CN111978972A - 一种秸秆废弃物耦合油页岩综合利用系统及工艺 - Google Patents

一种秸秆废弃物耦合油页岩综合利用系统及工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN111978972A
CN111978972A CN202010775914.0A CN202010775914A CN111978972A CN 111978972 A CN111978972 A CN 111978972A CN 202010775914 A CN202010775914 A CN 202010775914A CN 111978972 A CN111978972 A CN 111978972A
Authority
CN
China
Prior art keywords
oil shale
biomass
oil
gas
outlet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010775914.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111978972B (zh
Inventor
陈斌
张言睿
叶筱
严祯荣
邓胜祥
王莎
沈骏
徐顾鑫
王欣怡
王鹏超
陶天华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai University of Engineering Science
Original Assignee
Shanghai University of Engineering Science
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai University of Engineering Science filed Critical Shanghai University of Engineering Science
Priority to CN202010775914.0A priority Critical patent/CN111978972B/zh
Publication of CN111978972A publication Critical patent/CN111978972A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111978972B publication Critical patent/CN111978972B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C10B53/02—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of cellulose-containing material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C10B53/06—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of oil shale and/or or bituminous rocks
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B57/00—Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general
    • C10B57/005—After-treatment of coke, e.g. calcination desulfurization
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B57/00—Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general
    • C10B57/02—Multi-step carbonising or coking processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/002—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal in combination with oil conversion- or refining processes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

