CN103160301B - 一种油砂、油泥、油页岩及生物质的低温干馏设备及方法 - Google Patents

一种油砂、油泥、油页岩及生物质的低温干馏设备及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种油砂、油泥、油页岩及生物质的低温干馏设备及方法，设备包括：依次连接的输送设备、料仓、计量设备、干燥炉和缓冲仓。方法包括：干燥预热、干馏、冷却。本发明的核心是以一台外热式回转干馏炉实现油砂、油页岩、油泥（落地油泥、罐底油泥、炼油厂含油污泥）和生物质热解，产品纯度高、损失小。通过返料有效解决固体物料在热解过程中的粘连、结壁等问题。本发明提供的技术工艺简单、运行可靠稳定，在处理油页岩、油砂、油泥（落地油泥、罐底油泥、炼油厂含油污泥）、生物质等小颗粒物料上存在明显优势。

Description

一种油砂、油泥、油页岩及生物质的低温干馏设备及方法
技术领域
本发明属能源开发技术领域，涉及一种固体物料低温热解（干馏）的系统及方法，具体的说是以外热式回转炉为核心设备进行油页岩、油砂、油泥（落地油泥、罐底油泥、炼油厂含油污泥）、生物质（木质、秸秆、固体废弃物等）热解（干馏）的系统和方法。
背景技术
我国能源总量中石油所占比例不足5%，天然气仅占0.3%左右，中国缺油少气的局面成为困扰经济社会发展的显著问题，因此，非常规油气资源的开发近年日益受到重视，逐渐成为新的经济增长极。
国内外针对油页岩、油砂、油泥（落地油泥、罐底油泥、炼油厂含油污泥）、生物质（木质、秸秆、固体废弃物等）等固体物料的热解技术主要有内热立式炉工艺、外热式立式炉工艺、固体热载体工艺、流化床等工艺。内热式立式炉虽然具有工艺简单，投资较少的优点，但是也存在原料利用率低、煤气不纯、污染较大、焦油收率偏低等不足之处。其它工艺未全面工业化应用也是因为存在工艺繁冗、设备复杂、设备运转率低等缺点。
发明内容
针对现有技术存在的缺点，本发明的目的是提供一种以外热式回转干馏（热解）炉为核心设备及其油砂、油泥、油页岩及生物质的低温干馏（热解）工艺，其工艺简单、运行可靠稳定，在处理油页岩、油砂、油泥（落地油泥、罐底油泥、炼油厂含油污泥）、生物质（木质、秸秆、固体废弃物等）等小颗粒物料上存在明显优势。
本发明的目的是通过下述技术方案来实现的：
一种油砂、油泥、油页岩及生物质的低温干馏设备，包括输送设备，及与输送设备相连的料仓，所述料仓连接计量设备，所述计量设备分别连接干燥炉和缓冲仓，所述计量设备经由1#进料锁气装置与干燥炉相连，干燥炉经由1#出料锁气装置与缓冲仓相连；所述缓冲仓依次连接回转干馏炉和冷却设备，所述缓冲仓经由2#进料锁气装置与回转干馏炉相连，回转干馏炉经由2#出料锁气装置与冷却设备相连。
进一步地，本发明装置中：
所述回转干馏炉相连接有热解气处理系统和干馏供热系统。
所述回转干馏炉包括通过支撑装置支撑的回转筒体，所述回转筒体包括依次相连的炉身前段、回转炉体加热段和出料端；所述炉身前段设有加料端和出气口，炉身前段还设有传动装置；
所述回转炉体加热段设为三段，沿三段加热段内设有内部加热列管，沿首段加热段和中段加热段上分别设热源出口，沿中段加热段和尾段加热段分别设有热源进口；
所述回转干馏炉设有外部返料装置和内部返料装置。
所述干馏供热系统包括燃烧装置，及燃烧装置上设置的与热源出口相接的配风装置，燃烧装置的首端与热源进口相连通，尾端与热解气燃料端相连通；
所述燃烧装置的尾端进气管线上连通有余热利用装置，余热利用装置分别连通有排烟装置和助燃空气管线；
所述配风装置与热源出口相接的进气管线上设置有热烟气循环装置。
所述冷却设备包括由支撑装置支撑的筒体，所述筒体内腔设有换热列管，由筒体外壁与换热列管之间构成冷却壳程；所述筒体前端设有加料端，筒体尾端设有出料端，出料端通过旋转接头连接冷却介质入口，旋转接头上设置有冷却介质出口；所述筒体上设置有传动装置。
相应地，本发明还提供了一种油砂、油泥、油页岩及生物质的低温干馏方法，包括下述步骤：
