CN104479705B - 一种易于大型化的油页岩气体热载体干馏炉 - Google Patents

Abstract

一种易于大型化的油页岩气体热载体干馏炉，其特点是：将破碎至符合粒度要求的油页岩物料通过在进料控制器的控制下将物料匀速送入干馏段；在干馏段由布气风箱和风帽式布气装置的共同作用下确保通入的600~700℃的热瓦斯气体能够和物料充分混合干馏；在冷却段同样设置布气风箱和风帽式布气装置，保证通入的20~40℃的冷瓦斯气体能够和待冷却的半焦充分混合，使半焦冷却至300℃以下；在干排渣系统中，通过设迷宫式封料板结构和排焦室内的冷瓦斯循环系统保证半焦顺利排出的同时防止外界空气进入炉体内。同时在排焦室设置阵伞，防止半焦下落过程中对下方封料板产生冲击；半焦排出后通过密封皮带输送机，将半焦送入破碎机进行破碎处理。

Description

一种易于大型化的油页岩气体热载体干馏炉

技术领域

本发明涉及油页岩干馏炉，具体地说，是一种易于大型化的油页岩干馏炉气体热载体干馏炉，适用于瓦斯作为气体热载体的瓦斯全循环状态下对油页岩进行干馏。

背景技术

现有的中低温油页岩干馏炼油应用较多的有三种干馏炉，第一种是抚顺式干馏炉，该炉为圆筒形结构，是半内燃、半循环式，使用蓄热式加热炉进行配合，换热方式为对流换热。工作时用鼓风机从干馏炉底部送入饱和助燃空气，物料中的固定碳燃烧产生烟气对上部油页岩进行干馏，为防止炉内烟气温度过高而结焦，在干馏炉上部通入经蓄热加热炉加热至550~650℃的瓦斯进行调节，收油率为60~65%，处理物料粒度为12~75mm，单炉处理能力为100吨/日。第二种是桦甸式全循环干馏炉，该炉为上部圆形下部方形结构，炉内无燃烧装置，使用蓄热式加热炉进行配合，换热方式为对流换热。使用蓄热炉加热至650℃左右的热循环瓦斯对油页岩进行干馏，处理物料粒度为6~50mm，单炉处理能力为300吨/日。第三种是茂名式干馏炉，该炉为方形结构，是内燃式炉，没有配备加热炉，换热方式为对流换热。工作时有干馏炉底部通入可燃瓦斯和助燃空气，燃烧产生的烟气上升过程中对上部物料进行干馏，处理物料粒度30~120mm，单炉处理能力为200吨/日。由于瓦斯在炉内燃烧时产生1000℃左右的高温烟气，常造成炉内结焦而被迫停炉清理，同时燃烧时会不可避免地烧掉一部分油气，收油率低，出口气体因烟气混入导致热值较低。其中抚顺式干馏炉与茂名式干馏炉都存在收油率低、污染环境等缺陷，尤其茂名式方炉因污染问题已于20世纪80年代全部停产；桦甸式干馏炉作为全循环干馏炉虽然从本质上提高了干馏炉的收油率，降低了污染问题，但是因为其本身结构的限制，其对物料的利用效率仍然不够高。

由此，本申请人集团队之力，凭借多年从事相关行业的科研和实践经历，创造性地设计发明出一种全新结构的瓦斯循环油页岩气体热载体干馏炉，克服现有技术的局限性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的局限性，对传统干馏炉结构进行实质性创新，提出一种结构合理，干馏流程短，应用范围广，处理能力大，干馏效率高的易于大型化的油页岩气体热载体干馏炉。