本发明涉及一种秸秆废弃物耦合油页岩综合利用系统及工艺，包括第一换热器、第二换热器、第三换热器、蒸汽轮机、烟囱以及耦合的生物质干馏单元和油页岩干馏单元。与现有技术相比，本发明将生物质与油页岩干馏先分开后耦合，利用生物质挥发分催化油页岩干馏过程，通过对该过程的热化学转化路径进行重构，有效提升了油页岩的干馏效率，并实现生物质废弃物的资源化利用，同时将生物质干馏炉、油页岩干馏炉与循环流化床锅炉有机结合，综合考量了资源、环境与社会经济效益，实现油页岩与生物质废弃物的科学利用。

Description

一种秸秆废弃物耦合油页岩综合利用系统及工艺
技术领域
本发明属于油页岩及生物质资源综合利用技术领域，涉及一种秸秆废弃物耦合油页岩综合利用系统及工艺。
背景技术
油页岩是一种灰分高、燃烧热值低的黑色或棕色固体岩石，主要由无机矿物质和有机物质组成，属于可燃有机矿体。世界上已探明储量的页岩油为4000多亿吨(按油页岩原位储量计算)，远远高于世界原油探明可采储量。另外，随着对油页岩资源的进一步开发、利用，这一数字将继续增大。作为世界上为数不多的油页岩资源储量大国之一，我国油页岩的资源丰富，折算成页岩油的储量为476.44亿吨。近年来油页岩作为石油的可替代能源受到广泛关注并被大量研究。
关于油页岩热解方面的探索最早可以追溯至1830-1870年，法国、德国、英国相继进行的油页岩热解以及燃烧利用研究。之后，伴随着第二次世界大战爆发、能源危机的出现和石油工业兴起，油页岩产业几度兴衰。现如今，由于各国高速发展从而导致的能源需求相比以往大大增加，面对日渐尖锐的石油供需矛盾，世界范围内再次兴起了对油页岩开采和利用技术的研究。对于油页岩干馏而言，如何在保证油产量的前提下，提高能源利用效率、减少污染物排放和提升干馏油品质等问题是该领域的研究重点。
此外，我国正在发力发展生态环境建设，我国生活垃圾中厨余垃圾(即湿垃圾)占60％厨余垃圾已开发项目仅有5％。这类垃圾的特点是含水量高；另一特点就是有强烈的的气味，容易腐烂给人民健康和生活带来很大的影响。
鉴于上述问题，众多油页岩工作者们建议化工制油行业应采用集“混合热解炼油-发电-化工/材料”为一体的油页岩结合生物质的全面综合利用方法，以实现油页岩资源的高效及清洁利用和生物质废弃物的资源化利用。
发明专利CN201110443734.3公开了油页岩回转窑干馏与循环流化床燃烧工艺，将页岩灰作为油页岩干馏炉的热载体，使油页岩回转窑干馏与循环流化床锅炉有机结合，但期间作为热载体的页岩灰会对油页岩的干馏产物造成很强的吸附作用，从而使得页岩油产率降低。发明专利CN201410158250.8公开了将油页岩干馏和半焦气化综合利用的系统及工艺，但该工艺干馏过程中产生的气体并没有得到有效回收利用，废气对于环境的污染无法降低。发明专利CN105295982A公开了一种油页岩伴生物质多联产综合利用系统及工艺，该系统将生物质与油页岩混合干馏，结合生物质“气多油少”与油页岩“气少油多”的热解特性，以瓦斯气与半焦燃烧后作为热源对干馏炉进行加热，实现油页岩的综合利用，但问题在于生物质与油页岩热解温度有一定差异，在混合干馏过程中，容易出现二次裂解以降低热解油的品质与产量，此外，生物质半焦多空隙的特性也容易吸附热解挥发组分，从而降低热解油的产量。此外，申请人发现上述专利均采用固体废弃物以及瓦斯循环实现热量回收再利用，对于废气以及半焦的综合利用未见报道。
发明内容
本发明的目的就是为了提供一种秸秆废弃物耦合油页岩综合利用系统及工艺。将生物质与油页岩干馏先分开后耦合，利用生物质挥发分催化油页岩干馏过程，通过对该过程的热化学转化路径进行重构，有效提升了油页岩的干馏效率，并实现生物质废弃物的资源化利用，同时将生物质干馏炉、油页岩干馏炉与循环流化床锅炉有机结合，综合考量了资源、环境与社会经济效益，实现油页岩与生物质废弃物的科学利用。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
本发明第一方面提供一种秸秆废弃物耦合油页岩综合利用系统，包括第一换热器、第二换热器、第三换热器、蒸汽轮机、烟囱以及耦合的生物质干馏单元和油页岩干馏单元；
所述的生物质干馏单元包括生物质干馏炉，所述的生物质干馏炉具有生物质进料口、生物质挥发分出口和生物质半焦出口，生物质进料口连接有生物质储料仓，生物质半焦出口依次连接有生物质半焦储料仓和炭化炉，炭化炉具有烟气出口；
