双热解段煤直立热解炉的四路进气联合离心压缩输送方法与流程

1.本发明涉及双热解段煤直立热解炉的四路进气联合离心压缩输送方法，在存在内热式气固逆流热传递的双热解段煤直立热解炉系统，第一助燃气和第一燃料气经过联合离心压缩机升压后经第一混合器形成的第一混合燃气进入提馏段主火道内燃烧和或进入煤热解炉炉膛燃烧释放热量形成气体热载体上行，加热热解下行的煤料；第一混合燃气燃烧属于欠氧燃烧，剩余燃气用作控温燃气；调温气经过联合离心压缩机升压后经过低温热解段调温气通道进入炉膛降低上升气体的温度；下部预冷气经过联合离心压缩机升压后经过半焦预冷段预冷气通道进入炉膛降低下行半焦的温度，联合离心压缩机用一台原动机驱动4种离心压缩机同开同停，可靠地控制四路气体流量，实现安全稳定生产。


背景技术：

2.本发明，所述的涉及内热式移动床煤直立热解炉，指的是至少使用热解炉主火道燃烧气的烟气为气体热载体热解煤料的移动床煤直立热解炉。
3.本发明所述煤热解炉，可以同时设置向热解段(预热段和或热解段或和提馏段)进行外热式供热的系统；在外热式供热系统，外热式供热系统的热源物料通道流过的高温气体不进入热解炉的炉膛内，外热式供热系统的热源物料通道通过传热壁面间接地向热解炉的煤干馏区炉膛内传递热量。
4.本发明，所述的涉及内热式移动床煤直立热解炉，根据需要，可以设置或不设置半焦的冷却段、熄焦段。
5.本发明，涉及内热式移动床煤直立热解炉的主火道用燃烧气的组分气即助燃气和燃气的压缩输送过程，同时涉及低温热解段调温气的压缩输送；所述主火道，指的是内热式移动床煤直立热解炉的内热式供热量的大部分来自于该火道。
6.本发明的煤热解段，第一混合燃气在主火道内燃烧和或进入煤热解炉炉膛燃烧释放热量形成烟气作为气体热载体上行，加热热解下行的煤料。
7.我国西北地区的新疆、内蒙、陕西北部，存储着丰富的低灰、低硫、高挥发份的长焰煤、不粘煤和弱粘煤，该煤料经低温热解或低温干馏可产出收率较高的煤焦油及收率较高的煤气，同时产出一定质量的低温热解半焦。煤气含有的氢气、一氧化碳、甲烷可用于提取氢气、甲烷。煤焦油可用于提取酚类、加氢生产清洁油品。热解半焦可作为还原剂用作铁合金焦、电石焦，也可用作高炉喷吹料代替冶金焦。目前国内低阶煤低温热解装置的半焦(或兰炭)产能在1亿吨左右，形成了一个产业，主要采用内热式气体热载体的直立式热解炉，采用煤气欠氧燃烧(助燃气为空气)产生的热废气(烟气和循环煤气热载体)直接加热煤料进行热解。
8.国标gb/t25212
‑
2010兰炭产品品种及等级划分，规定了兰炭的各性能指标的各等级的标准值，可以看出，有时指标值相差很小，但是等级完全不同；比如兰炭固定碳指标fcd，在74.01％～92.00％之间，每提高2％即升高一个等级；比如兰炭挥发分指标vdaf，在15.00％～4.00％之间，每降低5％即升高一个等级；等级的升高意味着使用性能、适用范围
显著提高，产品价格相差巨大，比如兰炭挥发分指标vdaf，由7.0％(属于5.01％～10.00％范围归v
‑
2等级)降低至4.5％(属于≤5.00％范围归v
‑
1等级)即升高一个等级，产品价格相差达100～150元/吨甚至更高，由于热解半焦是收率最高的热解产品，产值增加巨大，比如对于100万吨/年兰炭生产厂而言，销售额相差1.0～1.5亿元/年甚至更高。
9.事实上，如果能保证低温热解过程的正常进行，进一步使得兰炭挥发分合理降低，将产生以下有益效果：
10.①
提高高价值产品(煤气和焦油)产率，增加产值；
11.②
降低兰炭挥发分含量、增加兰炭强度，提高兰炭价格，增加产值。
12.在单一热解段热解炉或实质上属于单一热解段热解炉的条件下，以低阶煤为例，当热解终温为600～900℃时，煤气产率增加尤为显著；热解时间直接影响低阶煤的热解程度及产物分布，热解时间的延长会增加焦油二次裂解的程度，从而导致焦油产率减小，煤气产率增加。
13.在相同煤料的条件下，降低兰炭挥发分需要更高的热解终温，但是常规的提高热解终温(比如形成中温热解)的方法，必然导致低温热解变为中温热解，煤炭中的更多的重质挥发分被热缩合为焦炭(即烧失)而导致煤焦油产率降低，热解终温越高越易于焦油的二次裂解，当热解终温高于某一特定最佳值(因煤种不同而变化中)时，焦油二次裂解反应剧增导致实际焦油产率减小，同时煤气产率增大；这种煤焦油蒸汽热裂解率和热缩合率增大(即失氢变重)，还会恶化焦油质量，增加加氢改质难度、降低使用价值，总体而言，对于挥发分高的低阶煤而言，与低温热解(煤焦油收率高且油质轻、煤气产率低、兰炭挥发分偏高)相比，中温热解(煤焦油收率低且油质重、煤气产率更高、兰炭挥发分低)的经济性差，这样就导致低温热解工艺的盛行，而中温热解工艺应用很少(仅仅用于多产煤气的场合)。
14.因此，需要出现双热解段煤干馏工艺，在保证低温热解操作效果的前提下，增加降低半焦挥发分含量的提馏段；提馏段底部的主火嘴提供热烟气，低温热解段底部喷入调温气降低控制上升气体的温度；下部预冷气经过半焦预冷段预冷气通道进入炉膛降低下行半焦的温度，回收热量。
15.目前的低阶煤内热式低温热解装置普遍存在的第一问题是兰炭挥发分偏高、兰炭强度偏低，现有技术方案中，降低兰炭挥发分必须提高热解终温，必然形成焦油烧失，这主要因为热解温度场的控制方式造成的，目前的兰炭炉热解区温度场，沿着煤料的下降方向而言，是温度逐步变高，没有上升气温度突降式双热解段内热式移动床煤直立热解炉或热解操作模式。实际上，就是没有形成各热解温度独立灵活控制的低温热解段和中温热解段，用中温热解段保证降低兰炭挥发分、同时用温度独立控制的低温热解段，提高焦油的产率和质量。
16.目前的低阶煤内热式中低温热解装置普遍存在的第二问题是煤气中氮气含量约50％，氢气和甲烷的含量低，热值低，且富含轻烃、氧气、硫化氢、有机硫、氨和水蒸气等，氢气回收、甲烷回收成本高，利用价值低，在一定程度上制约了煤气中有效气(氢气、甲烷)的加工综合利用，限制了煤气中有效气的使用价值，降低了装置的效益。其中的主要原因是，高纯度可燃气体煤气与富氧或纯氧的燃烧控制难度大，处理不善，引起火道配风砖出口煤烧结、结块，出烟气不均匀，导致热解炉炉膛温度不均匀，兰炭质量无法保证，导致无法生产，更有甚者，一旦富氧气或纯氧气过量引入热解炉炉膛，会发生爆燃甚至爆震，形成炉膛
爆炸的恶性事故，其中的一个原因是缺乏控制氧气过量引入热解炉炉膛的工艺设备及控制方法。
17.内热式移动床煤直立热解炉，使用空气为助燃气时，其煤气中的有效气体积浓度很低，表1是不同的煤热解炉助燃气对应的煤气组成，是新疆哈密地区煤低温热解装置的一组煤气典型生产数据，与可燃组分与氧气的纯燃烧反应相比，来自空气的非可燃气(主要是氮气)成为燃烧过程的冷却组分且其体积流率是氧气体积流率的3.77倍，返炉燃料煤气中的非可燃气(h2o、co2、n2、)也是燃烧过程的冷却组分，加上人为安排的超过燃烧配比的循环煤气也是燃烧过程的冷却组分，这样火道的燃烧烟气温度的正常值约为650～900℃。如果按照化学当量进行燃烧，计算结果见表2不同工况煤气化学当量燃烧过程烟气温度和体积膨胀比，烟气温度约1694℃，短期高温是高铝砖或硅砖能够承受的，燃烧原料气与燃烧烟气的体积膨胀比为5.70，可形成烈度较低的爆燃。
18.内热式移动床煤直立热解炉，假定使用氧气体积浓度为34.71％、二氧化碳体积浓度65.29％的富氧气为助燃气时，其煤气中的有效气体积浓度估算值见表1，在事故状态下(助燃气过量加入)，按照化学当量进行燃烧，计算结果见表2，烟气温度可达2633℃，燃烧原料气与燃烧烟气的体积膨胀比为8.09，将形成爆燃，这说明事故状态下，危险性已经大幅增加。
19.内热式移动床煤直立热解炉，假定使用纯氧气为助燃气，其煤气中的有效气体积浓度估算值见表1，在事故状态下(助燃气过量加入)，按照化学当量进行燃烧，计算结果见表3煤气与纯氧气的化学当量燃烧过程烟气温度和体积膨胀比，烟气温度预计可达约4316℃，燃烧原料气与燃烧烟气的体积膨胀比为11.47，由于高氢气浓度燃气中火焰传播速度很高，极易发生爆燃或爆震，可能引起炉墙破裂事故或炉膛爆炸灾难性事故。
20.表1不同的煤热解炉助燃气对应的煤气组成
21.22.表2不同工况煤气化学当量燃烧过程烟气温度和体积膨胀比
[0023][0024]
表3煤气与纯氧气的化学当量燃烧过程烟气温度和体积膨胀比
[0025][0026]
上述的计算存在煤气组成的理论预测偏差，其烟气组成和温度也会略有偏差，但是，不影响分析结论的基本正确性。
[0027]
因此，内热式移动床煤直立热解炉，使用富氧气或纯氧气为助燃气时，必须消除爆燃、爆震隐患，也应可靠地控制不同干馏段各自适宜的温度，由于现行的内热式移动床煤直立热解炉的主火道(也称为主燃气室)的混合器进料(第一助燃气和第一燃料气)是分别由独立的助燃气离心压缩机、煤气离心压缩机压缩输送，所以无法确保同开同停，因此，在燃烧火道用煤气降量或停供而燃烧火道用助燃气继续进料的条件下，即形成燃烧火道用助燃气失控性，将在热解炉的燃烧火道及附近炉膛区域形成爆燃或爆震的恶性事故，而本发明即是为了避免这种事故或事故隐患而提出的，其基本概念是燃烧火道用助燃气必须与预期比例的燃气一并进入，调温气也必须同步进入炉膛低温热解段底部以精确控制低温干馏段温度(防止温度超高)，从而成为煤热解装置使用富氧气或纯氧气为助燃气的基本安全保证措施，，这种要求暗示，需要使用联合压缩机对几种气体进行同步压送，同开同停。
[0028]
本发明的构想是：双热解段煤直立热解炉的四路进气联合离心压缩输送方法，在存在内热式气固逆流热传递的双热解段煤直立热解炉系统，第一助燃气和第一燃料气经过
联合离心压缩机升压后经第一混合器形成的第一混合燃气进入提馏段主火道内燃烧和或进入煤热解炉炉膛燃烧释放热量形成气体热载体上行，加热热解下行的煤料；第一混合燃气燃烧属于欠氧燃烧，剩余燃气用作控温燃气；调温气经过联合离心压缩机升压后经过低温热解段调温气通道进入炉膛降低上升气体的温度；下部预冷气经过联合离心压缩机升压后经过半焦预冷段预冷气通道进入炉膛降低下行半焦的温度，联合离心压缩机用一台原动机驱动4种离心压缩机同开同停，可靠地控制四路气体流量，实现安全稳定生产。
[0029]
以下描述几个涉及多个离心压缩机的联合离心压缩机专利文献，它们的机械结构和功能，在合适可用的前提下，可以被本发明借鉴使用。
[0030]
中国专利zl201210361133.2一种单轴式加多轴式二氧化碳离心压缩机，包括双出轴型驱动装置，双出轴型驱动装置的左出轴用膜片联轴器与单轴式低压缸直联，双出轴型驱动装置的右出轴用膜片联轴器与多轴式高压缸相连；co2气体由单轴式低压缸首级叶轮进入，经过四级压缩，由低压缸第四级后出口管道流出进入多轴式高压缸首级叶轮，再经过四级压缩由多轴式高压缸3第4级叶轮出口排出进入后续的工艺系统；本发明比传统单轴 单轴机型节能10％以上，并且比国外的多轴式二氧化碳压缩机具有更高的安全稳定性。该发明的多级离心压缩机，用于对一种气体即co2气体进行多级串联压缩。
[0031]
