CN101993703A - 油页岩干馏炉及干馏工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油页岩干馏炉及干馏工艺，油页岩干馏炉包括加料设备、煤气收集伞、炉体、干馏段、混合室、拱台与发生段，所述发生段的底部设置风头、排灰器与灰皿，所述混合室的侧部设置循环煤气入口，通入循环煤气给干馏段的油页岩加热。本发明还涉及油页岩的干馏工艺，该工艺的主要特点是进行两次干馏阶段，并采用全循环煤气加热，使油页岩在炉体内干馏彻底，无干馏不完全现象，采油效率高。本发明结构新颖，设计巧妙，操作容易控制；干馏工艺采油效率高，环境污染小，油页岩利用率高。

Description

油页岩干馏炉及干馏工艺

技术领域

本发明涉及干馏炉技术领域，特别涉及一种油页岩干馏炉及其干馏工艺。

背景技术

抚顺式干馏炉以及山西的气燃式方炉：回收后的可燃物热值低、水分大，干馏后的半焦热值低，不能再利用。国内现有的干馏炉存在的温差较大达到100-150℃，热载体在里面分配不均匀，会使油页岩在干馏炉内干馏不完全，造成采油效率过低，一般在60％以下，回收系统中冷凝设备为直接冷却，效率低、能耗大。冷却水在凉水过程中向空气中散发污染物。

在中国专利检索中，专利公开号为101760217A公开了一种油页岩干馏系统，包括发生段、干燥段和干馏段，其特征是冷煤气通入发生段，该系统取消了外供热的加热炉，采用冷煤气在发生段火层上混合燃烧，加大了发生段的供热强度，使整个干馏炉的高度降低，热量集中均匀，同时油页岩处理能力提高了50％，油收率增加了20％。

但是，上述专利公开的油页岩干馏系统的干馏效果并不理想，存在一定的干馏不完全现象，造成原料不必要的浪费，因此有待进一步改进与完善。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明提供一种油页岩干馏炉及干馏工艺，适用于小颗粒与中颗粒油页岩低温干馏，油品收率高，页岩油回收率在80％以上，结构简单，操作方便，投资少，环境污染小，污水零排。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明油页岩干馏炉，包括加料设备、煤气收集伞、炉体、位于炉体上部的干馏段、中部的混合室、拱台与下部的发生段，所述发生段的底部设置风头、排灰器与灰皿，所述排灰器位于灰皿上。

所述加料设备设置炉体的顶部，煤气收集伞位于干馏段所在的炉体内；加料设备的下方是存放颗粒状油页岩的储矿仓。

所述炉体是一个圆筒结构，其直径一般在3600mm-3800mm内，所述圆筒结构的内部是带孔的隔墙分为三个空腔，中间的空腔为颗粒页岩，两侧的空腔为气体热载体分配拱道。

所述圆筒结构的干馏炉炉体分为上、中、下三段，上部为干馏段，中部为二次干馏段，下部为冷却段。

进一步，所述干馏炉还包括回收系统，所述回收系统由洗涤饱和塔，间接冷却塔，电捕油器组成，所述洗涤饱和塔中间设有油水分离器和安全水封。

本发明还涉及油页岩干馏炉的干馏工艺，其主要包括以下步骤：

(1)颗粒状的油页岩首先进入干馏炉顶部储矿仓，通过双料钟间歇式布料设备进入炉内，进入干馏炉内的油页岩在阵伞的作用下，均匀的从炉中的周边落至干馏段；

(2)进入干馏段的油页岩被水平方向进入的650-750℃的循环煤气加热，达到550-600℃时其内部的焦油释放完毕变成页岩半焦，所述页岩半焦由上部的干馏段经中部混合室的拱合孔下移到下部的发生段；

