CN104531189A - 一种干排焦气体热载体油页岩干馏设备 - Google Patents

Abstract

本发明是一种干排焦气体热载体油页岩干馏设备，其特点是，在干馏炉的顶部设有加料缓冲仓和控制加料缓冲仓进料和出料的控制插板阀，在干馏炉的干馏段与半焦冷却段之间设置恒温干馏段，分别在干馏段、恒温干馏段和半焦冷却段设置分布器，在干馏炉的底部设置带排焦插板阀控制的两个焦缓冲仓，在分别在两个排焦缓冲仓上设有气封装置。具有结构合理，干馏完全，瓦斯、油气不泄漏，对环境无污染，半焦含油率低、收油率高等优点，适用于干馏10-100mm块状油页岩，处理能力500吨/日。

Description

一种干排焦气体热载体油页岩干馏设备

技术领域

本发明属于油页岩干馏设备，具体地说，是一种干排焦气体热载体油页岩干馏设备。

背景技术

目前国内外广泛应用的块状油页岩干馏炼油设备有三种。一是带发生段的抚顺炉，处理12-75mm块状油页岩，日处理能力为100吨，湿排焦，半焦难以利用，半焦堆放污染环境,干馏所需要热量由循环瓦斯和发生段烟气、发生煤气提供，干馏段供热不足，干馏存在烧油现象，半焦含油率为0.4-0.5%，干馏不完全，铝甑法油收率为60-65%。二是辽宁成大弘晟能源研究院有限公司日处理能力为300吨的油页岩瓦斯全循环干馏炉，处理6-50mm块状油页岩，湿排焦，半焦利用难度大。干馏所需要热量由循环瓦斯提供，半焦含油率0.7%左右，干馏不完全，铝甑法收油率为75%左右。第三种为巴西的佩特洛瑟克斯（Petrosix)干馏炉，处理6-50mm块状油页岩，日处理能力为6000吨，干馏所需要热量由循环瓦斯提供，收油率可达90%，不足之处是排焦方式为湿排焦，半焦没有利用，污染环境。

以上三种干馏炉的共同存在的问题是湿排渣，半焦难以利用或没有利用，污染环境。

辽宁成大弘晟能源研究院有限公司的油页岩瓦斯全循环干馏炉从上到下可分为三段：一是干馏炉上部的预热段，从炉顶加入的油页岩在此段与干馏炉内上升的瓦斯、油气接触、传热，油页岩温度上升到250-300℃，放出湿含水和热解水并产生少量干馏气体，没有页岩油生成；二是炉中部的干馏段，热循环瓦斯从干馏炉中部的环形分布孔和中心布气孔进入干馏炉内，被预热了的油页岩在此段与热循环瓦斯接触、传热，发生干馏反应，放出页岩油并产生大量的干馏气，生成半焦，干馏最高温度控制在550℃以下；下部是冷却段，半焦与炉底部进入的冷循环瓦斯接触降温到250℃以下后进入水封冷却排出，半焦所带的热量利用不完全。

油页岩干馏过程是一个油页岩吸热热解过程，需要充足的供热才能保证块状油页岩表面和内部温度均能达到500-550℃，油页岩干馏完全，半焦含油率低，获得较高的收油率。目前国内应用的干馏炉供热不充足，导致油页岩干馏不完全，半焦含油率高，是导致油页岩炼油收油率偏低的主要原因。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构合理，干馏完全，瓦斯、油气不泄漏，对环境无污染，半焦含油率低、收油率高的干排焦气体热载体油页岩干馏设备。

