CN108913165A - 一种油页岩干馏半焦干法出焦装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于干馏生产技术领域，具体涉及一种油页岩干馏半焦干法出焦装置，包括油页岩干馏炉,包括降温熄焦及余热回收单元、炉体连续卸焦单元和油页岩干馏半焦导出单元，油页岩干馏炉、降温熄焦及余热回收单元、炉体连续卸焦单元和油页岩干馏半焦导出单元自上向下依次连接；解决了现有技术中湿法出焦装置炼焦时水耗高、热无法回收、产生污水，且半焦携带水分过高、能源利用低，以及在水资源相对紧缺的地区，湿法出焦装置炼焦受到水的限制，油页岩的开发利用受到了严重的制约的问题，本发明以适应资源分布不平衡，突破用水限制，有利于油页岩行业的发展；并很大程度上提高能源利用率和减少污染。

Description

一种油页岩干馏半焦干法出焦装置
技术领域
本发明属于干馏生产技术领域，具体涉及一种油页岩干馏半焦干法出焦装置。
背景技术
油页岩是一种介于煤炭和石油之间储量巨大的固体化石燃料，可在500℃左右干馏后制取页岩油。作为一种重要的石油补充和替代能源，页岩油性能优越、用途广泛。
目前，现有的油页岩干馏生产技术都是采用湿法出焦装置，600℃左右（因炉型是否有发生段或气燃装置而异）的油页岩干馏半焦直接排入炉底的熄焦水盆/池中。湿法出焦装置特点是在立式干馏炉底下形成水密封，防止炉内煤气从干馏炉底部泄露外部，但是湿法出焦装置的致命缺点是干馏半焦携带水分过高，含水率有时高于50%。在油页岩分布广泛而水资源相对紧缺的地区，如新疆、内蒙古等地，油页岩的开发利用受到了严重的制约。
发明内容
本发明提供的油页岩干馏半焦干法出焦装置目的一是克服现有技术中湿法出焦装置炼焦时水耗高、热无法回收、产生污水，且半焦携带水分过高、能源利用低的问题；目的二是克服现有技术中在水资源相对紧缺的地区，湿法出焦装置炼焦受到水的限制，油页岩的开发利用受到了严重的制约的问题。
为此，本发明提供了一种油页岩干馏半焦干法出焦装置，包括油页岩干馏炉,包括降温熄焦及余热回收单元、炉体连续卸焦单元和油页岩干馏半焦导出单元，油页岩干馏炉、降温熄焦及余热回收单元、炉体连续卸焦单元和油页岩干馏半焦导出单元自上向下依次连接；
所述降温熄焦及余热回收单元包括水冷壁和省煤器，油页岩干馏炉、水冷壁和省煤器自上向下依次连接；
所述炉体连续卸焦单元包括导焦槽、推焦机、托焦盘和集焦仓，省煤器、导焦槽和集焦仓自上向下依次连接，推焦机和托焦盘均连接导焦槽的底部且推焦机和托焦盘均位于集焦仓内；
所述油页岩干馏半焦导出单元包括上闸阀、缓冲仓、下闸阀和出焦机，集焦仓、上闸阀、缓冲仓、下闸阀和出焦机自上向下依次连接。
所述油页岩干馏炉与水冷壁焊接连接，水冷壁和省煤器焊接连接。
所述水冷壁和省煤器均采用膜式壁箱型结构，膜式壁箱型结构采用全密封焊接膜式壁。
所述炉体连续卸焦单元还可包括喷淋装置，喷淋装置连接集焦仓。
所述油页岩干馏半焦导出单元还可包括柔性连接装置，柔性连接装置连于缓冲仓仓壁的支撑部位。
所述油页岩干馏半焦导出单元还可包括蒸汽吹扫装置，上闸阀和下闸阀均连接蒸汽吹扫装置。
