CN106500501A - 可控节能型小颗粒油页岩干燥装置及其干燥方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可控节能型小颗粒油页岩干燥装置和方法，属于油页岩干燥技术领域。所述装置包含蓄热炉，与蓄热炉连接的干燥窑，窑车轨道，及与窑车轨道相匹配的窑车。窑车沿着窑车轨道将油页岩送入干燥窑内，依次经预热段、加热段、冷却段处理，得到炼油所需的油页岩颗粒。本发明可控节能型小颗粒油页岩干燥装置，结构简单、合理，干燥窑内的冷气和余热气体沿着窑车前进方向順式流动，加热冷却效果好，节能减排。本发明可控节能型小颗粒油页岩干燥方法，机械化程度高，实现了热量的充分、有效利用，易于推广实施，具有较好的社会和经济效益。

Description

可控节能型小颗粒油页岩干燥装置及其干燥方法
技术领域
本发明属于油页岩干燥技术领域，具体涉及一种小颗粒油页岩的干燥装置和方法。
背景技术
油页岩是一种蕴藏量十分丰富但几乎还未被很好利用的矿产资源。油页岩不但可提炼出燃料油类，而且还可炼制出合成煤气及化工原料，附产品还可用于制砖、水泥等建筑材料。在世界范围内，油页岩储量折成发热量仅次于煤炭位列第二位，折算成页岩油相当于4750亿吨，为天然石油可采储量的5.4倍，是当前石油、煤、天然气的理想替代能源。中国油页岩远景资源量约2万亿吨，折页岩油800亿吨，为石油剩余可采储量25亿吨的32倍，居世界第四位。
现有技术中，只能将颗粒粒度大于8mm的油页岩经干馏炉进行炼油，颗粒粒度小于8mm的油页岩粉渣作为燃料或舍弃。因此在油页岩采矿、运输、破碎过程中，会产出30～50%的粒度小于8mm油页岩粉渣，因无法入炉提炼石油，都只能作为燃料或舍弃，这样就提高了采矿成本造成环境污染，同时也极大的浪费资源。 因此，综合利用小颗粒油页岩炼油具有重要的意义。
现有油页岩干馏技术主要为气体热载体干馏技术和固体热载体干馏技术。气体热载体干馏技术是在干馏炉内将15～75mm的大颗粒油页岩通过与热煤气直接接触换热而实现低温干馏，但是，由于采用的是大颗粒油页岩，干馏时间相当长，一般需要12～24小时，且通常大颗粒内部存在黑心，造成干馏效率低、出油率低、利用率低；固体热载体干馏技术是在干馏炉内将25mm以下、或15mm以下、或8mm以下、或6mm以下的小颗粒油页岩通过与固体载体热灰直接接触换热而实现低温干馏，虽然该方法主要用于处理小颗粒的油页岩，但其主要缺点是需要额外的固体颗粒加热炉，装置复杂庞大，磨损严重、连续运行时间短、剩余的半焦及灰渣被大量丢弃，能量利用率低。
发明内容
为克服上述缺陷，本发明的目的在于提供一种小颗粒油页岩的干燥装置。
本发明的另一目的还在于提供一种小颗粒油页岩的干燥方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种干燥窑车，包含车底盘、车轮、车轮轴及车体，车轮轴与车底盘固定，车轮固定在车轮轴两端，车体包含设置在车底盘上的左、右车本体，左、右车本体之间设有透气空间，左、右车本体的四周侧面分别为透气格栅，四周侧面之间互相固接，所述左、右车本体上还分别设置有卸料门，左、右车本体内设有卸料支撑，所述卸料支撑均由左、右车本体内侧至卸料门呈坡度向下倾斜设置。
根据上述的干燥窑车，加热空间宽度为3~10 cm；卸料支撑由水平方向向上倾斜的夹角为25°~35°。
根据上述的干燥窑车，所述的卸料支撑为支撑钢板，或为透气格栅。
一种可控节能型小颗粒油页岩干燥装置，包含蓄热炉，与蓄热炉连接的干燥窑，窑车轨道，及与窑车轨道相匹配的窑车，所述窑车为上述的干燥窑车。
根据上述的可控节能型小颗粒油页岩干燥装置，所述干燥窑包含预热段、干燥段、冷却段，干燥段顶部设有与蓄热炉连通的主热气管道，干燥段内腔下部依次设有多个热风口，热风口与窑体侧壁的加热通道连通，主热气管道上每隔一定距离设有连通窑体加热管道的分支管道，干燥段尾部还设有冷风口，冷风口连接有通向窑体外大气环境的冷风管道，冷却段顶部设置有与窑体内腔连通的抽风管道，所述抽风管道与抽风机连接。