中国专利zl201410351897.2多级离心压缩机，提供降低产生于输出轴的推力载荷，高效率且机械可靠性高的多级离心压缩机。多级离心压缩机具备：由发动机驱动的输入轴(4)；设于输入轴(4)的主齿轮(20)；与主齿轮(20)啮合的龆轮(21)；设置龆轮(21)的输出轴(5)；设于输出轴(5)的一端的第1级的离心叶轮(11)；以及设于输出轴(5)的另一端，位于比第1级的离心叶轮(11)靠流体的流动的下游级侧的第2级的离心叶轮(12)。并且，第1级的离心叶轮(11)的外径(d1)被设定得比第2级的离心叶轮(12)的外径(d2)大。该发明的多级离心压缩机，用于对一种气体进行多级串联压缩。
[0032]
中国专利zl201480030156.2离心压缩机，具备：驱动轴(2)，进行旋转驱动；驱动齿轮(11)，与驱动轴(2)连接；从动齿轮(12、13)，获得由驱动齿轮(11)传递的旋转；从动轴(3)，向从动齿轮(12、13)的中心轴方向的两端侧延伸；第一压缩部(41)，设置于从动轴(3)的中心轴方向的第一端部侧；第二压缩部(42)，设置于从动轴(3)的中心轴方向的第二端部侧；及压力调整部(7)，用于均匀地调整第一压缩部(41)中的流体的喷出侧空间的压力和第二压缩部(42)中的流体的喷出侧空间的压力。该发明的多级离心压缩机，用于对一种气体进行多级串联压缩。
[0033]
本发明方法未见报道。
[0034]
发明的目的在于提出双热解段煤直立热解炉的四路进气联合离心压缩输送方法。


技术实现要素：

[0035]
本发明双热解段煤直立热解炉的四路进气联合离心压缩输送方法，其特征在于：
[0036]
(1)双热解段煤直立热解炉
[0037]
所述煤热解炉，是一种上升气温度突降式双热解段内热式移动床煤直立热解炉，入热解炉煤料在下行过程中，至少经过预热段、低温热解段、提馏段、半焦预冷段，逐步成为预热后煤料、低温热解半焦、提馏半焦、预冷半焦；
[0038]
在热解炉炉膛内，提馏段位于低温热解段下方，提馏段空间与低温热解段空间连
通；
[0039]
在热解炉炉膛内，半焦预冷段位于提馏段下方，半焦预冷段空间与提馏段空间连通；
[0040]
在低温热解段，低温热解段的热源，由在低温热解段内上升的低温热解段初始气体热载体提供；在低温热解段底部布置调温气布气道，调温气布气道排出调温气进入炉腔；进炉腔调温气与来自提馏段的上行的提馏段输出气混合后成为低温热解段初始气体热载体，低温热解段初始气体热载体温度，低于提馏段输出气温度至少100℃；
[0041]
在低温热解段，调温气布气道，位于低温热解段的下部焦层内和或下部焦层侧边和或下部焦层周边；
[0042]
在低温热解段，低温热解段气体热载体上行，与来自预热段的下行预热后煤料逆流接触降温并混合低温热解净产煤气成为低温热解段输出气；低温热解段输出气进入预热段；下行的预热后煤料逐步升温进行低温热解，降低挥发分成为低温半焦；低温半焦下行排出低温热解段进入提馏段；
[0043]
在提馏段，提馏段的热源，大部分至全部由在提馏段内上升的气体热载体提供；在提馏段底部布置主火道；主火道排出提馏供热气上行，与来自低温热解段的下行低温热解半焦逆流接触降温并混合提馏净产煤气成为提馏段输出气；提馏段输出气进入低温热解段；下行的低温热解半焦逐步升温深度热解，降低挥发分成为提馏半焦；提馏半焦排出提馏段；
[0044]
提馏段主火道，位于提馏段的下部焦层内和或下部焦层侧边和或下部焦层周边；
[0045]
在半焦预冷段，半焦预冷段的冷源，大部分至全部由在半焦预冷段内上升的预冷气热载体提供；在半焦预冷段底部布置预冷气通道；预冷气通道排出预冷气上行，与来自提馏段的下行提馏半焦逆流接触升温并混合半焦预冷段净产煤气成为半焦预冷段输出气；半焦预冷段输出气上行进入提馏段与主火道排出的提馏供热气混合后继续上行；半焦预冷段输出气进入提馏段；下行的提馏半焦逐步降温成为预冷半焦；预冷半焦排出半焦预冷段；
[0046]
预冷气通道，位于半焦预冷段的下部焦层内和或下部焦层侧边和或下部焦层周边；
[0047]
所述的煤内热式块煤移动床直立热解炉，由1孔或2孔或多孔炭化室组成；在每孔炭化室的至少一侧，设有调温气布气道、主火道、预冷气布气道；
[0048]
调温气布气道上设置出气口，主火道上设置出气口，预冷气布气道上设置出气口；
[0049]
热解室上部设有煤炭布料板，热解室顶部设有上升管；上升管排出热解炉初煤气；
[0050]
(2)四路进气联合离心压缩输送
[0051]
在联合离心压缩机，用一台原动机驱动第一助燃气离心压缩机、第一燃料气离心压缩机、调温气离心压缩机、预冷气离心压缩机，第一助燃气离心压缩机、第一燃料气离心压缩机、调温气离心压缩机、预冷气离心压缩机的工作方式为同时启动、同时运转、同时停转；
[0052]
联合离心压缩机的原动机经动力传递机构对第一助燃气离心压缩机、第一燃料气离心压缩机、调温气离心压缩机、预冷气离心压缩机实现动力传递；
[0053]
第一助燃气经过联合离心压缩机的第一助燃气离心压缩机升压成为升压后第一助燃气；第一燃料气经过联合离心压缩机的第一燃料气离心压缩机升压成为升压后第一燃
料气；
[0054]
升压后第一助燃气、升压后第一燃料气经第一混合器成为第一混合燃气；第一混合燃气进入主火道内燃烧和或进入煤热解炉炉膛燃烧释放热量形成气体热载体上行，加热热解下行的煤料；进入第一混合器的第一燃料气的体积与进入第一混合器的第一助燃气的化学燃烧当量的第一燃料气的体积比定位义为第一燃料气供燃比k1，k1≥1.15；
[0055]
调温气经过联合离心压缩机的调温气离心压缩机升压成为升压后调温气；
[0056]
升压后调温气进入调温气布气道，经过调温气布气道连通炉膛的布气口进入炉膛，与上行的热气体和下行的碳料接触，降低上行气体的温度；
[0057]
预冷气经过联合离心压缩机的预冷气离心压缩机升压成为升压后预冷气；
[0058]
升压后预冷气进入预冷气布气道，经过预冷气布气道连通炉膛的布气口进入炉膛，与下行的碳料接触降低下行提馏半焦的温度，与存在或不存在的上行气体接触；
[0059]
调温气，是来自热解炉初煤气经过至少包括降温、脱油、脱水步骤的净化过程得到的净化煤气；
[0060]
第一燃料气，是来自热解炉初煤气经过至少包括降温、脱油、脱水步骤的净化过程得到的净化煤气；
[0061]
预冷气，是来自热解炉初煤气经过至少包括降温、脱油、脱水步骤的净化过程得到的净化煤气。
[0062]
本发明联合离心压缩机的第一种结构方案是：
[0063]
联合离心压缩机采用双输出轴原动机；
[0064]
双输出轴原动机的第一输出轴与第一传动机的输入轴相连驱动之；
[0065]
第一传动机的主齿轮，设于第一传动机的输入轴上；
[0066]
第1龆轮，与上述第一传动机的主齿轮啮合；
[0067]
第2龆轮，与上述第一传动机的主齿轮啮合；
[0068]
第1龆轮输出轴，用于设置上述第1龆轮，并形成第1龆轮输出轴的一端和第1龆轮输出轴的另一端；
[0069]
第2龆轮输出轴，用于设置上述第2龆轮，并形成第2龆轮输出轴的一端和第2龆轮输出轴的另一端；
[0070]
第1龆轮输出轴的一侧布置第一燃料气离心压缩机a，第1龆轮输出轴的另一侧布置第一燃料气离心压缩机b；
[0071]
第一燃料气分为流量相同的2路，分别进入第一燃料气离心压缩机a、第一燃料气离心压缩机b；
[0072]
第2龆轮输出轴的一侧布置调温气离心压缩机，第2龆轮输出轴的另一侧布置预冷气离心压缩机；
[0073]
双输出轴原动机的第二输出轴与第一助燃气离心压缩机的叶轮转轴连接。
[0074]
本发明联合离心压缩机的第二种结构方案是：
[0075]
联合离心压缩机采用双输出轴原动机；
[0076]
双输出轴原动机的第一输出轴与第一传动机的输入轴相连驱动之；
[0077]
第一传动机的主齿轮，设于第一传动机的输入轴上；
[0078]
第1龆轮，与上述第一传动机的主齿轮啮合；
[0079]
第2龆轮，与上述第一传动机的主齿轮啮合；
[0080]
第1龆轮输出轴，用于设置上述第1龆轮，并形成第1龆轮输出轴的一端和第1龆轮输出轴的另一端；
[0081]
第2龆轮输出轴，用于设置上述第2龆轮，并形成第2龆轮输出轴的一端和第2龆轮输出轴的另一端；
[0082]
第1龆轮输出轴的一侧布置调温气离心压缩机a，第1龆轮输出轴的另一侧布置调温气离心压缩机b；
[0083]
调温气分为流量相同的2路，分别进入调温气离心压缩机a、调温气离心压缩机b；
[0084]
第2龆轮输出轴的一侧布置预冷气离心压缩机，第2龆轮输出轴的另一侧布置第一燃料气离心压缩机；
[0085]
双输出轴原动机的第二输出轴与第一助燃气离心压缩机的叶轮转轴连接。
[0086]
本发明联合离心压缩机的第三种结构方案是：
[0087]
联合离心压缩机采用双输出轴原动机；
[0088]
双输出轴原动机的第一输出轴与第一传动机的输入轴相连驱动之；
[0089]
第一传动机的主齿轮，设于第一传动机的输入轴上；
[0090]
第1龆轮，与上述第一传动机的主齿轮啮合；
[0091]
第2龆轮，与上述第一传动机的主齿轮啮合；
[0092]
第1龆轮输出轴，用于设置上述第1龆轮，并形成第1龆轮输出轴的一端和第1龆轮输出轴的另一端；
[0093]
第2龆轮输出轴，用于设置上述第2龆轮，并形成第2龆轮输出轴的一端和第2龆轮输出轴的另一端；
[0094]
第1龆轮输出轴的一侧布置预冷气离心压缩机a，第1龆轮输出轴的另一侧布置预冷气离心压缩机b；
[0095]
预冷气分为流量相同的2路，分别进入预冷气离心压缩机a、预冷气离心压缩机b；
[0096]
第2龆轮输出轴的一侧布置调温气离心压缩机，第2龆轮输出轴的另一侧布置第一燃料气离心压缩机；
[0097]
双输出轴原动机的第二输出轴与第一助燃气离心压缩机的叶轮转轴连接。
[0098]
本发明联合离心压缩机的第四种结构方案是：
[0099]
联合离心压缩机采用双出轴原动机；
[0100]
双输出轴原动机的第一输出轴与第一传动机的输入轴相连驱动之；
[0101]
第一传动机的主齿轮，设于第一传动机的输入轴上；
[0102]
第1龆轮，与上述第一传动机的主齿轮啮合；
[0103]
第1龆轮输出轴，用于设置上述第1龆轮，并形成第1龆轮输出轴的一侧和第1龆轮输出轴的另一侧；
[0104]
第1龆轮输出轴的一侧布置第一燃料气离心压缩机，第1龆轮输出轴的另一侧布置预冷气离心压缩机；
[0105]
双输出轴原动机的第二输出轴与第二传动机的输入轴相连驱动之；
[0106]
第二传动机的主齿轮，设于第二传动机的输入轴上；
[0107]
第2龆轮，与上述第二传动机的主齿轮啮合；
[0108]
第2龆轮输出轴，用于设置上述第2龆轮，并形成第2龆轮输出轴的一侧和第2龆轮输出轴的另一侧；
[0109]
第2龆轮输出轴的一侧布置第一助燃气离心压缩机，第2龆轮输出轴的另一侧布置调温气离心压缩机。
[0110]
本发明联合离心压缩机的第五种结构方案是：
[0111]
联合离心压缩机采用双输出轴原动机；