(3)上述发生段里的页岩半焦中的固定碳与炉底下部上来的饱和蒸汽主风发生燃烧反应，放出大量的热，与中部通入的热循环瓦斯相混合，作为上部新进油页岩的干馏热源。

上述步骤(2)中的油页岩在温度不断升高时，温度升高到120℃表面水分蒸发完毕，温度升高到150-180℃时，放出油页岩内部吸附气体；温度超过180℃开始分解有机质，释放出水分、二氧化碳及硫化氢等气体。

温度达到500℃油页岩中焦油释放完毕，此时页岩放出焦油后变成页岩半焦，与下部通入的高温热循环瓦斯中的二氧化碳产生还原反应，生成一氧化碳，此次反应可增加瓦斯热值。

本发明所述的回收系统包括：干馏油气经旋流器、煤气洗涤塔、间接冷却器冷凝回收页岩油；将所述页岩油冷凝后进入脱水槽加温脱水进入计量罐，煤气进入燃烧系统作为加热炉燃料，剩余煤气进入发电系统发电；

计量室卧罐中的油经沉降分离后由计量室上油泵送入计量室吊罐，再经沉降脱水后，检查水分、数量，合格后由送油泵送到工厂成品罐储存；

干馏炉底水封由污水池经污水泵抽出送至干馏炉底水盆，溢出水流入污水池循环使用，污水池内连续适量补水；

集泥罐中的水由集泥罐水泵抽出进入集合管循环使用，洗涤池中的水有由洗涤泵抽出返回冷却塔。

上述油页岩低温干馏的具体过程是：经破碎、筛选而来的油页岩首先进入干馏炉顶部储矿仓，通过双料钟间歇式布料设备进入炉内；进入干馏炉内的油页岩在阵伞的作用下，均匀的从炉中的周边落下。由于干馏炉下部的水盆不断的转动，由排渣机将半焦连续运走，上部新进干馏的油页岩靠自重缓慢的下落。

最初进入干馏炉的油页岩在炉体上部的干馏段先被预热升温，除去油页岩表面的水分和潮湿气体。

油页岩在所述干馏段下移的过程中温度不断升高，但温度升高到120℃时表面水分蒸发完毕；

当温度升到150℃-180℃时放出油页岩内部的吸附气体，温度超过180℃时，油页岩中的有机质开始分解出水分、二氧化碳气体；

当油页岩继续升温达500℃时，其内部的焦油基本释放完毕，此时所述油页岩放出焦油后变成页岩半焦，由上部的干馏段经中部混合室的拱合孔下移到下部的发生段；

在上述发生段里页岩半焦中的固定碳与炉底下部上来的饱和蒸汽主风发生燃烧反应，放出大量的热，向时页岩半焦中与主风中的水蒸气作用产生大量的瓦斯，并吸收热量，由热氧化还原反应生成的瓦斯带着热量上升到中部的混合室，与中部通入的热循环瓦斯相混合，作为上部新进油页岩的干馏热源，正常情况下由下部供热占总热量的50％，由循环瓦斯供热占总热量的50％。

页岩半焦经氧化反应后生成的低热值半焦，由炉底水浸灭并放出内部热量，冷却后炉渣由排渣机铲出炉外，经漏斗落入下部皮带机上，运到堆场。

炉内瓦斯、生成的焦油等混合气体，受外部瓦斯排送机的作用经阵伞导出管抽出进入集合管，在集合管里被循环水洗涤，未被冷却的瓦斯和焦油等气体进入洗涤饱和塔继续洗涤，两次洗涤过程也是两次瓦斯和油降温分离的过程。集合管流下的油、水和泥流入集泥罐中，洗涤饱和塔中流下的油和水与入炉主风换热后进入洗涤池中，在不同设备中被洗涤而分离的油都靠自然高差流入最低处的计量室卧罐中。

经洗涤饱和塔洗涤后的瓦斯去冷却塔进行冷却经瓦斯排送机排出分为五路：一路去加热炉做循环瓦斯；一路瓦斯去干馏炉下部换热；一路去加热炉做燃料瓦斯；一路经剩余瓦斯排送机送至锅炉房作燃料；一路送至瓦斯发电机组发电自用。

