CN100543113C - 振动混流式全循环小颗粒油页岩干馏方法及装置 - Google Patents

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Abstract

振动混流式全循环小颗粒油页岩干馏方法及装置，其特征在于装置内斜设九层振动床，调振频控制物料行进速度，振动床倾斜向相反地接续成截面为之字形长龙，在炉体干馏段设多个热循环瓦斯进气口和一个冷热循环瓦斯进气口，炉底部设水封池和刮板式出料系统；方法：700℃左右的热循环瓦斯从自上而下的第4、5、6层进入干馏炉，在筛板和料层的阻隔下形成与物料的纵向、横向接触的混流式干馏；干馏完的油页岩被干馏炉下部进入的冷瓦斯冷却至250℃再落入水封池冷却至80℃，从出料系统排出；干馏气体随同循环瓦斯从炉上部排出，经除尘收油后，被送到加热炉加热至700℃后再送入干馏炉。干馏强度大、油收率高达90%以上。装置结构简单，操作方便，效率高，投资小。

Description

振动混流式全循环小颗粒油页岩干馏方法及装置
技术领域
本发明是一种用瓦斯作为热载体在全循环状态下对小颗粒油页岩进行干馏的工艺及装置。油页岩在振动行进的过程中和逆向而来的热瓦斯充分接触，实现干馏。本装置适用于处理6mm以下的小颗粒油页岩，日处理量可根据需要确定，一般为2000吨—5000吨。
背景技术
目前国内外油页岩干馏装置大多数因小颗粒页岩容易造成堵炉、结焦，使干馏炉不能正常运行，因而对小颗粒油页岩弃之不用。如抚顺式干馏炉只能干馏12mm以上的油页岩。资源浪费率达到20％以上，而且造成环境污染。巴西炉(Petrosix)只能处理6.4mm以上的页岩。在国外专门利用小颗粒油页岩炼油的典型的装置有两种，一种是澳大利亚的ATP炉(Alberea-Taciuk Processor)。该装置为固体热载体
Figure C200810013072D0003154154QIETU
转式干馏炉，设备庞大、结构复杂。
Figure C200810013072D0003154154QIETU
转炉长62.5m，直径8.2m，重量2500t。设计油收率为92％，实际为75-80％，仅达设计水平的80％左右，处理能力为6000t/d，实际运行仅达到4400t/d，为设计的74％，而且经常停炉检修，开工率为50％左右，最长一次也只连续运行了96天。一种是爱沙尼亚的葛洛特(Caloter)炉，可以处理0-25mm的油页岩，处理能力3000t/d。也是以固体为热载体的廻转式干馏炉。存在问题也是运转率不高，经常停炉检修。近两年国内研究的小颗粒干馏装置有两种，一是大连理工大学的DG技术，也是以固体为热载体，但尚未建成工业实验装置。二是上海博生公司研制的油页岩流化床干馏及脱碳工艺，粉状油页岩和高温气体热载体接触，流化干馏。目前在哈尔滨气化厂建成一套日处理50吨的试验装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、操作方便、投资较少、油收率较高，可以充分利用资源的油页岩干馏方法及装置。本发明的油母页岩资源利用率为100％，油收率为90％以上。
振动混流式全循环小颗粒油页岩干馏方法，利用振动床输送油页岩、气体载热体与料层多次混流，其特征在于小颗粒油页岩从干馏炉的顶部进入，在多层振动床的作用下分散成扁平膨松状物流，一部分粒度小于筛孔的细小油页岩颗粒穿过筛孔垂直下落，与下一层被吹起的细小油页岩形成稀相料层；另一部分粒度大于筛孔的油页岩在振动状态下形成振动疏松料层沿筛板跳跃式移动，移至筛板端部再洒落到下一层筛板上，料层在干馏炉内由上至下形成一条流动的之字形长龙；700℃左右的热循环瓦斯从自上而下的第4、5、6层三个层位进入干馏炉，在筛板和料层的阻隔下形成垂直气流和水平气流，既有顺流、又有逆流，形成特有的混流式干馏，油页岩料多次与瓦斯混合分离-再混合再分离，被均匀干馏；干馏完的油页岩被干馏炉下部进入的冷瓦斯冷却至250℃再落入水封池冷却至80℃，从干馏炉底部的刮板式出料系统排出；干馏气体随同循环瓦斯从炉上部排出，经除尘收油后，被送到加热炉加热至700℃后再送入干馏炉。
振动混流式全循环小颗粒油页岩干馏装置，炉顶部设给料系统和进料口，振动床上有筛板，其特征在于振动床由上至下斜置于干馏炉内，干馏炉壁上有三处热循环瓦斯进气口，分别位于多层振动床之下，最下层振动床下有冷循环瓦斯进口，炉底部设水封池和刮板式出料系统，炉顶部有循环瓦斯出口。
