CN102746863A - 一种生物质和油页岩的蓄热式中低温外热干馏热解炉 - Google Patents

一种生物质和油页岩的蓄热式中低温外热干馏热解炉 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种生物质和油页岩的蓄热式中低温外热干馏热解炉,包括燃烧室，与燃烧室并列布置的干馏室，干馏室与顶部的原料预热仓连接，原料预热仓的上方设置有集热伞；燃烧室端部由下向上间隔布置有蓄热室，蓄热室内设置有蓄热体；燃烧室的经蓄热室通过管道连接有引风机，燃烧室上设置有净煤气入口。本发明集中了焦化生产的外热式加热、可用粉料、所产煤气全部为生物质原料或油页岩本身的挥发分，因而煤气热值高，以及半焦生产连续化的优点，采用了蓄热式快速换向高温空气燃烧这一当今热回收率最高的先进加热技术而开发的一种固体燃料热解专用干馏集成炉。

Description

一种生物质和油页岩的蓄热式中低温外热干馏热解炉
技术领域
本发明涉及一种带有蓄热式快速换向高温空气燃烧室的立式干馏热解炉，具体为一种适用于生物质和油页岩的蓄热式中低温外热干馏热解炉。
背景技术
生物质热解和油页岩干馏技术的共同之处是均为固体燃料，且受热后均热解和干馏为气液固三相产品：固体产品分别为生物质炭和油页岩残渣，液体产品分别为木焦油和页岩油，气体产品均为可燃性气体。生物质能由于其依靠太阳能光合作用而生成，不增加大气的二氧化碳含量，可认为无碳排放，属于新能源而广受青睐，其热解炭化技术近年来有所发展；油页岩属于非常规能源，近年来由于油价的节节攀升，其干馏提油技术重新得到重视。
生物质热解和油页岩干馏技术均是在隔绝空气的条件下将物料加热到500~700℃的高温进行干馏热解的过程。油页岩加热方法目前绝大多数采用内热式，即热气体作为热载体直接在块状页岩内部流动，将热量传递给页岩，发生干馏，且目前工业化单炉年处理页岩也在10万吨以下。而生物质热解目前还没有一种能大规模年处理10万吨以上的工业化炉型商业运行。
由于油页岩干馏目前一般采用内热法加热，物料之间要有足够的空隙，并具备一定的热强度，以有利于大量气体热载体的通过，故所用的原料须经筛分，筛去块度小于6mm的物料。大规模机械化油页岩采矿使页岩块度越来越难确保能满足现有炉型对块度的要求，使得原料筛分后的块比率大大减少，有的粉率高达40%，原料利用率仅为60%，大量粉料不得不弃之不用，再加之内热气体热载体循环量远远超出页岩自身的挥发分中常温不凝性气体的发生量，使气体后续冷却和净化的负荷过大，有时甚至增加35倍之多，使得运行成本增加，且气体中的饱和油随气体循环和燃烧而损失，从而减低了系统的收油率。
因此，提供一种适用于生物质和油页岩热解干馏，可年处理能力超过10万吨甚至上百万吨级的大规模工业应用，气体冷却和净化负荷又相对大大减少的中低温热解干馏炉，已是一个亟待解决的问题。
发明内容
   为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供了一种能同时加工粉料和块料，既适合处理生物质、又适合处理油页岩、且热效率和油收率高、气体冷却和净化负荷低的生物质和油页岩的蓄热式中低温外热干馏热解炉。同时本发明可通过增加干馏室数量使单炉年处理能力达10万吨甚至几百万吨。
   本发明的目的是这样实现的：
   一种生物质和油页岩的蓄热式中低温外热干馏热解炉,包括燃烧室1，和与燃烧室1并列布置的干馏室2，干馏室2与顶部的物料预热仓3连接，其特征在于：所述的物料预热仓3的上方设置有集气罩9；
   所述的燃烧室1端部由下向上间隔布置有蓄热室6，蓄热室6内设置有蓄热体7；燃烧室1的经蓄热室6通过管道连接有引风机，燃烧室1上设置有净煤气入口5。
所述的蓄热体7的材质为高铝或莫来石或刚玉。
所述的燃烧室1内设置有加强结构8，加强结构8交错布置。
干馏室2与底部的自动出料口4连接；
所述的自动出料口4为单独排放；
所述的自动出料口4还可以至少两个口合并一起排放；
积极有益效果：本发明集中了焦化生产的外热式加热可用粉料、所产燃气全部为物料本身的挥发分因而燃气热值高，以及半焦生产连续化的优点，引入了蓄热式快速换向高温空气燃烧这一当今热回收率最高的先进加热技术而开发的一种热解专有集成炉。利用本热解干馏炉工艺生产的产品有固体、液体和气体三相：低挥发分固体燃料（或半焦、木炭、页岩残渣等）、油品（木焦油、页岩油）和燃气。其各产品产率以干基计分别为0.45~0.90、0.06~0.15、0.15~0.35（与原料和固体产品的挥发分有关）。从热能利用角度来讲，扣除回炉加热和产品干燥所需的燃气，系统总热效率大于85%。如此高的热效率主要是因为该技术干馏室出炉挥发气体温度低（一般为80~200℃），而燃烧室排出的废烟气温度低于150℃。整个过程热能利用率在现有煤及各种固体燃料（生物质、油页岩等）加工方法中几乎是最高的。
本发明单台炉可由若干个干馏室或干馏室单元组成。每个干馏室油页岩或生物质日处理量为15~75吨，因此通过简单的增加干馏室数量可以很容易地使单炉年处理能力达10万吨甚至几百万吨。
附图说明
图1为是本发明的结构视图一；
图2为是本发明的结构视图二；
图3为是本发明的结构视图三；
图4为是本发明的结构视图四；
图5为图1中A-A‵的剖视图；
图中为：燃烧室1、干馏室2、原料预热仓3、自动出焦口4、净煤气入口5、蓄热室6、蓄热体7、加强结构8、集气伞9。
具体实施方式：
  下面附图，对本发明作进一步的说明：
  如图5所示，一种生物质和油页岩的蓄热式中低温外热干馏热解炉,包括燃烧室1，和与燃烧室1并列布置的干馏室2，干馏室2与顶部的物料预热仓3连接，其特征在于：所述的物料预热仓3的上方设置有集气罩9；
   所述的燃烧室1端部由下向上间隔布置有蓄热室6，蓄热室6内设置有蓄热体7；燃烧室1流出的废气经蓄热室6蓄热后通过管道由引风机排出，燃烧室1上设置有净煤气入口5。
所述的蓄热体7的材质为高铝或莫来石或刚玉或含锆莫来石质。
所述的燃烧室1内设置有加强结构8，加强结构8交错布置。
干馏室2与底部的自动出料口4连接；
如图1所示，所述的自动出料口4为单独排放；
如图2、图3、图4所示，所述的自动出料口4还可以至少两个口合并一起排放；
本发明克服了现有技术中的不足，通过蓄热式高温空气燃烧加热技术，燃烧室1内的热量通过间壁作为热导体将热量传导给与燃烧室1并联布置的干馏室2，而干馏室2内的生物质原料或油页岩由于受外来的热能加热，不直接与生物质原料或油页岩接触，避免了内热式与空气接触造成的氧化，能够很好的提高固体产品的炭收率，且产生的气体仅为生物质原料或油页岩干馏过程中挥发出的燃气，流量小易排放，同时保证了所挥发气体的纯度，克服了传统内热工艺对物料的块度要求高，物料受氧化、固体产率低质量差、气流量大，以及最终煤气冷却净化负荷大、运行成本高等缺点。
本发明集中了焦化生产的外热式加热、可用粉料、所产煤气全部为生物质原料或油页岩本身的挥发分，因而煤气热值高，以及半焦生产连续化的优点，采用了蓄热式快速换向高温空气燃烧这一当今热回收率最高的先进加热技术而开发的一种固体燃料热解专用干馏集成炉。
本热解干馏炉工艺的直接产品低挥发分固体燃料（或生物质炭、油页岩残渣）、油品（木焦油、页岩油）和燃气的产率以干基计分别为0.45~0.90、0.06~0.15、0.15~0.35（与原料和固体产品的挥发分有关）。
从热能利用角度来讲，扣除回炉加热和产品干燥所需的燃气，系统总热效率大于85%以上。如此高的热效率主要是因为该技术中干馏室出炉挥发气体温度一般低于200℃，而燃烧室排出的废烟气温度低于150℃。整个过程热能利用率在现有煤及各种固体燃料加工方法中几乎是最高的。
以上实施例仅用于说明本发明的优选实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在所述领域普通技术人员所具备的知识范围内，本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替代和改进等，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围之内。

