CN102031130A - 油页岩干馏系统空气塔段循环水利用装置及方法 - Google Patents

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沈其松
汪华林
王剑刚
徐效梅
杨强
吕文杰
李志明
谢嘉
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Abstract

本发明涉及一种油页岩干馏系统空气塔段循环水利用装置及方法，主要是采用空气塔除油器对空气塔出口废水进行除油净化，净化后的循环水返回空气塔加湿空气并洗涤冷却循环瓦斯，脱除的油污进入后续油污处理设备提纯页岩油。本装置及方法工艺设备先进，连续运转周期长，体积小，故障率低，能有效降低循环水中油污的含量，避免其对管道的腐蚀，减少新鲜水的消耗量，节能减排效果显著，技术经济效益明显。

Description

油页岩干馏系统空气塔段循环水利用装置及方法
技术领域
本发明属于石油化工与环保领域，涉及一种油页岩干馏系统空气塔段循环水利用装置，具体地说，涉及一种对油页岩干馏系统空气塔出口废水进行分离净化并循环利用的装置，以及利用该装置进行循环水利用的方法。
背景技术
油页岩是煤炭伴生资源，利用油页岩干馏技术炼制原油及其副产品，曾支持了我国在贫油时期的经济建设，但其研究与开发也曾一度逐年萎缩。上世纪90年代初，抚顺矿业集团引进循环经济理念，重新开始油页岩的综合利用和研发。其中以油页岩炼油最为重点。
抚顺式干馏炉，又名抚顺内热式干馏炉，简称抚顺式炉。抚顺式炉是油页岩干馏所需的热量是由两部分热源提供：①页岩半焦与从炉底通入的带饱和蒸汽的空气(主风)在气化段发生燃烧所产生的高温气体，向上进入干馏段加热页岩，是为第一种热源；②另向干馏炉中部通入在干馏炉外被蓄热炉加热了的热循环气，向上进入干馏段加热页岩，是为页岩干馏的第二种热源。
抚顺式炉气化段页岩半焦的气化，与一般气化(发生)炉煤的气化有不同之处，抚顺式炉气化段首要目的是获得大量显热以供给页岩干馏所需，故需通入较多的空气，使半焦中的碳能较充分地燃烧。实际生产中，空气量高达3.6～4kg/kg碳，而一般气化炉仅为0.8～2.8kg/kg碳，即增加一倍以上。所以页岩半焦在抚顺式炉气化段中，实际以燃烧反应为主。
为了防止气化段氧化层温度过高而引起页岩灰的熔结，同时又为了回收灰中的大量显热，实际操作中，向炉内通入含有大量蒸汽的饱和度为75～85℃的主风。这部分蒸汽加上页岩灰冷却时在灰皿蒸发而进入炉内的水蒸气量，共计4～6kg/kg碳以上，而一般气化炉仅为0.5～0.6kg/kg碳。由于蒸汽过量，致使炉内温度降低，因之蒸汽分解率也只有5％左右，而一般气化炉则高达50％以上。未分解的大量蒸汽，则作为热蒸汽而进入干馏段。
由于炉内有大量蒸汽存在，有利于干馏段与气化段内油页岩中的氮转化为氨的反应。因而，抚顺式炉中氨的产率达到油页岩含氮量的60％～70％，存在于炉出口干馏气中的氨可用稀硫酸吸收而副产硫酸铵(但当前在抚顺炉冷凝回收系统中已不回收氨)。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种油页岩干馏系统空气塔段循环水利用装置，以及采用该装置进行循环水利用的方法。
为了解决上述问题本发明的技术方案是这样的：
油页岩干馏系统空气塔段循环水利用装置，包括
一连接循环瓦斯的空气塔，空气塔用于加湿空气及洗涤冷却循环瓦斯；
所述空气塔连接一空气塔除油器，空气塔除油器用于对从空气塔出来的废水进行除油净化；
所述空气塔除油器上部设置有一油污出口，空气塔除油器下部出口排出净化后的水，空气塔除油器下部出口通过一循环水管路连接空气塔顶部的进水口。
空气塔与空气塔除油器之间的管路上串联有一空气塔地泵，用于增加管路中废水的压力。
油页岩干馏系统空气塔段循环水利用方法，
采用空气塔加湿空气并洗涤冷却循环瓦斯，采用空气塔除油器对空气塔出口废水进行除油净化，净化后的循环水返回空气塔加湿空气并洗涤冷却循环瓦斯，脱除的油污进入后续油污处理设备提纯页岩油。
有益效果，在空气塔的出口处增设空气塔除油器，可以有效地脱除废水中所含的油污，脱除的油污进入后续油污处理设备提纯页岩油，提高了页岩油的产量和品质，而净化后的循环水可以重新进入空气塔加湿空气和洗涤冷却循环瓦斯，降低了新鲜水耗，减少了大量的污水处理工作，节能减排效果显著，技术经济效益明显。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；