[0112]
双输出轴原动机的第一输出轴与第一传动机的输入轴相连驱动之；
[0113]
第一传动机的主齿轮，设于第一传动机的输入轴上；
[0114]
第1龆轮，与上述第一传动机的主齿轮啮合；
[0115]
第1龆轮输出轴，用于设置上述第1龆轮，并形成第1龆轮输出轴的一侧和第1龆轮输出轴的另一侧；
[0116]
第1龆轮输出轴的一侧布置预冷气离心压缩机，第1龆轮输出轴的另一侧布置调温气离心压缩机；
[0117]
双输出轴原动机的第二输出轴与第二传动机的输入轴相连驱动之；
[0118]
第二传动机的主齿轮，设于第二传动机的输入轴上；
[0119]
第2龆轮，与上述第二传动机的主齿轮啮合；
[0120]
第2龆轮输出轴，用于设置上述第2龆轮，并形成第2龆轮输出轴的一侧和第2龆轮输出轴的另一侧；
[0121]
第2龆轮输出轴的一侧布置第一助燃气离心压缩机，第2龆轮输出轴的另一侧布置第一燃料气离心压缩机。
[0122]
本发明联合离心压缩机的第六种结构方案是：
[0123]
联合离心压缩机采用双出轴原动机；
[0124]
双输出轴原动机的第一输出轴与第一传动机的输入轴相连驱动之；
[0125]
第一传动机的主齿轮，设于第一传动机的输入轴上；
[0126]
第1龆轮，与上述第一传动机的主齿轮啮合；
[0127]
第1龆轮输出轴，用于设置上述第1龆轮，并形成第1龆轮输出轴的一侧和第1龆轮输出轴的另一侧；
[0128]
第1龆轮输出轴的一侧布置第一燃料气离心压缩机，第1龆轮输出轴的另一侧布置调温气离心压缩机；
[0129]
双输出轴原动机的第二输出轴与第二传动机的输入轴相连驱动之；
[0130]
第二传动机的主齿轮，设于第二传动机的输入轴上；
[0131]
第2龆轮，与上述第二传动机的主齿轮啮合；
[0132]
第2龆轮输出轴，用于设置上述第2龆轮，并形成第2龆轮输出轴的一侧和第2龆轮输出轴的另一侧；
[0133]
第2龆轮输出轴的一侧布置第一助燃气离心压缩机，第2龆轮输出轴的另一侧布置预冷气离心压缩机。
[0134]
本发明联合离心压缩机的第七种结构方案是：
[0135]
联合离心压缩机采用单输出轴原动机，驱动第一传动机；
[0136]
第一传动机的输入轴，与原动机输出轴连接；
[0137]
主齿轮，设于上述第一传动机的输入轴上；
[0138]
第1龆轮，与上述主齿轮啮合；
[0139]
第2龆轮，与上述主齿轮啮合；
[0140]
第1龆轮输出轴，用于设置上述第1龆轮，并形成第1龆轮输出轴的一端和第1龆轮输出轴的另一端；
[0141]
第2龆轮输出轴，用于设置上述第2龆轮；
[0142]
第1龆轮输出轴的一侧布置第一燃料气离心压缩机，第1龆轮输出轴的另一侧布置预冷气离心压缩机；
[0143]
第2龆轮输出轴的一侧布置第一助燃气离心压缩机，第2龆轮输出轴的另一侧布置调温气离心压缩机。
[0144]
本发明联合离心压缩机的第八种结构方案是：
[0145]
联合离心压缩机采用单输出轴原动机，驱动第一传动机；
[0146]
第一传动机的输入轴，与原动机输出轴连接；
[0147]
主齿轮，设于上述第一传动机的输入轴上；
[0148]
第1龆轮，与上述主齿轮啮合；
[0149]
第2龆轮，与上述主齿轮啮合；
[0150]
第1龆轮输出轴，用于设置上述第1龆轮，并形成第1龆轮输出轴的一端和第1龆轮输出轴的另一端；
[0151]
第2龆轮输出轴，用于设置上述第2龆轮；
[0152]
第1龆轮输出轴的一侧布置预冷气离心压缩机，第1龆轮输出轴的另一侧布置调温气离心压缩机；
[0153]
第2龆轮输出轴的一侧布置第一助燃气离心压缩机，第2龆轮输出轴的另一侧布置第一燃料气离心压缩机。
[0154]
本发明联合离心压缩机的第九种结构方案是：
[0155]
联合离心压缩机采用单输出轴原动机，驱动第一传动机；
[0156]
第一传动机的输入轴，与原动机输出轴连接；
[0157]
主齿轮，设于上述第一传动机的输入轴上；
[0158]
第1龆轮，与上述主齿轮啮合；
[0159]
第2龆轮，与上述主齿轮啮合；
[0160]
第1龆轮输出轴，用于设置上述第1龆轮，并形成第1龆轮输出轴的一端和第1龆轮输出轴的另一端；
[0161]
第2龆轮输出轴，用于设置上述第2龆轮；
[0162]
第1龆轮输出轴的一侧布置第一燃料气离心压缩机，第1龆轮输出轴的另一侧布置调温气离心压缩机；
[0163]
第2龆轮输出轴的一侧布置第一助燃气离心压缩机，第2龆轮输出轴的另一侧布置预冷气离心压缩机。
[0164]
本发明，通常，进入联合离心压缩机的第一助燃气，来自第一助燃气缓冲罐；
[0165]
第一助燃气缓冲罐的操作压力，低于连通主火道的第1混合器的出口处的压力。
[0166]
本发明，通常，联合离心压缩机排出的升压后的第一助燃气的管道上，设置第一助
燃气紧急事故联锁切断阀，一旦联合离心压缩机失去动力，联锁关闭第一助燃气紧急事故联锁切断阀；
[0167]
联合离心压缩机排出的升压后的第一燃料气的管道上，设置第一燃料气紧急事故联锁切断阀，一旦联合离心压缩机失去动力，联锁关闭第一燃料气紧急事故联锁切断阀；
[0168]
联合离心压缩机排出的升压后的调温气的管道上，设置调温气紧急事故联锁切断阀，一旦联合离心压缩机失去动力，联锁关闭调温气紧急事故联锁切断阀。
[0169]
本发明，通常，进入联合离心压缩机的第一助燃气，来自第一助燃气缓冲罐；
[0170]
第一助燃气缓冲罐的操作压力，低于连通主火道的第1混合器的出口处的压力；
[0171]
第一助燃气缓冲罐排出的第一助燃气去联合离心压缩机的管道上，设置第一助燃气缓冲罐超压联锁切断阀，一旦第一助燃气缓冲罐的压力高于第1混合器出口处的压力，联锁关闭第一助燃气缓冲罐超压联锁切断阀。
[0172]
本发明，通常，第一助燃气，是氧气体积浓度高于35％的富氧气，二氧化碳体积浓度高于60％。
[0173]
本发明，通常，以低温热解段调温气布气道出气口以上300mm处的气流温度为低温热解段初始气体热载体定性温度；
[0174]
在提馏段，以距离低温热解段调温气布气道出气口以下300mm处的气流温度为提馏段输出气定性温度；
[0175]
以低温热解段调温气布气道出气口上部300mm处的低温热解半焦的温度为低温热解段的定性温度；
[0176]
以提馏段主火道出气口上部300mm处的提馏半焦的温度为提馏段的定性温度；
[0177]
热解炉的入炉煤为低阶煤；
[0178]
预热段，排出的预热后煤料的温度为180～370℃；
[0179]
低温热解段的定性温度为430～680℃；低温热解段初始气体热载体定性温度，低于提馏段输出气定性温度至少200℃；
[0180]
提馏段的定性温度为700～1000℃，且比低温热解段的定性温度高出100～450℃；
[0181]
每孔炭化室上宽下窄，中间横断面为变截面，调温气布气道、主火道均布置在炭化室中间横断面变窄过渡段之下的窄腔体段；
[0182]
提馏半焦的挥发分，低于低温热解半焦至少2.0重量％；
[0183]
提馏半焦的挥发分低于4.95重量％。
[0184]
本发明，通常，所述煤热解炉，在预冷段之下设置半焦的熄焦段。
[0185]
本发明，所述煤热解炉，可以同时设置外热式供热系统，外热式供热系统的传热通道流过的高温气体不进入热解炉的炉膛内，外热式供热系统的传热通道通过传热壁面间接地向热解炉的煤干馏区炉膛内传递热量。
[0186]
本发明，通常，第一燃料气供燃比k1，k1为1.5～5.0。
[0187]
本发明，通常，各离心压缩机均为单级离心压缩机。
[0188]
本发明，通常，第一助燃气离心压缩机的叶轮，采用设置附加扩展叶轮区的叶轮，通过增大第一助燃气离心压缩机叶轮盘背面的面积和气体压力，降低一体化输出轴上的总体流体荷载。
[0189]
本发明，通常，原动机，为电动机或透平机。
[0190]
本发明，通常，原动机的输出轴与离心压缩机叶轮的旋转轴或传动器的输入轴之间的连接方式，为直联或通过联轴器连接。
[0191]
本发明，通常，主齿轮、龆轮是斜齿轮；
[0192]
以轴向作用于龆轮的齿轮载荷与沿该轴向作用于对应输出轴的流体载荷成为相反方向的方式，设定上述斜齿轮的旋向。
附图说明
[0193]
图1是本发明的第一助燃气离心压缩机设置附加扩展叶轮区的结构和功能示意图。
[0194]
图2是图1中的附加扩展叶轮区流道的局部放大图。
[0195]
图3是本发明的一种联合离心压缩机的动力传递机构(调速机)及离心压缩机配置方式示意图。
[0196]
图4是一种双热解段热解炉结构示意图。
[0197]
为了方便说明问题，附图对一些构件的尺寸和形状有时进行变形或局部放大。
[0198]
图1、图2中的标记说明：
[0199]
旋转轴703、第一助燃气离心压缩机720、第一叶轮721、背面板722、轮毂部723、贯通孔723a、主叶片724、第1离心压缩机外壳726、侧面726a、空间部727、吸入口727a、主排出口727b、流路727c、插入口728、电动马达转子730、轴承740r、马达外壳745、转子空间部745b、散热片746、轴承外壳750、突出阶部751、面部752、螺栓753、附加扩展叶轮区流道220、外延圆环体7221、外沿叶片221、副排气口225。
[0200]
图3中的标记说明：
[0201]
增速机部100、第一助燃气离心压缩机部分c1(离心叶轮1001、叶轮直径d1)、调温气离心压缩机部分c2(离心叶轮2001、叶轮直径d2)、第一燃料气离心压缩机部分c3(离心叶轮3001、叶轮直径d3)、预冷气离心压缩机部分c4(离心叶轮4001、叶轮直径d4)、输入轴4、主齿轮20、龆轮21、22、输出轴5、推力环66、67、输出轴6、推力环68、69、壳体101、复合轴承60、61、间隙70、71、72、齿轮载荷fp1、齿轮载荷fp2、合成荷载f、流体荷载fi1、fi2、fi3、fi4。
[0202]
图4中的标记说明：
[0203]
图4所示热解炉部分，设置预热段、低温热解段、提馏段、直接气冷段、熄焦段，预热段、低温热解段、提馏段、直接气冷段、熄焦段五段腔体空间直接垂直连通。
[0204]
图4所示热解炉，由多孔炭化室1000组成，每孔炭化室1000上宽下窄，中间横断面为变截面。
[0205]
图4中热解炉部件编号描述如下：
[0206]
上升管9005，炉顶布料板9006，低温热解段9008，通道9009，煤气输送管9009m，气体分配砖9010，主火道9012，燃烧气混合器9012m，气体分配砖9013，通道9015，吸热气输送管15m，气体分配砖9016，熄焦水主管和分布管9019，耐火砖9050，热电偶9060，护炉铁件9080；预热段与低温热解段的分界面fjm。
[0207]
图4中热解炉内部物料编号描述如下：
[0208]
lm表示热解炉预热段上部的冷煤料；
[0209]
rm表示热解炉预热段下部的热煤料；
[0210]
dwbj表示低温热解段下部排出的低温热解半焦；
[0211]
tlbj表示提馏段下部排出的提馏半焦；
