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本发明公开了一种富油煤地下原位热解气液固三相产物分离系统,包括换热器和波纹板除雾器等。富油煤地下原位热解的产物是包含气液固三相在内的复杂混合物,本发明首先通过换热器回收热解产物的余热,使气态焦油充分冷凝为液态,然后利用波纹板除雾器和丝网除沫器分离混合物中的气相和液固相,得到的液固混合物送入沉降槽和离心机进行焦油?水?固体的分离,最终获得焦油,得到的气体由气体分离设备分离出热解气和氮气,热解气送入加热炉燃烧,氮气经换热器和加热炉加热后送回地下,作为煤层热解的热源。本发明可以高效地分离出富油煤地下原位热解产物中的焦油,并回收热解产物的余热,同时实现热解气的无害化、资源化处理以及氮气的循环利用。