所述的油页岩干馏单元包括油页岩干馏炉，所述的油页岩干馏炉具有油页岩进料口、生物质挥发分进口、油气混合物出口、油页岩半焦出口和循环瓦斯进口，所述的油气混合物出口连接有冷凝器，冷凝器具有瓦斯出口和原油出口，瓦斯出口连接有瓦斯燃烧炉，瓦斯燃烧炉具有烟气出口，原油出口连接有沉降分离装置，沉降分离装置具有沉降分离轻组分出口和沉降分离重组分出口，沉降分离轻组分出口连接有木醋液收集罐，沉降分离重组分出口连接有原油精馏塔，原油精馏塔具有烟气出口，所述的油页岩半焦出口依次连接有油页岩半焦储料仓和循环流化床锅炉，循环流化床锅炉具有灰烬出口和烟气出口，且循环流化床锅炉的烟气出口与炭化炉和原油精馏塔相连；
所述的冷凝器的瓦斯出口还经过第一换热器与油页岩干馏炉的循环瓦斯进口连接，所述的生物质干馏炉的生物质挥发分出口还经过第二换热器与油页岩干馏炉的生物质挥发分进口相连，瓦斯燃烧炉和炭化炉的烟气出口分别经过第一换热器和第二换热器与烟囱连接，循环流化床锅炉的烟气出口还经过第三换热器与烟囱连接，并通过第三换热器驱动蒸汽轮机，原油精馏塔的烟气出口与烟囱连接。
作为一种实施方式，所述的原油精馏塔连接有商品油储存罐和沥青储存罐。
作为一种实施方式，炭化炉还连接有焦炭储料仓。
作为一种实施方式，循环流化床锅炉的灰烬出口连接有灰烬储料仓。
作为一种实施方式，第三换热器通过工质水循环驱动蒸汽轮机。
本发明第二方面提供一种秸秆废弃物耦合油页岩综合利用工艺，采用所述的系统，包括以下步骤：
S1：将生物质原料加入生物质干馏炉中进行干馏，产生生物挥发分和生物质半焦，产生的生物质半焦进入生物质半焦进入生物质半焦储料仓中；
S2：将油页岩原料加入油页岩干馏炉中，步骤S1中生物质干馏炉产生的生物质挥发分经过第二换热器加热后进入油页岩干馏炉中并混合油页岩原料进行耦合干馏，产生油页岩半焦、含有页岩油的原油和含有瓦斯的油气混合产物，油页岩半焦进入油页岩半焦储料仓中，油气混合产物进入冷凝器中；
S3：冷凝器将油气混合产物冷凝分离，瓦斯气体部分经第一换热器循环回油页岩干馏炉，部分进入瓦斯燃烧室，原油通入沉降分离装置，分离后分别进入木醋液收集罐和原油精馏塔；
S4：生物质半焦储料仓中的生物质半焦送入炭化炉内进行燃烧，油页岩半焦储料仓中的油页岩半焦送入循环流化床锅炉中进行燃烧；
S5：循环流化床锅炉燃烧产生的高温烟气部分进入第三换热器并加热第三换热器中的工质水，产生高温蒸汽进入蒸汽轮机做功发电；部分进入并加热炭化炉；部分进入并加热原油精馏塔；
S6：第一换热器中的循环瓦斯一部分进入油页岩干馏炉中作为热源为油页岩干馏炉提供热量；一部分进入瓦斯燃烧室燃烧，产生的热量经第一换热器对重回油页岩干馏炉的循环瓦斯气体进行保温及加热。
S7：第一换热器、第二换热器、第三换热器和原油精馏塔的烟气均经烟囱排出。
作为一种实施方式，蒸汽轮机做功发电，发电部分加热炭化炉，部分加热原油精馏塔。
作为一种实施方式，所述的生物质原料与油页岩原料的进料质量比为1:；优选所述的生物质原料与油页岩原料的进料质量比为1:3。
作为一种实施方式，生物质原料粒径为10～30mm，油页岩原料的粒径为30～50mm；优选生物质原料粒径为20mm，油页岩原料的粒径为40mm。
作为一种实施方式，循环流化床锅炉的运行温度为850～900℃。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、生物质半焦储料仓中的生物质半焦进入炭化炉、油页岩半焦储料仓中的油页岩半焦进入循环流化床锅炉中进行燃烧。充分利用油页岩干馏产生的半焦进入循环流化床锅炉燃烧产生的高温烟气部分经第三换热器换热后产生高温蒸汽进入蒸汽轮机做功、发电部分加热炭化炉，部分加热原油精馏塔；生物质半焦进入炭化炉中，制成焦炭增加产品附加值。此外，利用生物质与油页岩干馏产生的瓦斯气作为热源和循环热载体进行干馏，并入瓦斯燃烧室对多余的瓦斯进行燃烧、做功，实现了固体半焦废弃物和废气的资源化利用，有效减少了环境污染；
2、将生物质与油页岩干馏先分开后耦合，利用生物质挥发分中各类小分子自由基优化油页岩干馏过程的同时，降低生物质半焦对油页岩产物的吸附作用，实现了生物质对油页岩热解过程的定向优化调控，提升了页岩油的品质与产量；
3、将生物质干馏炉、油页岩干馏炉、瓦斯燃烧炉与循环流化床锅炉有机结合为一体，油页岩干馏所需的热载体直接源于瓦斯燃烧室烟气加热的循环瓦斯，循环流化床锅炉的燃料源于油页岩干馏后的半焦以及油泥，实现了油页岩干馏炼油与循环流化床发电供热同步进行；
4、整个系统及方法对原料的适应性广，且综合利用程度高，既能用于贫矿，也可用于富矿，既可用于秸秆等农作废弃物的资源化利用，也适用于海藻等其他生物质的综合利用；