1）原料油砂、油泥、油页岩或生物质经破碎、筛分至所需粒度后由输送设备送至原料料仓，对于需要干燥预热的物料，经计量设备计量后，通过1#进料锁气装置送入干燥炉；干燥炉可采用热烟气干燥或蒸汽管干燥的形式，所需热量由干燥供热系统提供，干燥炉供热系统主要由燃烧装置、配风装置、除尘装置、排烟装置、热烟气循环装置组成；干燥预热后的物料终温在80～150℃；
2）经干燥脱水、预热后的原料经1#出料锁气装置送入缓冲仓，缓冲仓通过2#进料锁气装置送入回转干馏炉；
3）送入回转干馏炉的物料通过外部加热夹套或/和内部加热列管中的热烟气对物料进行加热干馏；如果原料粘度大、流动性差，采取在回转干馏炉前增设混料设备或采取返料装置进行干馏；在回转干馏炉内维持一定温度和微正压或微负压，反应生成的热解气体送入尾气处理工序分离回收其中的组分；
4）固体热解产物从回转干馏炉出料端排出炉体，经2#出料锁气装置由加料端9-5送入冷却设备，进入冷却器壳程，冷却后送入下一工序或包装为成品。
进一步地，本发明方法中：
所述对于不需要干燥预热的原料，计量后由缓冲仓经进料锁气装置直接送入回转干馏炉。
所述步骤3）中物料在回转干馏炉内的反应时间为30～120min，反应终温为300～700℃，回转干馏炉内维持微正压或微负压，压力值控制在-500～500mmH2O。
所述步骤3）中如果原料粘度大、流动性差，在回转干馏炉前增设混料设备，将沙石、瓷球、瓷粒或固体热解产物与原料在混料设备中按重量比为1～2:1的比例进行混合；或将固体热解产物用输送设备输送至混料设备，与原料按重量比为1～2:1的比例进行混合。
所述步骤3）中如果原料粘度大、流动性差，采取返料装置进行干馏，固体热解产物通过炉体内部返料装置或炉体外部返料装置与原料按重量比为1～2:1的比例返回加料端与原料进行混合。
本发明的技术创新点：
1）原料：外热式回转炉可以处理目前传统工艺无法处理的30mm以下的固体物料；
2）热量利用率高：高温烟气循环利用、外排烟气余热回收；尾料预热进行回收，降低能耗同时和水息焦相比节约水资源，同时工艺水加热后送去蒸汽锅炉产生蒸汽；
3）单套装置产能大：目前单套装置处理原煤可达100万吨/年；
4）工艺装置操作灵活：工艺参数调整便捷，可以根据市场的变化情况，对各项产品的收率进行调整；
5）自动化程度高，运行可靠、操作稳定，同时可有效减少装置定员；
6）产品质量优异：
a.半不含水：采用连续干法熄焦，半焦产品含水为“零”。提高了半焦的品质，节约了能源，减少了有害气体及工业污水的生成，环保优势明显；
b.所产油质量好、产率高：所产焦油密度低，轻质馏分含量高；H元素质量百分含量大于9%，是优质的加氢原料。由于加热终温及温升速度可控性好，油收率达到葛金干馏的90%以上；
c.煤气纯净、热值高：所产煤气CH4、H2、CO有效成分高，N2含量小于2%，热值高达4800kcal/Nm3。作为优质的原料气，用于制取天然气、合成甲醇、合成氨、提取氢气等；
7）工艺适用性广，可以针对不同物料，应用不同路线、采用不同参数；
8）有效解决了粘结性物料的处理难题；
9）可以连续、稳定、均匀、自动的实现混料。
附图说明
图1是本发明生产工艺流程。
图2是外热式回转炉干馏炉示意图。
图3是外部返料形式示意图。
图4是内部返料形式示意图。
图5是固体热解产物冷却设备示意图。
图6是干馏供热系统示意图。
图中：
1–输送设备 9-1–冷却介质入口 11-4–外部加热夹套
2–料仓 9-2–旋转接头 11-5–回转筒体
3–计量设备 9-3–冷却器壳程 11-6–出料端
4–1#进料锁气装置 9-4–换热列管 11-7–热源进口
5–干燥供热系统 9-5–加料端 11-8–内部加热列管
6–缓冲仓 9-6–传动装置 11-9–支撑装置
7–2#进料锁气装置 9-7–支撑装置 11-10–传动装置
8–干馏供热系统 9-8–出料端 11-11–外部返料装置
8-1–燃烧装置 9-9–冷却介质出口 11-12–内部返料装置
8-2–配风装置 10–1#出料锁气装置 12–热解气处理系统
8-3–排烟装置 11–回转干馏炉 13–2#出料锁气装置
