1.合成氣與煤混合反應(yīng)及產(chǎn)物氣固液分級分離裝置，其特征在于：包括粉煤料罐、反應(yīng)爐、旋風(fēng)分離器、粉焦罐、分級除塵器、廢熱鍋爐、汽包、鍋爐給水預(yù)熱器、冷卻器、輕油吸收塔、溶劑油循環(huán)泵、氣液分離器、壓縮機(jī)、脫硫反應(yīng)器、轉(zhuǎn)化爐，其中：
所述粉煤料罐由從上至下依次排列的接收料罐、均壓料罐、進(jìn)料罐構(gòu)成，來自煤粉制備系統(tǒng)制備的粉煤從接收料罐頂部通入接收料罐內(nèi)，接收料罐底部有出料口，且接收料罐底部出料口通往均壓料罐，均壓料罐底部有出料口，且均壓料罐底部出料口通往進(jìn)料罐，進(jìn)料罐底部亦有出料口，所述接收料罐的出料口、均壓料罐的出料口上分別安裝有旋轉(zhuǎn)閥，進(jìn)料罐的出料口上設(shè)有三通的旋轉(zhuǎn)閥，該三通的旋轉(zhuǎn)閥其中一個閥口與進(jìn)料罐的出料口連通，所述均壓料罐側(cè)部設(shè)有氮氣進(jìn)口、氮氣泄放口，均壓料罐側(cè)部的氮氣進(jìn)口、氮氣泄放口分別通過管路與外部氮氣源連接，進(jìn)料罐側(cè)部設(shè)有氮氣進(jìn)口，且進(jìn)料罐側(cè)部氮氣進(jìn)口通過管路與外部氮氣源連接；
所述反應(yīng)爐頂部設(shè)有反應(yīng)爐進(jìn)口噴嘴，反應(yīng)爐底部設(shè)有反應(yīng)爐出口，所述進(jìn)料罐出料口上的旋轉(zhuǎn)閥第二個閥口通過管路與反應(yīng)爐的反應(yīng)爐進(jìn)口噴嘴連接，反應(yīng)爐的反應(yīng)爐出口通過管路與旋風(fēng)分離器的進(jìn)口連接；
所述旋風(fēng)分離器頂部、底部分別具有出口，所述粉焦罐頂部具有進(jìn)口、底部具有出口，旋風(fēng)分離器底部出口與所述粉焦罐頂部進(jìn)口連接，粉焦罐底部出口處設(shè)有三通的粉焦罐出口閥，該粉焦罐出口閥其中一個閥口與粉焦罐底部出口連通，該粉焦罐出口閥第二個閥口與外部壓縮氣源連接，該粉焦罐出口閥第三個閥口與外部粉焦輸送系統(tǒng)連接；
所述分級除塵器具有兩個并排串聯(lián)的腔體，每個腔體底部分別設(shè)有排渣口，其中一個腔體一側(cè)上部設(shè)有分級除塵器進(jìn)氣口，另一個腔體另一側(cè)上部設(shè)有分級除塵器出氣口，所述旋風(fēng)分離器頂部出口與分級除塵器的進(jìn)氣口連接，分級除塵器中每個排渣口處分別安裝有出口閥，且分級除塵器兩排渣口分別通過各自的出口閥與粉焦罐內(nèi)上部連通，分級除塵器的出氣口通過管路與廢熱鍋爐的進(jìn)氣口連通；
所述廢熱鍋爐底部具有焦油出口，廢熱鍋爐側(cè)部具有蒸汽出口、出氣口及進(jìn)水口，廢熱鍋爐底部的焦油出口通過管路與外部焦油設(shè)備連接，所述汽包具有鍋爐循環(huán)水汽口、蒸汽出口、進(jìn)水口、出水口，汽包的鍋爐循環(huán)水汽口與廢熱鍋爐的蒸汽出口連接，汽包的蒸汽出口通過管路向外部輸出蒸汽，汽包的出水口與廢熱鍋爐的進(jìn)水口接；
所述鍋爐給水預(yù)熱器一側(cè)從上至下依次設(shè)有鍋爐給水進(jìn)口、鍋爐給水出口、粗煤氣進(jìn)口，鍋爐給水預(yù)熱器另一側(cè)設(shè)有粗煤氣出口，鍋爐給水預(yù)熱器底部具有焦油出口，鍋爐給水預(yù)熱器的鍋爐給水進(jìn)口通過管路與外部水源連接，鍋爐給水預(yù)熱器鍋爐給水出口通過管路與汽包的進(jìn)水口連接，鍋爐給水預(yù)熱器的粗煤氣進(jìn)口通過管路與廢熱鍋爐的出氣口連接，鍋爐給水預(yù)熱器的焦油出口通過管路與外部焦油設(shè)備連接；
