CN107541228A - 一种气固体混合加热式粉末状油页岩干馏装置 - Google Patents

Abstract

本发明是一种气固体混合加热式粉末状油页岩干馏装置，包括布风室外壳，反应室外壳，其特点是，在布风室外壳的中心位置置有反应室外壳，在反应室外壳内设有反应室，在反应室顶部设置的进料管和出风管均与反应室连通，反应室内壁上交叉设有若干个折流板，反应室下部设有出料口，反应室上平行交错设有若干个布风管，布风室外壳与反应室外壳之间的空腔为布风室，若干个布风管的两端均与布风室连通，在布风室外壳上设有与布风室连通的进风口。利用从布风室吸入的热烟气使热页岩灰与粉末状油页岩在反应室内进行热交换，解决了粉末状油页岩干馏问题，同时保证了粉末状油页岩干馏质量、提高了干馏效率，降低了生产成本，投入商业化生产前景广阔。

Description

一种气固体混合加热式粉末状油页岩干馏装置

技术领域

本发明涉及油页岩干馏装置，特别是涉及一种气固体混合加热式粉末状油页岩干馏装置。

背景技术

油页岩是一种富含油母质的沉积岩，油页岩隔绝空气加热到500℃左右，油母质热解为页岩油，此过程称为油页岩干馏，干馏生成半焦和页岩油气。世界油页岩资源丰富，其储量折算成页岩油高达4000多亿吨，我国油页岩资源预测可达7199亿吨，折算成页岩油为476亿吨，目前仍未大规模开采，可作为煤等一次常规能源的替代资源。

国内油页岩干馏装置是以抚顺炉炉型为代表的立式气体热载体干馏炉，炉底气化段半焦油页岩与带饱和蒸汽的主风在燃烧时产生高温气体，高温气体向上进入干馏段，加热油页岩进行干馏。气体热载体干馏技术对原料要求较高，只能加工块状油页岩，而在开采及破碎过程中产生的粉末油页岩往往只能作为燃料燃烧或者加工为水泥等建材，并没有得到充分利用。同时气体热载体干馏技术也存在油收率偏低的缺点，由于块径大的油页岩中心未能完全干馏及烧油等一些原因导致抚顺炉的油收率仅为含油率的65%左右

在已授权发明专利“一种油页岩干馏炉布气装置”（ZL 201510638502.1）中采用的管道形式集中布风就不适用于粉末油页岩的干馏。由于粉末页岩的流化气速很小，因此在为了保持粉末油页岩充分干馏需要采用较低的进风速度，在低风速下采用集中布风会导致炉内不同高度气体热载体的温度分布不均匀，从而在一定程度上影响干馏效率。

颗粒与粉末状油页岩干馏技术通常采用固体热载体加热，移动床或者流化床的输送形式进行油页岩颗粒的干馏，具有可连续操作，传热传质效率高等优势，国内外目前已经产生了大工固体热载体干馏炉，鲁奇-鲁尔盖斯炉等固体热载体干馏技术，但该类技术处理的油页岩原料仍局限在5 mm左右的颗粒油页岩，不能有效加工粉末状油页岩。

在已授权发明专利“小颗粒油页岩干馏装置及其干馏工艺”（ZL201310162146.1），与“一种固体热载体干馏炉”（ZL 201320782763.7）中均通过燃烧部分粉末油页岩和半焦来对干馏装置供热，需要一个完整的复杂干馏系统。其作为附加干馏装置，处理气体热载体干馏炉剩余原料，则存在成本较高的问题。

在已授权发明专利“一种高效内热式粉末页岩提油装置及其方法”（ZL201110067655.7）中，其干馏装置中段就采用了多层气体均布器来输送热瓦斯气为干馏供热，但这种气体均布器因其只在单侧设置进风口以及布风位置采用的半封闭蜂巢结构，会导致在每层靠近进风口一侧气体流量远大于另一侧，从而引起干馏段内气体流动状态混乱，这不利于干馏过程中颗粒停留时间的控制与统一。

国内较为完善的粉末状油页岩干馏技术主要有茂名粉末页岩流化干馏工艺与上海博申流化干馏工艺，而由于存在难以大型化，经济效益不足等问题尚未能投入大规模商业生产。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，构思、设计了一种结构简单、可靠、高效、附加于其他干馏系统之上运行的气固体混合加热式粉末状油页岩干馏装置。

为实现本发明目的采用的技术方案是：一种气固体混合加热式粉末状油页岩干馏装置，它包括布风室外壳9，反应室外壳8，其特征是，在所述的布风室外壳9的中心位置置有反应室外壳8，在所述的反应室外壳8内设有反应室3，在反应室3顶部设置的进料管1和出风管2均与反应室3连通，反应室3内壁上交叉设有若干个折流板10，反应室3下部设有出料口6，反应室3上平行交错设有若干个布风管5，所述的布风室外壳9与所述的反应室外壳8之间的空腔为布风室7，若干个布风管5的两端均与布风室7连通，在所述的布风室外壳9上设有与布风室7连通的进风口4。

在所述反应室3顶部设置的进料管1为V型进料管。

所述布风管5的截面为三角形或方形。

所述折流板10的截面为三角形。

所述进风口4的截面为方形或圆形。

在所述布风管5底面上设有与反应室3连通的若干个排风小孔11。

本发明一种气固体混合加热式粉末状油页岩干馏装置的有益效果体现在：

1.以气固体混合加热方式为主线，构思了一种全新的技术方案，成功解决了粉末状油页岩干馏难题，保证了油收率，充分利用了粉末状油页岩，并且提高了油页岩的综合利用率；

2.在反应室内排布若干个布风管与折流板，粉末油页岩和热页岩灰经多次碰撞折流下落，有效控制其停留时间与混合状态，使粉末油页岩和热页岩灰混合均匀，充分进行热交换，提高粉末油页岩温度，混合物下落分布均匀，停留时间可控，提高干馏效率；