所述喷淋装置采用锥形雾化喷嘴。
所述缓冲仓的出口采用溜槽，缓冲仓通过溜槽连接出焦机。
所述集焦仓的仓体中部的形状为方体，集焦仓的仓体下部的形状为倒锥体。
所述出焦机为埋刮板出焦机。
本发明的有益效果：
1. 本发明的油页岩干馏半焦干法出焦装置为干法出焦装置多台油页岩干馏炉配套1台余热锅炉，采用余热锅炉时，每台油页岩干馏炉的循环水管线各自独立，且可单独运行，余热锅炉根据锅炉原理和半焦温度竖向分布情况，设计上采用了上部水冷壁、下部省煤器的垂直结构，有效利用了半焦的显热；
2. 本发明的油页岩干馏半焦干法出焦装置采用的余热锅炉可生产1.25Mpa高品质蒸汽（193.4℃），可满足场内自用蒸汽需求的同时，多余部分还可以通过蒸汽轮机转化为电能，实现厂内电力供应；
3. 本发明的油页岩干馏半焦干法出焦装置解决了湿法熄焦，水耗高、热无法回收、产生污水的问题，可以适应资源分布不平衡，突破用水限制，有利于油页岩行业发展，并可推动促进类似行业干法物料冷却的技术研究；
4. 本发明的油页岩干馏半焦干法出焦装置出焦过程采用双闸阀控制，上闸阀和下闸阀始终处于交替开闭状态，这种开关制度既能保证半焦的收贮和排出，又能保证炉内煤气不向外泄漏；
5. 本发明的油页岩干馏半焦干法出焦装置中间缓冲仓上下电液动平板闸阀处采用蒸汽吹扫，能将阀门里堆积的粉状干馏焦渣吹净，保证了阀的密封作用，杜绝了恶劣的操作环境；
6.本发明的油页岩干馏半焦干法出焦装置的出焦机首次采用出焦机埋刮板式输送机，实现对较高温度物料的输送，增加了冷却环节，提供了后续物料输送系统的可靠性；
7.通过本发明的油页岩干馏半焦干法出焦装置所得到的半焦几乎不含外在水分，避免了潜在的环境污染；
8. 本发明的油页岩干馏半焦干法出焦装置采用的锅炉技术成熟可靠，选用的设备均为为市场通用设备，价廉易得；
9. 本发明的油页岩干馏半焦干法出焦装置采用结构相对简单，操作控制方便，易于掌握。
附图说明
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
图1是油页岩干馏半焦干法出焦装置结构主视图；
图2是油页岩干馏半焦干法出焦装置结构侧视图。
附图标记说明：1、油页岩干馏炉；2、水冷壁；3、省煤器；4、导焦槽；5、推焦机；6、托焦盘；7、集焦仓；8、上闸阀；9、缓冲仓；10、下闸阀；11、出焦机。
具体实施方式
实施例1：
如图1和图2所示，一种油页岩干馏半焦干法出焦装置，包括油页岩干馏炉1,包括降温熄焦及余热回收单元、炉体连续卸焦单元和油页岩干馏半焦导出单元，油页岩干馏炉1、降温熄焦及余热回收单元、炉体连续卸焦单元和油页岩干馏半焦导出单元自上向下依次连接；所述降温熄焦及余热回收单元包括水冷壁2和省煤器3，油页岩干馏炉1、水冷壁2和省煤器3自上向下依次连接；所述炉体连续卸焦单元包括导焦槽4、推焦机5、托焦盘6和集焦仓7，省煤器3、导焦槽4和集焦仓7自上向下依次连接，推焦机5和托焦盘6均连接导焦槽4的底部且推焦机5和托焦盘6均位于集焦仓7内；所述油页岩干馏半焦导出单元包括上闸阀8、缓冲仓9、下闸阀10和出焦机11，集焦仓7、上闸阀8、缓冲仓9、下闸阀10和出焦机11自上向下依次连接。