所述冷卻器一側(cè)具有進(jìn)氣口，冷卻器另一側(cè)設(shè)有循環(huán)冷卻水進(jìn)、出口，冷卻器頂部設(shè)有出氣口，冷卻器底部設(shè)有焦油出口，冷卻器的進(jìn)氣口通過管路與鍋爐給水預(yù)熱器的粗煤氣出口連接，冷卻器的循環(huán)水進(jìn)、出口分別通過管路與外部冷卻水源連接，冷卻器的焦油出口通過管路與外部焦油設(shè)備連接；
所述輕油吸收塔內(nèi)被塔板分為上、下兩段，輕油吸收塔上段一側(cè)設(shè)有煤氣出口，輕油吸收塔下段一側(cè)設(shè)有煤氣進(jìn)口，輕油吸收塔頂部設(shè)有上部噴頭，輕油吸收塔內(nèi)塔板上設(shè)有通往輕油吸收塔內(nèi)下段的中部噴頭，輕油吸收塔底部設(shè)有輕油出口，輕油吸收塔的煤氣進(jìn)口通過管路與冷卻器的出氣口連接，輕油吸收塔頂部上部噴頭通過管路與外部溶劑油源連接，輕油吸收塔底部輕油出口通過管路與所述溶劑油循環(huán)泵的進(jìn)口連接，溶劑油循環(huán)泵的出口通過管路與輕油吸收塔塔板上的中部噴頭連接；
所述氣液分離器內(nèi)水平設(shè)有金屬濾網(wǎng)，氣液分離器頂部具有煤氣出口，金屬絲網(wǎng)下方的氣液分離器一側(cè)設(shè)有煤氣進(jìn)口，氣液分離器底部設(shè)有輕油出口，氣液分離器的煤氣進(jìn)口通過管路與輕油吸收塔的煤氣出口連接，氣液分離器的煤氣出口通過管路與所述壓縮機(jī)的進(jìn)口連接，氣液分離器的輕油出口通過管路向外輸出輕油；
所述轉(zhuǎn)化爐內(nèi)設(shè)有含鎳催化劑，頂部設(shè)有燒嘴，轉(zhuǎn)化爐一側(cè)上部設(shè)有蒸汽進(jìn)口，轉(zhuǎn)化爐一側(cè)下部設(shè)有出口，轉(zhuǎn)化爐內(nèi)位于催化劑下方還設(shè)有盤管，所述壓縮機(jī)的出口通過管路與轉(zhuǎn)化爐內(nèi)的盤管一端連接，轉(zhuǎn)化爐的燒嘴通過管路與外部氧氣源連接，轉(zhuǎn)化爐的蒸汽進(jìn)口通過管路與外部蒸汽源連接，轉(zhuǎn)化爐的出口通過管路與進(jìn)料罐出料口上的旋轉(zhuǎn)閥第三個閥口連接；
所述脫硫反應(yīng)器內(nèi)具有上、下兩段不同的催化劑，脫硫反應(yīng)器頂部具有出氣口，脫硫反應(yīng)器一側(cè)下部具有進(jìn)氣口，所述轉(zhuǎn)化爐內(nèi)盤管的另一端與脫硫反應(yīng)器的進(jìn)氣口連接，脫硫反應(yīng)器的出氣口通過管路向外輸出凈煤氣，脫硫反應(yīng)器的出氣口還通過管路與轉(zhuǎn)化爐的燒嘴連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成氣與煤混合反應(yīng)及產(chǎn)物氣固液分級分離裝置，其特征在于：均壓料罐氮氣進(jìn)口、氮氣泄放口的管路上分別設(shè)有氮氣管道閥門，進(jìn)料罐氮氣進(jìn)口的管路上亦設(shè)有氮氣管道閥門。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成氣與煤混合反應(yīng)及產(chǎn)物氣固液分級分離裝置，其特征在于：所述反應(yīng)爐殼體為合金鋼材料，反應(yīng)爐爐壁采用耐火襯里。