干馏炉下部发生段燃烧所需风由主风机供给，主风机出口主风分两路：一路去加热炉供瓦斯燃烧；另一路经洗涤饱和塔下部与水、汽混合进行增湿加温，随后进入主风管道，然后通过单炉通风管由炉底向单炉送风，冷却后的水和油进入冷却池，经油水分离后，油进入计量室卧罐。

计量室卧罐中的油经沉降分离后由计量室上油泵送入计量室吊罐，再经沉降脱水后，检查水分、数量，合格后由送油泵送到工厂成品罐储存，干馏炉底水封由污水池经污水泵抽出送至干馏炉底水盆，溢出水流入污水池循环使用，污水池内连续适量补水。集泥罐中的水由集泥罐水泵抽出进入集合管循环使用，洗涤池中的水由洗涤泵抽出返回洗涤塔循环和使用，冷却池中的水由冷却泵送至凉水塔，冷却后由凉水泵抽出并返回冷却塔。

通过改进热循环系统，使由炉体下部饱和空气与半焦中固定碳发生氧化还原反应提供的热量只占总热量的60％，这样由于供风量的减少，半焦中的固定碳损失减少，因此热值较高，在1000-1200大卡之间。

本发明的有益效果是，油品收率高，其采用中心供热循环煤气，减少干馏层温差，页岩油回收率在80％以上，结构简单，操作方便，投资少，环境污染小，污水零排。

料层薄，阻力小，热载体分布均匀，操作容易控制；采用全循环煤气供热，无干馏不完全现象，采油效率高达85％；

半焦热值高，可达1400大卡/千克，干馏煤气热值高，3500千卡/立方。

附图说明

图1为本发明实施例一的结构示意图；

图2为本发明实施例二的结构示意图；

图3为本发明实施例三的结构示意图。

具体实施方式：

为了使本发明的创作特征、技术手段与达成目的易于明白理解，以下结合具体实施例进一步阐述本发明。

油页岩干馏炉，包括加料设备、煤气收集伞、炉体、底部设置风头、排灰器与灰皿。

图1所示的圆筒结构直径一般在3600mm-3800mm内，干馏炉炉体分为上、中、下三段，上部为干馏段，中部发生段，下部为冷却段，干馏段侧方和中部拱台通入热循环煤气。

图2所示的圆筒结构直径一般在3600mm-3800mm内，干馏炉炉体分为上、中、下三段，上部为干馏段，中部为二次干馏段，下部为冷却段，干馏段和二次干馏段侧方和中部拱台通入热循环煤气。

图3所示的圆筒结构的干馏炉炉体直径一般在3600mm-3700mm内，所述圆筒结构的内部是带孔的隔墙分为三个空腔，中间的空腔为颗粒页岩，两侧的空腔为气体热载体分配拱道。

进一步，所述干馏炉还包括回收系统，所述回收系统由洗涤饱和塔，间接冷却塔，电捕油器组成，所述洗涤饱和塔中间设有油水分离器和安全水封。

实施例一：

参看图1，图中所示的圆筒结构直径3600mm-3800mm干馏炉炉体分为上、中、下三段，上部为干馏段，中部发生段，下部为冷却段，干馏段侧方和中部拱台通入热循环煤气。

该桦甸园炉包括炉体200，炉体200上设置有原料入口01、煤气收集伞201、油气出口102、干馏段203、冷却段204以及混合室205，在炉体200的下方还设置有排灰传动装置206，炉体200的底部中心处设置主风入口02；

混合室205上设置一次中心热循环瓦斯入口2051、2052。

以及用于对干馏后灰尘进行处理的排灰器10和灰皿11，煤气收集伞201设置在炉体200内部，排灰器10、灰皿11安装于炉体200的底部。该炉体的干馏工艺如下所述：

由加工厂经破碎、筛选而来的粒度为10-75mm的油页岩首先进入干馏炉顶部储矿仓1，并通过炉顶进入炉内。进干馏炉的油页岩在阵伞的作用下，均匀的从炉的周边落下。由干馏炉下部的水盆不断的转动，排渣机将半焦连续运走，上部新进干馏炉的油页岩靠自重缓慢的自然下落。