本发明的技术关键是斜置于干馏炉内的九层振动床输送油页岩，在移动中和热循环瓦斯充分接触，实现干馏。为实现这一干馏工艺，采用了如下技术：一是油页岩在炉中的运动以振动方式推进，既有自重落下的因素，又有振动推进的因素。在干馏炉内形成一条流动的之字形长龙，干馏炉总高度为17m左右，但油页岩的行程却达到36m左右。二是采用了混流技术，热瓦斯和油页岩既有横向接触，又有纵向接触，油页岩和筛板的接触处于若即若离的状态。油页岩料层始终处于蓬松状态。保证了热载体和油页岩的充分接触。三是采用了多层进气方法，从三个层位向干馏炉通入热瓦斯，使干馏炉温度达到550℃以上，干馏层高度达到4.5～5米左右，保证了干馏的完全性。四是用调整振动电机振率的方法来调整不同层位的油页岩的行进速度，控制物料在炉中的停留时间，操作简便。五是采用了热瓦斯全循环，瓦斯的加热在炉外进行，炉中无燃烧发生，无空气进入，干馏所需热量完全依靠热循环瓦斯带入，提高了半焦的热值和瓦斯的热值。六是冷循环瓦斯从下部进入，对干馏完的半焦降温，回收热量。七是下部采用水封刮板方式出焦，防止了气体逸出，保护了环境。
目前国内外均没有用这种方法对油页岩进行干馏的装置。和国外小颗粒干馏炉相比，本发明具有如下特点：
1、本发明结构简单、操作方便。ATP炉仅炉本体占地面积就达到1000m2以上，本发明同等处理能力的干馏炉本身占地面积不足100m2。ATP炉由于炉内有燃烧反应且中间发生多次换热，结构复杂，操作繁琐。本发明仅需调整电动机频率即可调整油页岩行进速度，结构简单，操作方便。
2、本发明油收率高，瓦斯热值高。本发明采用瓦斯全循环工艺，由于油页岩与热瓦斯之间既有垂直流动，又有水平流动，既有顺流，又有逆流，形成特有的混流式干馏。无空气进入，无燃烧反应，收油率达90％以上，瓦斯热值在4000kcal/kg以上。
3、本发明投资少、效率高。ATP炉研制费用150亿美元，用了七年时间。现抚顺矿务局引进了一台，投资约15亿元。本发明干馏炉装置本身投资不超过1亿元。
4、本发明资源利用率高。目前国内废弃的12mm以下油页岩均可用作原料，新开采的油页岩也可破碎到6mm以下进行干馏。资源利用率为100％。
5、本发明采用了水封出渣技术，无气体外泄，符合环保要求。
附图说明
附图1是振动混流式小颗粒油页岩干馏装置原理图；
附图2是小颗粒油页岩干馏装置立面图；
具体实施方式
振动混流式全循环小颗粒油页岩干馏方法，其特征在于采用为本工艺流程设计的干馏装置，如图1、2所示：将小颗粒油页岩从干馏炉4顶部的给料系统1的料斗2进入，在设有筛板的振动床3的作用下分散成之字形扁平膨松状物流。一部分粒度小于筛孔的细小油页岩穿过筛孔垂直下落，与下一层被吹起的细小油页岩形成稀相料层；另一部分粒度大于筛孔的油页岩在振动状态下形成振动疏松料层沿筛板跳跃式移动，移至筛板端部再洒落在下一层筛板上，在振动床振力的推动下继续前进。700℃左右的热循环瓦斯由图2中热循环瓦斯进口5、10、11经由上至下第4、5、6三层振动床的下部进入干馏炉，在筛板和油页岩的阻隔下形成垂直气流和水平气流。垂直气流在穿越筛板和油页岩料层的过程中与油页岩充分地、高强度地接触；水平气流在振动床筛面之间变速流动，并与洒落的油页岩及筛面上的油页岩充分、高强度接触，使干馏炉中的油页岩和瓦斯气体产生混流，干馏段高度为4.5m-5m。冷循环瓦斯进口6从第九层振动床的下部进入，将干馏完的半焦冷却至250℃，半焦落入水封池7后冷却至80℃经出料系统8排出炉外。干馏气体从炉子的上部引出炉外。油页岩多次与瓦斯混合-分离-再混合-再分离，被均匀干馏。干馏完的油页岩被干馏炉下部进入的冷瓦斯和水封池7冷却再落入出料系统8，从干馏炉底部排出。干馏气体随同循环瓦斯从上部排出，经除尘收油后，被送到加热炉，加热至700℃后再送入干馏炉。如此往复循环，形成连续的工艺流程。
振动混流式全循环小颗粒油页岩干馏装置，炉顶部设给料系统和进料口，振动床上有筛板，图1、2，其特征在于共有九层振动床3，由上至下斜置于干馏炉4内，干馏炉4壁上有三处热循环瓦斯进气口5、10、11，分别位于第四、五、六层振动床3之下，最下层振动床3下有冷循环瓦斯进口6，炉底部设水封池7、冷却水套9和出料系统8，炉顶部有干馏气和热循环瓦斯出口12。