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成氣與煤混合反應(yīng)及產(chǎn)物氣固液分級分離裝置，其特征在于：所述旋風(fēng)分離器和分級除塵器的殼體均為合金鋼材料，內(nèi)部均采用耐火襯里；分級除塵器具有兩個并排串聯(lián)的腔體，兩個腔體內(nèi)分別設(shè)置圓球形合金填料，且兩腔體內(nèi)的圓球形合金填料粒徑不同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成氣與煤混合反應(yīng)及產(chǎn)物氣固液分級分離裝置，其特征在于：所述輕油吸收塔內(nèi)部被塔板分成上、下兩段，塔板采用輕型浮閥塔，液態(tài)傳質(zhì)在塔板液層上方進(jìn)行，依靠氣體高速流動將塔板上部液體噴射成大量的粉碎性液滴，氣液兩相分別以液體為分散相、氣體為連續(xù)相狀態(tài)完成氣液傳質(zhì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成氣與煤混合反應(yīng)及產(chǎn)物氣固液分級分離裝置，其特征在于：脫硫反應(yīng)器殼體為合金鋼材料，脫硫反應(yīng)器內(nèi)有上、下兩段催化劑，其中下段的催化劑為含鉬加氫催化劑，上段的催化劑為含鋅脫硫反應(yīng)劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成氣與煤混合反應(yīng)及產(chǎn)物氣固液分級分離裝置，其特征在于：轉(zhuǎn)化爐殼體為合金鋼材料，采用耐火襯里，頂部中設(shè)置有環(huán)繞中心腔的外環(huán)隙。
8.一種基于權(quán)利要求1所述裝置的合成氣與煤混合反應(yīng)及產(chǎn)物氣固液分級分離方法，其特征在于：首先將來自煤粉制備系統(tǒng)的合格粉煤物料通過氣體輸送系統(tǒng)送入接收料罐，等接收料罐完成進(jìn)料后，再打開接收料罐下部旋轉(zhuǎn)閥，通過輸煤管道將粉煤送入均壓料罐，均壓料罐完成進(jìn)料后，關(guān)閉接收料罐下部旋轉(zhuǎn)閥，打開均壓料罐側(cè)部的氮氣管道閥門，使均壓料罐壓力達(dá)到2.5MPa，再打開均壓料罐下部旋轉(zhuǎn)閥，使得煤物料進(jìn)入進(jìn)料罐，均壓料罐完成出料后，關(guān)閉其底部旋轉(zhuǎn)閥，再打開均壓料罐側(cè)部氮氣泄放口的氮氣管道閥門，使均壓料罐返回常壓狀態(tài)，再重新從接收料罐接收粉煤原料；
進(jìn)料罐維持一定的料位，其下部的旋轉(zhuǎn)閥處于常開狀態(tài)，在連續(xù)放料過程中，被從轉(zhuǎn)化爐出來的壓力為2.6MPa、溫度為1200℃的合成氣通過密相氣體輸送到反應(yīng)爐頂部的噴嘴，通過噴嘴高速噴入反應(yīng)爐內(nèi)，高溫合成氣和粉煤經(jīng)噴嘴噴射后，在反應(yīng)爐中自上而下快速混合并發(fā)生瞬時反應(yīng)，生成粗煤氣和粉焦，溫度降至600℃；反應(yīng)產(chǎn)物粗煤氣和粉焦通過反應(yīng)爐出料口進(jìn)入旋風(fēng)分離器，在旋風(fēng)分離器中完成氣固相的初步分離，粗煤氣中的大顆粒焦粉通過旋風(fēng)分離器的出口進(jìn)入粉焦罐中；氣相則由旋風(fēng)分離器的上部出口進(jìn)入分級除塵器中，在通過兩種不同粒徑的金屬球縫隙時，依次除去粗煤氣中的細(xì)焦粉和微粒焦粉；細(xì)焦粉和微粒焦粉經(jīng)過氮氣反吹后，再分別打開分級除塵器兩排渣口的出口閥，通過氣體輸送管道進(jìn)入粉焦罐中儲存，定期輸送至粉焦冷卻系統(tǒng)進(jìn)一步處理；
