CN101659881A - 一种小颗粒油页岩干馏装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种小颗粒油页岩干馏装置，目前国内的炼油设备多数只能对直径为20mm以上的颗粒干馏，20mm以下的油页岩干馏装置达不到理想的干馏效果。本发明提供一种立式三段移动干馏装置，将干馏装置分为发生段、干馏段和干燥段，全密封自动给料。本发明的结构简单、操作方便、能充分利用能源，能将干馏所需热量温度均匀地传给物料，能够处理直径为3－20mm的小颗粒油页岩。

Description

一种小颗粒油页岩干馏装置
技术领域
本发明涉及一种油页岩干馏装置，具体涉及一种小颗粒油页岩干馏炉。
背景技术
目前国内的炼油设备多数只能对直径为20mm以上的颗粒干馏，20mm以下的小颗粒由于颗粒小，物料间空间小，透气性不好，干馏所需热量温度不能均匀传给物料，容易造成堵炉、结焦，故20mm以下的小颗粒利用率较小，仅30％左右。而对页岩开采破碎后，20mm以上颗粒有70-80％，少数只有50％左右，因此20mm以下小颗粒油页岩占总量的20-50％。大量的20mm以下小颗粒无法得到有效利用，大大浪费了资源。
针对小颗粒无法得到有效利用的问题，目前采取了如下措施：
CN200810013072.4和CN200810228892.5均公开了一种带振动床的干馏炉，油页岩在干馏炉中通过用振动床折返推进和气体热载体在多次混流工况下进行干馏。
但上述干馏装置对20mm以下小颗粒的利用率还是较低，达不到有效利用的目的。本发明通过对干馏炉的研究，提供一种全新的对3-20mm的小颗粒利用率高的干馏装置。
发明内容
本发明提供一种结构简单、操作方便、能充分利用能源，能将干馏所需热量温度均匀地传给物料，能够处理直径为3-20mm的小颗粒油页岩的干馏装置。
实现本发明的技术方案为：
一种小颗粒油页岩干馏装置，包括干馏炉体和除渣装置，炉体的顶部设有下料管，其特征为：下料管外周设有扬料干燥管，在干馏炉体顶部还设有油气出口，在干馏炉体的底部设有传动装置，干馏炉体从上到下分为发生段、干馏段和干燥段，发生段设有饱和气供气装置，饱和气供气装置设有饱和气进入口，在发生段的干馏炉体的外壁上设有混燃煤气入口，混燃煤气总管与混燃煤气入口连接，混然煤气总管连接混燃支管，混燃煤气支管通过混燃煤气进气阀控制；干馏段设有干馏段换热环管，干馏段换热支管与干馏段换热环管相连，干馏炉体的外面设有高温烟气进气口，高温烟气进气口连接高温烟气总管，高温烟气总管连接伸入干馏炉体内的高温烟气支管；干燥段设有油气集气锥体和伸入干馏段内的中心下料管，油气吸气管与油气集气锥体相联通，还设有干燥段短、长换热管。
所述的除渣装置为可调式。
所述的干馏段和发生段的干馏炉体外壁上还设有内衬，内衬为耐火材料和保温材料，能够隔绝热量交换。
所述的干馏炉体的制造材料为普通碳钢Q235，该材料在国内容易采购。
高温换热管即干馏段的换热管采用Ocr18Ni9耐高温不锈钢制造而成，低温干燥段换热管采用普通碳钢制造，制造难度不高。
本发明的小颗粒油页岩干馏装置可用于直径为3-20mm的油页岩的干馏。
本发明的工作原理为：筛分后的3-20mm的油页岩原料由高位料仓进入带扬料干燥管的下料管，给料量由闸阀控制，经炉顶插入式下料管进入干馏炉内上部的干燥段除去原料的剩余的水分。干燥段由供热夹套与长短换热管组成。再干燥后的原料通过油气集气锥体均匀地进入中段即干馏段，进入干馏段后，流动的原料遇高温烟气，换热管及发生段产生的上升热量，使温度控制在原料适合的干馏温度，这样原料内所含油气析出，油气集气锥体经油气吸气管通过真空抽出炉体，冷凝回收。