8-4–余热利用装置 11-1–加料端 14–干燥炉
8-5–热烟气循环装置 11-2–出气口
9–冷却设备 11-3–热源出口
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，为本发明装置的结构示意图。
本发明的一种油砂、油泥、油页岩及生物质的低温干馏设备，包括依次相连的输送设备1、料仓2和计量设备3，计量设备3分别连接干燥炉14和缓冲仓6，计量设备3经由1#进料锁气装置4与干燥炉14相连，干燥炉14经由1#出料锁气装置13与缓冲仓6相连；缓冲仓6依次连接回转干馏炉11和冷却设备9，缓冲仓6经由2#进料锁气装置7与回转干馏炉11相连，回转干馏炉11经由2#出料锁气装置10与冷却设备9相连。干燥炉14上连通有干燥供热系统5，干燥炉14可采用热烟气干燥或蒸汽管干燥的形式，所需热量由干燥供热系统5提供，干燥炉14供热系统主要由燃烧装置、配风装置、除尘装置、排烟装置、热烟气循环装置组成；回转干馏炉11相连接有热解气处理系统12和干馏供热系统8。
输送设备可以是皮带运输机、链板（斗）输送机、斗式提升机等，优选的，使用皮带运输机。计量设备可以是皮带秤、螺旋秤、失重秤等，优选的，使用皮带秤；干燥炉可采用内热式热烟气干燥或蒸汽管干燥的形式，所需热量由干燥供热系统提供。根据干燥炉型式的不同，干燥供热系统可以是一套燃烧固体、液体或气体燃料产生热烟气的热风系统，也可以是一套燃烧固体、液体或气体产生蒸汽的锅炉系统。
如图2所示，回转干馏炉11包括通过支撑装置11-9支撑的回转筒体11-5，回转筒体11-5包括依次相连的炉身前段、回转炉体加热段和出料端11-6；炉身前段设有加料端11-1和出气口11-2，炉身前段还设有传动装置11-10；回转炉体加热段设为三段，沿三段加热段内设有内部加热列管11-8，沿首段加热段和中段加热段上分别设热源出口11-3，沿中段加热段和尾段加热段分别设有热源进口11-7；如图3所示，回转干馏炉11设有外部返料装置11-11，图4中显示了回转干馏炉11设置的内部返料装置11-12。
如图6所示，回转干馏炉11所需热量由干馏供热系统8提供，干馏供热系统8包括燃烧装置8-1，及燃烧装置8-1上设置的与热源出口11-3相接的配风装置8-2，燃烧装置8-1的首端与热源进口11-7相连通，尾端与热解气燃料端相连通；燃烧装置8-1的尾端进气管线上连通有余热利用装置8-4，余热利用装置8-4分别连通有排烟装置8-3和助燃空气管线；配风装置8-2与热源出口11-3相接的进气管线上设置有热烟气循环装置8-5。
如图5所示，冷却设备9是一台倾斜安装的列管式回转冷却器，冷却设备9包括由支撑装置9-7支撑的筒体，筒体内腔设有换热列管9-4，由筒体外壁与换热列管9-4之间构成冷却壳程9-3；筒体前端设有加料端9-5，筒体尾端设有出料端9-8，出料端9-8通过旋转接头9-2连接冷却介质入口9-1，旋转接头9-2上设置有冷却介质出口9-9；筒体上设置有传动装置9-6。
下面通过油砂、油泥、油页岩及生物质的低温干馏的方法来说明本发明的实施方式，包括下述步骤：
1）原料油页岩、油砂、油泥（落地油泥、罐底油泥、炼油厂含油污泥）、生物质（木质、秸秆、固体废弃物等）等固体物料经破碎、筛分至所需粒度后经输送设备1送至原料料仓2，根据原料含水情况及工艺要求，对于需要干燥预热的物料，通过计量设备3计量后经1#进料锁气装置4，送至干燥炉14；
2）干燥脱水、预热后，经1#出料锁气装置13送入缓冲仓6，由缓冲仓6通过2#进料锁气装置7进入回转干馏炉11，对于不需要干燥预热的物料计量后由缓冲仓6经2#进料锁气装置7直接送入回转干馏炉11；干燥炉可采用热烟气干燥或蒸汽管干燥的形式，所需热量由干燥供热系统5提供，干燥炉供热系统主要由燃烧装置、配风装置、除尘装置、排烟装置、热烟气循环装置组成；