[0212]
qlbj表示直接气冷段下部排出的气冷半焦；
[0213]
xhbj表示熄焦段下部排出的熄后半焦。
[0214]
低温热解段9008包括宽水平截面段即低温热解段上段9081、变截面过渡段即低温热解段中段9082、窄水平截面段即低温热解段下段9083。
[0215]
在低温热解段9008，调温冷却气布气部分由通道9009、主体布置于通道内的煤气输送管909m、气体分配砖9010等构成。
[0216]
在提馏段，提馏热烟气布气部分由主火道9012、主体布置于通道内的燃烧气混合器9012m、气体分配砖9013等构成。
[0217]
在直接气冷段，直接气冷段吸热气布气部分由通道9015、主体布置于通道内的吸热气输送管9015m、气体分配砖9016等构成。
[0218]
熄焦段设置有熄焦水主管和分布管9019。
具体实施方式
[0219]
以下描述煤直立热解炉
[0220]
煤的干馏是煤在隔绝空气条件下受热分解生成煤焦油、半焦、干馏气和水等过程。根据加热终温不同，煤干馏大致分为3种：低温干馏(500～600℃)、中温干馏(600～900℃)、温干馏(900～1100℃)。根据供热方式不同，煤干馏炉可分为外热式、内热式、同时内外双供热式。目前内热式炉应用比较广泛，分为气体热载体和固体热载体干馏炉。气体热载体干馏炉主要有鲁奇三段炉、中钢集团鞍山热能研究院有限公司、神木县三江煤化工有限责任公司研制的热解炉等。
[0221]
中低温煤热解过程加工，加工条件温和，投资少，生产成本低；加工高挥发分低阶煤时，中低温热解过程把煤中的氢富集到焦油和煤气中且产量较大，同时得到富碳的半焦，从而生产出价值更高的产品。通常的煤热解装置包含备煤、热解、粗煤气净化、煤气回炉、含酚废水预处理等工段。
[0222]
虽然针对不同煤种、不同产品性质需要确定具体最佳的针对性操作条件且这些操作条件范围宽范，但是低阶煤在整个中低温煤热解的受热过程中发生的主要变化具有一般意义上的下述规律性，其中的温度阶段划分是模糊的：
[0223]
①
干燥脱气阶段，对应于本发明的预热阶段，通常从室温～约300℃阶段为预热、干燥脱气阶段；在此阶段，煤的外形无明显的变化，低阶煤如褐煤在约200℃以上发生脱羧基反应，约300℃时开始热解反应，而烟煤和无烟煤在这一阶段一般没有什么变化；脱水主要发生在120℃前，而脱气(主要脱除煤吸附和孔隙中封闭的二氧化碳、甲烷和氮气)大致在约200℃前后完成；这一阶段的固体产物是预热后煤或干燥煤；
[0224]
②
活泼热分解阶段(约300～约600℃)，对应于本发明的低温热解阶段，这一阶段以解聚和分解反应为主，煤黏结成半焦，并发生一系列变化，煤在约300℃左右开始软化，并有煤气和焦油析出，约450℃前后焦油量最大，在约450～约600℃气体析出量最多；煤气的成分除热解物水、一氧化碳和二氧化碳外，主要是气态烃，故热值较高；这一阶段的固体产物是低温热解半焦；本发明的一个主要目的是可控地实现优化的低温热解操作阶段，防止
提馏段高温气体进入低温热解段对焦油形成烧失；
[0225]
③
热缩聚阶段(约700～约1000℃)这是低温热解半焦变成提馏半焦甚至焦炭的阶段，对应于本发明的提馏阶段，以热缩聚反应为主。析出的焦油量极少，挥发分主要是煤气，700℃后煤气成分主要是氢气。在这一阶段芳香核明显增大，排列规则化，结构致密，胶质体发生缩聚固化反应形成半焦。从低温热解半焦到提馏半焦，半焦一方面析出大量煤气、挥发分含量降低，另一方面半焦本身体积收缩、真密度增加、强度增加，本发明的一个主要目的是可控地实现优化的提馏热解操作阶段，在降低提高半焦强度、降低半焦挥发分的过程，少产焦油(因为多是煤沥青)、多产煤气(价值高)。
[0226]
本发明领域属于煤热解过程，一般属于中低温煤热解过程，特别属于高挥发分低阶煤中低温煤热解过程，与其它煤热解工艺的不同之处是，设置一个低温热解段和一个少产焦油、多产气体的提馏热解段。
[0227]
本发明所述热解炉及其系统，通常适宜加工低阶煤如长焰煤、不粘煤、弱粘煤或褐煤，特别适合于加工高挥发分低阶煤，具有良好的经济性，即可优化低温热解段操作、提高焦油收率，又可优化提馏段操作、降低半焦挥发分、提高半焦强度，也能适应富氧或纯氧气的助燃气工况生产低氮气浓度的煤气，具有系统简单、操作灵活、热效率高的特点。
[0228]
本发明的目标是“主火道用第一助燃气必须与预期体积比例的第一燃料气同步进入，同时预期体积比例的调温气进入低温热解段炉膛”，具体方案是：联合离心压缩机，设置一台原动机，驱动3路气体的离心压缩机同时启动、同时运转、同时停转。
[0229]
本发明的联合离心压缩机，原动机可以是任意一种合适的原动机，可以是电动机或汽轮机。
[0230]
本发明的联合离心压缩机，使用传动机时，输出轴与输入轴的连接方式，可以是任意合适的方式，比如直联或用联轴器连接。
[0231]
本发明联合离心压缩机的原动机，可以采用双输出轴型或单输出轴型。
[0232]
本发明联合离心压缩机的原动机，采用的动力传递机构可以是任何一种有效的动力传递机构。
[0233]
本发明联合离心压缩机采用双输出轴型原动机时，原动机的第二输出轴连接第一助燃气离心压缩机的叶轮转子轴的情况下，动力传递机构可以是任何一种有效的动力传递机构，至少有以下原则方案(包含3种具体方案)可供选择：
[0234]
使用双输出轴型原动机，原动机的第一输出轴连接第一传动机的输入轴，用第一传动机的输出轴驱动第一燃料气离心压缩机、调温气离心压缩机、预冷气离心压缩机；
[0235]
第一传动机的输入轴，与原动机输出轴连接；
[0236]
主齿轮，设于上述第一传动机的输入轴上；
[0237]
第1龆轮，与上述主齿轮啮合；
[0238]
第2龆轮，与上述主齿轮啮合；
[0239]
第1龆轮输出轴，用于设置上述第1龆轮，并形成第1龆轮输出轴的左端和第1龆轮输出轴的右端；
[0240]
第2龆轮输出轴，用于设置上述第2龆轮，并形成第2龆轮输出轴的左端和第2龆轮输出轴的右端；
[0241]
第1龆轮输出轴的一侧布置单级式特定气体的离心压缩机a，第1龆轮输出轴的另
一侧布置单级式特定气体的离心压缩机b；
[0242]
特定气体，选自第一燃料气、调温气、预冷气之一，剩余的2种气体成为特定剩余气体；
[0243]
特定气体分为流量相同的2路，分别进入特定气体离心压缩机a、特定气体离心压缩机b；
[0244]
第2龆轮输出轴的一侧布置单级式一种特定剩余气体的离心压缩机，第2龆轮输出轴的另一侧布置单级式另一种特定剩余气体的离心压缩机；
[0245]
第1龆轮输出的该种配置方式，特定气体的离心压缩机a、特定气体的离心压缩机b操作参数完全相同，所以，2个离心机叶轮前后压差产生的作用在叶轮轴上的轴向流体推力，方向相反、大小相等即轴向力相互抵消，这样第一传动机的动平衡性能良好；
[0246]
第2龆轮输出轴的该种配置方式，通常，由于一种特定剩余气体的离心压缩机、另一种特定剩余气体的离心压缩机的输送介质均为同一种循环煤气(分子量相同、温度相同、压力相同)，且特定剩余气体的离心压缩机、另一种特定剩余气体的离心压缩机的压差几乎相等(且均很小)，所以，2个离心机叶轮前后压差产生的作用在叶轮轴上的轴向流体推力，方向相反、大小几乎相等即大部分轴向力相互抵消，这样第一传动机的动平衡性能良好；
[0247]
原动机的第二输出轴连接第一助燃气离心压缩机的叶轮转子轴；该种类型，可以借鉴中国专利zl201480069099.9多级电动离心压缩机(原动机为双输出轴电动机)、中国专利zl201210361133.2(原动机可为双输出轴汽轮机)。
[0248]
本发明联合离心压缩机采用双输出轴型原动机时，动力传递机构可以是任何一种有效的动力传递机构；原动机的第一输出轴连接第一传动器，原动机的第二输出轴连接第二传动器；第一传动器设置1根输出轴，2端各自布置一台离心压缩机；第二传动器设置1根输出轴，2端各自布置一台离心压缩机，这种情况下，至少有以下原则方案(包含3种具体方案)可供选择：
[0249]
第一传动机输入轴，与原动机第一输出轴连接；
[0250]
第一传动机主齿轮，设于上述第一传动机的输入轴上；
[0251]
第一传动机龆轮，与上述第一传动机主齿轮啮合；
[0252]
第二传动机输入轴，与原动机第二输出轴连接；
[0253]
第二传动机主齿轮，设于上述第一传动机的输入轴上；
[0254]
第二传动机龆轮，与上述第二传动机主齿轮啮合；
[0255]
第二传动器输出轴的一端布置第一助燃气离心压缩机的叶轮转子轴的情况下，第二传动器输出轴的另一端布置单级式特定气体的离心压缩机；
[0256]
特定气体，选自第一燃料气、调温气、预冷气之一，剩余的2种气体成为特定剩余气体；
[0257]
特定气体分为流量相同的2路，分别进入特定气体离心压缩机a、特定气体离心压缩机b；
[0258]
第一传动器输出轴的一侧布置单级式一种特定剩余气体的离心压缩机，第一传动器输出轴的另一侧布置单级式另一种特定剩余气体的离心压缩机；
[0259]
第一传动器输出的该种配置方式，特定气体的离心压缩机a、特定气体的离心压缩机b操作参数完全相同，所以，2个离心机叶轮前后压差产生的作用在叶轮轴上的轴向流体
推力，方向相反、大小相等即轴向力相互抵消，这样第一传动机的动平衡性能良好；
[0260]
第一传动器输出轴的该种配置方式，通常，由于一种特定剩余气体的离心压缩机、另一种特定剩余气体的离心压缩机的输送介质均为同一种循环煤气(分子量相同、温度相同、压力相同)，且特定剩余气体的离心压缩机、另一种特定剩余气体的离心压缩机的压差几乎相等(且均很小)，所以，2个离心机叶轮前后压差产生的作用在叶轮轴上的轴向流体推力，方向相反、大小几乎相等即大部分轴向力相互抵消，这样第一传动机的动平衡性能良好；
[0261]
第二传动器输出轴的配置方式，第一助燃气离心压缩机、特定气体的离心压缩机，由于气体分子量相差较大(第一助燃气分子量与特定气体分子量之比约为1.25～1.70)，在压差相近或助燃气离心压缩机压差更小的情况下，第一助燃气离心压缩机叶轮直径更小、叶轮面积更小，2个离心机叶轮前后压差产生的作用在叶轮轴上的轴向流体推力，方向相反、大小不相等即轴向力相互抵消后剩余轴向力的方向与调温气离心压缩机叶轮受到的流体荷载的方向相同，这样就要求第二传动机输出轴收到的轴向齿轮荷载的方向与调温气离心压缩机叶轮受到的流体荷载的方向相反，以抵消部分轴向荷载，降低轴向荷载总值，改善第二传动机的动平衡性能；
[0262]
为了降低上述的第二传动器输出轴上的不平衡流体荷载(总体流体荷载)，提高联合离心压缩机整体效率，本发明提出了一种第一助燃气离心压缩机叶轮设置附加扩展叶轮区的方案，通过增大第一助燃气离心压缩机叶轮盘背面的面积和气体压力，尽可能将一体化输出轴上的总体流体荷载降低至零。
[0263]
本发明联合离心压缩机采用单输出轴型原动机时，本发明联合离心压缩机的动力传递机构，可以是任何一种有效的动力传递机构，可以借鉴中国专利zl201410351897.2多级离心压缩机，至少有以下原则方案(包含3种具体方案)可供选择：