根据上述的可控节能型小颗粒油页岩干燥装置，至少有两个干燥窑与蓄热炉连接，蓄热炉通过总控制阀与主热气管道连通控制，分支管道上分别设置有单个控制阀，所述干燥窑窑体上还设置有测温装置。
根据上述的可控节能型小颗粒油页岩干燥装置，所述的热风口沿着窑车前进方向等间距设置在干燥段内腔下部，冷风口与热风口等高度设置。
一种利用上述装置的可控节能型小颗粒油页岩的干燥方法，包括以下步骤：
（1）在素球仓位置将冷压成型的小颗粒油页岩装入窑车；
（2）窑车驶入干燥窑预热段，进行预热，预热温度0-50℃，预热时间60min；
（3）窑车驶入干燥窑干燥段，蓄热炉热气通过主热气管道送入加热通道，由热风口进一步送入干燥窑内，对油页岩进行加热，加热温度120℃，加热时间130 min；
（4）窑车驶入干燥窑干燥段尾部，余热气体通过抽风管道抽出，冷气通过冷风管道进入干燥窑内，对油页岩进行初步冷却，冷气和热气在进入排烟风机进口处引流而出；
（5）窑车驶入冷却段进一步自然冷却；
（6）窑车驶离干燥窑，在窑尾卸料；
（7）卸料完成，窑车运至进车轨道，在进车轨道末端装料，循环工作；
或者若需要修车，则窑车运至修车轨道，再去素球仓位置装料，循环工作。
根据上述的可控节能型小颗粒油页岩干燥方法，所述的油页岩的粒度为0～6cm。
根据上述的可控节能型小颗粒油页岩干燥方法，所述窑车沿着窑车轨道匀速前进，相邻窑车行驶时间间隔8 min。
根据上述的可控节能型小颗粒油页岩干燥方法，所述的预热段为26.4m，干燥段49.5 m，冷却段16.5 m，全长92.2m。
根据上述的可控节能型小颗粒油页岩干燥方法，所述的蓄热炉热气为煤气或者天然气。还可用液化气。
根据权利上述的可控节能型小颗粒油页岩干燥方法，所述的进车轨道设有2条，修车轨道设有1条，干燥窑设有2个。
本发明的积极有益效果
1. 本发明的干燥窑车结构简单、设计新颖合理，卸料支撑呈现坡度向下倾斜设置，装卸料方便，卸料彻底，与窑车本体骨架固定连接格网加热干燥效果好，利于散热。
2. 本发明可控节能型小颗粒油页岩干燥装置，结构简单、合理，窑体冷却段顶部设置有抽风管道和抽风机，干燥窑内的冷气和余热气体沿着窑车前进方向順式流动，冷气和热气在23号车位置汇合后排烟机引流排出，加热冷却效果好，节能减排。
3. 本发明可控节能型小颗粒油页岩干燥方法，机械化程度高，实现了热量的充分、有效利用，易于推广实施，具有较好的社会和经济效益。
附图说明
图1为本发明实施例1的干燥窑车结构示意图；
图2为本发明实施例1的干燥窑车侧视图；
图3为本发明实施例1的干燥窑车支撑梁结构示意图；
图4为本发明实施例2的干燥窑结构示意图；
图5为图4所示的B-B剖视结构示意图；
图6为本发明实施例2的干燥装置结构示意图；
图7为本发明可控节能型小颗粒油页岩干燥流程图。
具体实施方式
图中标号代表的意义：1-干燥窑车，101-车轮轴，102-车轮，103-车底盘，104-加热空间，105-骨架， 106-透气格栅，107-卸料支撑，108-卸料门，2-干燥窑，201-预热段，202-干燥段，203-冷却段，204-抽风管道，205-抽风机，206-主加热管道，207-分支管道，208-加热腔，209-窑体，210-窑车轨道，3-蓄热炉，4-修车轨道，5-进车轨道，6-卸料仓，7-抽风机，8-干燥窑，9-窑车素球装车位置。
下面结合一些具体实施例对本发明进一步说明。
实施例1
参见图1~3所示，一种干燥窑车，包含车底盘、车轮、车轮轴及车体，车轮轴与车底盘固定，车轮固定在车轮轴两端，车体包含设置在车底盘上的左、右车本体，左、右车本体之间设有透气空间，左、右车本体的四周侧面分别为透气格栅，四周侧面之间互相固接，所述左、右车本体上还分别设置有卸料门，左、右车本体内设有卸料支撑，所述卸料支撑均由左、右车本体内侧至卸料门呈坡度向下倾斜设置；结构简单、设计新颖合理，卸料支撑呈现坡度向下倾斜设置，装卸料方便，卸料彻底，与窑车本体骨架固定连接格网加热干燥效果好，利于散热。