3）干燥预热后的物料送入回转干馏炉11的物料随炉体转动连续的向炉尾移动，通过外部加热夹套11-4和内部加热列管11-8中的热烟气对混合物料进行加热干馏，也可单独由外部加热夹套11-4或内部加热列管11-8中的热烟气对混合物料进行加热干馏，并持续反应30～120min，物料在回转干馏炉内的反应终温为300～700℃，优选的反应终温为450～650℃，回转干馏炉内维持微正压或微负压，压力值控制在-500～500mmH2O，热解得到固体热解产物（半焦、尾砂或残渣）和热解气；
如果原料粘度大、流动性差，必要时，向原料添加流动性好的惰性物质（沙石、瓷球、瓷粒或固体热解产物）以降低原料的粘结性、提高原料的流动性，添加惰性物质的方式有：
方式一：在干馏炉前增设混料设备，将物理性能良好、化学性质稳定的惰性物质（沙石、瓷球、瓷粒或固体热解产物）与原料在混料设备中按重量比为1～2:1的比例进行混合；或将固体热解产物用输送设备输送至混料设备，与原料按重量比为1～2:1的比例进行混合。
方式二：固体热解产物通过炉体内部返料装置或炉体外部返料装置与原料按重量比为1～2:1的比例返回加料端与原料进行混合。
固体热解产物通过炉体内部返料装置11-12或炉体外部返料装置11-11按与原料重量比1～2:1的比例返回加料端11-1与原料进行混合以降低原料的粘结性、提高原料的流动性、并提高原料的升温速率；回转反应炉内维持微正压或微负压，压力值控制在-500～500mmH2O。反应生成的热解气体送入尾气处理工序分离回收其中的组分。
返料装置可以是内部返料型式，也可以是外部返料形式；可通过设置在炉体内部的返料螺旋实现，也可通过设置在炉体外壁的螺旋管或螺旋板实现，能实现不再额外添加输送设备及输送动力的情况下，炉体出料端的物料随炉体转动自动返回加料部位。
回转干馏炉所需热量由干馏供热系统8提供，或单独由外部加热夹套或内部加热列管提供。外部加热夹套及内部加热列管所需热量由干馏供热系统提供，干馏供热系统是一套包括燃烧装置、配风装置、排烟装置、热烟气循环装置、余热利用装置及配套控制调节等装置的热风系统，可通过固体、液体或气体燃料的燃烧产生热烟气向炉体供热。
燃料与预热后的助燃空气在燃烧装置8-1中燃烧产生1000～1500℃新鲜热烟气，新鲜热烟气与经热烟气循环装置8-5输送的来自热源出口11-3的中温热烟气按1～8:1比例在配风装置8-2中充分混合产生600～800℃的高温热烟气，由热源进口11-7送入外部加热夹套11-4或（和）内部加热列管11-8向回转筒体11-5供热，向回转筒体11-5供热后的400～600℃中温热烟气由热源出口11-3进入热烟气循环装置8-5，分别进入配风装置8-2和余热利用装置8-3，进入余热利用装置8-3的中温热烟气向助燃空气传热后形成≤180℃的低温热烟气经脱硫脱硝（烟气中二氧化硫含量达到排放标准的不需要脱硫）或直接进入排烟装置8-3达标排放。
本发明干馏炉是一台倾斜卧置安装的外热式回转炉，回转筒体由支撑装置10-9支撑，筒体转动所需动力由外接动力通过传动装置11-10提供，干馏过程产生的气体由气体出口11-2导出并送入热解气处理系统12；为增加传热面积、强化传热，在回转筒体内部还可设置若干内部加热列管11-8用于向物料传热，也可不设置外部加热夹套，单独设置内部加热列管。另外，在回转筒体外部可设置外部返料装置11-11，也可在回转筒体内部设置内部返料装置11-12，用于将热解产物由出料端11-6返回加料端11-1。
4）固体热解产物从回转干馏炉出料端11-6排出炉体，经2#出料锁气装置10送入冷却设备9，冷却至50～120℃，送入下一工序或包装为成品。
冷却设备9是一台倾斜安装的列管式回转冷却器，从回转干馏炉11来的固体热解产物由加料端9-5送入冷却设备9，进入冷却器壳程9-3，随冷却器筒体转动向出料端9-8移动并由此排出冷却器送入后续工序，冷却介质由冷却介质入口9-1进入旋转接头9-2，由旋转接头进入换热列管9-4，与冷却器壳程9-3中的固体热解产物换热后由冷却介质出口9-9引出；回转筒体由支撑装置9-7支撑，筒体转动所需动力由外接动力通过传动装置9-6提供。所采用的冷却介质可以是循环冷却水，也可以是脱盐水，冷却介质的使用包括以下方式：