5、整个系统及方法油页岩干馏产油率较高，避免了固体废弃物半焦和热解气对环境的污染问题，最终实现油页岩、生物质的洁净、高效利用。
附图说明
图1为本发明的秸秆废弃物耦合油页岩综合利用系统的示意图。
图中，1为油页岩干馏炉，2为冷凝器，3为第一换热器，4为瓦斯燃烧炉，5为生物质储料仓，6为油页岩半焦储料仓，7为沉降分离装置，8为木醋液收集罐，9为炭化炉，10为循环流化床锅炉，11为原油精馏塔，12为商品油储存罐，13为沥青储存罐，14为焦炭储料仓，15为灰烬储料仓，16为烟囱，17为第二换热器，18为蒸汽轮机，19为生物质干馏炉，20为第三换热器，21为生物质半焦储料仓。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
一种秸秆废弃物耦合油页岩综合利用系统，如图1所示，包括第一换热器3、第二换热器17、第三换热器20、蒸汽轮机18、烟囱16以及耦合的生物质干馏单元和油页岩干馏单元；
生物质干馏单元包括生物质干馏炉19，生物质干馏炉19具有生物质进料口、生物质挥发分出口和生物质半焦出口，生物质进料口连接有生物质储料仓5，生物质半焦出口依次连接有生物质半焦储料仓21和炭化炉9，炭化炉9具有烟气出口；
油页岩干馏单元包括油页岩干馏炉1，油页岩干馏炉1具有油页岩进料口、生物质挥发分进口、油气混合物出口、油页岩半焦出口和循环瓦斯进口，油气混合物出口连接有冷凝器2，冷凝器2具有瓦斯出口和原油出口，瓦斯出口连接有瓦斯燃烧炉4，瓦斯燃烧炉4具有烟气出口，原油出口连接有沉降分离装置7，沉降分离装置7具有沉降分离轻组分出口和沉降分离重组分出口，沉降分离轻组分出口连接有木醋液收集罐8，沉降分离重组分出口连接有原油精馏塔11，原油精馏塔11具有烟气出口，油页岩半焦出口依次连接有油页岩半焦储料仓6和循环流化床锅炉10，循环流化床锅炉10具有灰烬出口和烟气出口，且循环流化床锅炉10的烟气出口与炭化炉9和原油精馏塔11相连；
冷凝器2的瓦斯出口还经过第一换热器3与油页岩干馏炉1的循环瓦斯进口连接，生物质干馏炉19的生物质挥发分出口还经过第二换热器17与油页岩干馏炉1的生物质挥发分进口相连，瓦斯燃烧炉4和炭化炉9的烟气出口分别经过第一换热器3和第二换热器17与烟囱16连接，循环流化床锅炉10的烟气出口还经过第三换热器20与烟囱连接，并通过第三换热器20驱动蒸汽轮机18，原油精馏塔11的烟气出口与烟囱16连接。
本实施例中，优选原油精馏塔11连接有商品油储存罐12和沥青储存罐13。炭化炉9还连接有焦炭储料仓14。循环流化床锅炉10的灰烬出口连接有灰烬储料仓15。第三换热器20通过工质水循环驱动蒸汽轮机18。
采用上述系统的秸秆废弃物耦合油页岩综合利用工艺，包括以下步骤：
S1：将干燥、粉碎后的生物质原料与油页岩原料分别放入生物质储料仓5和油页岩储料仓(图中未示出)中；将生物质原料加入生物质干馏炉19中进行干馏，产生生物挥发分和生物质半焦，产生的生物质半焦进入生物质半焦进入生物质半焦储料仓21中；
S2：将油页岩原料加入油页岩干馏炉1中，步骤S1中生物质干馏炉19产生的生物质挥发分经过第二换热器17加热后进入油页岩干馏炉1中并混合油页岩原料进行耦合干馏，产生油页岩半焦、含有页岩油的原油和含有瓦斯的油气混合产物，油页岩半焦进入油页岩半焦储料仓6中，油气混合产物进入冷凝器2中；
S3：冷凝器2将油气混合产物冷凝分离，瓦斯气体部分经第一换热器3循环回油页岩干馏炉1，部分进入瓦斯燃烧室4，原油通入沉降分离装置7，分离后分别进入木醋液收集罐8(利用产品余料制成木醋液增加附加值)和原油精馏塔11(提炼商品油及沥青)；
S4：生物质半焦储料仓21中的生物质半焦送入炭化炉9内进行燃烧，油页岩半焦储料仓6中的油页岩半焦送入循环流化床锅炉10中进行燃烧；
S5：循环流化床锅炉10燃烧产生的高温烟气部分进入第三换热器20并加热第三换热器20中的工质水，产生高温蒸汽进入蒸汽轮机18做功发电；部分进入并加热炭化炉9(生产焦炭)；部分进入并加热原油精馏塔11；
S6：第一换热器3中的循环瓦斯一部分进入油页岩干馏炉1中作为热源为油页岩干馏炉提供热量；一部分进入瓦斯燃烧室燃烧，产生的热量经第一换热器3对重回油页岩干馏炉1的循环瓦斯气体进行保温及加热(使得本发明生物质、油页岩干馏产生的瓦斯既可以作为热源为生物质、油页岩干馏提供热量，又可以作为热载体在系统内循环，进一步实现了生物质、油页岩废气的资源化利用，有效减少了环境污染)。