本发明的目的是由以下技术方案来实现的：一种易于大型化的油页岩气体热载体干馏炉，它包括炉体，其特征是，炉体由从上至下依次设置的进料段、干馏段、冷却段 和干排渣系统组成，在炉体进料段所在的炉体顶部设置料斗，料斗通过星形阀与伸入炉体内具有若干个布料管组成的布料器连接，在炉体的顶部设有油气出口，在干馏段所在的炉体上设有密封的第一布气风箱，在干馏段所在的炉体内设有与第一布气风箱连通的第一风帽式布气装置，第一风帽式布气装置与炉体上的热瓦斯进口连通；在冷却段所在的两通道炉体的每个通道管上分别设有密封的第二布气风箱和第三布气风箱，在冷却段所在的炉体内设有与第二布气风箱连通的第二风帽式布气装置、与第三布气风箱连通的第三风帽式布气装置，第二风帽式布气装置和第三风帽式布气装置均与冷瓦斯进口连通；在冷却段下方的两通道炉体的每个通道管上均设置电动液压驱动迷宫式封料板作为干排焦系统，在干排焦系统的电动液压推杆与封料板固连，在封料板上竖向置有均布的若干个液压缸，液压缸的上、下端面均有密封形成第一气体密封室、第二气体密封室、第一密封舱、第二密封舱和第三密封舱，两段密封结构中间空腔为排焦室，在排焦室内嵌有阵伞，在排焦室壁上下部位连接有瓦斯气进口和瓦斯气出口，在干排焦系统的下部是密封式皮带输送机和半焦破碎机。

本发明易于大型化的油页岩气体热载体干馏炉的优点体现在：

1.解决因物料通透行问题而导致的干馏效率低的问题，设计一种具有若干个布料管组成的布料器，由星形阀控制布料器分散均匀布料，实现物料进入干馏炉速度的控制，使物料在炉内受热均衡，干馏气体能够通过布置于干馏炉内的油气收集通道顺畅排出，能够使物料与热瓦斯充分均衡接触，炉内不出现堵塞、棚料等现象，避免现有干馏炉常见的结焦和干馏不完全这两种弊端，提高干馏效率，提高油页岩出油率；

2.解决因干馏段温度不均而导致的干馏效率低的问题，炉体的环壁上设有密封的布气风箱作为热瓦斯进入干馏炉的一个通道，同时在干馏段炉体底部向炉体内部深入，设计风帽式布气装置，风帽式布气装置四周设置多层多点的注气孔，注气孔采用喷气式，将热瓦斯均匀通入干馏段，通入600~750℃的热瓦斯气体可保证物料与热瓦斯的充分混合，并保证干馏温度均匀，可有效解决干馏炉结焦和干馏不完全问题，提高干馏效率，提高油页岩出油率；

3.解决因冷却段温度不均而导致的冷却效果差的问题，在冷却段承接上部干馏段而设计为两个及两个以上冷却通道，大大提高冷却效率，同时提高干馏炉调控的灵活性；在冷却段，同干馏段一样设置布气风箱与内嵌风帽式布气装置，保证半焦与通入的20~40℃的冷瓦斯充分混合，使半焦得到充分冷却，保证干馏后的半焦均能冷却至300℃以下；

4.解决因排焦系统设置不合理而导致环境污染、收油率低的问题，迷宫式封料板是电动液压推杆推动封料板的结构，在两封料板之间构成的排焦室设置振伞，振伞控制半焦下落节奏，缓解半焦坠落对结构的冲击作用，此干排渣系统在保证顺利排焦的同时，有效防止了因空气进入炉内而导致的油气和固定碳燃烧，提高收油率，避免环境污染；

5. 其结构合理，干馏流程短，应用范围广，处理能力大，干馏效率高。

附图说明

图1为一种易于大型化的油页岩气体热载体干馏炉结构示意图；

图2为图1中A-A剖视示意图；

图3为图1的局部E放大示意图；

图4为图1的局部F放大示意图。

图中：1料斗，2布料器，3星形阀，4油气出口， 5第一布气风箱，6第一风帽式布气装置，7热瓦斯进口，8冷瓦斯进口，9第一气体密封室， 10液压缸，11封料板，12第一密封舱，13电动液压推杆，14第二密封舱，15瓦斯气进口，16阵伞，17气体出口，18排焦室，19第三密封舱，20第二气体密封室， 21密封式皮带输送机，22半焦破碎机，23第二布气风箱，24第三布气风箱，25第二风帽式布气装置，26第三风帽式布气装置。