方式一：冷却物料后送入干燥炉预热原料后经降温循环使用。
方式二：经换热后送入干燥炉预热原料后送锅炉产生蒸汽。
方式三：直接送锅炉产生蒸汽。
冷却方式可用水直接或间接进行冷却（熄焦），也可用冷热解气、冷惰性气体、水蒸气直接或间接接触进行冷却（熄焦），优选的，使用列管式回转冷却炉用水间接进行换热。采用列管式回转冷却器进行固体热解产物的冷却，换热效率高、操作环境好、冷却介质所携带的热量容易回收利用。
本发明所提供技术可处理的原料包括油页岩、油砂、油泥（落地油泥、罐底油泥、炼油厂含油污泥）、生物质（木屑及木屑压块、秸秆及秸秆压块、固体废弃物等）及其混合物，原料的粒度可以为0～50mm，优选的为0～25mm。
下面通过具体实施例对本发明上述方法做进一步详细说明。
实施例1
1）将原料油砂破碎、筛分至≤6mm，所采用的原料油砂堆密度为1200kg/m3，油砂工业分析结果如下：
序号 检测项目 检测结果
1 水分Mad 0.74%
2 灰分Aad 78.07%
3 挥发分Vad 16.33%
4 固定碳FCad 5.60%
2）原料油砂由皮带送至原料储仓经皮带秤计量后，经星型下料器以1.2t/h的速度经缓冲仓送入回转干馏炉；
3）送入回转干馏炉的物料在干馏炉前端与相对于原料3倍来自内返料螺旋的500℃的尾砂混合，混合物料连续的向炉尾流动，并且通过外部加热夹套循环热烟气对混合物料进行加热干馏60min，压力值控制在300mmH2O，将混合物料最终加热至500℃，热裂解后得到尾砂、油砂油和热解气。通过热裂解后产生的尾砂一部分由回转干馏炉炉尾经星型下料器排出，送入回转冷却炉降温冷却，另一部分通过内返料螺旋返回炉头与原料油砂按照重量比为2:1的比例返回加料端与原料进行混合，以提高原料的流动性。
4）由回转干馏炉出料端排出的尾砂进入尾砂冷却器壳程，随冷却器筒体转动向出料端移动，冷却介质为循环冷却水，31℃的冷却水由冷却水入口进入旋转接头，由旋转接头进入换热列管，与冷却器壳程中的尾砂换热后温度升高至37℃由冷却水出口引出，冷却水经降温后循环使用。在冷却炉中尾砂温度降至120℃以下，由皮带输送机送往尾砂堆场堆存。
回转干馏炉的供热，由煤气发生系统送来的发生炉煤气在燃烧炉中，通过空气风机供给并经空气换热器与热烟气换热的适量空气并进行完全燃烧，热烟气在燃烧炉的尾段与高温循环风机供给部分循环热烟气进行混合，由热风管道经翻板阀门调控后进入回转干馏炉的外部加热夹套为炉体供热。热烟气大部分在供热系统内进行循环，一部分预热空气后排空。
实施例2
1）将原料油页岩破碎、筛分至≤6mm，所用原料油页岩工业分析结果如下：
Figure BDA00002946556700101
2）原料油页岩由皮带送至原料储仓经皮带秤计量后，经星型下料器以4.2t/h的速度送入蒸汽管干燥炉，使原料温度预热至100℃、水分含量降低至0.5%以下，物料随着筒体的转动不断向炉尾移动，最终经过炉尾出料箱排出炉体，干燥尾气中夹带的粉尘通过一级旋风分离器和一级布袋除尘器进行分离、收集。
3）干燥预热后的油页岩通过溜管由星型下料器进入回转干馏炉，随炉体的转动连续的向炉尾流动，并且通过外部加热夹套循环热烟气对混合物料进行加热干馏90min，压力值控制在200mmH2O，将油页岩最终加热至550℃，热裂解后得到页岩半焦和含页岩油、热解气的高温混合气，高温混合气送入油气回收系统分离回收页岩油和热解气。
页岩半焦的分析结果如下：
Figure BDA00002946556700111
页岩油的分析结果如下：
Figure BDA00002946556700112
Figure BDA00002946556700121
热解气的分析结果如下：
Figure BDA00002946556700122
4）由回转干馏炉出料端排出的页岩半焦进入冷却器壳程，随冷却器筒体转动向出料端移动，冷却介质为脱盐水，温度为25℃的脱盐水由冷却水入口进入旋转接头，由旋转接头进入换热列管，与冷却器壳程中的半焦换热后温度升高至70℃由冷却水出口引出，送入燃气锅炉，产生蒸汽供蒸汽管干燥炉使用。页岩半焦在冷却炉中温度降至80℃以下，由皮带输送机送往半焦堆场。