实施例2：
如图1和图2所示，一种油页岩干馏半焦干法出焦装置，包括油页岩干馏炉1,包括降温熄焦及余热回收单元、炉体连续卸焦单元和油页岩干馏半焦导出单元，油页岩干馏炉1、降温熄焦及余热回收单元、炉体连续卸焦单元和油页岩干馏半焦导出单元自上向下依次连接；所述降温熄焦及余热回收单元包括水冷壁2和省煤器3，油页岩干馏炉1、水冷壁2和省煤器3自上向下依次连接；所述炉体连续卸焦单元包括导焦槽4、推焦机5、托焦盘6和集焦仓7，省煤器3、导焦槽4和集焦仓7自上向下依次连接，推焦机5和托焦盘6均连接导焦槽4的底部且推焦机5和托焦盘6均位于集焦仓7内；所述油页岩干馏半焦导出单元包括上闸阀8、缓冲仓9、下闸阀10和出焦机11，集焦仓7、上闸阀8、缓冲仓9、下闸阀10和出焦机11自上向下依次连接。
本发明的油页岩干馏半焦干法出焦装置为干法出焦装置，多台油页岩干馏炉1配套1台余热锅炉，采用余热锅炉时，每台油页岩干馏炉1的循环水管线各自独立，且可单独运行，余热锅炉根据锅炉原理和半焦温度竖向分布情况，设计上采用了上部水冷壁2、下部省煤器3的垂直结构，有效利用了半焦的显热；本发明的油页岩干馏半焦干法出焦装置采用的余热锅炉可生产1.25Mpa高品质蒸汽（193.4℃），可满足场内自用蒸汽需求的同时，多余部分还可以通过蒸汽轮机转化为电能，实现厂内电力供应；解决了湿法熄焦，水耗高、热无法回收、产生污水的问题，可以适应资源分布不平衡，突破用水限制，有利于油页岩行业发展，并可推动促进类似行业干法物料冷却的技术研究；本发明的油页岩干馏半焦干法出焦装置出焦过程采用双闸阀控制，上闸阀8和下闸阀10始终处于交替开闭状态，这种开关制度既能保证半焦的收贮和排出，又能保证炉内煤气不向外泄漏；所得到的半焦几乎不含外在水分，避免了潜在的环境污染； 本发明的油页岩干馏半焦干法出焦装置采用的锅炉技术成熟可靠，选用的设备均为为市场通用设备，价廉易得；本发明的油页岩干馏半焦干法出焦装置采用结构相对简单，操作控制方便，易于掌握。
实施例3：
所述油页岩干馏炉1与水冷壁2焊接连接，水冷壁2和省煤器3焊接连接。所述油页岩干馏炉1与水冷壁2焊接连接，防止干馏气外泄；水冷壁1结构与油页岩干馏炉1的排焦口相匹配，可以为方形（适用于排焦口为方形的直立干馏炉）或圆形（适用于排焦口为圆形的直立干馏炉）；所述水冷壁2与省煤器3焊接连接，共同为油页岩干馏半焦降温熄焦及余热回收，水冷壁2用于生产高品质蒸汽，省煤器3用于预热锅炉给水，油页岩干馏半焦通过二者内部空腔后冷却。
所述水冷壁2和省煤器3均采用膜式壁箱型结构，膜式壁箱型结构采用全密封焊接膜式壁。水冷壁2设置在直立干馏炉排焦口处，作为炭化室和出焦设备之间的拦截通道，管内介质吸收焦炭显热，产生蒸汽供工业生产；水冷壁2有上升管和下降管分别与锅炉锅筒相连；省煤器3有软化补水管和供水管分别与给水泵和锅筒相连，为锅炉提供温度104℃的给水。所述的省煤器3与水冷壁2结构相同，作用类似，管内介质吸收焦炭显热，产生104℃热水，经泵供给余热锅炉锅筒；其所述的水冷壁2和省煤器3均采用全密封焊接膜式壁，与炉底座和出焦设备之间为焊接连接，密封性能好，既可以防止有害气体外泄，又可以防止空气漏入。其所述的水冷壁2和省煤器3可增设计有膜式壁插屏，膜式壁插屏用以增加受热面，膜式壁插屏的上集箱顶部设计有导流装置，导流装置为水冷导流板，减轻了膜式壁插屏的上集箱的磨损。
