CN107903934B - 移动式油砂原位处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种移动式油砂原位处理装置，包括：天然气提纯分离装置，给料装置，出料装置，以及热解装置；所述热解装置设有进料口，出渣口以及热解气出口，所述进料口与给料装置相连，所述热解气出口与天然气提纯分离装置相连，所述出渣口与出料装置相连，该热解装置用来将含油污砂加热分解；所述给料装置用来接收含油污砂并将其输送至热解装置内；所述出料装置用来对高温炉渣进行降温后排出；所述天然气提纯分离装置用来对热解气出口排出的热解气体进行分离提纯，得到天然气以进行循环利用。本发明的移动式油砂原位处理装置，使油砂可以原位环保化处理，极大地提高了处理效率。

Description

移动式油砂原位处理装置

技术领域

本发明涉及一种原位处理装置，特别涉及一种移动式油砂原位处理装置。

背景技术

油砂是指富含天然沥青的沉积砂。因此也称为“沥青砂”。油砂实质上是一种沥青、沙、富矿粘土和水的混合物，其中，沥青含量为10～12％，沙和粘土等矿物占80～85％，余下为3～5％的水。具有高密度、高粘度、高碳氢比和高金属含量的特点。

我国是世界油砂矿资源丰富的国家之一，居世界第五位。专家的一般推测，结合初步调查结果认为，中国油砂资源潜力可能大于稠油资源，初步估算中国油砂有千亿吨，可采石油资源量100亿吨左右。现有的油砂处理方法存在的主要问题是，处理设备体积庞大，处理效率低下。

发明内容

本发明要解决现有技术中的技术问题，提供一种移动式油砂原位处理装置。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案具体如下：

一种移动式油砂原位处理装置，包括：天然气提纯分离装置，给料装置，出料装置，以及热解装置；

所述热解装置设有进料口，出渣口以及热解气出口，所述进料口与给料装置相连，所述热解气出口与天然气提纯分离装置相连，所述出渣口与出料装置相连，该热解装置用来将油砂加热分解；

所述给料装置用来接收油砂并将其输送至热解装置内；

所述出料装置用来对高温炉渣进行降温后排出；

所述天然气提纯分离装置用来对热解气出口排出的热解气体进行分离提纯，得到天然气以进行循环利用；

所述天然气提纯分离装置包括：分离罐本体，其顶端设有出气口，用来排出天然气；底端设有排油口，用来排出流下来的油液；侧壁上设有进气口，用来通入待处理的混合气；

分离罐本体的外层由冷却套包覆，用来对内部的混合气进行冷却；

分离罐本体内的上部设有至少一个喷油头，用来喷淋油液；在喷油头的下方，进气口上方的位置设有至少一层带有多个漏油孔的烧结板，用来承接喷油头喷出的油液，并将油液由漏油孔漏下，实现对由漏油孔向上升的混合气的清洗。

在上述技术方案中，所述冷却套内流动着的冷却液的温度为100-180℃。

在上述技术方案中，所述给料装置由上至下依次包括：

承料盘，用来承接待处理的油砂；

第二送料管，其上端与承料盘下端相连；

第一送料管，其水平设置，右端与热解装置相连，顶部中间位置与所述第二送料管的下端相连；

所述承料盘内设有第二推料棒，该第二推料棒可受第二推送杆的作用上下往复运动，将油砂由所述承料盘内推送至第二送料管的底部；

所述第一送料管内的左端设有第一推料棒，该第一推料棒可受第一推送杆的作用左右往复运动，将由第二送料管底部掉落至所述第一送料管内的油砂推送至热解装置内。

在上述技术方案中，所述第一推料棒的长度大于所述第二送料管的直径。

在上述技术方案中，所述出料装置包括：

第一传送管道，其设置在热解装置的出渣口处，一端与所述出渣口相连，另一端连接有连接管道；

第二传送管道，其设置在所述第一传送管道下方，一端与所述连接管道连接，另一端设有出料口；

所述第一传送管道和所述第二传送管道的外层分别设有水冷套；

所述第一传送管道内设有第一螺旋输送机，其可将出渣口掉落的渣土输送至所述连接管道处，掉落至所述第二传送管道内；

所述第二传送管道内设有第二螺旋输送机，其可将所述连接管道掉落的渣土输送至出料口排出。

在上述技术方案中，所述第一传送管道和所述第二传送管道的长度分别为0.5～5米，直径分别为0.2～2米。

在上述技术方案中，所述热解装置包括：

加热套，其左端设有进料口，右端设有出渣口和热解气出口，该热解气出口用来与天然气提纯分离装置相连；

加热轴，其设置在所述加热套内的中心位置，两端分别通过第一连通节和第二连通节与所述加热套的两端连通；

所述第一连通节与进气口相连，所述第二连通节与出气口相连；高温燃气可从所述进气口通入，经过加热套和加热轴流通至所述出气口排出。

在上述技术方案中，所述加热套内壁上设有多个外推料片，其可以随所述加热套的转动，推动油砂由左至右运动；和/或所述加热轴外壁上设有多个内推料片，其可以随所述加热轴的转动，推动油砂由左至右运动。