3.在反应室内交错排布布气管，在进风口两侧同时供热烟气，可以在不同高度均匀布热烟气，并由进气孔向反应室中输送热烟气，保证了反应室内气体流动状态的稳定与均匀，使低风速条件下沿高度方向均匀供热，炉内温度分布的均匀性，使得粉末油页岩快速升温，热量交换加热至480-500℃并完成干馏过程，保证干馏质量，并且提高干馏效率；

4.本发明的装置能够与现有的干馏系统配套使用，保证粉末油页岩干馏生产，同时能够有效的降低生产成本，节约能源；

5. 其结构简单、可靠，使用寿命长，易于操作与维修，安装与运行成本低，投入商业化生产前景广阔。

附图说明

图1为一种气固体混合加热式粉末状油页岩干馏装置的结构示意图；

图2为图1中B-B剖视示意图；

图3为图1中C-C剖视示意图；

图4为图1中A-A剖视示意图。

图中：1 进料管，2 出风管，3 反应室 4 进风口，5 布风管，6 出料口，7 布风室，8反应室外壳，9布风室外壳，10 折流板，11排风小孔。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1-图4，本发明的一种气固体混合加热式粉末状油页岩干馏装置，它包括布风室外壳9，反应室外壳8，在所述的布风室外壳9的中心位置置有反应室外壳8，在所述的反应室外壳8内设有反应室3，在反应室3顶部设置的进料管1和出风管2均与反应室3连通，反应室3内壁上交叉设有若干个折流板10，反应室3下部设有出料口6，反应室3上平行交错设有若干个布风管5，所述的布风室外壳9与所述的反应室外壳8之间的空腔为布风室7，若干个布风管5的两端均与布风室7连通，在所述的布风室外壳9上设有与布风室7连通的进风口4。在所述反应室3顶部设置的进料管1为V型进料管。所述布风管5的截面为三角形或方形。所述折流板10的截面为三角形。所述进风口4的截面为方形或圆形。在所述布风管5底面上设有与反应室3连通的若干个排风小孔11。

本实施例的进料管1采用V型进料管，V型进料管1与出风管2焊接在反应室3的顶部，与反应室3内部连通，反应室3是中空结构，反应室3内壁焊接截面为三角形折流板10，反应室3内焊接截面为三角形布风管5，反应室3下部焊接出料口6。如图3所示，反应室外壳8与布风室外壳9焊接，截面为三角形布风管5中空连通左右布风室7，进风口4连接外部烟气输送装置，热烟气由进风口4进入布风室7，由布风室7进入布风管5，由布风管5下部通气孔进入反应室3，在反应室3内循环后，通过出风口2排出。

本实施例的一种气固体混合加热式粉末状油页岩干馏装置，温度为常温的粒径0-0.2mm粉末油页岩与600-650℃的热页岩灰分别送入反应室3顶部的进料口1，在重力作用下，同时流入反应室3中，下落过程中碰撞冲击布风管5，发生飞溅，落在其他布风管5三角形顶部后，继续下落，在此过程粉末油页岩与热页岩灰混合在一起，进行热交换，混合物继续下落，碰撞冲击布风管5与折流板10，继续混合、热交换和下落，混合物碰撞下落过程中，在反应室3内部形成均匀料帘下落，同时温度约为600-650℃高温烟气由在布风室两侧的进风口4中通入，而后由布风管5底部的排风小孔11进入反应室3，高温烟气同热混合物充分热交换，粉末油页岩与热页岩灰和热烟气进行热量交换加热至480-500℃并完成干馏过程，干馏后的热页岩灰与半焦混合物通过底部出料口6离开，在反应室3顶端两侧的设有出风口2并加负压，布风室7中进风速度应根据装置具体结构以及原料特性具体调整，使得反应室3内气体流动速度保持在0.05-0.2m/s的范围内，以使粉末页岩在反应室3中逐渐下落并具有充足的停留时间，油气与烟气混合气体通过反应室顶端的出风口2收集并进行分离冷凝等后续处理。

以上所述仅是本发明的优选方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应该视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种气固体混合加热式粉末状油页岩干馏装置，它包括布风室外壳（9），反应室外壳（8），其特征是，在所述的布风室外壳（9）的中心位置置有反应室外壳（8），在所述的反应室外壳（8）内设有反应室（3），在反应室（3）顶部设置的进料管（1）和出风管（2）均与反应室（3）连通，反应室（3）内壁上交叉设有若干个折流板（10），反应室（3）下部设有出料口（6），反应室（3）上平行交错设有若干个布风管（5），所述的布风室外壳（9）与所述的反应室外壳（8）之间的空腔为布风室（7），若干个布风管（5）的两端均与布风室（7）连通，在所述的布风室外壳（9）上设有与布风室（7）连通的进风口（4）。

2.根据权利要求1所述的一种气固体混合加热式粉末状油页岩干馏装置，其特征是，在所述反应室（3）顶部设置的进料管（1）为V型进料管。

3.根据权利要求1所述的一种气固体混合加热式粉末状油页岩干馏装置，其特征是，所述布风管（5）的截面为三角形或方形。

4.根据权利要求1所述的一种气固体混合加热式粉末状油页岩干馏装置，其特征是，所述折流板（10）的截面为三角形。

5.根据权利要求1所述的一种气固体混合加热式粉末状油页岩干馏装置，其特征是，所述进风口（4）的截面为方形或圆形。

6.根据权利要求1所述的一种气固体混合加热式粉末状油页岩干馏装置，其特征是，在所述布风管（5）底面上设有与反应室（3）连通的若干个排风小孔（11）。