經(jīng)旋風(fēng)分離器和分級除塵器依次除去不同粒徑粉焦的粗煤氣，進(jìn)入廢熱鍋爐的換熱管中，通過與鍋爐給水熱交換回收余熱，循環(huán)鍋爐給水被加熱后返回汽包產(chǎn)生中壓飽和蒸汽；經(jīng)廢熱鍋爐回收余熱后粗煤氣溫度降至150~200℃后，再進(jìn)入鍋爐給水預(yù)熱器中進(jìn)一步回收余熱；出鍋爐給水預(yù)熱器的粗煤氣溫度降至80~100℃，再進(jìn)入冷卻器，通過循環(huán)水冷卻至30℃；粗煤氣在廢熱鍋爐、鍋爐給水預(yù)熱器、冷卻器中冷卻過程中冷凝下來的焦油統(tǒng)一回收后作為產(chǎn)品外送；
經(jīng)冷卻至30℃后的粗煤氣進(jìn)入輕油吸收塔的下部，在輕油吸收塔中向上運行的過程中依次通過塔盤空隙，與中部噴頭和上部噴頭噴灑的溶劑油逆向接觸混合，液態(tài)傳質(zhì)在塔板液層上方進(jìn)行，依靠氣體高速流動將塔板上部液體噴射成大量的粉碎性液滴，氣液兩相分別以液體為分散相、氣體為連續(xù)相狀態(tài)完成氣液傳質(zhì)；在氣液兩相混合過程中，粗煤氣被溶劑油洗去粗煤氣中的輕油；洗去輕油后的煤氣從輕油吸收塔上部側(cè)線輸出，進(jìn)入氣液分離器分離出氣相中的冷凝液；輕油吸收塔底設(shè)置溶劑油循環(huán)泵，通過溶劑油循環(huán)泵將吸收輕油的不飽和富液返回輕油吸收塔的中部噴頭中，繼續(xù)循環(huán)吸收粗煤氣中的輕油，多余的吸收輕油富液通過支線管道輸出；
經(jīng)吸收輕油的煤氣在氣液分離器分離出氣相中的冷凝液后，進(jìn)入壓縮機(jī)中，加壓至3.5MPa后進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐下部高溫區(qū)中預(yù)熱至200℃，再進(jìn)入脫硫反應(yīng)器下端，首先在脫硫反應(yīng)器內(nèi)下段含鉬加氫催化劑作用下將煤氣中有機(jī)硫全部轉(zhuǎn)化為無機(jī)硫H2S，再通過上段含鋅脫硫反應(yīng)劑將煤氣中的H2S脫除至0.1ppm體積比；脫除H2S后的凈煤氣一分為二，一部分凈煤氣作為產(chǎn)品輸送至界外，另一部分凈煤氣通過燒嘴的環(huán)形空隙進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐中，與從燒嘴中心孔進(jìn)入的氧氣一起噴射進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐；轉(zhuǎn)化爐上部還設(shè)置中壓蒸汽進(jìn)口；凈化氣進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐后，首先接受來自火焰、爐內(nèi)壁、高溫氣體的輻射熱，以及回流區(qū)對流傳熱的熱量；凈煤氣的可燃組分在轉(zhuǎn)化爐中首先在高溫、氧氣存在下迅速完全燃燒，放出大量熱；隨后凈化氣在含鎳催化劑以及高溫區(qū)作用下，與來自界外的中壓蒸汽進(jìn)行轉(zhuǎn)化反應(yīng)，生成合成氣，合成氣的主要成分為H2和CO；高溫合成氣從轉(zhuǎn)化爐出口出來后，輸送來自進(jìn)料罐下落的粉煤，一起進(jìn)入反應(yīng)爐4頂部的噴嘴，在反應(yīng)爐內(nèi)快速熱解反應(yīng)生成粗煤氣和粉焦，含焦粉的粗煤氣先后除去粉塵、油品，并脫硫后一部分作為產(chǎn)品氣外送，另一部分再作為原料氣循環(huán)至系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)。