所述炉体连续卸焦单元还可包括喷淋装置，喷淋装置连接集焦仓7。集焦仓7布置喷淋装置，辅助控制出焦温度。
所述油页岩干馏半焦导出单元还可包括柔性连接装置，柔性连接装置连于缓冲仓9仓壁的支撑部位。柔性连接装置可为现有的装置，可为柔性连接器等，中间缓冲仓仓壁上装有柔性连接装置，不仅可以支撑料仓，还可以吸收仓壁因温度升高产生的热胀冷缩位移。
所述油页岩干馏半焦导出单元还可包括蒸汽吹扫装置，上闸阀8和下闸阀10均连接蒸汽吹扫装置。蒸汽吹扫装置为现有的装置，在此不做详细描述。上闸阀8和下闸阀10均为电液动平板闸阀。上闸阀8和下闸阀10采用交替开闭方式实现排焦，保证无气体外泄并可适应不同生产负荷的变化；上闸阀8和下闸阀10设置蒸汽吹扫装置，能将阀门里堆积的粉状干馏焦渣吹净，保证了阀的密封作用，杜绝了恶劣的操作环境，有效防止卡料并起到气封作用。
所述喷淋装置采用锥形雾化喷嘴。大小由喷洒水量决定，仅起到辅助控温作用，正常生产情况不喷淋。
所述缓冲仓9的出口采用溜槽，缓冲仓9通过溜槽连接出焦机11。
所述集焦仓7的仓体中部的形状为方体，集焦仓7的仓体下部的形状为倒锥体。方便集焦仓7收集和排焦。
所述导焦槽4由浇注料制作，导焦槽4外敷钢板与集焦仓7四周焊接密封，既防止干馏气体外泄，又防止空气漏入。托焦盘6保证页岩干馏炉内半焦薄层依次出焦。推焦机5为往复式推焦机，往复式推焦机5的牵引杆与集焦仓7通过填料函密封。往复式推焦机5的刮焦板密封于集焦仓7内。集焦仓7下部与中间缓冲仓9仓上电液动平板闸阀8通过法兰连接。中间缓冲仓9下部与仓下电液动平板闸阀10通过法兰连接。仓下电液动平板闸阀10下部通过溜槽与埋刮板出焦机11形成出料通道。
本发明的工作原理为：
出焦过程为：红热的干馏半焦依次经过水冷壁和省煤器，到达往复式推焦机5，往复式推焦机5刮出半焦后，半焦由于重力自然落下进入集焦仓7。出焦过程采用上闸阀8和下闸阀10控制。上闸阀8和下闸阀10始终处于开闭交替的位置；排焦时，先关闭中间缓冲仓9上部上闸阀8（阀门与集焦仓7底部相连），排焦完成后打开中间缓冲仓9下部下闸阀10，将半焦排出。半焦不排出时，下部下闸阀10处于关闭位置，上部上闸阀8处于开启位置，集焦仓7的半焦落至中间缓冲仓9。这种开关制度能保证物料的收贮和排出，并保证炉内煤气不从双层阀外漏。
具体操作是：随着推焦机5不停的水平往复式运动，红热的干馏半焦（约500℃~600℃）不断的从油页岩干馏炉1向下移动从排焦口排出，依次进入水冷壁2和省煤器3，红焦在下落过程中通过水冷壁2向管内介质放热，半焦与水冷壁2换热后温度降至300~350℃，半焦与省煤器2换热向管内介质放热后温度降至150~200℃左右，而后到达推焦机5，推焦机5刮出半焦后，半焦由于重力自然落下进入集焦仓7，此时，首先关闭中间缓冲仓9下部下闸阀10，打开中间缓冲仓9上部上闸阀8，半焦进入中间缓冲仓9，当中间缓冲仓9贮存一定半焦后，关闭上部上闸阀8，打开中间缓冲仓9下部下闸阀10，半焦由中间缓冲仓9落下进入半焦溜槽，进入炉底出焦机11，经出焦机11转运进入半焦堆场。