具体实施方式

下面结构附图和实施例对本发明进行进一步描述：

参见图1-图4，本发明的一种易于大型化的油页岩气体热载体干馏炉，包括炉体，炉体由从上至下依次设置的进料段A、干馏段B、冷却段C 和干排渣系统D组成，在炉体进料段A所在的炉体顶部设置料斗1，料斗1通过星形阀3与伸入炉体内具有若干个布料管组成的布料器2连接，在炉体的顶部设有油气出口4，在干馏段B所在的炉体上设有密封的第一布气风箱5，在干馏段B所在的炉体内设有与第一布气风箱5连通的第一风帽式布气装置6，第一风帽式布气装置6与炉体上的热瓦斯进口7连通；在冷却段C所在的两通道炉体的每个通道管上分别设有密封的第二布气风箱23和第三布气风箱24，在干馏冷却段C所在的炉体内设有与第二布气风箱23连通的第二风帽式布气装置25、与第三布气风箱24连通的第三风帽式布气装置26，第二风帽式布气装置25和第三风帽式布气装置26均与冷瓦斯进口8连通；在冷却段C下方的两通道炉体的每个通道管上均设置电动液压驱动迷宫式封料板作为干排焦系统D，在干排焦系统D的电动液压推杆13与封料板11固连，在封料板11上竖向置有均布的若干个液压缸10，液压缸10的上、下端面均有密封形成第一气体密封室9和第二气体密封室20、第一密封舱12、第二密封舱14、第三密封舱19，两段密封结构中间空腔为排焦室18，内部嵌有阵伞16，在排焦室18壁上下部位连接有瓦斯气进口15和瓦斯气出口17，在干排焦系统D的下部是密封式皮带输送机21和半焦破碎机22。

本发明的一种利于大型化的油页岩气体热载体干馏炉，将油页岩原料打碎筛选符合粒度要求的物料送入干馏炉的进料段A，进料段A的料斗1、具有若干个布料管组成的布料器2和控制布料的星形阀3能够保证物料均匀进入炉内干馏段B，保证物料在干馏段B与热瓦斯气体充分均匀混合；二是控制加料速度，提高干馏炉处理灵活性。设置于进料段A下方通入热瓦斯气体与物料混合干馏的干馏段B，干馏段B的第一布气风箱5、第一风帽式布气装置6以及热瓦斯进口7能够保证热瓦斯气体与物料充分混合，均温干馏，充分提高物料利用率，提高干馏效率，降低结焦，提高收油率。设置于干馏段B下方通入冷瓦斯气体将半焦冷却的冷却段C，冷却段C的第二、第三布气风箱23、24，第二、第三风帽式布气装置25、26以及冷瓦斯进口8能够保证热瓦斯气体与半焦充分混合，提高冷却效率；二是可将冷却段C设置为双通道甚至多通道结构，有利于提高干馏炉冷却段调控的灵活性，进而提高整个干馏炉的调控灵活性，有利于干馏炉的大型化；在冷却段C下方设有电动液压推杆驱动的封料板构成的干排渣系统D，干排渣系统D的第一、第二气体密封室9、20、液压缸10、封料板11、第一、第二和第三个密封舱12、14和19、电动液压推杆13、瓦斯气进口15、阵伞16、气体出口17、排焦室18、密封式皮带输送机21、半焦破碎装置破碎机22能够在两封料板之间设置振伞，控制半焦下落节奏，缓解半焦坠落对结构的冲击作用；二是干排渣系统D在保证顺利排焦的同时，有效防止了因空气进入炉内而导致的油气和固定碳燃烧，提高收油率，避免环境污染。