回转干馏炉的供热，由重油在燃烧炉中与经过预热的适量空气配比进行完全燃烧产生热烟气，热烟气在燃烧炉的尾段与高温循环风机供给部分循环热烟气进行混合，由热风管道经翻板阀门调控后进入回转干馏炉的外部加热夹套为炉体供热。热烟气大部分在供热系统内进行循环，一部分预热空气后放空。热解气送燃气锅炉产生蒸汽供蒸汽管干燥炉使用。
实施例3
1）将原料木屑经筛选、揉搓破碎后通过冲压致密成型机压块至≤6mm，主要性能指标如下：
成型密度：1.4t/m3
含水量：14%
热值：14MJ/kg
2）木屑压块由皮带送至原料储仓经皮带秤计量后，经星型下料器以0.8t/h的速度送入回转干燥炉，干燥器内设置抄板，原料随干燥器旋转并被抄板抄起后均匀洒落，原料在洒落过程中与来自燃烧炉的热烟气直接充分接触，使原料温度预热至80℃，除去其中的水份以及吸附在木屑压块毛孔中的气体，物料随着筒体的转动不断向炉尾移动，最终经过炉尾出料箱排出炉体，干燥尾气中夹带的少量粉尘通过一级重力除尘器和一级布袋除尘器进行分离、收集。
3）干燥预热后的木屑压块通过溜管由星型下料器进入回转干馏炉，随炉体的转动连续的向炉尾流动，并且通过外部加热夹套和内部加热列管中的循环热烟气对木屑压块进行加热干馏60min，压力值控制在500mmH2O，将混合物最终加热至550℃，热裂解后得到木炭和含木焦油、木醋、热解气的高温混合气，高温混合气送入油气回收系统分离回收木焦油、木醋和热解气。
木炭热值：3600kcal/kg
木焦油含水：10%
木醋乙酸含量：69%
热解气成分：
Figure BDA00002946556700131
4）由回转干馏炉出料端排出的木炭进入木炭冷却器壳程，随冷却器筒体转动向出料端移动，冷却介质为循环冷却水，31℃的冷却水由冷却水入口进入旋转接头，由旋转接头进入换热列管，与冷却器壳程中的尾砂换热后温度升高至37℃由冷却水出口引出，冷却水经降温后循环使用。在冷却炉中木炭温度降至60℃以下，由皮带输送机送往木炭包装工序。
回转干馏炉的供热：由重油在燃烧炉中，通过空气风机供给并经空气换热器与热烟气换热的适量空气并进行完全燃烧，热烟气在燃烧炉的尾段与高温循环风机供给部分循环热烟气进行混合，由热风管道经翻板阀门调控后进入回转干馏炉的外部加热夹套和内部加热列管为炉体供热。热烟气75%在供热系统内进行循环，剩余热烟气预热空气后放空。热解气燃烧后产生热烟气为干燥炉供热。
实施例4
1）将原料油砂破碎、筛分至≤6mm，所采用的原料油砂工业分析结果同实施例1。
2）原料油砂由皮带送至原料储仓经皮带秤计量后，经星型下料器以4.2t/h的速度送入回转干燥炉，干燥器内设置抄板，原料随干燥器旋转并被抄板抄起后均匀洒落，原料在洒落过程中与来自燃烧炉的热烟气直接充分接触，使原料温度预热至100℃，除去其中的水份以及吸附在油页岩毛孔中的气体，物料随着筒体的转动不断向炉尾移动，最终经过炉尾出料箱排出炉体，干燥尾气中夹带的粉尘通过一级重力除尘器、一级布袋除尘器和一级静电除尘器进行分离、收集。
3）干燥预热后的油砂通过溜管由星型下料器进入回转干馏炉，与干燥的河砂混合（初始阶段用河砂，当干馏炉有尾砂产生时，用尾砂代替河砂），以提高其流动性，混合后的物料连续的向炉尾流动，并且通过外部加热夹套循环热烟气对混合物料进行加热干馏60min，压力值控制在-500mmH2O，将混合物料最终加热至500℃，热裂解后得到尾砂、油砂油和热解气。
4）由回转干馏炉出料端排出的尾砂进入水封出料箱，与出料箱中的水直接接触冷却，尾砂温度降至50℃以下、含水控制在20%以内，由刮板输送机送从水中捞出，用皮带输送机送往尾砂堆场。
热解气送干燥炉供热系统产生热烟气供干燥炉使用。
实施例5
1）将原料油砂破碎、筛分至≤6mm，所采用的原料油砂堆密度为1200kg/m3，油砂工业分析结果如下：
序号 检测项目 检测结果
1 水分Mad 0.74%
2 灰分Aad 78.07%
3 挥发分Vad 16.33%
4 固定碳FCad 5.60%