所述的加热空间宽度为10 cm，卸料支撑由水平方向向上倾斜的夹角为25°。
所述卸料支撑为支撑钢板，使用安全可靠，性能稳定。
所述的窑车车身长3 .3m，每辆窑车可载重35吨/辆。
实施例2
参见图4~7所示，一种可控节能型小颗粒油页岩干燥装置，包含蓄热炉，与蓄热炉连接的干燥窑，窑车轨道，及与窑车轨道相匹配的窑车，所述窑车为上述的干燥窑车；结构简单、合理，使用效果好。
上述的可控节能型小颗粒油页岩干燥装置，所述干燥窑包含预热段、干燥段、冷却段，干燥段顶部设有与蓄热炉连通的主热气管道，干燥段内腔下部依次设有多个热风口，热风口与窑体侧壁的加热通道连通，主热气管道上每隔一定距离设有连通窑体加热管道的分支管道，干燥段尾部还设有冷风口，冷风口连接有通向窑体外大气环境的冷风管道，冷却段顶部设置有与窑体内腔连通的抽风管道，所述抽风管道与抽风机连接。窑体冷却段顶部设置有抽风管道和抽风机，干燥窑内的冷气和余热气体沿着窑车前进方向順式流动，干燥窑的气体随着窑车从窑头进窑尾出的方向前行，加之冷却带排烟机的牵引力所形成顺式流动，加热冷却效果好，节能减排。
蓄热炉通过总控制阀与主热气管道连通控制，分支管道上分别设置有单个控制阀，所述干燥窑窑体上还设置有热电偶测温装置，机械化程度高，便于控制。
根据实际生产需要，可以设置有两个或至少有两个干燥窑，分别与蓄热炉连接，平行设于蓄热炉两侧，设置有两个干燥窑的干燥装置结构示意图，参见图6。
本发明可控节能型小颗粒油页岩干燥流程图，具体干燥流程见图7，干燥窑车通过进车轨道驶入窑车素球装车位置，即素球仓位置，进行装车，随着干燥流程，进入干燥窑内进行预热、加热、冷却，驶出干燥窑，在卸料仓位置进行卸料，依次装卸料，进行循环作业，干燥后的油页岩含水量达到需求。
所述的热风口沿着窑车前进方向等间距设置在干燥段内腔下部，冷风口与热风口等高度设置。
根据上述的可控节能型小颗粒油页岩干燥装置，所述的热风口沿着窑车前进方向等间距设置在干燥段内腔下部，沿干燥窑内壁两侧对应设置，共23对，相邻热风口间距为1.65m，干燥段尾段内腔下部设有冷风口，冷风口与热风口等高度设置，共5对，冷风口与相邻热风口间距为1.65m。
实施例3
一种可控节能型小颗粒油页岩干燥方法，利用上述装置实现，包括以下步骤：
（1）在素球仓位置将冷压成型的小颗粒油页岩装入窑车；
（2）窑车驶入干燥窑预热段，进行预热，预热温度25—85℃，预热时间60分钟；
（3）窑车驶入干燥窑干燥段，蓄热炉热气通过主热气管道送入加热通道，由热风口进一步送入干燥窑内，对油页岩进行加热，加热温度120分钟，加热时间130分钟；
（4）窑车驶入干燥窑干燥段尾部，余热气体通过抽风管道抽出，冷气通过冷风管道进入干燥窑内，对油页岩进行初步冷却，干燥窑内的气体随着窑车从窑头进窑尾出的方向前行，加之冷却带排烟风机的引力所形成顺式流动。
（5）窑车驶入冷却段进一步自然冷却；
（6）窑车驶离干燥窑，在窑尾卸料；
（7）卸料完成，窑车运至进车轨道，在进车轨道末端装料，循环工作；
或者若需要修车，则窑车运至修车轨道进行维护，维护完毕再去素球仓位置装料，循环工作。
根据上述的可控节能型小颗粒油页岩干燥方法，所述的油页岩的粒度为0～6cm，实现小颗粒油页岩的回收利用，节能环保，节约成本。
根据上述的可控节能型小颗粒油页岩干燥方法，所述窑车沿着窑车轨道匀速前进，根据整体干燥窑的长度，窑车匀速前进可行驶10分钟左右，相邻窑车行驶时间间隔8min，使得小颗粒油页岩干燥的效果更好。