除掉油气的原料进入发生段中的氧化层，原料中所含的一定量的固定碳，经发生段氧化绝氧产生一氧化碳和二氧化碳，一氧化碳吸出炉外，回收后再燃烧后供原料干馏所需的一部分热量，二氧化碳的热量直接补充给干馏段的原料干馏。
经氧化层氧化后的原料残渣，进入带有冷却水的灰盘，经除渣装置将残渣排到炉外。
供原料干馏的主要热源高温烟气的流程：
高温烟气是由油气回收剩余的煤气和原料中的固定碳氧化时产生的煤气，经回收、脱硫后送入燃气炉燃烧后产生高温烟气，送入烟气到干馏段换热环管进入干馏炉干馏段，耐高温换热管将大部分热量间接地传给原料，供给干馏所需热量，经放热后的低温烟气进入干燥段，经扬料干燥管将剩余热量传给原料干燥后经风机排入大气。
发生段及混燃的原理流程：
发生段经氧化燃烧而产生的热量主要补充原料干馏时热量不足和将原料中的固定碳氧化产生煤气再次利用。
发生段的作用原理是：原料中的固定碳引燃后，由炉底饱和气供气装置将蒸汽和空气混合气用风机送入炉内，将氧化用的饱和气均匀地送入料层，供固定碳氧化用，饱和气主要是供氧化用氧气，其次是用饱和蒸汽控制氧化层的温度及防止料层温度过高而结焦。
混燃的原理：主要是将部分剩余煤气用风机送入混燃煤气总管，经混燃煤气支管上的混燃煤气进气阀控制定量送素发生段气燃，进一步给干馏段提供热量。
本发明的有益效果为：
1、本发明采用耐高温材料将高温烟气均匀送入干馏段待干馏的物料适中的部位，间接传热干馏。
2、本发明发生段利用物料固定碳燃烧，补充供热干馏。
3、本发明利用过剩的煤气送入发生段混燃，提高供热强度。
4、本发明干燥段采用夹套式高温烟气经干馏换热的低温烟气经夹套壁和长短换热管对干燥段待干燥物料进行换热干燥。
5、本发明的物料采用高位料仓，通过带扬料干燥管的下料管连续密封供料。
6、干馏后经燃烧的炉渣，经水冷却后，可调式除渣装置，连续地排出炉外，保证了干馏炉内料层均匀下移，提高了干馏设备的干馏能力和效果。
7、利用本发明的干馏装置进行干馏的出油率达到99-100％。
附图说明
图1为本发明的结构示意图
图2为A-A向示意图
图3为B-B向示意图
图4为C-C向示意图
图中各符号的名称为：
1-传动装置、2-除渣装置、3-饱和气供气装置、4-干馏炉体、5-内衬、6-混燃煤气进气阀、7-混燃煤气支管、8-混燃煤气总管、9-高温烟气总管、10-高温烟气支管、11-干馏段换热环管、12-干馏段换热支管、13-中心下料管、14-油气集气锥体、15-干燥段短换热管、16-干燥段长换热管、17-油气吸气管、18-油气出气口、19-扬料干燥管、20-下料管、21-高温烟气进气口、22-混燃煤气入口、23-饱和气进气口、24-供热夹套、25-干馏段、26-干燥段、27-发生段
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步的描述。
图1-图4显示了本发明的实施方式。
一种小颗粒油页岩干馏装置，包括干馏炉体4和除渣装置2，炉体的顶部设有下料管20，其特征为：下料管20外周设有扬料干燥管19，在干馏炉体顶部还设有油气出口18，在干馏炉体4的底部设有传动装置1，干馏炉体从上到下分为发生段27、干馏段25和干燥段26，发生段设有饱和气供气装置3，饱和气供气装置3设有饱和气进入口23，在发生段的干馏炉体4的外壁上设有混燃煤气入口22，混燃煤气总管8与混燃煤气入口22连接，混然煤气总管8连接混燃支管7，混燃煤气支管7通过混燃煤气进气阀控制；干馏段设有干馏段换热环管11，干馏段换热支管12与干馏段换热环管11相连，干馏炉体4的外面设有高温烟气进气口21，高温烟气进气口21连接高温烟气总管9，高温烟气总管9连接伸入干馏炉体4内的高温烟气支管10；干燥段设有油气集气锥体14和伸入干馏段内的中心下料管13，油气吸气管17与油气集气锥体14相联通，还设有干燥段短、长换热管15、16。