此过程中，上部上闸阀8和下部下闸阀10处可通蒸汽吹扫，防止炉气外漏，集焦仓7和中间缓冲仓9也设置间歇喷淋水管，视生产情况以辅助控制出焦温度，保证后部皮带运输系统不至于因过热超过皮带的耐受极限。
本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种油页岩干馏半焦干法出焦装置，包括油页岩干馏炉（1）,其特征在于：包括降温熄焦及余热回收单元、炉体连续卸焦单元和油页岩干馏半焦导出单元，油页岩干馏炉（1）、降温熄焦及余热回收单元、炉体连续卸焦单元和油页岩干馏半焦导出单元自上向下依次连接；
所述降温熄焦及余热回收单元包括水冷壁（2）和省煤器（3），油页岩干馏炉（1）、水冷壁（2）和省煤器（3）自上向下依次连接；
所述炉体连续卸焦单元包括导焦槽（4）、推焦机（5）、托焦盘（6）和集焦仓（7），省煤器（3）、导焦槽（4）和集焦仓（7）自上向下依次连接，推焦机（5）和托焦盘（6）均连接导焦槽（4）的底部且推焦机（5）和托焦盘（6）均位于集焦仓（7）内；
所述油页岩干馏半焦导出单元包括上闸阀（8）、缓冲仓（9）、下闸阀（10）和出焦机（11），集焦仓（7）、上闸阀（8）、缓冲仓（9）、下闸阀（10）和出焦机（11）自上向下依次连接。
2.如权利要求1所述的油页岩干馏半焦干法出焦装置，其特征在于：所述油页岩干馏炉（1）与水冷壁（2）焊接连接，水冷壁（2）和省煤器（3）焊接连接。
3.如权利要求2所述的油页岩干馏半焦干法出焦装置，其特征在于：所述水冷壁（2）和省煤器（3）均采用膜式壁箱型结构，膜式壁箱型结构采用全密封焊接膜式壁。
4.如权利要求1所述的油页岩干馏半焦干法出焦装置，其特征在于：所述炉体连续卸焦单元还可包括喷淋装置，喷淋装置连接集焦仓（7）。
5.如权利要求1所述的油页岩干馏半焦干法出焦装置，其特征在于：所述油页岩干馏半焦导出单元还可包括柔性连接装置，柔性连接装置连于缓冲仓（9）仓壁的支撑部位。
6.如权利要求5所述的油页岩干馏半焦干法出焦装置，其特征在于：所述油页岩干馏半焦导出单元还可包括蒸汽吹扫装置，上闸阀（8）和下闸阀（10）均连接蒸汽吹扫装置。
7.如权利要求4所述的油页岩干馏半焦干法出焦装置，其特征在于：所述喷淋装置采用锥形雾化喷嘴。
8.如权利要求5所述的油页岩干馏半焦干法出焦装置，其特征在于：所述缓冲仓（9）的出口采用溜槽，缓冲仓（9）通过溜槽连接出焦机（11）。
9.如权利要求4所述的油页岩干馏半焦干法出焦装置，其特征在于：所述集焦仓（7）的仓体中部的形状为方体，集焦仓（7）的仓体下部的形状为倒锥体。
10.如权利要求8所述的油页岩干馏半焦干法出焦装置，其特征在于：所述出焦机（11）为埋刮板出焦机。
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