体被转移回区B的顶部和喷雾器72，喷雾器72将该液体喷到热气体上以引起进一步冷凝，因此完成回路。流量计F和流量控制器FC控制流量控制阀FCV，来保持到喷雾器72的恒定流量。离开热交换器68的剩余冷却流体(过程取样点VII)被带到任选的分离器例如离心分离机74，用于即将描述的进一步处理。

[0040] 区A和C具有类似的液体喷雾器回路，其通过热交换器来冷却并且有助于冷凝。这些热交换器通常使用冷却剂流体来与热气体交换热，由此冷却它们来冷凝沸点低于目标温度范围的挥发性组分，而不冷凝具有较低沸点的挥发性组分。因此，区A、B和C的温度设定点全部可能是不同的，但是，该设定点从A到C逐渐降低。下面讨论三个区吸收塔的典型温度范围。来自区A(过程取样点V)的过量的冷凝液体被带到任选的分离器例如离心分离机76，并且来自区C(过程取样点IX)的过量的冷凝液体被带到任选的分离器例如离心分离机78。此外，底部物质可以从区A下面的滤网放出，来与淤渣组合和/或用作随后的造粒或压块操作的粘合剂。

[0041] 尽管在图2B中作为回路构造给出，但是来自热交换的冷却剂的热量可以任选地在热回收区域回收，来用于其它加热需要如吹扫气体，升温器或干燥机，或需要输入热的任何其它处理步骤。

[0042] 在温度(或范围)处于它的设定点的每个区域中，某些馏分的挥发物根据它们的沸点和混合物中的蒸气压而冷凝。假定区C中轻质CDL回路目标温度是约77℃+/-5，如图2的示意图所示，某些百分比的可冷凝的放出的气体作为雾状细液滴保持在气体物流中。这种雾状物在顶部80(过程取样点X)从吸收塔中放出，并且可以进料到气体清洁装置或粒子分离器如湿静电沉淀器(ESP)82，它们用于气体清洁区域来从气体物流中分离雾状液滴。该雾状小滴包含另外的轻质CDL，并且可以与前面分馏的轻质CDL组合，如图2(过程取样点XI)所示。合适的ESP获自Lodge(KC)Cottrell，Inc.，The Woodlands，TX；和/或Hamon Research-Cottrell，Inc.，Somerville，NJ。

[0043] 合适的吸收塔或急冷塔是由商业供应商如Koch-Glitsch，LP，Wichita，KS；Sulzer Chemtech USA，Inc.，Tulsa，OK；Raschig-Jaeger Products，Inc.，Houston，TX；及其它制造的零件来组装的。

[0044] 离开沉淀器82的气体物流通常包含痕量的可冷凝的烃化合物和典型的20-30重量％的未冷凝的水分，该温度典型为约75-85℃。对于用作燃料来说，希望除去一些或大部分水分，其后重新加热该气体来消除烃化合物或水进一步的冷凝。在燃料中携带水是不希望的，因为它降低了燃料气体的热值。携带痕量可冷凝的烃是不希望的，所述烃会在长的气态燃料传输管线中冷凝，导致在到燃料使用点的流路途中聚积和减少。因此，该气体物流然后被带到冷却器84(图2C)，其中将它冷却到约50℃来除去可能保留的任何水蒸气。水收集在池86中(过程取样点XVI)，并且可以废弃或用于其它目的。

[0045] 离开冷却器84的不可冷凝的气体被称作合成气或气态燃料，并且通常包含氢、碳氧化物、水和C6或更短的烃。表C(下面)列出了这些组分的多种。这种过程气体有时候点火烧掉，但是本身还可以是重要的产物气体。任选地，将这种气体通过热交换器88重新加热，来避免在长管线中冷凝，并且通过风扇90泵送到储罐或进一步使用如作为燃料的位置。该过程气体典型的流量可以是6000-10000kg/h和可以重新加热到约60℃，然后用管输送到气体用户。

[0046] 在一种重要的变体中，一部分该气体物流可以从紧接在静电沉淀器82之后的分流点(过程取样点XIV)取出，并且通过风扇92泵送到热解室用作吹扫气体，无需冷却。0％-100％的气体物流可以用于热解吹扫气体，更典型的40％-约80％。如果希望将任何部分的气体物流用于热解，则更为能量有效的是绕过冷却器84和再加热器88。