实现本发明的目的采用的技术方案是，一种干排焦气体热载体油页岩干馏设备，它包括干馏炉，在干馏炉的顶部设有料仓，在料仓内设有给料机，在干馏炉内从上至下依次设有瓦斯、油气收集器，预热段、干馏段、半焦冷却段，在干馏炉内位于半焦冷却段的下端设有推焦机，其特征是，在干馏炉的顶部、料仓的下端设有加料缓冲仓，在加料缓冲仓与料仓连通部位设有加料缓冲仓进仓口控制插板阀，在加料缓冲仓的下端设有与干馏炉进料口连通的加料缓冲仓出仓口插板阀，在干馏段与半焦冷却段之间设置恒温干馏段，在干馏段设有干馏段热循环瓦斯分布器，干馏段热循环瓦斯分布器与第一热循环瓦斯通过控制阀连通，在恒温干馏段设有恒温段热循环瓦斯分布器，恒温段热循环瓦斯分布器与第二热循环瓦斯通过控制阀连通，在半焦冷却段设有冷循环瓦斯分布器，冷循环瓦斯分布器与冷循环瓦斯通过控制阀连通，在干馏炉的底部从上至下依次设置第一排焦缓冲仓和第二排焦缓冲仓，在干馏炉底与第一排焦缓冲仓相连通部位设有第一排焦插板阀，在第一排焦缓冲仓与第二排焦缓冲仓相连通部位设有第二排焦插板阀，在第二排焦缓冲仓的出仓口部设有第三排焦插板阀，在第一排焦缓冲仓上设有第一气封装置，在第二排焦缓冲仓上设有第二气封装置。

本发明的干排焦气体热载体油页岩干馏设备所具有的优点体现在：

1.由于采用通过惰性气体气封装置和带密封防堵结构的三道插板阀和双级排焦缓冲仓相结合结构，在实现干排焦同时，解决干馏炉底干排焦时的密封问题，干排焦过程中干馏炉内的油气不向外泄漏，不损失油气，干半焦用于循环流化床锅炉作为燃料，燃烧后的灰渣不污染环境；

2.由于在干馏炉内设置恒温干馏段，强化了干馏供热，保证干馏供热充足，干馏供热充足使块状油页岩内部温度达到500-550℃，并保持20分钟时间，油页岩干馏完全，半焦含油率低于0.1%，油母热解率在98-99%，铝甑法收油率在90-96%；

3. 由于采用条型多孔金属结构的干馏段热循环瓦斯分布器、恒温段热循环瓦斯分布器和冷循环瓦斯分布器，气体喷孔布置在分布器的下方，喷孔不存在被油页岩或半焦堵塞问题，供热气体分布均匀，干馏供热均匀，保证干馏完全彻底；

4.适于10-100mm块状油页岩干馏炼油，干馏炉日处理能力为500吨，干馏炉无空气进入，不存在烧油现象，不损失油气，其中温干半焦适于作为循环流化床锅炉燃料燃烧，提高油页岩能源利用效率，也可以和其它固体燃料混合作为其它燃料。

附图说明  

图1是一种干排焦气体热载体油页岩干馏设备结构示意图；

图2是图1中A-A剖视示意图。

图中：1料仓，2给料机，3加料缓冲仓进仓口控制插板阀，4加料缓冲仓，5加料缓冲仓出仓口插板阀，6瓦斯、油气收集器，7干馏炉，8预热段，9干馏段，10恒温干馏段，11半焦冷却段，12第一热循环瓦斯，13第二热循环瓦斯，14冷循环瓦斯，15推焦机，16第一排焦插板阀，17第二排焦插板阀，18第三排焦插板阀，19第一气封装置，20第二气封装置，21第一排焦缓冲仓，22第二排焦缓冲仓，23干半焦，27气体喷孔，28干馏段热循环瓦斯分布器，29恒温段热循环瓦斯分布器，30冷循环瓦斯分布器。