[0264]
第一传动机的输入轴，与原动机输出轴连接；
[0265]
主齿轮，设于上述第一传动机的输入轴上；
[0266]
第1龆轮，与上述主齿轮啮合；
[0267]
第2龆轮，与上述主齿轮啮合；
[0268]
第1龆轮输出轴，用于设置上述第1龆轮，并形成第1龆轮输出轴的左端和第1龆轮输出轴的右端；
[0269]
第2龆轮输出轴，用于设置上述第2龆轮，并形成第2龆轮输出轴的左端和第2龆轮输出轴的右端；
[0270]
第2龆轮输出轴的一侧布置单级式第一助燃气离心压缩机，第2龆轮输出轴的另一侧布置单级式特定气体的离心压缩机；
[0271]
特定气体，选自第一燃料气、调温气、预冷气之一，剩余的2种气体成为特定剩余气体；
[0272]
第1龆轮输出轴的一侧布置单级式一种特定剩余气体的离心压缩机，第1龆轮输出轴的另一侧布置单级式另一种特定剩余气体的离心压缩机；
[0273]
第1龆轮输出的该种配置方式，一种特定剩余气体的离心压缩机、另一种特定剩余气体的离心压缩机输送介质均为同一种循环煤气(分子量相同、温度相同、压力相同)，且特定剩余气体的离心压缩机、另一种特定剩余气体的离心压缩机的压差几乎相等(且均很
小)，所以，2个离心机叶轮前后压差产生的作用在叶轮轴上的轴向流体推力，方向相反、大小几乎相等即大部分轴向力相互抵消，这样第一传动机的动平衡性能良好；
[0274]
第2龆轮输出轴的该种配置方式，第一助燃气离心压缩机、特定气体离心压缩机，由于气体分子量相差较大(第一助燃气分子量与调温气分子量之比约为1.25～1.70)，在压差相近或助燃气离心压缩机压差更小的情况下，第一助燃气离心压缩机叶轮直径更小、叶轮面积更小，2个离心机叶轮前后压差产生的作用在叶轮轴上的轴向流体推力，方向相反、大小不相等即轴向力相互抵消后剩余轴向力的方向与调温气离心压缩机叶轮受到的流体荷载的方向相同，这样就要求第二传动机输出轴收到的轴向齿轮荷载的方向与调温气离心压缩机叶轮受到的流体荷载的方向相反，以抵消部分轴向荷载，降低轴向荷载总值，改善第二传动机的动平衡性能；
[0275]
为了降低上述的第2龆轮输出轴上的不平衡流体荷载(总体流体荷载)，提高联合离心压缩机整体效率，本发明提出了一种第一助燃气离心压缩机叶轮设置附加扩展叶轮区的方案，通过增大第一助燃气离心压缩机叶轮盘背面的面积和气体压力，尽可能将一体化输出轴上的总体流体荷载降低至零。
[0276]
图1表示2级电动离心压缩机的第一助燃气离心压缩机和电机局部结构的剖面图，用于说明第一助燃气离心压缩机设置附加扩展叶轮区的结构和功能，其它部分的结构和功能，可以采用多种方式置换，或者说，图1表示出的第一助燃气离心压缩机设置附加扩展叶轮区的结构和功能，可以应用于本发明的任意合适的组合离心压缩机的第一助燃气离心压缩机。
[0277]
如图1所示，2级电动离心压缩机构成为具有旋转自如地被支承的旋转轴703，在旋转轴703的左端侧安装单级叶轮的第一助燃气离心压缩机720，而在右侧设置第一燃料气离心压缩机(图1中未示出)。
[0278]
如图1所示，第一助燃气离心压缩机720，具有在旋转轴703的左侧安装的第一叶轮721和包围该第一叶轮721的第1离心压缩机外壳726。第1离心压缩机外壳726具有在内部旋转自如地收纳第一叶轮721的空间部727。吸入进气的吸入口727a在空间部727的另一端侧开口，在空间部727的径向形成有与吸入口727a连通而向第1离心压缩机720的周向弯曲的流路727c，27k是气体流向727c的通道，也是气体排出压缩机叶轮室的主通道。与流路727c连通的排出口727b在第1离心压缩机外壳726的宽度方向的一侧端部，即，图1纸面侧的端部开口。从吸入口727a流入的进气被第一叶轮721压缩并升温，在流路727c中流过而从排出口727b排出。
[0279]
如图1所示，能够插入第一叶轮721且从侧面看为圆形的插入口728在第1离心压缩机外壳726的一端侧开口。插入口728比第一叶轮721更大地开口而使流路727c的一部分露出。第1离心压缩机外壳726的插入口728侧的侧面726a形成为平面状，从侧面看形成为圆环状。
[0280]
如图1所示，第一叶轮721，具有圆板状的背面板722、从背面板722的一侧的面向正交的方向突出而与背面板722一体设置的圆锥台状的轮毂部723、从轮毂部723的外周面到背面板722一体设置的多个叶片724。在轮毂部723的中央部设有贯通孔723a；贯通孔723a，一端插入旋转轴703，因此，第一叶轮721与旋转轴703成为一体而旋转。
[0281]
通常，简单从工艺要求而言，第一离心压缩机、第二离心压缩机的进气压力和主排
气压力相同，但是第一助燃气分子量大于第一燃料气分子量，因此，与第一燃料气离心压缩机的叶轮直径相比，第一叶轮721的直径较小。
[0282]
电动马达转子的两侧延伸的旋转轴703的左侧设有轴承740l，740l可以是润滑油脂型的滚动轴承。轴承740l设置于轴承外壳750内。
[0283]
轴承外壳750为圆环状，其中央部设有能够插入旋转轴703的插入孔750a，在插入孔750a的第二离心压缩机侧设有比插入孔750a的内径大的轴承安装孔750b(未示出)。轴承安装孔750b安装有轴承740l(未示出)，并且旋转轴703插入轴承740l，旋转轴703经由轴承740l旋转自如地被支承。
[0284]
在轴承外壳750的第一助燃气离心压缩机720侧的端部设有与第1离心压缩机外壳726的插入口728嵌合且从侧面看为圆环状的突出阶部751，并且在突出阶部751的径向外侧设有与第1离心压缩机外壳726的侧面726a相对且接触的圆环状的面部752。轴承外壳750经由插入第1离心压缩机外壳726的螺栓753一体固定于第1离心压缩机外壳726。
[0285]
在马达外壳745的右端侧设有旋转自如地包围电动马达转子的转子空间部745b(部分示出)。在马达外壳745的外周设有向径向外侧延伸的多个散热片746，能够将从电动马达转子730或轴承740r等产生的热放出到外部。
[0286]
电动马达转子730是电动马达的转子，利用马达线圈(未示出)受到驱动力，使旋转轴703高速旋转。
[0287]
如图1、图2所示，突出阶部751与第1离心压缩机外壳726，构成附加扩展叶轮区流道220，其中容纳了第一叶轮721的圆板状背面板722的外延圆环体7221、布置于外延圆环体7221上的多个外沿叶片221；在圆板状背面板722、外延圆环体7221的背面，是叶轮背面的气体室，它对圆板状背面板722、外延圆环体7221产生指向流道进口727a的轴向流体荷载。
[0288]
如图2所示，突出阶部751与第1离心压缩机外壳726，构成附加扩展叶轮区流道220，其中容纳了第一叶轮721的圆板状背面板722的外延圆环体7221、布置于外延圆环体7221上的多个外沿叶片221；副排气口225是附加扩展叶轮区流道220的排气口。
[0289]
如图2所示，在圆板状背面板722、外延圆环体7221的背面与突出阶部751之间的间隙，是叶轮背气室bv，它对圆板状背面板722、外延圆环体7221产生指向流道进口727a的轴向流体荷载；由于外沿叶片221的旋转施加能量，副排气口225的气体压力高于主排气口的气体压力，这样增加外延圆环体7221、外沿叶片221与不使用外延圆环体7221、外沿叶片221相比，使得圆板状背面板722、外延圆环体7221产生的指向流道进口727a的轴向流体荷载大幅度增加了，为了节省能量，尽可能将外沿叶片221宽度降低即降低副排气口225的排气量。
[0290]
由于富氧的第一助燃气的初始压力通常高于第一燃料气的压力，这样，第一助燃气的压力差的控制值通常低于第一燃料气的压差以节省动力消耗，这时，第一助燃气离心压缩机叶轮的直径，将比第一燃料气离心压缩机叶轮的直径小的多，不宜使用图1技术方案来降低轴向流体荷载，合适的方案是，第一燃料气离心压缩机采用二级或多级压缩，使得第一燃料气离心压缩机的最后级叶轮的直径与第一助料气离心压缩机叶轮的直径基本相同。
[0291]
图3是本发明的一种联合离心压缩机的动力传递机构(调速机)及离心压缩机配置方式示意图。
[0292]
如图3所示的联合离心压缩机组，使用单输出轴原动机，使用传动机(调速机)且设置2个输出轴，布置4台离心压缩机，也是动力传递机构的水平剖视的结构示意图。同时，图3
用于说明输出轴受到的轴向流体荷载，以及由于主齿轮和龆轮的啮合而沿推力方向作用的齿轮载荷。
[0293]
图3所示的联合离心压缩机具有：发动机(未图示)；传动机即增速机部100，传递该发动机的旋转驱动力；1台第一助燃气离心压缩机c1、1台调温气离心压缩机c2、1台第一燃料气离心压缩机c3、1台预冷气离心压缩机c4。
[0294]
如图3所示，在发动机的旋转轴(未图示)上，经由连轴节(未图示)连接通常为增速机的调速机部100的输入轴4。在输入轴4上安装有作为大齿轮的主齿轮20。在主齿轮20上，啮合有2个作为小齿轮的龆轮21、22。从降低振动和噪音的观点出发，推荐主齿轮20和龆轮21、22使用啮合率比正齿轮大的斜齿轮。
[0295]
如图3所示，龆轮21和输出轴5一体地形成，输入轴4和输出轴5平行地配置。另外，也可以将龆轮21制作成与输出轴5分体，将它们固定在输出轴5上。在输出轴5上，热套而固定有大致圆筒形状的推力环66、67。
[0296]
如图3所示，龆轮22和输出轴6一体地形成，输入轴4和输出轴6平行地配置。另外，也可以将龆轮22制作成与输出轴6分体，将它们固定在输出轴6上。在输出轴6上，热套而固定有大致圆筒形状的推力环68、69。
[0297]
如图3所示，输入轴4、输出轴5、6、主齿轮20、龆轮21、22和推力环66～69是调速机部100的构成元件，被收容在壳体101中。壳体101是水平面分割构造，被与包括输入轴4和输出轴5、6的中心轴线的水平面大致相等的面，分为上壳体和下壳体。上壳体和下壳体用螺栓(未图示)被结合到一起。
[0298]
如图3所示，输入轴4和主齿轮20利用被壳体101保持的复合轴承60、61，能够旋转地被支承。复合轴承60、61是受到径向(半径方向)的载荷(径向载荷)和推力方向(轴向)的载荷(推力载荷)而进行支承的轴承。
[0299]
如图3所示，设有龆轮21的输出轴5，利用被壳体101保持的未示出的径向轴承62、63，(未图示)能够旋转地被支承；设有龆轮22的输出轴6，利用被壳体101保持的未示出的径向轴承64、65(未图示)，能够旋转地被支承；作用于输出轴5的推力载荷，由推力环66、67承受并支承，该推力环66、67被隔着间隙71夹着主齿轮20；作用于输出轴6的推力载荷，由推力环68、69承受并支承，该推力环68、69被隔着间隙72夹着主齿轮20。
[0300]
如图3所示，为了对复合轴承60、61、输出轴5、6的径向轴承(未图示)、推力环66～69、主齿轮20和龆轮21、22等进行润滑，从润滑油系统(未图示)供给润滑油，并返回到设于发动机的下部的油箱(未图示)。