[0047] 取决于煤的类型和热解条件，可以设计和配置典型的三个冷凝区吸收塔来在三个冷凝回路中冷凝约20％(+/-5％)的重质CDL馏分、约25％(+/-5％)的中质CDL馏分和约20％(+/-5％)的轻质CDL馏分，如图2所示。另外的35重量％(+/-10重量％)的轻质CDL可冷凝物可以存在于雾状液滴中，所述液滴放出到静电沉淀器82，当与其它轻质CDL馏分组合时，产生了约55％的总可冷凝部分。

[0048] 如前所述，在区B中冷凝的CDL被引入离心分离机74(图2C)。更通常地，来自每个冷凝区的冷凝的CDL可以进一步纯化、过滤或分离来除去不想要的组分。分离可以包括下面的任意一种或多种：离心分离机、旋风分离器、超高效旋风分离器、静电沉淀器(ESP)、沉降箱、合适孔尺寸的过滤器等，来除去细微粒。合适的离心分离机商购自Flottweg，North America，Independence，KY；GEA Westfalia Separator Group，Northvale，NJ；和Haus Centrifuge Technologies，(Welco Expediting，LTD)Calgary，Alberta，CA等等。合适的过滤器商购自如Towner Filtration，Twinsburg，OH。

[0049] 在一个实施方案中，重质CDL被引入离心分离机76，并且上清液CDL部分可以进一步通过过滤器96。这些任选的分离步骤进一步纯化重质CDL，除去了淤渣和微粒。类似地，中质CDL被引入离心分离机74，并且上清液CDL部分可以进一步通过过滤器94。这些任选的分离步骤进一步纯化中质CDL，除去了淤渣和微粒。最后，轻质CDL被引入离心分离机78，并且上清液CDL部分可以进一步通过过滤器98。这些任选的分离步骤进一步纯化轻质CDL，除去了淤渣和微粒。来自三个离心分离和三个过滤步骤中每个的淤渣和微粒可以组合和用于别处，例如用于压块方法中。

[0050] 即使我们称馏分为高、中和低BP馏分，要充分理解的是在沸点(BP)和可冷凝的组分冷凝时的实际温度之间存在差异。每个可冷凝的组分在它的纯蒸气压等于大气压时的温度下“沸腾”。相反，分级冷凝温度(FCT)考虑了这种事实：这些化合物处于混合物中，并且每种组合物仅仅施加了蒸气分压(它们不是纯的)。下表(表A)的分级冷凝曲线使冷凝区目标温度与将在典型条件下冷凝的CDL馏分的近似百分比(重量)相关联，其中关于可冷凝的组分相对不可冷凝的组分的分压水平作出了某些假定。下面结合图3来讨论具体的组分的FCT评估值。

[0051] 表A：分级冷凝温度(FCT)

[0052]

[0053] 在每个区的目标温度的选择中，应当想起对于具体的区，分级冷凝温度(FCT)高于目标温度的全部挥发性组分很可能在那个区中冷凝。因此，作出折衷决定：关于希望多少馏分和需要多窄或多宽的温度窗来捕集全部组分，而没有不适当杂质。这些权衡了另外的冷凝回路的成本和效率及进一步精制所收集的馏分的希望和能力。应当理解的是，在冷凝回路中保持的目标温度通常处于本文所述范围的下限，从而回收希望馏分中的全部可冷凝的组分。

[0054] 例如，在图2所述的三个回路冷凝区过程中，可以设定温度来在冷凝回路中收集三种馏分：重质馏分、中质馏分和轻质馏分，分别具有约20重量％、25重量％和20-25重量％的可冷凝的组分。在夹带雾状物中的另外30-35％的轻质CDL可以沉淀和与来自交换回路的20-25％组合。利用这些假定，重质馏分目标可以设定在约450℉(232℃)-约550℉(288℃)、优选约470℉(243℃)-约530℉(278℃)的温度。中质馏分目标可以设定在约250℉(121℃)-约400℉(204℃)、优选约250℉(121℃)-约350℉(177℃)的温度。轻质馏分目标可以设定在约150℉(65℃)-约250℉(121℃)、优选约160℉(71℃)-约220℉(105℃)的温度。