S7：第一换热器3、第二换热器17、第三换热器20和原油精馏塔11的烟气均经烟囱排出(实现了烟气的统一排放，以便于后处理)。
优选蒸汽轮机18连接发电装置(图中未显示)，以供发电。蒸汽轮机18做功发电，发电部分加热炭化炉9，部分加热原油精馏塔11。
本发明中，生物质原料与油页岩原料的进料质量比为1:2～4；优选生物质原料与油页岩原料的进料质量比为1:3。
本发明中，生物质原料粒径为10～30mm，油页岩原料的粒径为30～50mm；优选生物质原料粒径为20mm，油页岩原料的粒径为40mm。适用于干馏炉干馏，同时克服后续生物质及油页岩半焦进入循环流化床锅炉10燃烧过程中需要进一步破碎的问题。
本发明中，循环流化床锅炉10的运行温度为850～900℃。以有效控制NOx的生成排放，且有利于保持灰渣的活性，使得燃烧后的灰渣中底灰和飞灰含量小于2％，可以直接作为建材原料，进而通过作为建材原料制作砖块、水泥等高附加值产品以得到充分利用，从而实现了半焦、油污泥的资源化利用，且有效减少了环境污染。
综上所述，本发明将生物质与油页岩干馏先分开后耦合，利用生物质挥发分催化油页岩干馏过程，通过对该过程的热化学转化路径进行重构，有效提升了油页岩的干馏效率，并实现生物质废弃物的资源化利用，同时将生物质干馏炉、油页岩干馏炉与循环流化床锅炉有机结合，综合考量了资源、环境与社会经济效益，实现油页岩与生物质废弃物的科学利用。
上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种秸秆废弃物耦合油页岩综合利用系统，其特征在于，包括第一换热器(3)、第二换热器(17)、第三换热器(20)、蒸汽轮机(18)、烟囱(16)以及耦合的生物质干馏单元和油页岩干馏单元；
所述的生物质干馏单元包括生物质干馏炉(19)，所述的生物质干馏炉(19)具有生物质进料口、生物质挥发分出口和生物质半焦出口，生物质进料口连接有生物质储料仓(5)，生物质半焦出口依次连接有生物质半焦储料仓(21)和炭化炉(9)，炭化炉(9)具有烟气出口；
所述的油页岩干馏单元包括油页岩干馏炉(1)，所述的油页岩干馏炉(1)具有油页岩进料口、生物质挥发分进口、油气混合物出口、油页岩半焦出口和循环瓦斯进口，所述的油气混合物出口连接有冷凝器(2)，冷凝器(2)具有瓦斯出口和原油出口，瓦斯出口连接有瓦斯燃烧炉(4)，瓦斯燃烧炉(4)具有烟气出口，原油出口连接有沉降分离装置(7)，沉降分离装置(7)具有沉降分离轻组分出口和沉降分离重组分出口，沉降分离轻组分出口连接有木醋液收集罐(8)，沉降分离重组分出口连接有原油精馏塔(11)，原油精馏塔(11)具有烟气出口，所述的油页岩半焦出口依次连接有油页岩半焦储料仓(6)和循环流化床锅炉(10)，循环流化床锅炉(10)具有灰烬出口和烟气出口，且循环流化床锅炉(10)的烟气出口与炭化炉(9)和原油精馏塔(11)相连；
所述的冷凝器(2)的瓦斯出口还经过第一换热器(3)与油页岩干馏炉(1)的循环瓦斯进口连接，所述的生物质干馏炉(19)的生物质挥发分出口还经过第二换热器(17)与油页岩干馏炉(1)的生物质挥发分进口相连，瓦斯燃烧炉(4)和炭化炉(9)的烟气出口分别经过第一换热器(3)和第二换热器(17)与烟囱(16)连接，循环流化床锅炉(10)的烟气出口还经过第三换热器(20)与烟囱连接，并通过第三换热器(20)驱动蒸汽轮机(18)，原油精馏塔(11)的烟气出口与烟囱(16)连接。
2.根据权利要求1所述的一种秸秆废弃物耦合油页岩综合利用系统，其特征在于，所述的原油精馏塔(11)连接有商品油储存罐(12)和沥青储存罐(13)。
3.根据权利要求1所述的一种秸秆废弃物耦合油页岩综合利用系统，其特征在于，炭化炉(9)还连接有焦炭储料仓(14)。
4.根据权利要求1所述的一种秸秆废弃物耦合油页岩综合利用系统，其特征在于，循环流化床锅炉(10)的灰烬出口连接有灰烬储料仓(15)。
5.根据权利要求1所述的一种秸秆废弃物耦合油页岩综合利用系统，其特征在于，第三换热器(20)通过工质水循环驱动蒸汽轮机(18)。
6.一种秸秆废弃物耦合油页岩综合利用工艺，其特征在于，采用如权利要求1～5任一所述的系统，包括以下步骤：
S1：将生物质原料加入生物质干馏炉(19)中进行干馏，产生生物挥发分和生物质半焦，产生的生物质半焦进入生物质半焦进入生物质半焦储料仓(21)中；
S2：将油页岩原料加入油页岩干馏炉(1)中，步骤S1中生物质干馏炉(19)产生的生物质挥发分经过第二换热器(17)加热后进入油页岩干馏炉(1)中并混合油页岩原料进行耦合干馏，产生油页岩半焦、含有页岩油的原油和含有瓦斯的油气混合产物，油页岩半焦进入油页岩半焦储料仓(6)中，油气混合产物进入冷凝器(2)中；