2）原料油砂由皮带送至原料储仓经皮带秤计量后，经星型下料器以4.2t/h的速度送入外热式干燥炉，以来自冷却炉70℃的软水为介质使原料温度预热至50℃，物料随着筒体的转动不断向炉尾移动，最终经过炉尾出料箱排出预热炉体。
3）预热后的油砂通过溜管由星型下料器进入回转干馏炉，随炉体的转动连续的向炉尾流动，并且通过外部加热夹套循环热烟气对混合物料进行加热干馏90min，压力值控制在300mmH2O，将油砂最终加热至500℃，热裂解后得到，热裂解后得到尾砂、油砂油和热解气，热解气送入油气回收系统分离回收油砂油和热解气。
4）由回转干馏炉出料端排出的尾砂进入尾砂冷却器壳程，随冷却器筒体转动向出料端移动，冷却介质为软水，25℃的软水由冷却水入口进入旋转接头，由旋转接头进入换热列管，与冷却器壳程中的尾砂换热后温度升高至70℃由冷却水出口引出，送至外热式预热炉预热原料油砂，预热油砂后的软水温度降低至45℃，送入锅炉产生蒸汽。在冷却炉中尾砂温度降至100℃以下，由皮带输送机送往尾砂堆场堆存。
回转干馏炉的供热，由煤气发生系统送来的发生炉煤气在燃烧炉中，通过空气风机供给并经空气换热器与热烟气换热的适量空气并进行完全燃烧，热烟气在燃烧炉的尾段与高温循环风机供给部分循环热烟气进行混合，由热风管道经翻板阀门调控后进入回转干馏炉的外部加热夹套为炉体供热。热烟气大部分在供热系统内进行循环，一部分预热空气后排空。
实施例6
1）所使用油泥属落地油泥，为膏状粘稠固体，分析结果如下：
Figure BDA00002946556700151
将上述成分的原料油泥与尾砂（在启炉阶段没有尾砂时用粒径≤8mm的沙石，还可以是瓷球、瓷粒或固体热解产物）按重量比为1:2的比例在混料设备中充分混合形成松散的混合物料。
2）混合物料由皮带送至原料储仓经皮带秤计量后，经星型下料器以2.4t/h的速度送入外热式干燥炉，以蒸汽为介质干燥至含水≤5%，温度提高至80℃，物料随着筒体的转动不断向炉尾移动，最终经过炉尾出料箱排出预热炉体。
3）预热后的混合物料通过溜管由星型下料器进入回转干馏炉，随炉体的转动连续的向炉尾流动，并且通过外部加热夹套循环热烟气对混合物料进行加热干馏60min，压力值控制在200mmH2O，将油砂最终加热至550℃，热裂解后得到，热裂解后得到尾砂、热解油和热解气，热解气送入油气回收系统分离回收热解油和热解气。
4）由回转干馏炉出料端排出的尾砂进入尾砂冷却器壳程，随冷却器筒体转动向出料端移动，冷却介质为软水，25℃的软水由冷却水入口进入旋转接头，由旋转接头进入换热列管，与冷却器壳程中的尾砂换热后温度升高至37℃由冷却水出口引出，送至空冷器降温后循环使用，在冷却炉中尾砂温度降至80℃以下，部分由皮带输送机送往混料设备，部分送堆场堆存。
回转干馏炉的供热方式与实施例5相同。
需要说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行同等替换。
凡在本发明的精神、原则和宗旨之内，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种油砂、油泥、油页岩及生物质的低温干馏设备，包括输送设备（1），及与输送设备（1）相连的料仓（2），所述料仓（2）连接计量设备（3），其特征在于，所述计量设备（3）分别连接干燥炉（14）和缓冲仓（6），所述计量设备（3）经由1#进料锁气装置（4）与干燥炉（14）相连，干燥炉（14）经由1#出料锁气装置（13）与缓冲仓（6）相连；所述缓冲仓（6）依次连接回转干馏炉（11）和冷却设备（9），所述缓冲仓（6）经由2#进料锁气装置（7）与回转干馏炉（11）相连，回转干馏炉（11）经由2#出料锁气装置（10）与冷却设备（9）相连；
所述回转干馏炉（11）包括通过支撑装置（11-9）支撑的回转筒体（11-5），所述回转筒体（11-5）包括依次相连的炉身前段、回转炉体加热段和出料端（11-6）；所述炉身前段设有加料端（11-1）和出气口（11-2），炉身前段还设有传动装置（11-10）；
