煤炭是我国的主体能源,其中低阶煤储量巨大,挥发分含量高,但因为水分大、热值低、热稳定性差、强度差等缺点,高效、经济的利用方式少;另外随着机械化采煤程度提高,块煤产率降低,而粉煤资源不能有效利用。为实现低阶煤的高效、清洁利用,以热解为源头的煤化工多联产技术是主要方向之一。针对目前低阶煤干馏工艺存在的不足,本课题组提出了一种新型低阶煤低温干馏工艺及装置。新型低阶煤低温干馏工艺具有多个创新型优点:新工艺将干馏炉与加热炉合为一体,减少了系统能量损失,节省了设备投资;采用蓄热式燃烧及烟气回兑技术与换热管束组成干馏炉的供热系统,在最大限度提高系统余热利用率的同时可以保证炉内煤干馏温度均匀;干馏炉底部通入冷循环瓦斯,回收利用半焦显热;以循环瓦斯作为热载体,不会降低干馏煤气热值,同时减轻了后续处理的难度。本文对新工艺过程的实现及装置结构设计进行了全面的分析讨论。设计干馏炉日处理煤量为300吨,选用宝日褐煤为分析对象,通过查阅资料选定干馏温度为550℃,设计排焦温度为150℃,干馏气体出口温度为200℃。对干馏炉进行热平衡分析计算,得出新型干馏炉的热效率,以及煤气燃耗量和冷循环瓦斯量。并通过编程计算方式对蓄热式燃烧过程中空气过剩系数与烟气回兑量进行优化分析。之后对干馏炉关键结构及热工参数进行了选择和计算。对干馏炉内传热过程进行分析,分别建立煤干燥过程、干馏过程和半焦冷却过程的传热过程数学模型,并对炉内气体与料层间、气体与换热管束间对流换热过程进行理论分析,为数学模型求解建立基础。然后将炉内煤干馏各个过程的数学模型联立,组成矩阵方程,通过计算机编程进行迭代计算,得到料层和气体温度分布,根据料层和气体的温度分布更改干馏炉高度和换热管束布置方案,再次进行迭代计算,使得最终干馏产品出口温度符合设计要求,得出此时炉膛高度和换热管束布置方案。之后分析研究了不同管壁温度、不同冷循环瓦斯流量对干馏过程的影响,以及不同料层孔隙率对应的炉膛高度和换热管束布置方案。针对粉煤资源不能有效利用的问题,提出采用相同的干馏室结构形式应用于粉煤干馏,并通过数值模拟软件FLUENT模拟了粉煤在干馏室中的热解情况。