[0055] 将理解的是，希望收集另外的馏分，则需要根据类似逻辑确定的另外的目标温度，但是具有较窄的温度窗。类似地，希望收集小于或大于所假定的20％重质、25％中质、20％轻质CDL(加上35％另外的雾状物中的轻质CDL)馏分，则也需要调整到目标温度，基于改变来符合所改变的假定的理论BP曲线，或基于经验实践。

[0056] 更具体地，已知烃气体的每个CDL组分具有分级冷凝温度(FCT)，该分级冷凝温度是混合物中该化合物的分压或蒸气压的函数。由于来自煤热解的流出物气体产生了多种化合物的复杂混合物，因此每种化合物仅仅贡献了体系中经历的约1atm的一部分。图3描述了存在于流出物气体中的二十(20)个最常见的可冷凝的烃的平衡蒸气压(或分压)和温度之间的关系。引人注意地，全部都是C6或更大，并且一些是环状化合物。例如，曲线M显示了在1atm下的间甲酚应当在约200℃下冷凝，但是仅在0.2atm下的间苯酚在约140℃下冷凝。类似地，其它化合物具有比它们的BP降低的FCT，这取决于它们的分数浓度，如图3所示。

[0057] 从共混区，煤焦炭、煤细颗粒和从不同的CDL馏分中除去的微粒可以全部一起共混，来形成燃料粒料或压块。在一些实施方案中，一部分重质CDL馏分可以任选地用作压块的粘合剂。淤渣34(具有或不具有焦炭细颗粒)也可以任选地用作压块的粘合剂。

[0058] 实施例I

[0059] 除了没有使用旋风分离器或文丘里管之外，基本上如图2所示设置了方法和设备。如下所列形成了64000lbs/h(29030kg/h)的热解气体进料：

[0060] 15000lbs/h(6804kg/h)的可冷凝的组分(CDL)；

[0061] 22000lbs/h(9979kg/h)的吹扫气体，其用于如Rinker的US2011/0011722所述来加热热解室；

[0062] 27000lbs/h(12247kg/h)的不可冷凝的组分或合成气组分。

[0063] 这产生了约23.4％(15000/64000)即约25％的可冷凝的分压。布置三个冷凝区吸收塔，具有保持在下面的目标温度的热交换回路：

[0064] 对于重质CDL馏分约495℉(257℃)，

[0065] 对于中质CDL馏分约300℉(149℃)，和

[0066] 对于轻质CDL馏分约170℉(77℃)。

[0067] 设计这个构造来分别产生约20％重质、25％中质和55％轻质馏分，约20％的轻质馏分在交换回路中冷凝，和另外35％的轻质馏分通过气体清洁区域中的静电沉淀器从空气物流中的夹带雾状物回收。

[0068] 实施例II

[0069] 基本如图2所示设置了方法和设备。监控了用罗马数字I-XVII所示的17个过程取样点，并且产生了下表B中的数据。将41813kg/h的热解流出物气体进料在约473℃下传递到旋风分离器，该旋风分离器除去了约4655kg/h的微粒或约11重量％，剩余37158kg/h流入吸收塔。不同的CDL馏分(组合总计8082kg/h)在表B所示的温度下除去。其中，约24％是来自区A的重质CDL，约30％是来自区B的中质CDL，和来自区C的约25％加上来自静电沉淀器的另外22％总计约47％的轻质CDL。留下约27409kg/h的不可冷凝的气体。将该不可冷凝的气体物流分开，约2/3(17988kg/h)作为吹扫气体返回到热解区域，和约1/3(9424kg/h)被冷却来除去水和作为无水气态燃料存储和/或供给。下表C给出了来自类似实验具有不同流量的气态燃料的特性。当然，流量、体积、容量等仅仅是本发明能力的例子。此外，以此方式生产的气态燃料具有高的热值，例如超过8000BTU/lb。从表C中可见，124000000BTU/h除以15044lb/h得到了燃料热值8241BTU/lb(或21.05MJ/kg)。

[0070]

[0071]

[0072] 尽管参考不同的和优选的实施方案来描述本发明，但是本领域技术人员应当理解可以进行不同的变化，并且可以等效代替其元件，而不偏离本发明的基本范围。另外，可以进行许多调整来使具体情形或材料适应本发明教导，而不偏离其基本范围。

[0073] 因此，本发明不限于本文公开的预期用于实施本发明的具体实施方案，而是本发明将包括落入权利要求书范围内的全部实施方案。