干馏段25和发生段27的干馏炉体4外壁上还设有内衬25，内衬为耐火材料和保温材料，能够隔绝热量交换。
干馏炉体4的制造材料为普通碳钢Q235，该材料在国内容易采购。
高温换热管即干馏段25的换热管采用Ocr18Ni9耐高温不锈钢制造而成，低温干燥段26换热管采用普通碳钢制造。
工作过程为：筛分后的3-20mm的油页岩原料由高位料仓进入带扬料干燥管19的下料管20，给料量由闸阀控制，经炉顶插入式下料管20进入干馏炉内上部的干燥段除去原料的剩余的水分。干燥段26由供热夹套24与长短换热管15、16组成。再干燥后的原料通过油气集气锥体14均匀地进入中段即干馏段，进入干馏段后，流动的原料遇高温烟气，换热管及发生段产生的上升热量，使温度控制在原料适合的干馏温度，这样原料内所含油气析出，油气集气锥体14经油气吸气管17通过真空抽出炉体，冷凝回收。
除掉油气的原料进入发生段中的氧化层，原料中所含的一定量的固定碳，经发生段氧化绝氧产生一氧化碳和二氧化碳，一氧化碳吸出炉外，回收后再燃烧后供原料干馏所需的一部分热量，二氧化碳的热量直接补充给干馏段的原料干馏。
经氧化层氧化后的原料残渣，进入带有冷却水的灰盘，经除渣装置将残渣排到炉外。
高温烟气是由油气回收剩余的煤气和原料中的固定碳氧化时产生的煤气，经回收、脱硫后送入燃气炉燃烧后产生高温烟气，送入烟气到干馏段换热环管11进入干馏炉干馏段，耐高温换热管将大部分热量间接地传给原料，供给干馏所需热量，经放热后的低温烟气进入干燥段，经扬料干燥管19将剩余热量传给原料干燥后经风机排入大气。
发生段经氧化燃烧而产生的热量主要补充原料干馏时热量不足和将原料中的固定碳氧化产生煤气再次利用。
发生段的作用原理是：原料中的固定碳引燃后，由炉底饱和气供气装置3将蒸汽和空气混合气用风机送入炉内，将氧化用的饱和气均匀地送入料层，供固定碳氧化用，饱和气主要是供氧化用氧气，其次是用饱和蒸汽控制氧化层的温度及防止料层温度过高而结焦。
混燃的原理：主要是将部分剩余煤气用风机送入混燃煤气总管8，经混燃煤气支管7上的混燃煤气进气阀6控制定量送素发生段气燃，进一步给干馏段提供热量。

Claims (7)

1、一种小颗粒油页岩干馏装置，包括干馏炉体和除渣装置，炉体的顶部设有下料管，其特征为：下料管外周设有扬料干燥管，在干馏炉体顶部还设有油气出口，在干馏炉体的底部设有传动装置，干馏炉体从上到下分为发生段、干馏段和干燥段，发生段设有饱和气供气装置，饱和气供气装置设有饱和气进入口，在发生段的干馏炉体的外壁上设有混燃煤气入口，混燃煤气总管与混燃煤气入口连接，混然煤气总管连接混燃支管，混燃煤气支管通过混燃煤气进气阀控制；干馏段设有干馏段换热环管，干馏段换热支管与干馏段换热环管相连，干馏炉体的外面设有高温烟气进气口，高温烟气进气口连接高温烟气总管，高温烟气总管连接伸入干馏炉体内的高温烟气支管；干燥段设有油气集气锥体和伸入干馏段内的中心下料管，油气吸气管与油气集气锥体相联通，还设有干燥段短、长换热管。
2、根据权利要求1所述的小颗粒油页岩干馏装置，其特征为用于直径为3-20mm的油页岩的干馏。
3、根据权利要求1或2所述的小颗粒油页岩干馏装置，其特征为所述的除渣装置为可调式。
4、根据权利要求3所述的小颗粒油页岩干馏装置，其特征为所述的干馏段和发生段的干馏炉体外壁上还设有内衬。
5、根据权利要求4所述的小颗粒油页岩干馏装置，其特征为所述的干馏炉体的制造材料为普通碳钢Q235。
6、根据权利要求5所述的小颗粒油页岩干馏装置，其特征为干馏段的换热管采用0cr18Ni9耐高温不锈钢制造。
7、根据权利要求6所述的小颗粒油页岩干馏装置，其特征为干燥段换热管采用普通碳钢制造。
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