最初进入干馏炉的页岩在炉上部干馏段先被预热升温，除去页岩表面的水分和潮湿气体。页岩在干馏段下移的过程中温度不断升高，当温度升高到120℃时表面水分蒸发完毕，当温度升到150℃-180℃时放出页岩内部吸附气体，温度超过180℃时页岩中有机质开始分解出水分、二氧化碳及硫化氢等气体。当页岩继续升温达500℃时页岩中页岩油基本释放完毕。此时页岩放出页岩油后变成页岩半焦，经中部混合室的拱台落入发生段继续下落与主风发生燃烧反应，放出大量的热，同时半焦中赤热的炭与主风中的水蒸汽作用产生大量的瓦斯，并吸收热量，由反应生成的瓦斯带着热量上升到中部的混合室，与中部通入的热循环热瓦斯气体混合，作为上部新进页岩的干馏热源，正常情况下由下部供热占总热量的50％，由循环瓦斯供热占总热量的50％。

页岩半焦经氧化反应后生成的低热值半焦，由炉底水盆浸灭并放出内部热量，冷却后炉渣由排渣机铲出炉外，经漏斗落入下部皮带机上，运到堆场，由汽车运到邻近的自备矸石热电厂进行配煤燃烧发电。

炉内瓦斯、生成的焦油等混合气体，受外部瓦斯排送机的作用经阵伞导出管抽出进入集合管，在集合管里被循环水洗涤，未被冷却的瓦斯和焦油等气体进入洗涤饱和塔继续洗涤，两次洗涤过程也是两次瓦斯和油降温冷凝分离的过程。集合管流下的油、水流入集泥罐中，洗涤饱和塔中流下的油和水经分离后，水进入饱和塔与空气换热后进入洗涤池中，在不同设备中被洗涤而分离的油都靠自然高差流入最低处的计量室卧罐中。

经洗涤塔洗涤后的瓦斯从瓦斯排送机排出分为两路：一路去加热炉做循环瓦斯；另一路去冷却塔进行冷却。冷却后的瓦斯再分成二路：一路去加热炉做燃料瓦斯；一路经剩余瓦斯排送机送至锅炉房作燃料。冷却后的水进入冷却池，油进入计量室卧罐。

干馏炉下部发生段燃烧所需主风由主风机供给，空气风机出口分两路：一路去加热炉供瓦斯燃烧；另一路经洗涤饱和塔下部与水、汽混合进行增湿加温，随后进入主风管道，然后通过单炉通风管由炉底向单炉送风。

计量室卧罐中的油经沉降分离后由计量室上油泵送入计量室吊罐，再经沉降脱水后，检查水分、数量，合格后由送油泵送到工厂成品罐储存。

干馏炉水封用水是由水池经水泵抽出送至干馏炉水盆，溢出水流入集水池循环使用，水池内连续适量补水。

集泥罐中的水由集泥罐水泵抽出进入集合管循环使用，洗涤池中的水由洗涤泵抽出返回洗涤塔循环使用，凉水池中的水由冷却泵送至冷却塔，冷却后回到凉水塔循环使用。遇到紧急情况时冷却塔中水排入冷却池，正常后由冷却泵抽回冷却塔。

实施例二：

参看图2，它包括炉体2，设置炉体2顶部的储矿仓21，储矿仓21的正中央设有原料入口20，原料入口20的右侧是油气出口210；在干馏段23的下方是混合室221，混合室221的上侧设置两个一次中心热循环瓦斯入口24、25，下侧设置两个二次中心热循环瓦斯入口26、27，炉体2的下方还设置有排灰传动装置29，炉体2的底部中心处是主风入口28。