在上述技术方案中，所述外推料片的顶端均设有“L”形结构；和/或所述内推料片的顶端设有“L”形结构。

本发明具有以下的有益效果：

本发明的移动式油砂原位处理装置，使油砂可以原位环保化处理，极大地提高了处理效率。

本发明中的天然气提纯分离装置，利用旋风装置进行油气分离，通过在装置顶端设置油液喷淋装置和带漏油孔的烧结板，通过气液对流实现天然气的高效分离，从而有效降低了天然气提纯分离装置的体积，大大增强了可操作性，实现了移动式天然气提纯分离。

现有技术中的天然气提纯分离装置提纯出来的天然气的含量在90％以下，而本发明中的天然气提纯分离装置可以将天然气的含量提高到98％以上。

本发明中的天然气提纯分离装置，提纯效率高，体积小，可以安置在卡车上移动使用。

本发明中的给料装置，通过独特的机械结构设置，实现了将油砂不间断的输送至油砂处理设备内。本发明中的给料装置适合于处理粘流动性差，粘度高，剂量大的油砂。

本发明中的出料装置，其设置于油砂分离装置热解装置的出渣口处，通过两级的传送管道设置，很好的限制了空气的倒流，有效的防止了爆燃事故的发生。

本发明中的出料装置，其体积紧凑，适合与安装在可移动式的热解装置的排渣口处，起到安全排渣的作用。

本发明中的热解装置，通过高温燃气对热解装置整体进行同时加热，实现了油砂的高效热解，大大缩小了热解装置的体积和重量，使其可以安置在卡车上移动工作。

本发明中的热解装置，在加热套和加热轴内分别设有迷宫挡片，起到延缓高温燃气通过速度的作用，进一步提高了加热效率。

本发明中的热解装置，通过在加热套和加热轴上分别设置外推料片和内推料片，使得油砂可以从加热套和加热轴上分别获得热量，快速热解。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明的移动式油砂原位处理装置的一种具体实施方式的结构示意图。

图2为本发明中的天然气提纯分离装置的一种具体实施方式的结构示意图。

图3为本发明中的油砂分离给料装置的结构示意图。

图4为本发明中的油砂分离给料装置一种工作状态的结构示意图。

图5为本发明中的油砂分离给料装置另外一种工作状态的结构示意图。

图6为本发明的油砂分离出料装置和油砂分离热解装置的结构示意图。

图7为图6所示的油砂分离热解装置中的A-A剖视结构示意图。

图中的附图标记表示为：

1-天然气提纯分离装置；2-给料装置；3-出料装置；4-热解装置；

101-第一进气口；102-排油口；103-漏油孔；104-烧结板；105-喷油头；106-第一出气口；107-冷却套；108-分离罐本体。

201-第一推料棒；202-第二推料棒；203-承料盘；204-第一推送杆；205-第二推送杆；206-第一送料管；207-第二送料管。

301-第一传送管道；302-第二传送管道；303-出渣口；304-出料口；305-第二螺旋输送机；306-水冷套；307-连接管道；311-第一螺旋输送机。

401-加热套；402-外推料片；403-内推料片；404-加热轴；405-迷宫挡片；406-第二进气口；407-第二出气口；408-第一连通节；409-第二连通节。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做以详细说明。

如图1所示，本发明的移动式油砂原位处理装置，包括：天然气提纯分离装置1，给料装置2，出料装置3，以及热解装置4；所述给料装置2用来接收油砂并将其输送至热解装置4内；所述热解装置4的进料口与给料装置2相连，热解气出口与天然气提纯分离装置1的第一进气口101相连，出渣口303与出料装置3相连，该热解装置4用来将油砂加热分解；所述出料装置3用来对高温炉渣进行降温排出；所述天然气提纯分离装置1用来对热解气出口排出热解气体进行分离提纯，得到天然气以进行循环利用。