图1为本发明所述的油页岩干馏系统空气塔段循环水利用流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
本装置的主体设备为空气塔，空气塔的上部为主风饱和塔，下部为洗涤冷却塔，两塔相叠并在连接处设有水封，防止主风饱和塔的空气窜入到洗涤冷却塔的循环瓦斯中。循环水从空气塔塔顶进入主风饱和塔，以增湿空气。随后循环水从水封溢流入洗涤冷却塔，洗涤并冷却循环瓦斯。这种空气塔对处理含油泥较多的干馏气体不会因堵塞而影响生产，检修也较方便。更重要的是它利用主风增湿而回收循环瓦斯所携带的部分热量，并脱除了循环瓦斯中夹带的页岩油气。
从空气塔塔底出口流出的废水在空气塔底泵的加压下进入空气塔除油器，利用空气塔除油器净化废水，净化后的循环水返回空气塔继续加湿空气并洗涤和冷却循环瓦斯，脱除的油污进入后续油污处理设备提纯页岩油。空气塔除油器可选用旋流除油器等各类高效除油设备。
参看图1，油页岩干馏系统空气塔段循环水利用装置，该装置包括：
设置于瓦斯塔和冷却塔之间的空气塔1，空气塔1用于加湿空气和洗涤冷却循环瓦斯。与所述空气塔1塔底出口相连的空气塔底泵2，空气塔底泵2用于增加废水的压力。与所述空气塔底泵2出口相连的空气塔除油器3，空气塔除油器3用于对空气塔出口废水进行除油净化。
空气塔1，空气塔底泵2与空气塔除油器3成串联布置，并组成相对封闭的循环回路。
空气塔除油器3可选用旋流除油器等各类高效除油设备。
油页岩干馏系统空气塔段循环水利用方法。该方法包括：采用空气塔除油器3对空气塔1出口废水进行除油净化，净化后的循环水返回空气塔加湿空气并洗涤冷却循环瓦斯，脱除的油污进入后续油污处理设备提纯页岩油。
经空气塔除油器3净化处理后的循环水重新进入空气塔加湿空气并洗涤和冷却循环瓦斯，降低了新鲜水耗，减少了大量的污水处理工作。
经空气塔除油器3净化处理后，循环水的含泥量低于1％。
经空气塔除油器脱除的油污进入后续油污处理设备提纯页岩油，提高了页岩油的产量和品质。
循环水进入空气塔1后先进入主风饱和塔加湿空气，随后循环水从水封溢流入洗涤冷却塔，洗涤并冷却循环瓦斯。
本方案选用旋流除油器来脱除废水中夹带的油污，下表为旋流除油器的进口液体(废水)、溢流液体(油污)和底流液体(循环水)的物性参数：
  项目   废水   油污   循环水
  温度(℃)   80   80   80
  压力(Pa)   600000   300000   300000
  质量流量(kg/h)   350500   400   350100
旋流除油器进水含油量不大于2000mg/L时，水相出口含油浓度不大于200mg/L，当进水含油量不大于1000mg/L时，水相出口含油浓度不大于150mg/L；规定频次的分析值(不大于200mg/L或不大于150mg/L)合格率≥95％。旋流除油器的旋流管的使用寿命不小于3年。
该套油页岩干馏系统空气塔段循环水利用装置，在使用中，运行平稳，操作方便，易于控制，达到并满足了工业生产和环境协调要求，其降低了循环水中油污的含量，避免了其对管道的腐蚀，减少了纯净水的消耗量，节能减排效果显著，技术经济效益明显。
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 (3)

1.油页岩干馏系统空气塔段循环水利用装置，其特征在于，包括：
一连接循环瓦斯的空气塔，空气塔用于加湿空气及洗涤冷却循环瓦斯；
所述空气塔连接一空气塔除油器，空气塔除油器用于对从空气塔出来的废水进行除油净化；
所述空气塔除油器上部设置有一油污出口，空气塔除油器下部出口排出净化后的水，空气塔除油器下部出口通过一循环水管路连接空气塔顶部的进水口。
2.根据权利要求1所述的油页岩干馏系统空气塔段循环水利用装置，其特征在于，空气塔与空气塔除油器之间的管路上串联有一空气塔地泵，用于增加管路中废水的压力。
3.油页岩干馏系统空气塔段循环水利用方法，其特征在于，
采用空气塔加湿空气并洗涤冷却循环瓦斯，采用空气塔除油器对空气塔出口废水进行除油净化，净化后的循环水返回空气塔加湿空气并洗涤冷却循环瓦斯，脱除的油污进入后续油污处理设备提纯页岩油。
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