CN101362952A - 循环瓦斯加热工艺及装置 - Google Patents

Abstract

本发明是一种在油页岩干馏过程中对循环瓦斯进行加热的工艺和装置。采用半焦和瓦斯混烧以及蓄热加热的方法对循环瓦斯分两级进行加热。能够连续均衡稳定地向干馏炉提供700℃左右的热瓦斯，保证油页岩干馏热量及温度的需要。本发明热效率高，达90％以上。由于利用了半焦中所含固定炭的热值，因此不仅适用于高品位油页岩的全循环干馏工艺，也适用于低品位油页岩的全循环干馏工艺。

Description

循环瓦斯加热工艺及装置

所属技术领域

本发明是一种在油页岩干馏过程中对循环瓦斯进行加热的工艺及装置。其特征是能够连续、均衡、稳定地向干馏炉提供700℃左右的热瓦斯，保证油页岩干馏热量和温度的需要。

背景技术

目前国内外利用瓦斯作为热载体对油页岩进行干馏的瓦斯加热炉有两种，一种是抚顺式蓄热加热炉，一种是巴西的管式加热炉。抚顺式蓄热加热炉为间歇式加热炉，向干馏炉供应的热瓦斯温度在500℃~700℃之间波动，为减少温度场不稳定对干馏造成的影响，一般设三台加热炉，交替切换，但即使如此，仍然解决不了温度场波动的局面。抚顺式加热炉热源是在炉内直接燃烧瓦斯，热载体是格子砖，体积庞大，换热效率差。另外，由于在炉内发生燃烧反应，难免将一部份烟气带入干馏炉，造成瓦斯体积增大，热值降低。比较先进的是巴西的管式加热炉，采用了烟气和瓦斯隔离的技术，瓦斯在管内流动能够稳定均衡连续地向干馏炉提供700℃左右的热瓦斯，但由于全部用瓦斯作为燃料，对挥发份低的油页岩来说，产生的瓦斯量不能满足干馏热量的需要，制约了该炉的使用范围，而且该设备体积庞大、造价昂贵。

发明内容

本发明的目的在于解决抚顺式蓄热炉不能均衡连续稳定供应热瓦斯的弊病，提供一种能够适合低品位油页岩千馏，即使挥发份较低的油页岩也能使用全循环工艺炼油的加热炉，并且解决进口设备造价昂贵的问题。

本发明的技术关键是保证向干馏炉提供足够量且温度无明显波动的热瓦斯。为此，采用了如下技术：一是采用了瓦斯二级加热的技术。在第一级加热炉中将瓦斯加热至500℃，这样节省了价格昂贵的合金钢，降低了炉子的造价。第二级再将瓦斯从500℃加热至700℃，满足干馏炉的需要。二是采用了半焦和瓦斯混烧技术。在传统工艺中，一方面从干馏炉排出的半焦热值大约在800~1000大卡/公斤左右，利用比较困难，另一方面大多数油页岩干馏产生的瓦斯又不能满足加热循环瓦斯的热量需要。本发明采用的半焦、瓦斯混烧技术，半焦在链条炉排上行进，瓦斯从炉膛的烧咀喷出，炉膛温度能达到1000℃以上，使比较难烧的半焦中含有的固定炭能够基本燃净。产生的烟气和在管中流动的循环瓦斯进行热交换，将循环瓦斯加热至500℃。三是在第二级采用了小球式蓄热换热方式，换热面积大，效率高，排烟温度可降到150℃左右，提高了热能的利用。

本发明的瓦斯加热炉工艺流程是：半焦从链条炉的上部加入，燃料瓦斯从炉膛的中部通过烧咀喷入，产生的1000℃左右的烟气横向冲刷换热器。在管中流动的冷瓦斯被加热至500℃再进入第二级换热器。第二级换热器用耐高温合金钢制成，瓦斯在管中流动，通过辐射和对流换热被加热至700℃左右，送往干馏炉。第二级加热炉用蓄热球作为热载体，将排烟温度降至150℃以下。