下面结合图1～7分别对本发明的移动式油砂原位处理装置中的天然气提纯分离装置1，给料装置2，出料装置3以及热解装置4进行详细说明。

1-天然气提纯分离装置

本发明中的天然气提纯分离装置，其利用旋风装置进行油气分离，通过在装置顶端设置油液喷淋装置和带漏油孔的烧结板，通过气液对流实现天然气的高效分离。该天然气提纯分离装置有效降低了天然气提纯分离装置的体积，大大增强了可操作性，实现了移动式天然气提纯分离。

图2显示了本发明中的天然气提纯分离装置1的一种具体实施方式。天然气提纯分离装置1包括一个分离罐本体108，其顶端设有第一出气口106，用来排出天然气；底端设有排油口102，用来排出流下来的油液；侧壁上设有第一进气口101，用来通入待处理的混合气。分离罐本体108的外层由冷却套107包覆，用来对内部的混合气进行冷却。所述第一进气口101的结构为文丘里管结构，以对混合气的流量进行监控。同时，第一进气口101连接有动力装置，用来将混合气高速喷入分离罐本体108。所述冷却套107内流动着的冷却液的温度为120℃。

本发明中的天然气提纯分离装置1，在分离罐本体108内的上部设有2个喷油头105，用来对整个烧结板104喷淋油液；在两个喷油头105的下方，第一进气口101上方的位置设有一层带有多个漏油孔103的烧结板104，用来承接喷油头105喷出的油液，并将油液由漏油孔103漏下。

本发明中的天然气提纯分离装置1在工作过程中，由第一进气口101高速进入分离罐本体108内部的油、水、尘、天然气混合物在烧结板104下部的空间进行旋风分离。在冷却套107的冷却作用下，大部分油、水、尘向下降落，带有油、水的天然气混合气向上升高，在通过带有漏油孔103的烧结板104后，由顶端的第一出气口106排出并收集。

在这一过程中，由漏油孔103漏下的油液实现了对由漏油孔103向上升的混合气的清洗。具体的说，混合气中的油液部分被漏下的油液吸附过滤出来；经过过滤后，较纯净的天然气由分离罐本体108顶端的第一出气口106排出并收集；油液部分由分离罐本体108底端的排油口102排出，并再次导通至喷油头105进行循环。

在其他的具体实施方式中，喷油头的数量也可以减少为1个，或者增加为3个或者更多个，只要喷淋油液的流量满足对由漏油孔向上升的混合气的清洗即可，这里不再赘述。

2-给料装置

如图3～5所示，本发明中的给料装置2其由上至下依次包括：承料盘203、第二送料管207以及第一送料管206。其中，承料盘203用来承接待处理的油砂；第二送料管207的上端与承料盘203下端相连，用来导通承料盘203和第一送料管206；第一送料管206水平设置，右端与热解装置4相连，顶部中间位置与所述第二送料管207的下端相连。

所述承料盘203内设有第二推料棒202，该第二推料棒202可受第二推送杆205的作用上下往复运动，将油砂由所述承料盘203内推送至第二送料管207的底部；所述第二送料管207的直径为150mm。

所述第一送料管206内的左端设有第一推料棒201，该第一推料棒201可受第一推送杆204的作用左右往复运动，将由第二送料管207底部掉落至所述第一送料管206内的油砂推送至热解装置4内。所述第一推料棒201的长度为180mm。

本发明中的给料装置2在工作过程中，首先向承料盘203装满待处理的油砂；启动第一推送杆204和第二推送杆205工作，带动第一推料棒201和第二推料棒202动作。如图4和5所示，第二推料棒202行程至第二送料管207底部时，第一推料棒201的右端行程至第二送料管207的左侧；第一推料棒201的右端行程至第二送料管207的右侧时，第二推料棒202行程最高处。第一推料棒201和第二推料棒202的行程周期相同。在第一推料棒201的左右往复动作，以及第二推料棒202的上下往复动作的共同作用下，油砂就被输送至第一送料管206右端相连的热解装置4内。

3-出料装置

如图6所示，本发明中的出料装置3，其设置在油砂分离装置的热解装置4的出渣口303处。该热解装置4可将从进料口进来的待处理原始油砂输送至出渣口303，并在输送过程中，利用高温将原始油砂进行分解处理，后面会详细说明。在出渣口303出排出的渣土温度一般在600℃左右。