具体实施方式

下面利用附图和实施例对本发明作进一步描述。

参照图1和图2，本发明的一种干排焦气体热载体油页岩干馏设备，它包括：干馏炉7，在干馏炉7的顶部设有料仓1，在料仓1内设有给料机2，在干馏炉7内从上至下依次设有瓦斯、油气收集器6，预热段8、干馏段9、恒温干馏段10、半焦冷却段11，在干馏炉7内位于半焦冷却段11的下端设有推焦机15，在干馏炉7的顶部、料仓1的下端设有加料缓冲仓4，在加料缓冲仓4与料仓1连通部位设有加料缓冲仓进仓口控制插板阀3，在加料缓冲仓4的下端设有与干馏炉7进料口连通的加料缓冲仓出仓口插板阀5，在干馏段9设有干馏段热循环瓦斯分布器28，干馏段热循环瓦斯分布器28与第一热循环瓦斯12通过控制阀连通，在恒温干馏段10设有恒温段热循环瓦斯分布器29，恒温段热循环瓦斯分布器29与第二热循环瓦斯13通过控制阀连通，在半焦冷却段11设有冷循环瓦斯分布器30，冷循环瓦斯分布器30与冷循环瓦斯14通过控制阀连通，在干馏炉7的底部从上至下依次设置第一排焦缓冲仓21和第二排焦缓冲仓22，在干馏炉7底与第一排焦缓冲仓21相连通部位设有第一排焦插板阀16，在第一排焦缓冲仓21与第二排焦缓冲仓22相连通部位设有第二排焦插板阀17，在第二排焦缓冲仓22的出仓口部设有第三排焦插板阀18，在第一排焦缓冲仓21上设有第一气封装置19，在第二排焦缓冲仓22上设有第二气封装置20。

干馏段热循环瓦斯分布器28、恒温段热循环瓦斯分布器29和冷循环瓦斯分布器30的结构相同，均采用耐热钢材制成条型具有若干个气体喷孔27向下的分布器，这种分布器能够保证承受干馏炉内的高温工作条件，长期稳定工作。第一气封装置19和第二气封装置20结构相同，均采用通入惰性气体的管路和控制阀门的结构。第一排焦插板阀16、第二排焦插板17阀和第三排焦插板阀18的结构相同，可采用市售板式阀，亦可自制。给料机2和推焦机15为市售产品。