[0301]
如图3所示，输入轴4及主齿轮20与复合轴承60、61的推力方向的滑动面的间隙70，根据需要合理设定，例如是0.2mm左右。联合离心压缩机的稳定运转时，复合轴承60和复合轴承61中的任一方与主齿轮20的滑动面接触，另一方的复合轴承与主齿轮20的滑动面保持间隙。但是，在联合离心压缩机的起动、停止时，联合离心压缩机超过被称为喘振的小流量区域的运转界限范围地运转情况下，与主齿轮20接触滑动的复合轴承根据当时的运转状态而不同。
[0302]
如图3所示，输出轴5和龆轮21由径向轴承62、63(未图示)沿径向支承。另一方面，输出轴5和龆轮21的推力方向的支承由推力环66、67进行。
[0303]
如图3所示，输出轴6和龆轮22由径向轴承64、65(未图示)沿径向支承。另一方面，
输出轴6和龆轮22的推力方向的支承由推力环68、69进行。
[0304]
如图3所示，推力环66和67成为以下的构造，即，以隔着间隙71夹着主齿轮20的方式被热套在输出轴5上，且在位于各自的轴向内侧的滑动面与主齿轮20接触。推力环66的滑动面与推力环67的滑动面之间的面间距离，比主齿轮20的两滑动面之间的面间距离大例如0.2mm左右。即，主齿轮20和推力环66、67的推力方向的滑动面的间隙71，例如是0.2mm左右。联合离心压缩机的稳定运转时，推力环66和推力环67中的任一方与主齿轮20的滑动面接触，另一方的推力环的滑动面与主齿轮20的滑动面保持间隙。此外，推力环66、67与壳体101保持2～3mm左右的间隙，不会接触。
[0305]
如图3所示，推力环68和69成为以下的构造，即，以隔着间隙72夹着主齿轮20的方式被热套在输出轴6上，且在位于各自的轴向内侧的滑动面与主齿轮20接触。推力环68的滑动面与推力环69的滑动面之间的面间距离，比主齿轮20的两滑动面之间的面间距离大例如0.2mm左右。即，主齿轮20和推力环68、69的推力方向的滑动面的间隙72，例如是0.2mm左右。联合离心压缩机的稳定运转时，推力环68和推力环69中的任一方与主齿轮20的滑动面接触，另一方的推力环的滑动面与主齿轮20的滑动面保持间隙。此外，推力环68、69与壳体101保持2～3mm左右的间隙，不会接触。
[0306]
如图3所示的联合离心压缩机具备：由发动机驱动的输入轴4；设于输入轴4的主齿轮20；与主齿轮20啮合的龆轮21、22；以及设置龆轮21的输出轴5、设置龆轮22的输出轴6。在输出轴6的一端，设有第一助燃气离心压缩机c1的离心叶轮1001(该叶轮背面16、叶轮直径d1)，在输出轴6的另一端，设有调温气离心压缩机c2的离心叶轮2001(该叶轮背面17、叶轮直径d2)。
[0307]
如图3所示，叶轮受到流体推力，输出轴受到流体推力和齿轮载荷，主齿轮20受到齿轮载荷、合成荷载。
[0308]
如图3所示，在输出轴6的一端配置第一助燃气离心压缩机c1的离心叶轮1001，防护罩壳体111(未示出)覆盖离心叶轮1001的外侧，壳体101(未示出)覆盖离心叶轮1001的背面16。此外，在壳体101和输出轴6之间，设置有防止压缩流体泄漏到压缩机c1外的轴封装置15(未示出)。其它压缩机c2、c3、c4具有类似的结构。
[0309]
如图3所示，由于第一燃料气离心压缩机c3、预冷气离心压缩机c4是气体分子量、入口温度、入口压力、压差等参数几乎相同的离心压缩机，其叶轮直径基本相同，这2个叶轮3001、4001作用在输出轴5上的轴向净流体荷载fi3、fi4大小几乎相等、方向相反，所以输出轴5上的轴向净流体荷载很小甚至几乎为零。
[0310]
如图3所示，龆轮22输出轴的该种配置方式，第一助燃气离心压缩机c1、调温气离心压缩机c2，由于气体分子量相差较大(第一助燃气分子量与调温气分子量之比约为1.25～1.70)，在压差相近或助燃气离心压缩机压差更小的情况下，第一助燃气离心压缩机叶轮直径更小、叶轮面积更小，2个离心机叶轮前后压差产生的作用在叶轮轴上的轴向流体推力，方向相反、大小不相等即轴向力相互抵消后剩余轴向力的方向与调温气离心压缩机叶轮受到的流体荷载的方向相同，这样就要求龆轮22输出轴受到的轴向齿轮荷载的方向与调温气离心压缩机叶轮受到的流体荷载的方向相反，以抵消部分轴向荷载，降低轴向荷载总值，改善传动机的动平衡性能；
[0311]
如图3所示，为了降低上述的龆轮22输出轴上的不平衡流体荷载(总体流体荷载)，
提高联合离心压缩机整体效率，本发明提出了一种第一助燃气离心压缩机叶轮设置附加扩展叶轮区的方案，通过增大第一助燃气离心压缩机叶轮盘背面的面积和气体压力，尽可能将一体化输出轴上的总体流体荷载降低至零。
[0312]
如图3所示，从上方观察设于输入轴4的主齿轮20和设于输出轴5的龆轮21啮旋转，主齿轮20如图中的箭头所示那样，从发动机相反侧观察，绕顺时针旋转。主齿轮20是在使成为旋转中心的轴线朝向上下方向从侧方观察的情况下，齿向左上倾斜的左旋的斜齿轮，龆轮21是在使成为旋转中心的轴线朝向上下方向从侧方观察的情况下，齿向右上倾斜的右旋的斜齿轮。
[0313]
如图3所示，龆轮21受到从主齿轮20向右方向的推力方向的齿轮载荷fp2。作为其反作用，主齿轮20受到从龆轮21向左方向的推力方向的齿轮载荷(数值等于fp2)。
[0314]
如图3所示，龆轮22受到从主齿轮20向右方向的推力方向的齿轮载荷fp1。作为其反作用，主齿轮20受到从龆轮22向左方向的推力方向的齿轮载荷(数值等于fp1)。
[0315]
如图3所示，齿轮载荷fp1、齿轮载荷fp2形成主齿轮20的合成荷载f。
[0316]
图3中，主齿轮20的斜齿轮的齿旋方向(不是输出轴的旋转方向)，可以是左旋或右旋，相应地，龆轮21、22斜齿轮的齿旋方向(不是输出轴的旋转方向)，可以是右旋或左旋。
[0317]
图3中所示的结构和装配关系，根据具体情况，可以调整。
[0318]
以下描述图4所示热解炉的结构。
[0319]
如图4所示的热解炉系统，仅示出了说明本发明特征部分的结构，布置于预热段上部的加煤箱及加煤箱的上部进料阀、下部出料阀，布置于加煤箱上部的加煤料斗，布置于熄焦段下部的排焦箱及排焦箱的上部进料阀、下部出料阀，与热解炉相连的工艺介质管道，未在图中表示。
[0320]
在图4所示内热式直立炉由多孔炭化室1000组成，在炭化室1000不同位置设置气体分配砖9010、9013、9016，直立炉由耐火砖9050砌成，炉体侧面设有辅助烧嘴9012m、输气管9009m、输气管9015m，适当的煤料层或半焦料层设置了热电偶9060，炉体四周设有护炉铁件9080。
[0321]
所述的循环冷煤气，来自热解炉排出的粗煤气的冷却、分离、脱水、脱油以及可能需要的其它处理步骤后的净化煤气，通常经过风机加压维持煤气的循环流动。
[0322]
熄焦水，为新鲜水，或者为粗煤气的冷却、分离、脱水过程所得污水的深度净化水，其水质符合国家标准规范的要求。
[0323]
以下结合图4，详细描述图4所示的热解炉系统的工作过程，并对相关的外部系统进行简要的描述。
[0324]
以下详细描述图4所示热解炉的各功能段的工艺过程和工艺目标。
[0325]
图4所示热解炉，采用燃料气混合助燃气后进入混合室，然后经过气体分配砖喷入炉膛的操作方式，也就是将热解炉作为烟气发生炉，从而节省专用烟气发生炉投资，也减少了炉体散热损失量，是简化热解系统的基本措施。
[0326]
图4所示热解炉，在热解炉炉腔最上方是预热段，以适度的温升速度预热煤料、干燥煤料，同时回收低温热解段排出的上行热煤气(通常温度为300～450℃)的热能以降低煤预热过程能耗，降低出热解炉煤气的温度和体积流量，对煤气中的粉尘进行过滤、对煤气中的沥青雾滴进行吸附；低温热解段排出的上行热煤气，如果直接随粗煤气排出热解炉，在煤
气冷却、分离、收油的过程，因煤气含有过多的焦油沥青无法有效回收，并增加冷却过程能耗，也会加剧焦油的热缩合，且大体积的煤气会携带更多的粉尘、沥青，导致通道堵塞；另一方面，如果入炉煤料直接接触低温热解段排出的上行热煤气进行进行脱水干燥，大量的水分会快速转化为水蒸气膨胀、炸裂煤颗粒而产生大量粉煤；因此，预热段是一个必须的、重要的温升速度适宜的加热过程，特别是对于水分中等的煤料(比如煤含水10～28重量％)而言更为重要，当然，水分太高的煤料(比如煤含水大于35重量％)更适合进行独立的干燥过程，然后将干燥煤引入本发明的热解炉。预热段的操作温度，同样需要严格且灵活地控制，因此，在预期的预热段底部、顶部煤层布置热电偶监视温度是必要的，甚至需要在预期的预热段底部不同高度位置，设置多个热电偶测点；可以根据预热段的监视温度及时调节低温热解段调温冷却气的流量和温度，甚至调整提馏段的输入气的流量和温度，甚至调整直接气冷段的输入气的流量；当然，预热段的容积必须足够大或者说煤料预热过程的停留时间必须足够长，以满足预热或干燥过程的操作时间需要，且应有一定的余量，以便适应操作工况的波动，总体操作目标是：充分回收低温热解段排出的上行热煤气的热量、加热煤料、将煤料水含量降低至预期值之下。
[0327]
预热段操作温度、预热段容积(煤料预热停留时间)，以生产目标即预热段排出的预热煤的水分重量含量、预热后煤温度而定，受入炉的煤的流量、水分、温度的影响，同时受气体热载体的温度、气体热载体的流量等多种因素的影响；理想的预热段排出的预热煤的水分重量含量为通常低于6.0％、一般低于5.0％、最好低于4.0％；预热后煤温度，通常为180～370℃、一般为200～350℃、宜为200～320℃。
[0328]
图4所示热解炉，在预热段下方设置低温热解段，用于对预热后煤料进行低温热解降低其挥发分，尽可能提高焦油产率，同时需要防止提馏段高温气体侵入低温热解段造成事实上的中温热解引起焦油的烧失，就要求严格且灵活地控制低温热解过程温度，因此，在低温热解段底部布置的调温冷却气布气元件，要求其具有一定的灵活调节范围，需要对该混合区域的上部、下部操作温度进行严格监控，并根据监视温度及时调节调温冷却气的流量和温度；当然，低温热解段的容积必须足够大或者说预热后煤料的停留时间必须足够长，以满足低温热解段传热热解过程的操作时间需要，且应有一定的余量，以便适应操作工况的波动，总体操作目标是：充分提取焦油、确保低温半焦烧透不夹生。
[0329]
低温热解段操作温度、低温热解段容积(预热后煤料的停留时间)，以生产目标即低温热解段排出的低温热解半焦的挥发分重量含量而定，受预热后煤的流量、水分、挥发分、温度的影响，同时受气体热载体的温度、气体热载体的流量等多种因素的影响；理想的低温热解半焦的挥发分重量含量为8.50％～12.50％或者6.50％～8.50％。低温热解段排出的低温半焦的温度，通常为430～680℃、一般为460～650℃、宜为500～650℃。
[0330]