经筛分、筛选而来的粒度为8-40mm的油页岩首先进入干馏炉顶部的储矿仓21，通过双料钟间歇式布料设备进入炉内。进入干馏炉的油页岩在煤气收集伞22的作用下，均匀的从炉中的周边落下。由干馏炉下部的水盆不断的转动，由排渣机将半焦连续运走，上部新进干馏炉的油页岩靠自重缓慢的自然下落。

最初进入干馏炉的油页岩在炉上部干馏段23先被预热升温，除去页岩表面的水分和潮湿气体。页岩在干馏段23下移的过程中温度不断升高，当温度升高到120℃时表面水分蒸发完毕，当温度升到150℃-180℃时放出页岩内部吸附气体，温度超过180℃时页岩中有机质开始分解出水分、二氧化碳及硫化氢等气体。当页岩继续升温达500℃时页岩中焦油基本释放完毕。此时页岩放出焦油后变成页岩半焦，与下部通入的高温热循环瓦斯中的二氧化碳产生还原反应，生成一氧化碳，此次反应可增加瓦斯热值。

页岩半焦由炉底水浸灭并放出内部热量，冷却后炉渣由排渣机铲出炉外，经漏斗落入下部皮带机上，运到堆场。

炉内瓦斯、生成的焦油等混合气体，受外部瓦斯排送机的作用经煤气收集伞22导出管抽出进入集合管，在集合管里被循环水洗涤，未被冷却的瓦斯和焦油等气体进入洗涤塔继续洗涤，两次洗涤过程也是两次瓦斯和油降温分离的过程。

通过一次中心热循环瓦斯入口24、25通入的热循环瓦斯作为上部新进油页岩的干馏热源，进行瓦斯过程；没有反应彻底的油页岩通过二次中心热循环瓦斯入口26、27通入的热循环瓦斯进行二次瓦斯过程，使其充分反应。

集合管流下的油、水和泥流入集泥罐中，洗涤饱和塔中流下的水进入洗涤池中，经洗涤水冷却泵抽至洗涤冷却塔由洗涤冷却塔底部通入的空气进行间接换热流入油水分离池水池中循环使用，在不同设备中被洗涤而分离的油都靠自然高差流入最低处的计量室卧罐中。

经洗涤饱和塔洗涤后的瓦斯去两台间接冷却塔进行冷却，冷却的油进入油水池；经瓦斯排送机排出进入电补塔进一步进行油气分离后分为三路：一路去加热炉做循环瓦斯；一路去加热炉做燃料瓦斯；一路进入剩余系统。

空气风机出口空气分三路：一路去加热炉供瓦斯燃烧；另一路去洗涤水冷却塔下部与洗涤水进行间接换热后放空。饱和塔与洗涤水进行换热，在干馏炉下部需要主风的时候，经洗涤饱和塔下部与水、汽混合进行增湿加温，随后进入主风管道，然后通过单炉通风管由炉底向单炉送风。

计量室罐中的油经沉降分离后由计量室上油泵送入中间罐，再经沉降脱水后，检查水分、数量，合格后由送油泵送到工厂成品罐储存。

干馏炉底水封由污水池经污水泵抽出送至干馏炉底水盆，溢出水流入污水池循环使用，污水池内连续适量补水。

集泥罐中的水由集泥罐水泵抽出进入集合管循环使用，洗涤池中的水由洗涤泵抽出返回洗涤塔循环和使用，冷却水由冷却塔直接至凉水塔，冷却后由冷却泵抽出并返回冷却塔。

实施例三：

参看图3，它包括炉体3、干馏段31、冷却段32、混合室33，干馏段31的右上角设置一油气出口35；

炉体3的下部设置用于对干馏后灰尘进行处理的排灰器37和灰皿38，炉体的底部中心处设置主风入口36；

首先，4-15mm颗粒页岩进入干馏段31被水平方向进入的650-750℃的循环煤气加热，干馏段31上设置有一油气出口35，到干馏段31底部时，高温侧页岩可达550-600℃，低温侧在400℃左右，已经达到干馏温度。干馏后的页岩半焦经气封进入混合室33以650-750℃的循环煤气把低温侧油页岩加热到500-600℃使页岩完全干馏。干馏后的半焦进入冷却段32，经水冷却后由排渣机排出炉外。页岩半焦由炉底水浸灭并放出内部热量，冷却后炉渣由排渣机铲出炉外，经漏斗落入下部皮带机上，运到堆场。