本发明中的出料装置3包括上、下平行设置的第一传送管道301和第二传送管道302。其中，第一传送管道301的一端与所述出渣口303相连，另一端连接有连接管道307；第二传送管道302设置在第一传送管道301下方，其一端与连接管道307连接，另一端设有出料口304。第一传送管道301和第二传送管道302的长度分别为2米，直径分别为0.3米。

所述第一传送管道301和所述第二传送管道302的外层分别设有水冷套306，该水冷套306用来冷却所述第一传送管道301和所述第二传送管道302内的高温渣土。水冷套306内的水温在5～50℃左右。

所述第一传送管道301内设有第一螺旋输送机311，其可将出渣口303掉落的渣土输送至所述连接管道307处，掉落至所述第二传送管道302内；所述第二传送管道302内设有第二螺旋输送机305，其可将所述连接管道307掉落的渣土输送至出料口304排出。从出料口304排出的渣土的温度一般在100-180℃左右。

本发明中的油砂分离出料装置3在工作过程中，由出渣口303掉落的渣土被第一螺旋输送机311输送至连接管道307处，掉落至所述第二传送管道302内，之后再被第二螺旋输送机5输送至出料口304排出。在这一过程中，渣土由600℃左右被冷却至120℃左右。第一传送管道301和第二传送管道302内的气压始终保持着微正压，即稍微大于出料口304外的大气压，很好的起到了防止空气倒灌进入的作用，有效防止了爆燃事故。

在其他的具体实施方式中，第一传送管道和第二传送管道的长度也可以为0.5～5米范围内的其它数值，直径也可以为0.2～2米范围内的其它数值，具体数值可以根据油砂分离装置的处理量，在保证防止空气倒灌和顺利排渣的前提下按需设置，这里不再赘述。

4-热解装置

本发明中的热解装置，其通过提高油砂与热解装置的热交换效率，实现了油砂的高效热解，大大缩小了热解装置的体积和重量。

如图6和7所示，本发明中的热解装置4包括：加热套401和加热轴404。加热套401的左端设有进料口，右端设有出渣口303，分别用来添加待处理油砂原料和连通出料装置3以排出冷却处理后的油砂。加热套401的右端还设有热解气出口，用来与天然气提纯分离装置1的第一进气口101相连。进料口和热解气出口均没有在图6中示出。加热轴404设置在所述加热套401内的中心位置，两端分别通过第一连通节408和第二连通节409与所述加热套401的两端连通。如图6所示，加热套401内壁上设有多个外推料片402，加热轴404外壁上设有多个内推料片403，外推料片402和内推料片403均可以随加热套401的转动，推动油砂由左至右运动。

第一连通节408与第二进气口406相连，第二连通节409与第二出气口407相连；高温燃气可从所述第二进气口406通入，经过加热套401和加热轴404流通至所述第二出气口407排出。加热套401和加热轴404内部设有多个迷宫挡片405，该迷宫挡片405可以延缓高温燃气的通过，进而起到提高热交换效率的作用。

本发明中的热解装置4在工作过程中，高温燃气由右侧的第二进气口406通入第一连通节408中，之后分别经过加热套401和加热轴404的导通，传送至左侧的第二连通节409处，之后再由第二出气口407排出。高温燃气在上述传导过程中，实现了对加热套401和加热轴404的加热，进而实现了对分别连接在加热套401和加热轴404上的外推料片402和内推料片403的加热。在外推料片402和内推料片403推动油砂由左至右运动时，就对油砂进行了充分的加热。如图7所示，外推料片402和内推料片403在顶端均设有L形结构，在推动油砂前进的过程中，均起到了翻动油砂的作用，更加充分的实现了与油砂之间的热交换。

加热套401和加热轴404的内部还分别设有迷宫挡片405，该迷宫挡片405在延缓高温燃气的通过的同时，与高温燃气进行了充分的热交换，进而使得加热套401和加热轴404得到了高温燃气的充分加热。从而，加热套401的内壁和加热轴404的外壁也可以对推进过程中的油砂进行充分的加热。

本发明中的热解装置4，通过高温燃气对热解装置整体进行同时加热，实现了油砂的高效热解，大大缩小了热解装置的体积和重量，使其可以安置在卡车上移动工作。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种移动式油砂原位处理装置，其特征在于，包括：天然气提纯分离装置(1)，给料装置(2)，出料装置(3)，以及热解装置(4)；

所述热解装置(4)设有进料口，出渣口(303)以及热解气出口，所述进料口与给料装置(2)相连，所述热解气出口与天然气提纯分离装置(1)相连，所述出渣口(303)与出料装置(3)相连，该热解装置(4)用来将含油污砂加热分解；