图4所示热解炉，在低温热解段下方设置提馏段，用于对低温半焦深度热解降低其挥发分，同时防止提馏段产生过多的焦油沥青而希望多产煤气，也就是说需要低温半焦在提馏段内的上部床层快速升温进入较高温度的热解过程，因此，提馏段内的上部床层的气体温度仍然很高，通常高于低温热解段的底部混后气体温度至少150℃，这样需要提馏段内的上部床层的气体温度进行严格监控，并根据监视温度及时调节提馏热烟气的流量和温度；当然，提馏段的容积(低温热解半焦的停留时间)必须足够大或者说低温半焦停留时间必须足够长，以满足提馏段传热热解过程的操作时间需要，且应有一定的余量，以便适应操
作工况的波动，确保提馏半焦烧透不夹生。
[0331]
提馏段操作温度、提馏段容积(低温热解半焦的停留时间)，以生产目标即提馏段排出的提馏半焦的挥发分重量含量而定，受低温热解半焦的流量、挥发分、温度的影响，同时受气体热载体的温度、气体热载体的流量等多种因素的影响；理想的提馏半焦的挥发分重量含量为3.00％～4.95％或者低于3.00％。提馏段排出的提馏半焦的温度，通常为700～1000℃、一般为750～950℃、宜为800～950℃。
[0332]
图4所示热解炉，在提馏段下方设置直接气冷段，用于回收提馏段排出的热态提馏半焦的热能，如此，提馏段最高终温的操作值可以根据需要灵活提高，以保证提留半焦的挥发分含量低于预期上限值，这种操作模式，可以防止因为提高提馏段最高终温而导致消耗大量燃气，对于燃气来自热解炉粗煤气的分离气的情况，这种方案可以提高外输有效气的产率；当然，直接气冷段的容积必须足够大或者说提馏半焦停留时间必须足够长，以满足提馏半焦冷却过程传热的操作时间需要，且应有一定的余量，以便适应操作工况的波动，确保提馏半焦冷透。
[0333]
直接气冷段操作温度、直接气冷段容积，以生产目标即直接气冷段排出的提馏半焦的温度而定，受提馏半焦流量、温度的影响，同时受气体热载体的温度、气体热载体的流量等多种因素的影响；理想的直接气冷段排出的提馏半焦的温度通常为150～400℃、一般为180～350℃、宜为200～300℃；在经济的条件下，尽可能降低直接气冷段排焦的温度，以降低熄焦段水用量。
[0334]
因为理想的熄焦后半焦的温度为70～90℃，如此低的温度，如果用循环煤气冷却的方式实现，熄焦段体积会过于庞大，热解炉高度、重量增加过大，煤气循环压差增加很大，热解炉底部压力增加很大导致安全性下降，总体导致投资大幅增加、能耗大幅增加，是不经济的。另一方面，直接气冷段的下方，需要一个惰性气体隔层，既要防止大气空气进入直接气冷段、又要防止直接气冷段的煤气泄漏到大气空气中。
[0335]
图4所示热解炉，在直接气冷段下方设置使用水的熄焦段，用于实现彻底的熄焦，由于水熄焦的吸热过程主要是利用水的蒸发潜热，所以需要的水量很少，这样的熄焦段，容积很小，可以减少投资，降低熄焦段高度、减轻熄焦段重量，熄焦产生的蒸汽，作为气体热载体进入直接气冷段；当然，熄焦段的容积必须足够大或者说熄焦时间必须足够长，以满足熄焦段传热热解的操作需要，应该有一定的余量，以便适应操作工况的波动，确保半焦冷透不夹生(即将半焦核心冷却至一定限制温度)。
[0336]
特别地，本发明适合于助燃气为富氧气或纯氧气的工况。
[0337]
煤料进入热解炉炉膛到离开热解炉炉膛成为提馏半焦的总停留时间、个阶段的停留时间，根据具体的煤料性质、提馏半焦挥发分含量要求、低温干馏焦油预期收率的不同而变化，通常煤料通过热解炉炉膛的总停留时间为4～15小时，一般为5～12小时。
[0338]
通常，热解炉的排焦箱排出的提馏半焦，被收集、输送至半焦储存仓。
[0339]
根据需要，在热解炉的预热段，可以进行热解炉入炉煤的热烟气干燥，工作方式如下，但是这种工作方式不是优选的：
[0340]
热解炉的预热段与低温热解段之间，设置直立的预热段下煤料管，预热段下煤料管对低温热解段气体形成压差阻止低温热解段气体的上行，并且热解炉的预热段的操作压力略大于低温热解段操作压力；
[0341]
在热解炉预热段，底部设置热烟气布料管，热烟气上行与热解炉预热段的下行煤料接触传热使煤料中的水分蒸发后进入上行干燥气，干燥气自热解炉预热段上部排出；干燥后的煤料经预热段下煤料管进入热解炉的低温热解段；
[0342]
有少量热烟气自热解炉预热段进入热解炉的低温热解段顶部；
[0343]
进入热解炉预热段底部的热烟气，可以是独立的烟气发生炉提供的热烟气，也可以是热解炉提馏半焦间接冷却段产生的热烟气。
[0344]
以下描述本发明的特征部分。
[0345]
本发明双热解段煤直立热解炉的四路进气联合离心压缩输送方法，其特征在于：
[0346]
(1)双热解段煤直立热解炉
[0347]
所述煤热解炉，是一种上升气温度突降式双热解段内热式移动床煤直立热解炉，入热解炉煤料在下行过程中，至少经过预热段、低温热解段、提馏段、半焦预冷段，逐步成为预热后煤料、低温热解半焦、提馏半焦、预冷半焦；
[0348]
在热解炉炉膛内，提馏段位于低温热解段下方，提馏段空间与低温热解段空间连通；
[0349]
在热解炉炉膛内，半焦预冷段位于提馏段下方，半焦预冷段空间与提馏段空间连通；
[0350]
在低温热解段，低温热解段的热源，由在低温热解段内上升的低温热解段初始气体热载体提供；在低温热解段底部布置调温气布气道，调温气布气道排出调温气进入炉腔；进炉腔调温气与来自提馏段的上行的提馏段输出气混合后成为低温热解段初始气体热载体，低温热解段初始气体热载体温度，低于提馏段输出气温度至少100℃；
[0351]
在低温热解段，调温气布气道，位于低温热解段的下部焦层内和或下部焦层侧边和或下部焦层周边；
[0352]
在低温热解段，低温热解段气体热载体上行，与来自预热段的下行预热后煤料逆流接触降温并混合低温热解净产煤气成为低温热解段输出气；低温热解段输出气进入预热段；下行的预热后煤料逐步升温进行低温热解，降低挥发分成为低温半焦；低温半焦下行排出低温热解段进入提馏段；
[0353]
在提馏段，提馏段的热源，大部分至全部由在提馏段内上升的气体热载体提供；在提馏段底部布置主火道；主火道排出提馏供热气上行，与来自低温热解段的下行低温热解半焦逆流接触降温并混合提馏净产煤气成为提馏段输出气；提馏段输出气进入低温热解段；下行的低温热解半焦逐步升温深度热解，降低挥发分成为提馏半焦；提馏半焦排出提馏段；
[0354]
提馏段主火道，位于提馏段的下部焦层内和或下部焦层侧边和或下部焦层周边；
[0355]
在半焦预冷段，半焦预冷段的冷源，大部分至全部由在半焦预冷段内上升的预冷气热载体提供；在半焦预冷段底部布置预冷气通道；预冷气通道排出预冷气上行，与来自提馏段的下行提馏半焦逆流接触升温并混合半焦预冷段净产煤气成为半焦预冷段输出气；半焦预冷段输出气上行进入提馏段与主火道排出的提馏供热气混合后继续上行；半焦预冷段输出气进入提馏段；下行的提馏半焦逐步降温成为预冷半焦；预冷半焦排出半焦预冷段；
[0356]
预冷气通道，位于半焦预冷段的下部焦层内和或下部焦层侧边和或下部焦层周边；
[0357]
所述的煤内热式块煤移动床直立热解炉，由1孔或2孔或多孔炭化室组成；在每孔炭化室的至少一侧，设有调温气布气道、主火道、预冷气布气道；
[0358]
调温气布气道上设置出气口，主火道上设置出气口，预冷气布气道上设置出气口；
[0359]
热解室上部设有煤炭布料板，热解室顶部设有上升管；上升管排出热解炉初煤气；
[0360]
(2)四路进气联合离心压缩输送
[0361]
在联合离心压缩机，用一台原动机驱动第一助燃气离心压缩机、第一燃料气离心压缩机、调温气离心压缩机、预冷气离心压缩机，第一助燃气离心压缩机、第一燃料气离心压缩机、调温气离心压缩机、预冷气离心压缩机的工作方式为同时启动、同时运转、同时停转；
[0362]
联合离心压缩机的原动机经动力传递机构对第一助燃气离心压缩机、第一燃料气离心压缩机、调温气离心压缩机、预冷气离心压缩机实现动力传递；
[0363]
第一助燃气经过联合离心压缩机的第一助燃气离心压缩机升压成为升压后第一助燃气；第一燃料气经过联合离心压缩机的第一燃料气离心压缩机升压成为升压后第一燃料气；
[0364]
升压后第一助燃气、升压后第一燃料气经第一混合器成为第一混合燃气；第一混合燃气进入主火道内燃烧和或进入煤热解炉炉膛燃烧释放热量形成气体热载体上行，加热热解下行的煤料；进入第一混合器的第一燃料气的体积与进入第一混合器的第一助燃气的化学燃烧当量的第一燃料气的体积比定位义为第一燃料气供燃比k1，k1≥1.15；
[0365]
调温气经过联合离心压缩机的调温气离心压缩机升压成为升压后调温气；
[0366]
升压后调温气进入调温气布气道，经过调温气布气道连通炉膛的布气口进入炉膛，与上行的热气体和下行的碳料接触，降低上行气体的温度；
[0367]
预冷气经过联合离心压缩机的预冷气离心压缩机升压成为升压后预冷气；
[0368]
升压后预冷气进入预冷气布气道，经过预冷气布气道连通炉膛的布气口进入炉膛，与下行的碳料接触降低下行提馏半焦的温度，与存在或不存在的上行气体接触；
[0369]
调温气，是来自热解炉初煤气经过至少包括降温、脱油、脱水步骤的净化过程得到的净化煤气；
[0370]
第一燃料气，是来自热解炉初煤气经过至少包括降温、脱油、脱水步骤的净化过程得到的净化煤气；
[0371]
预冷气，是来自热解炉初煤气经过至少包括降温、脱油、脱水步骤的净化过程得到的净化煤气。
[0372]
本发明联合离心压缩机的第一种结构方案是：
[0373]
联合离心压缩机采用双输出轴原动机；
[0374]
双输出轴原动机的第一输出轴与第一传动机的输入轴相连驱动之；
[0375]
第一传动机的主齿轮，设于第一传动机的输入轴上；
[0376]
第1龆轮，与上述第一传动机的主齿轮啮合；
[0377]
第2龆轮，与上述第一传动机的主齿轮啮合；
[0378]
第1龆轮输出轴，用于设置上述第1龆轮，并形成第1龆轮输出轴的一端和第1龆轮输出轴的另一端；
[0379]
第2龆轮输出轴，用于设置上述第2龆轮，并形成第2龆轮输出轴的一端和第2龆轮
输出轴的另一端；
[0380]
第1龆轮输出轴的一侧布置第一燃料气离心压缩机a，第1龆轮输出轴的另一侧布置第一燃料气离心压缩机b；
[0381]
第一燃料气分为流量相同的2路，分别进入第一燃料气离心压缩机a、第一燃料气离心压缩机b；
[0382]
第2龆轮输出轴的一侧布置调温气离心压缩机，第2龆轮输出轴的另一侧布置预冷气离心压缩机；
[0383]
双输出轴原动机的第二输出轴与第一助燃气离心压缩机的叶轮转轴连接。
[0384]
本发明联合离心压缩机的第二种结构方案是：
[0385]
联合离心压缩机采用双输出轴原动机；
[0386]
双输出轴原动机的第一输出轴与第一传动机的输入轴相连驱动之；
[0387]
第一传动机的主齿轮，设于第一传动机的输入轴上；
[0388]
第1龆轮，与上述第一传动机的主齿轮啮合；
[0389]
第2龆轮，与上述第一传动机的主齿轮啮合；
[0390]
第1龆轮输出轴，用于设置上述第1龆轮，并形成第1龆轮输出轴的一端和第1龆轮输出轴的另一端；
[0391]