Claims (7)

1.一种生物质和油页岩的蓄热式中低温外热干馏热解炉,包括燃烧室（1），其特征在于：与燃烧室（1）并列布置的干馏室（2），干馏室（2）与顶部的原料预热仓（3）连接，所述的原料预热仓（3）的上方设置有集热伞（9）。
2.根据权利要求1所述的一种生物质和油页岩的蓄热式中低温外热干馏热解炉，其特征在于：所述的燃烧室（1）端部由下向上间隔布置有蓄热室（6），蓄热室（6）内设置有蓄热体（7）；燃烧室（1）的经蓄热室（6）通过管道连接有引风机，燃烧室（1）上设置有净煤气入口（5）。
3.根据权利要求1所述的一种生物质和油页岩的蓄热式中低温外热干馏热解炉，其特征在于：所述的蓄热体（7）的材质为高铝或莫来石或刚玉。
4.根据权利要求1所述的一种生物质和油页岩的蓄热式中低温外热干馏热解炉，其特征在于：所述的燃烧室（1）内设置有加强结构（8），加强结构（8）交错布置。
5.根据权利要求1所述的一种生物质和油页岩的蓄热式中低温外热干馏热解炉，其特征在于：干馏室（2）与底部的自动出焦口（4）连接。
6.根据权利要求5所述的一种生物质和油页岩的蓄热式中低温外热干馏热解炉，其特征在于：所述的自动出料口（4）为单独排放。
7.根据权利要求5所述的一种生物质和油页岩的蓄热式中低温外热干馏热解炉，其特征在于：所述的自动出料口（4）还可以至少两个口合并一起排放。
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