根据上述的可控节能型小颗粒油页岩干燥方法，所述的预热段为26.4m，干燥段49.5 m，冷却段16.5 m，全长92.2m，整个干燥窑内可容纳26~30辆窑车，小颗粒油页岩通过预热段预热，干燥段加热，冷却段冷却，干燥窑内冷气和余热气体沿着窑车前进方向順式流动，干燥窑的气体随着窑车从窑头进窑尾出的方向前行，加之冷却带排烟机的牵引力所形成顺式流动，加热冷却效果好，节能减排，减少污染，实现热量的充分、有效利用。
根据上述的可控节能型小颗粒油页岩干燥方法，所述的蓄热炉热气为煤气或者天然气。还可用液化气，实现多样化，易于推广实施。
根据上述的可控节能型小颗粒油页岩干燥方法，所述的进车轨道设有2条，修车轨道设有1条，干燥窑设有2个，两个干燥窑分别设于蓄热炉两侧，易于维护，机械化程度高。
经过本发明干燥处理后的小颗粒油页岩含水量≤4%，实现了热量的充分、有效利用，干燥效果好，大大提高了能量利用率。

Claims (10)

1.一种干燥窑车，包含车底盘、车轮、车轮轴及车体，车轮轴与车底盘固定，车轮固定在车轮轴两端，其特征在于，车体包含设置在车底盘上的左、右车本体，左、右车本体之间设有透气空间，左、右车本体的四周侧面分别为透气格栅，四周侧面之间互相固接，所述左、右车本体上还分别设置有卸料门，左、右车本体内设有卸料支撑，所述卸料支撑均由左、右车本体内侧至卸料门呈坡度向下倾斜设置。
2. 根据权利要求1所述的干燥窑车，其特征在于，加热空间宽度为3~10 cm；卸料支撑由水平方向向上倾斜的夹角为25°~35°。
3.根据权利要求1所述的干燥窑车，其特征在于，所述的卸料支撑为支撑钢板。
4.一种可控节能型小颗粒油页岩干燥装置，其特征在于，包含蓄热炉，与蓄热炉连接的干燥窑，与干燥窑底匹配的窑车轨道，及与窑车轨道相匹配的窑车，所述窑车为权利要求1～3之一任意所述的干燥窑车。
5.根据权利要求4所述的可控节能型小颗粒油页岩干燥装置，其特征在于，所述干燥窑包含预热段、干燥段、冷却段，干燥段顶部设有与蓄热炉连通的主热气管道，干燥段内腔下部依次设有多个热风口，热风口与窑体侧壁的加热通道连通，主热气管道上每隔一定距离设有连通窑体加热管道的分支管道，干燥段尾部还设有冷风口，冷风口连接有通向窑体外大气环境的冷风管道，冷却段顶部设置有与窑体内腔连通的抽风管道，所述抽风管道与抽风机连接。
6.根据权利要求4所述的可控节能型小颗粒油页岩干燥装置，其特征在于，至少有两个干燥窑与蓄热炉连接，蓄热炉通过总控制阀与主热气管道连通控制，分支管道上分别设置有单个控制阀，所述干燥窑窑体上还设置有测温装置。
7.根据权利要求4所述的可控节能型小颗粒油页岩干燥装置，其特征在于，所述的热风口沿着窑车前进方向等间距设置在干燥段内腔下部，冷风口与热风口等高度设置。
8.一种可控节能型小颗粒油页岩的干燥方法，其特征在于，基于权利要求4～7任一项所述的装置实现，该干燥方法包括以下步骤：
（1）在素球仓位置将冷压成型的小颗粒油页岩装入窑车；
（2）窑车驶入干燥窑预热段，进行预热，预热温度0-50℃，预热时间60min；
（3）窑车驶入干燥窑干燥段，蓄热炉热气通过主热气管道送入加热通道，由热风口进一步送入干燥窑内，对油页岩进行加热，加热温度120℃，加热时间130min；
（4）窑车驶入干燥窑干燥段尾部，余热气体通过抽风管道抽出，冷气通过冷风管道进入干燥窑内，对油页岩进行初步冷却，冷气和热气在进入排烟风机进口处引流而出；
（5）窑车驶入冷却段进一步自然冷却；
（6）窑车驶离干燥窑，在窑尾卸料；
（7）卸料完成，窑车运至进车轨道，在进车轨道末端装料，循环工作；若需要修车，则窑车运至修车轨道进行维护，维护完毕再去素球仓位置装料，循环工作。
9.根据权利要求8所述的可控节能型小颗粒油页岩干燥方法，其特征在于，所述的油页岩的粒度为0～6 cm。
10.根据权利要求8所述的可控节能型小颗粒油页岩干燥方法，其特征在于，所述窑车沿着窑车轨道匀速前进，相邻窑车行驶时间间隔10 min。
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