第2龆轮输出轴，用于设置上述第2龆轮，并形成第2龆轮输出轴的一端和第2龆轮输出轴的另一端；
[0392]
第1龆轮输出轴的一侧布置调温气离心压缩机a，第1龆轮输出轴的另一侧布置调温气离心压缩机b；
[0393]
调温气分为流量相同的2路，分别进入调温气离心压缩机a、调温气离心压缩机b；
[0394]
第2龆轮输出轴的一侧布置预冷气离心压缩机，第2龆轮输出轴的另一侧布置第一燃料气离心压缩机；
[0395]
双输出轴原动机的第二输出轴与第一助燃气离心压缩机的叶轮转轴连接。
[0396]
本发明联合离心压缩机的第三种结构方案是：
[0397]
联合离心压缩机采用双输出轴原动机；
[0398]
双输出轴原动机的第一输出轴与第一传动机的输入轴相连驱动之；
[0399]
第一传动机的主齿轮，设于第一传动机的输入轴上；
[0400]
第1龆轮，与上述第一传动机的主齿轮啮合；
[0401]
第2龆轮，与上述第一传动机的主齿轮啮合；
[0402]
第1龆轮输出轴，用于设置上述第1龆轮，并形成第1龆轮输出轴的一端和第1龆轮输出轴的另一端；
[0403]
第2龆轮输出轴，用于设置上述第2龆轮，并形成第2龆轮输出轴的一端和第2龆轮输出轴的另一端；
[0404]
第1龆轮输出轴的一侧布置预冷气离心压缩机a，第1龆轮输出轴的另一侧布置预冷气离心压缩机b；
[0405]
预冷气分为流量相同的2路，分别进入预冷气离心压缩机a、预冷气离心压缩机b；
[0406]
第2龆轮输出轴的一侧布置调温气离心压缩机，第2龆轮输出轴的另一侧布置第一燃料气离心压缩机；
[0407]
双输出轴原动机的第二输出轴与第一助燃气离心压缩机的叶轮转轴连接。
[0408]
本发明联合离心压缩机的第四种结构方案是：
[0409]
联合离心压缩机采用双出轴原动机；
[0410]
双输出轴原动机的第一输出轴与第一传动机的输入轴相连驱动之；
[0411]
第一传动机的主齿轮，设于第一传动机的输入轴上；
[0412]
第1龆轮，与上述第一传动机的主齿轮啮合；
[0413]
第1龆轮输出轴，用于设置上述第1龆轮，并形成第1龆轮输出轴的一侧和第1龆轮输出轴的另一侧；
[0414]
第1龆轮输出轴的一侧布置第一燃料气离心压缩机，第1龆轮输出轴的另一侧布置预冷气离心压缩机；
[0415]
双输出轴原动机的第二输出轴与第二传动机的输入轴相连驱动之；
[0416]
第二传动机的主齿轮，设于第二传动机的输入轴上；
[0417]
第2龆轮，与上述第二传动机的主齿轮啮合；
[0418]
第2龆轮输出轴，用于设置上述第2龆轮，并形成第2龆轮输出轴的一侧和第2龆轮输出轴的另一侧；
[0419]
第2龆轮输出轴的一侧布置第一助燃气离心压缩机，第2龆轮输出轴的另一侧布置调温气离心压缩机。
[0420]
本发明联合离心压缩机的第五种结构方案是：
[0421]
联合离心压缩机采用双输出轴原动机；
[0422]
双输出轴原动机的第一输出轴与第一传动机的输入轴相连驱动之；
[0423]
第一传动机的主齿轮，设于第一传动机的输入轴上；
[0424]
第1龆轮，与上述第一传动机的主齿轮啮合；
[0425]
第1龆轮输出轴，用于设置上述第1龆轮，并形成第1龆轮输出轴的一侧和第1龆轮输出轴的另一侧；
[0426]
第1龆轮输出轴的一侧布置预冷气离心压缩机，第1龆轮输出轴的另一侧布置调温气离心压缩机；
[0427]
双输出轴原动机的第二输出轴与第二传动机的输入轴相连驱动之；
[0428]
第二传动机的主齿轮，设于第二传动机的输入轴上；
[0429]
第2龆轮，与上述第二传动机的主齿轮啮合；
[0430]
第2龆轮输出轴，用于设置上述第2龆轮，并形成第2龆轮输出轴的一侧和第2龆轮输出轴的另一侧；
[0431]
第2龆轮输出轴的一侧布置第一助燃气离心压缩机，第2龆轮输出轴的另一侧布置第一燃料气离心压缩机。
[0432]
本发明联合离心压缩机的第六种结构方案是：
[0433]
联合离心压缩机采用双出轴原动机；
[0434]
双输出轴原动机的第一输出轴与第一传动机的输入轴相连驱动之；
[0435]
第一传动机的主齿轮，设于第一传动机的输入轴上；
[0436]
第1龆轮，与上述第一传动机的主齿轮啮合；
[0437]
第1龆轮输出轴，用于设置上述第1龆轮，并形成第1龆轮输出轴的一侧和第1龆轮
输出轴的另一侧；
[0438]
第1龆轮输出轴的一侧布置第一燃料气离心压缩机，第1龆轮输出轴的另一侧布置调温气离心压缩机；
[0439]
双输出轴原动机的第二输出轴与第二传动机的输入轴相连驱动之；
[0440]
第二传动机的主齿轮，设于第二传动机的输入轴上；
[0441]
第2龆轮，与上述第二传动机的主齿轮啮合；
[0442]
第2龆轮输出轴，用于设置上述第2龆轮，并形成第2龆轮输出轴的一侧和第2龆轮输出轴的另一侧；
[0443]
第2龆轮输出轴的一侧布置第一助燃气离心压缩机，第2龆轮输出轴的另一侧布置预冷气离心压缩机。
[0444]
本发明联合离心压缩机的第七种结构方案是：
[0445]
联合离心压缩机采用单输出轴原动机，驱动第一传动机；
[0446]
第一传动机的输入轴，与原动机输出轴连接；
[0447]
主齿轮，设于上述第一传动机的输入轴上；
[0448]
第1龆轮，与上述主齿轮啮合；
[0449]
第2龆轮，与上述主齿轮啮合；
[0450]
第1龆轮输出轴，用于设置上述第1龆轮，并形成第1龆轮输出轴的一端和第1龆轮输出轴的另一端；
[0451]
第2龆轮输出轴，用于设置上述第2龆轮；
[0452]
第1龆轮输出轴的一侧布置第一燃料气离心压缩机，第1龆轮输出轴的另一侧布置预冷气离心压缩机；
[0453]
第2龆轮输出轴的一侧布置第一助燃气离心压缩机，第2龆轮输出轴的另一侧布置调温气离心压缩机。
[0454]
本发明联合离心压缩机的第八种结构方案是：
[0455]
联合离心压缩机采用单输出轴原动机，驱动第一传动机；
[0456]
第一传动机的输入轴，与原动机输出轴连接；
[0457]
主齿轮，设于上述第一传动机的输入轴上；
[0458]
第1龆轮，与上述主齿轮啮合；
[0459]
第2龆轮，与上述主齿轮啮合；
[0460]
第1龆轮输出轴，用于设置上述第1龆轮，并形成第1龆轮输出轴的一端和第1龆轮输出轴的另一端；
[0461]
第2龆轮输出轴，用于设置上述第2龆轮；
[0462]
第1龆轮输出轴的一侧布置预冷气离心压缩机，第1龆轮输出轴的另一侧布置调温气离心压缩机；
[0463]
第2龆轮输出轴的一侧布置第一助燃气离心压缩机，第2龆轮输出轴的另一侧布置第一燃料气离心压缩机。
[0464]
本发明联合离心压缩机的第九种结构方案是：
[0465]
联合离心压缩机采用单输出轴原动机，驱动第一传动机；
[0466]
第一传动机的输入轴，与原动机输出轴连接；
[0467]
主齿轮，设于上述第一传动机的输入轴上；
[0468]
第1龆轮，与上述主齿轮啮合；
[0469]
第2龆轮，与上述主齿轮啮合；
[0470]
第1龆轮输出轴，用于设置上述第1龆轮，并形成第1龆轮输出轴的一端和第1龆轮输出轴的另一端；
[0471]
第2龆轮输出轴，用于设置上述第2龆轮；
[0472]
第1龆轮输出轴的一侧布置第一燃料气离心压缩机，第1龆轮输出轴的另一侧布置调温气离心压缩机；
[0473]
第2龆轮输出轴的一侧布置第一助燃气离心压缩机，第2龆轮输出轴的另一侧布置预冷气离心压缩机。
[0474]
本发明，通常，进入联合离心压缩机的第一助燃气，来自第一助燃气缓冲罐；
[0475]
第一助燃气缓冲罐的操作压力，低于连通主火道的第1混合器的出口处的压力。
[0476]
本发明，通常，联合离心压缩机排出的升压后的第一助燃气的管道上，设置第一助燃气紧急事故联锁切断阀，一旦联合离心压缩机失去动力，联锁关闭第一助燃气紧急事故联锁切断阀；
[0477]
联合离心压缩机排出的升压后的第一燃料气的管道上，设置第一燃料气紧急事故联锁切断阀，一旦联合离心压缩机失去动力，联锁关闭第一燃料气紧急事故联锁切断阀；
[0478]
联合离心压缩机排出的升压后的调温气的管道上，设置调温气紧急事故联锁切断阀，一旦联合离心压缩机失去动力，联锁关闭调温气紧急事故联锁切断阀。
[0479]
本发明，通常，进入联合离心压缩机的第一助燃气，来自第一助燃气缓冲罐；
[0480]
第一助燃气缓冲罐的操作压力，低于连通主火道的第1混合器的出口处的压力；
[0481]
第一助燃气缓冲罐排出的第一助燃气去联合离心压缩机的管道上，设置第一助燃气缓冲罐超压联锁切断阀，一旦第一助燃气缓冲罐的压力高于第1混合器出口处的压力，联锁关闭第一助燃气缓冲罐超压联锁切断阀。
[0482]
本发明，通常，第一助燃气，是氧气体积浓度高于35％的富氧气，二氧化碳体积浓度高于60％。
[0483]
本发明，通常，以低温热解段调温气布气道出气口以上300mm处的气流温度为低温热解段初始气体热载体定性温度；
[0484]
在提馏段，以距离低温热解段调温气布气道出气口以下300mm处的气流温度为提馏段输出气定性温度；
[0485]
以低温热解段调温气布气道出气口上部300mm处的低温热解半焦的温度为低温热解段的定性温度；
[0486]
以提馏段主火道出气口上部300mm处的提馏半焦的温度为提馏段的定性温度；
[0487]
热解炉的入炉煤为低阶煤；
[0488]
预热段，排出的预热后煤料的温度为180～370℃；
[0489]
低温热解段的定性温度为430～680℃；低温热解段初始气体热载体定性温度，低于提馏段输出气定性温度至少200℃；
[0490]
提馏段的定性温度为700～1000℃，且比低温热解段的定性温度高出100～450℃；
[0491]
每孔炭化室上宽下窄，中间横断面为变截面，调温气布气道、主火道均布置在炭化
室中间横断面变窄过渡段之下的窄腔体段；
[0492]
提馏半焦的挥发分，低于低温热解半焦至少2.0重量％；
[0493]
提馏半焦的挥发分低于4.95重量％。
[0494]
本发明，通常，所述煤热解炉，在预冷段之下设置半焦的熄焦段。
[0495]
本发明，所述煤热解炉，可以同时设置外热式供热系统，外热式供热系统的传热通道流过的高温气体不进入热解炉的炉膛内，外热式供热系统的传热通道通过传热壁面间接地向热解炉的煤干馏区炉膛内传递热量。
[0496]
本发明，通常，第一燃料气供燃比k1，k1为1.5～5.0。
[0497]
本发明，通常，各离心压缩机均为单级离心压缩机。
[0498]
本发明，通常，第一助燃气离心压缩机的叶轮，采用设置附加扩展叶轮区的叶轮，通过增大第一助燃气离心压缩机叶轮盘背面的面积和气体压力，降低一体化输出轴上的总体流体荷载。
[0499]
本发明，通常，原动机，为电动机或透平机。
[0500]
本发明，通常，原动机的输出轴与离心压缩机叶轮的旋转轴或传动器的输入轴之间的连接方式，为直联或通过联轴器连接。
[0501]
本发明，通常，主齿轮、龆轮是斜齿轮；
[0502]
以轴向作用于龆轮的齿轮载荷与沿该轴向作用于对应输出轴的流体载荷成为相反方向的方式，设定上述斜齿轮的旋向。