所述回转炉体加热段设为三段，沿三段加热段内设有内部加热列管（11-8），沿首段加热段和中段加热段上分别设热源出口（11-3），沿中段加热段和尾段加热段分别设有热源进口（11-7）；
所述回转干馏炉（11）设有外部返料装置（11-11）和内部返料装置（11-12）。
2.根据权利要求1所述的一种油砂、油泥、油页岩及生物质的低温干馏设备，其特征在于，所述回转干馏炉(11)相连接有热解气处理系统（12）和干馏供热系统（8）。
3.根据权利要求1所述的一种油砂、油泥、油页岩及生物质的低温干馏设备，其特征在于，所述干馏供热系统（8）包括燃烧装置（8-1），及燃烧装置（8-1）上设置的与热源出口（11-3）相接的配风装置（8-2），燃烧装置（8-1）的首端与热源进口（11-7）相连通，尾端与热解气燃料端相连通；
所述燃烧装置（8-1）的尾端进气管线上连通有余热利用装置（8-4），余热利用装置（8-4）分别连通有排烟装置（8-3）和助燃空气管线；
所述配风装置（8-2）与热源出口（11-3）相接的进气管线上设置有热烟气循环装置（8-5）。
4.根据权利要求1所述的一种油砂、油泥、油页岩及生物质的低温干馏设备，其特征在于，所述冷却设备（9）包括由支撑装置（9-7）支撑的筒体，所述筒体内腔设有换热列管（9-4），由筒体外壁与换热列管（9-4）之间构成冷却壳程（9-3）；所述筒体前端设有加料端（9-5），筒体尾端设有出料端（9-8），出料端（9-8）通过旋转接头（9-2）连接冷却介质入口（9-1），旋转接头（9-2）上设置有冷却介质出口（9-9）；所述筒体上设置有传动装置（9-6）。
5.一种基于权利要求1所述设备进行油砂、油泥、油页岩及生物质的低温干馏方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：
1）原料油砂、油泥、油页岩或生物质经破碎、筛分至所需粒度后由输送设备（1）送至原料料仓（2），经计量设备（3）计量后，通过1#进料锁气装置（1）送入干燥炉（14）；
2）经干燥脱水、预热后的原料经1#出料锁气装置（13）送入缓冲仓（6），缓冲仓（6）通过2#进料锁气装置（7）送入回转干馏炉（11）；
3）送入回转干馏炉（11）的物料通过外部加热夹套（11-4）或/和内部加热列管（11-8）中的热烟气对物料进行加热干馏；如果原料粘度大、流动性差，采取在回转干馏炉（11）前增设混料设备或采取返料装置进行干馏；在回转干馏炉（11）内维持一定温度和微正压或微负压，反应生成的热解气体送入尾气处理工序分离回收其中的组分；
4）固体热解产物从回转干馏炉（11）出料端排出炉体，经2#出料锁气装置（10）由加料端（9-5）送入冷却设备（9），进入冷却器壳程（9-3），冷却后送入下一工序或包装为成品。
6.根据权利要求5所述的油砂、油泥、油页岩及生物质的低温干馏方法，其特征在于，对于不需要干燥预热的原料，计量后由缓冲仓（6）经进料锁气装置直接送入回转干馏炉（11）。
7.根据权利要求5所述的油砂、油泥、油页岩及生物质的低温干馏方法，其特征在于，所述步骤3）中物料在回转干馏炉内的反应时间为30～120min，反应终温为300～700℃，回转干馏炉内维持微正压或微负压，压力值控制在-500～500mmH2O。
8.根据权利要求5所述的油砂、油泥、油页岩及生物质的低温干馏方法，其特征在于，所述步骤3）中在回转干馏炉（11）前增设混料设备，将沙石、瓷球、瓷粒或固体热解产物与原料在混料设备中按重量比为1～2:1的比例进行混合；或将固体热解产物用输送设备输送至混料设备，与原料按重量比为1～2:1的比例进行混合。
9.根据权利要求5所述的油砂、油泥、油页岩及生物质的低温干馏方法，其特征在于，所述步骤3）中采取返料装置进行干馏，固体热解产物通过回转干馏炉（11）炉体的内部返料装置（11-12）或炉体外部返料装置（11-11）与原料按重量比为1～2:1的比例返回加料端与原料进行混合。
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