炉内瓦斯、生成的焦油等混合气体，受外部瓦斯排送机的作用经阵伞导出管抽出进入集合管，在集合管里被循环水洗涤，瓦斯去两台间接冷却塔进行冷却在集合管里被循环水洗涤，。集合管流下的油、水和泥流入集泥池中，在不同设备中被洗涤而分离的油都靠自然高差流入最低处的计量室卧罐中，冷却的油进入油水池。

经瓦斯排送机排出进入电补塔进一步进行油气分离后分为三路：一路去加热炉做循环瓦斯；一路去加热炉做燃料瓦斯；一路进入剩余系统。

空气风机34出口空气去加热炉供瓦斯燃烧；计量室罐中的油经沉降分离后由计量室上油泵送入中间罐，再经沉降脱水后，检查水分、数量，合格后由送油泵送到工厂成品罐储存。

干馏炉底水封由污水池经污水泵抽出送至干馏炉底水盆，溢出水流入污水池循环使用，污水池内连续适量补水。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (9)

1.油页岩干馏炉，包括炉体，其特征在于，所述炉体的顶部设置加料设备，位于炉体上部的干馏段、中部的混合室及拱台和下部的发生段，所述干馏段所在的炉体内设有煤气收集伞。

2.根据权利要求1所述的油页岩干馏炉，其特征在于，所述发生段的底部设置风头、排灰器与灰皿，所述排灰器位于灰皿上。

3.根据权利要求1所述的油页岩干馏炉，其特征在于，所述炉体一个圆筒结构，其直径为3600mm-3800mm。

4.根据权利要求3所述的油页岩干馏炉，其特征在于，所述圆筒结构炉体的内部是带孔的隔墙分为三个空腔，中间的空腔为颗粒页岩，两侧的空腔为气体热载体分配拱道。

5.根据权利要求1所述的油页岩干馏炉，其特征在于，所述加料设备的下方是储矿仓。

6.根据权利要求1所述的油页岩干馏炉，其特征在于，所述干馏炉还包括回收系统，所述回收系统由洗涤饱和塔，间接冷却塔，电捕油器组成，所述洗涤饱和塔中间设有油水分离器和安全水封。

7.基于权利要求1的油页岩干馏炉的干馏工艺，其特征在于，它包括以下步骤：

(1)颗粒状的油页岩首先进入干馏炉顶部储矿仓，通过双料钟间歇式布料设备进入炉内，进入干馏炉内的油页岩在阵伞的作用下，均匀的从炉中的周边落至干馏段；

(2)进入干馏段的油页岩被水平方向进入的650-750℃的循环煤气加热，达到550-600℃时其内部的焦油释放完毕变成页岩半焦，所述页岩半焦由上部的干馏段经中部混合室的拱合孔下移到下部的发生段；

(3)上述发生段里的页岩半焦中的固定碳与炉底下部上来的饱和蒸汽主风发生燃烧反应，放出大量的热，与中部通入的热循环瓦斯相混合，作为上部新进油页岩的干馏热源。

8.根据权利要求7所述的油页岩干馏炉的干馏工艺，其特征在于，所述干馏炉下部发生段燃烧所需风由主风机供给，主风机出口主风分两路：一路去加热炉供瓦斯燃烧；另一路经洗涤饱和塔下部与水、汽混合进行增湿加温，随后进入主风管道。

9.根据权利要求7所述的油页岩干馏炉的干馏工艺，其特征在于，步骤(2)中的油页岩在温度不断升高时，温度升高到120℃表面水分蒸发完毕，温度升高到150-180℃时放出内部吸附气体，温度超过180℃时开始分解有机质，温度达到500℃油页岩中焦油释放完毕。

Images