Claims (7)

1、振动混流式全循环小颗粒油页岩干馏方法，利用振动床输送油页岩、气体载热体与料层多次混流，其特征在于小颗粒油页岩从干馏炉的顶部进入，在多层振动床的作用下分散成扁平膨松状物流，一部分粒度小于筛孔的细小油页岩颗粒穿过筛孔垂直下落，与下一层被吹起的细小油页岩形成稀相料层；另一部分粒度大于筛孔的油页岩在振动状态下形成振动疏松料层沿筛板跳跃式移动，移至筛板端部再洒落到下一层筛板上，料层在干馏炉内由上至下形成一条流动的之字形长龙；700℃左右的热循环瓦斯自上而下的第4、5、6层三个层位进入干馏炉，在筛板和料层的阻隔下形成垂直气流和水平气流，既有顺流、又有逆流，形成特有的混流式干馏，油页岩料多次与瓦斯混合分离-再混合再分离，被均匀干馏；干馏完的油页岩被干馏炉下部进入的冷瓦斯冷却至250℃再落入水封池冷却至80℃，从干馏炉底部的刮板式出料系统排出；干馏气体随同循环瓦斯从炉上部排出，经除尘收油后，被送到加热炉加热至700℃后再送入干馏炉。
2、根据权利要求1所述的干馏方法，其特征在于该方法所用原料油页岩的颗粒在12mm以下。
3、根据权利要求1所述的干馏方法，其特征在于该方法所用原料油页岩的颗粒在6mm以下。
4、根据权利要求1所述的干馏方法，其特征在于自上而下之第4层、5层、6层为干馏段，高度为4.5m-5m。
5、根据权利要求1所述的干馏方法，其特征在于能够通过调整各个振动床的振动电机频率的方法来调整不同层位油页岩的行进速度，控制物料在炉中的停留时间。
6、一种实施如权利要求1所述方法的振动混流式全循环小颗粒油页岩干馏装置，炉顶部设给料系统和进料口，振动床上有筛板，其特征在于共有九层振动床(3)由上至下斜置于干馏炉(4)内，干馏炉(4)壁上有三处热循环瓦斯进气口(5)、热循环瓦斯进气口(10)、热循环瓦斯进气口(11)，分别位于自上而下之第四、五、六层振动床(3)之下，第九层振动床(3)下有冷循环瓦斯进口(6)，炉底部设水封池(7)和出料系统(8)，炉顶部有干馏气和热循环瓦斯出口(12)。
7、根据权利要求6所述的干馏装置，其特征在于在干馏炉(4)内，九层振动床(3)倾斜向相反地接续成截面为之字形长龙。
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