本发明的干排焦气体热载体油页岩干馏设备的工作过程为：打开加料缓冲仓进仓口控制插板阀3，通过给料机2将料仓1中的油页岩矿石均匀的加入加料缓冲仓4中，然后关闭给料机2，关闭加料缓冲仓进仓口控制插板阀3，打开加料缓冲仓出仓口插板阀5，将加料缓冲仓4中的矿石放入干馏炉7内，放净加料缓冲仓4中的矿石后，关闭加料缓冲仓出仓口插板阀5，打开加料缓冲仓进仓口控制插板阀3，进行下一轮加料操作。通过推料机2、加料缓冲仓进仓口控制插板阀3、加料缓冲仓出仓口插板阀5与加料缓冲仓的配合，不存在矿石卡阀板磨损阀板的问题，使放料插板可长期保持良好的密封性能，加料过程中无空气漏入到干馏炉7内，也无瓦斯泄漏到空气中。干馏炉7内的油页岩从上向下移动，通过预热段8时与干馏段9上升来的300-350℃的瓦斯、油气接触、传热，使油页岩被预热到250-300℃，瓦斯、油气6被冷却到80-150℃从干馏炉顶导出，去回收净化系统分离出页岩油，部分瓦斯作为热载体循环使用，部分作为气体燃料燃烧，为干馏提供热量。从预热段8向下移动进入干馏段9的矿石与恒温干馏段10上升来的550-650℃的瓦斯、油气接触、传热，使油页岩表面温度升至500-550℃，干馏段需要的热量主要由第一热循环瓦斯12提供。第一热循环瓦斯12通过干馏段热循环瓦斯分布器28均匀分布后进入干馏炉7内，保证干馏段9供热均匀。完成大部分干馏反应后的油页岩继续向下移动进入恒温干馏段10，从半焦冷却段11上升的与半焦换热的冷循环瓦斯和650-700℃的第二热循环瓦斯13混合,混合后的瓦斯温度为550-600℃。混合瓦斯在恒温干馏段10与干馏段9下来的完成大部分干馏反应的矿石接触，向矿石供热，使矿石内部温度达到500-550℃，并在此条件下保持20分钟时间，使油页岩矿石完全干馏形成半焦，半焦含油率小于0.1%。第二热循环瓦斯13通过恒温段热循环瓦斯分布器29均匀分布后进入恒温干馏段10，与冷循环瓦斯14混合均匀，向恒温段均匀供热。半焦向下移动进入半焦冷却段11，与干馏炉7底部通入的20-40℃冷循环瓦斯14接触，使半焦冷却到300℃。冷循环瓦斯14通过冷循环瓦斯分布器30均匀分布后进入干馏炉底部与半焦接触，保证半焦冷却均匀。干馏炉半焦冷却段11操作压力为3-4KPa。开启第一排焦插板阀16，半焦通过推焦机15将半焦推落至排焦缓冲仓21内，通过第二气封装置20向排焦缓冲仓22内通入低压蒸汽，其蒸汽压力为4-5KPa，略高于干馏炉7内底部压力，产生汽封，将瓦斯完全封在第二排焦插板阀17以上。排焦缓冲仓21内的半焦达到一定数量后，关闭第一排焦插板阀16，打开第二排焦插板17，将排焦缓冲仓21内的半焦全部排入排焦缓冲仓22内，关闭第二排焦插板阀17，通过第一气封装置19向排焦缓冲仓21内通入蒸汽，其蒸汽压力为4-5KPa，略高于干馏炉7内底部压力，产生汽封，将瓦斯完全封住在第一排焦插板阀16以上。打开第三排焦插板阀18，将干半焦排出。通过推焦机15、第一排焦插板阀16、第二排焦插板阀17、第三排焦插板阀18、第一排焦缓冲仓21、第二排焦缓冲仓22、第一气封装置19和第二气封装置20配合操作，从干馏炉7中排出干半焦，并且将瓦斯完全阻止在干馏炉7内，真正达到无瓦斯外泄。

本发明不局限于本具体实施方式，对于本领域技术人员来说，不经过创造性劳动的简单复制和改进均属于本发明权利要求所保护的范围。

Claims (1)

1.一种干排焦气体热载体油页岩干馏设备，它包括干馏炉，在干馏炉的顶部设有料仓，在料仓内设有给料机，在干馏炉内从上至下依次设有瓦斯、油气收集器，预热段、干馏段、半焦冷却段，在干馏炉内位于半焦冷却段的下端设有推焦机，其特征是，在干馏炉的顶部、料仓的下端设有加料缓冲仓，在加料缓冲仓与料仓连通部位设有加料缓冲仓进仓口控制插板阀，在加料缓冲仓的下端设有与干馏炉进料口连通的加料缓冲仓出仓口插板阀，在干馏段与半焦冷却段之间设置恒温干馏段，在干馏段设有干馏段热循环瓦斯分布器，干馏段热循环瓦斯分布器与第一热循环瓦斯通过控制阀连通，在恒温干馏段设有恒温段热循环瓦斯分布器，恒温段热循环瓦斯分布器与第二热循环瓦斯通过控制阀连通，在半焦冷却段设有冷循环瓦斯分布器，冷循环瓦斯分布器与冷循环瓦斯通过控制阀连通，在干馏炉的底部从上至下依次设置第一排焦缓冲仓和第二排焦缓冲仓，在干馏炉底与第一排焦缓冲仓相连通部位设有第一排焦插板阀，在第一排焦缓冲仓与第二排焦缓冲仓相连通部位设有第二排焦插板阀，在第二排焦缓冲仓的出仓口部设有第三排焦插板阀，在第一排焦缓冲仓上设有第一气封装置，在第二排焦缓冲仓上设有第二气封装置。