在具体实施中，在干馏段B设计混合结构热瓦斯注入系统，在干馏段B沿干馏段炉壁设置边壁第一布气风箱5，向炉内通入600~750℃热瓦斯气体；在干馏段B底部中间部位设置向炉内凹陷结构，选用第一风帽式布气装置6将注气孔设计为喷管式，同样向炉内通入600~750℃热瓦斯气体。在具体实施中，第一风帽式布气装置6由热瓦斯进口7提供热瓦斯气体，第一风帽式布气装置6的特殊效果，能够确保从上端布料管器2送入干馏炉进入干馏段B的物料能够在干馏段B与热瓦斯气体充分混合，均温干馏，充分提高物料利用率，提高干馏效率，降低结焦，提高收油率。经过干馏之后的物料成为一定温度的半焦，直接进入紧接干馏段的下方冷却段C，进行半焦冷却。

在具体实施中，在冷却段C设计并行两通道半焦冷却系统。同干馏段B结构类似，在冷却段中部首先环绕炉壁设置边壁布气风箱，同时内嵌风帽式布气装置，两布气装置共同有冷瓦斯进口8提供20~40℃的冷瓦斯气体，确保从干馏段B下落的半焦能和冷瓦斯气体充分混合，将半焦冷却至300℃以下。将冷却段设置为双通道甚至多通道结构，有利于提高干馏炉冷却段调控的灵活性，进而提高整个干馏炉的调控灵活性，有利于干馏炉的大型化。

在具体实施中，承接冷却段C设置迷宫式封料板干排渣系统D。干排渣系统D上部是电动液压推杆13驱动的一组封料板11，由左右两个对称板组成，每个上面配置五个液压缸10，保证封料板11的密封性。紧接封料板下方设置一组或多组电动液压推杆，同时为每组推杆设置8组液压缸，再下方设置阵伞16，在阵伞16所在的排焦室18内设置冷瓦斯循环系统，在阵伞16下方同上方一样设置一组或多组电动液压推杆，每组推杆配置8组液压缸。干馏炉工作时，首先下部电动液压推杆动作，形成第三密封仓19及第二气体密封室20，将干馏炉与外界空气隔开，此时打开排焦室的冷瓦斯循环系统，清空排焦室18内的已有空气，由冷却段C冷却的半焦经阵伞16逐渐充满排焦室18，然后首先封料板11机构动作，将冷却段C与干排渣系统D隔开，然后紧接封料板11的电动液压推杆动作，形成第一密封仓12和第二密封仓14及第一气体密封室9，冷却段C与排焦室18彻底隔绝，然后下部电动液压推杆动作打开，半焦排出干馏炉，通过密封式皮带输送机21送入半焦破碎机22破碎，排焦室18中半焦排出之后重复上述动作，干排渣系统循环动作，保证半焦的顺利排出，同时确保干馏炉的密封性，防止空气进入干馏炉，提高收油率，减少环境污染。

Claims (1)

1.一种易于大型化的油页岩气体热载体干馏炉，它包括炉体，其特征是，炉体由从上至下依次设置的进料段、干馏段、冷却段 和干排渣系统组成，在炉体进料段所在的炉体顶部设置料斗，料斗通过星形阀与伸入炉体内具有若干个布料管组成的布料器连接，在炉体的顶部设有油气出口，在干馏段所在的炉体上设有密封的第一布气风箱，在干馏段所在的炉体内设有与第一布气风箱连通的第一风帽式布气装置，第一风帽式布气装置与炉体上的热瓦斯进口连通；在冷却段所在的两通道炉体的每个通道管上分别设有密封的第二布气风箱和第三布气风箱，在冷却段所在的炉体内设有与第二布气风箱连通的第二风帽式布气装置、与第三布气风箱连通的第三风帽式布气装置，第二风帽式布气装置和第三风帽式布气装置均与冷瓦斯进口连通；在冷却段下方的两通道炉体的每个通道管上均设置电动液压驱动迷宫式封料板作为干排焦系统，在干排焦系统的电动液压推杆与封料板固连，在封料板上竖向置有均布的若干个液压缸，液压缸的上、下端面均有密封形成第一气体密封室、第二气体密封室、第一密封舱、第二密封舱和第三密封舱，两段密封结构中间空腔为排焦室，在排焦室内嵌有阵伞，在排焦室壁上下部位连接有瓦斯气进口和瓦斯气出口，在干排焦系统的下部是密封式皮带输送机和半焦破碎机。