目前国内外均没有此种方式的瓦斯加热炉。本发明和巴西及抚顺式蓄热炉相比具有如下明显优点：1、能够连续、稳定、均衡向干馏炉提供700℃左右的热瓦斯。抚顺炉提供的热瓦斯温度是波动的，本发明提供的热瓦斯温度是均衡的，大大改善了干馏炉的工况。2、充分利用了半焦，在巴西和抚顺式工艺中半焦是被废弃的，本发明利用了半焦的热量，有效、充分地利用了资源，并且减少了污染物的排放。3、节能，热效率高。抚顺式工艺排烟温度在400℃以上，巴西炉排烟温度在350℃以上。本发明排烟温度在150℃以下。4、降低了造价，节省投资。巴西加热炉高达30多米，体积庞大，抚顺炉也高达25米左右。本发明装置高度也就10米左右。

附图说明

附图1是循环瓦斯加热炉的平面布置图。图中1、半焦瓦斯混烧加热炉；2、一级管式换热器；3、蓄热式加热炉；4、循环瓦斯输入系统；5；二级管式换热器；6、热瓦斯出口。

在第一级加热炉中，半焦从链条炉上部的料斗供入，在链条炉排上燃烧。燃尽后落入水封的渣池，经刮板运输机运出，燃料瓦斯由炉膛中部的烧咀喷入。燃烧产生的烟气和在管中流动的循环瓦斯进行热交换，将循环瓦斯加热至500℃左右，再送入第二级加热炉。在第二级加热炉中，燃烧瓦斯产生的1000℃以上的高温烟气通过辐射和对流换热的方式再将循环瓦斯加热至700℃左右，送往干馏炉。烟气经蓄热体换热后温度降至150℃以下排出炉体。

附图2是瓦斯半焦混烧加热炉立面图。图中1、烟气出口；2、冷瓦斯出口；3、热瓦斯出口；4、烟气进口；5、炉膛；6、烧咀；7、料斗；8、管式换热器；9、链条炉。

附图3是蓄热式管式加热炉的立面图。图中1、换热室；2、燃烧室；3、燃烧用冷瓦斯；4、助燃空气；5、四通换向阀；6、鼓风机；7、引风机；8、烟气；9、蓄热室。

具体实施方式

本发明的具体实施在于确保能够连续稳定均衡地提供700℃左右的热循环瓦斯。为达到这一目的，采用了二级加热的方法。第一级虽然是常规的管式换热器，但为了充分利用半焦中固定炭的热值，也为了解决低品位油页岩产生的瓦斯不能满足干馏炉热量需要的问题采取了半焦和瓦斯混烧技术。在第二级加热炉中，高温烟气和已经被加热至500℃的热循环瓦斯换热，确保能够将循环瓦斯加热至700℃。由于整个加热过程是连续的、稳定的、均衡的，而且是可调的，因此能够实现向干馏炉提供700℃左右热循环瓦斯的要求。图1、图2、图3分别给出这一工艺的装置结构图和立面图。

Claims (3)

1、一种利用半焦和瓦斯混烧以及蓄热加热的方法对循环瓦斯进行两级加热的工艺和装置。第一级将循环瓦斯加热至500℃左右，第二级再将循环瓦斯加热至700℃左右。

2、根据权利要求1所述的加热炉，其特征是加热炉第一级利用半焦和瓦斯混烧的方法，半焦在链条炉排上燃烧，瓦斯在炉膛中部燃烧，产生的烟气将在管式换热器管内流动的循环瓦斯加热至500℃左右。

3、根据权利要求1所述的加热炉，其特征是第二级加热炉利用蓄热燃烧的方法，将在第一级加热炉中已被加热到500℃的循环瓦斯再加热到700℃左右，烟气经虚热小球换热后排出炉外，排烟温度低于150℃。一种在油页岩干馏工艺中对循环瓦斯进行二次加热的装置。其特征是采用蓄热、辐射、对流的混合换热方式将循环瓦斯从500℃加热至700℃，排烟温度低于150℃。

Images