所述给料装置(2)用来接收含油污砂并将其输送至热解装置(4)内；

所述出料装置(3)用来对高温炉渣进行降温后排出；

所述天然气提纯分离装置(1)用来对热解气出口排出的热解气体进行分离提纯，得到天然气以进行循环利用；

所述天然气提纯分离装置(1)包括：分离罐本体(108)，其顶端设有第一出气口(106)，用来排出天然气；底端设有排油口(102)，用来排出流下来的油液；侧壁上设有第一进气口(101)，用来通入待处理的混合气；

分离罐本体(108)的外层由冷却套(107)包覆，用来对内部的混合气进行冷却；

分离罐本体(108)内的上部设有至少一个喷油头(105)，用来喷淋油液；在喷油头(105)的下方，第一进气口(101)上方的位置设有至少一层带有多个漏油孔(103)的烧结板(104)，用来承接喷油头(105)喷出的油液，并将油液由漏油孔(103)漏下，实现对由漏油孔(103)向上升的混合气的清洗；

所述给料装置(2)由上至下依次包括：

承料盘(203)，用来承接待处理的含油污砂；

第二送料管(207)，其上端与承料盘(203)下端相连；

第一送料管(206)，其水平设置，右端与油砂处理装置相连，顶部中间位置与所述第二送料管(207)的下端相连；

所述承料盘(203)内设有第二推料棒(202)，该第二推料棒(202)可受第二推送杆(205)的作用上下往复运动，将含油污砂由所述承料盘(203)内推送至第二送料管(207)的底部；

所述第一送料管(206)内的左端设有第一推料棒(201)，该第一推料棒(201)可受第一推送杆(204)的作用左右往复运动，将由第二送料管(207)底部掉落至所述第一送料管(206)内的含油污砂推送至油砂处理装置内。

2.根据权利要求1所述的移动式油砂原位处理装置，其特征在于，所述冷却套(107)内流动着的冷却液的温度为100-180℃。

3.根据权利要求1所述的移动式油砂原位处理装置，其特征在于，所述第一推料棒(201)的长度大于所述第二送料管(207)的直径。

4.根据权利要求1所述的移动式油砂原位处理装置，其特征在于，所述出料装置(3)包括：

第一传送管道(301)，其设置在热解装置(4)的出渣口(303)处，一端与所述出渣口(303)相连，另一端连接有连接管道(307)；

第二传送管道(302)，其设置在所述第一传送管道(301)下方，一端与所述连接管道(307)连接，另一端设有出料口(304)；

所述第一传送管道(301)和所述第二传送管道(302)的外层分别设有水冷套(306)；

所述第一传送管道(301)内设有第一螺旋输送机(311)，其可将出渣口(303)掉落的渣土输送至所述连接管道(307)处，掉落至所述第二传送管道(302)内；

所述第二传送管道(302)内设有第二螺旋输送机(305)，其可将所述连接管道(307)掉落的渣土输送至出料口(304)排出。

5.根据权利要求4所述的移动式油砂原位处理装置，其特征在于，所述第一传送管道(301)和所述第二传送管道(302)的长度分别为0.5～5米，直径分别为0.2～2米。

6.根据权利要求1所述的移动式油砂原位处理装置，其特征在于，所述热解装置(4)包括：

加热套(401)，其左端设有进料口，右端设有出渣口(303)和热解气出口，该热解气出口用来与天然气提纯分离装置(1)相连；

加热轴(404)，其设置在所述加热套(401)内的中心位置，两端分别通过第一连通节(408)和第二连通节(409)与所述加热套(401)的两端连通；

所述第一连通节(408)与第二进气口(406)相连，所述第二连通节(409)与第二出气口(407)相连；高温燃气可从所述第二进气口(406)通入，经过加热套(401)和加热轴(404)流通至所述第二出气口(407)排出。

7.根据权利要求6所述的移动式油砂原位处理装置，其特征在于，所述加热套(401)内壁上设有多个外推料片(402)，其可以随所述加热套(401)的转动，推动油砂由左至右运动；和/或

所述加热轴(404)外壁上设有多个内推料片(403)，其可以随所述加热轴(404)的转动，推动油砂由左至右运动。

8.根据权利要求7所述的移动式油砂原位处理装置，其特征在于，所述外推料片(402)的顶端均设有“L”形结构；和/或

所述内推料片(403)的顶端设有“L”形结构。

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