S3：冷凝器(2)将油气混合产物冷凝分离，瓦斯气体部分经第一换热器(3)循环回油页岩干馏炉(1)，部分进入瓦斯燃烧室(4)，原油通入沉降分离装置(7)，分离后分别进入木醋液收集罐(8)和原油精馏塔(11)；
S4：生物质半焦储料仓(21)中的生物质半焦送入炭化炉(9)内进行燃烧，油页岩半焦储料仓(6)中的油页岩半焦送入循环流化床锅炉(10)中进行燃烧；
S5：循环流化床锅炉(10)燃烧产生的高温烟气部分进入第三换热器(20)并加热第三换热器(20)中的工质水，产生高温蒸汽进入蒸汽轮机(18)做功发电；部分进入并加热炭化炉(9)；部分进入并加热原油精馏塔(11)；
S6：第一换热器(3)中的循环瓦斯一部分进入油页岩干馏炉(1)中作为热源为油页岩干馏炉提供热量；一部分进入瓦斯燃烧室燃烧，产生的热量经第一换热器(3)对重回油页岩干馏炉(1)的循环瓦斯气体进行保温及加热。
S7：第一换热器(3)、第二换热器(17)、第三换热器(20)和原油精馏塔(11)的烟气均经烟囱排出。
7.根据权利要求6所述的一种秸秆废弃物耦合油页岩综合利用工艺，其特征在于，蒸汽轮机(18)做功发电，发电部分加热炭化炉(9)，部分加热原油精馏塔(11)。
8.根据权利要求6所述的一种秸秆废弃物耦合油页岩综合利用工艺，其特征在于，所述的生物质原料与油页岩原料的进料质量比为1:(2～4)；优选所述的生物质原料与油页岩原料的进料质量比为1:3。
9.根据权利要求6所述的一种秸秆废弃物耦合油页岩综合利用工艺，其特征在于，生物质原料粒径为10～30mm，油页岩原料的粒径为30～50mm；优选生物质原料粒径为20mm，油页岩原料的粒径为40mm。
10.根据权利要求6所述的一种秸秆废弃物耦合油页岩综合利用工艺，其特征在于，循环流化床锅炉(10)的运行温度为850～900℃。
CN202010775914.0A 2020-08-05 2020-08-05 一种秸秆废弃物耦合油页岩综合利用系统及工艺 Active CN111978972B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010775914.0A CN111978972B (zh) 2020-08-05 2020-08-05 一种秸秆废弃物耦合油页岩综合利用系统及工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010775914.0A CN111978972B (zh) 2020-08-05 2020-08-05 一种秸秆废弃物耦合油页岩综合利用系统及工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111978972A true CN111978972A (zh) 2020-11-24
CN111978972B CN111978972B (zh) 2021-10-08

Family

ID=73445040

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010775914.0A Active CN111978972B (zh) 2020-08-05 2020-08-05 一种秸秆废弃物耦合油页岩综合利用系统及工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111978972B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115433604A (zh) * 2022-07-12 2022-12-06 上海理工大学 一种光热解生物质清洁利用系统
CN115433603A (zh) * 2022-07-12 2022-12-06 上海理工大学 一种光热水合生物质清洁利用系统

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2209872A1 (en) * 2007-10-11 2010-07-28 Valtion Teknillinen Tutkimuskeskus Apparatus for producing a pyrolysis product
CN202808715U (zh) * 2011-12-28 2013-03-20 龙口矿业集团有限公司 8mm—40mm颗粒度油页岩干馏炼油的装置
CN202953993U (zh) * 2012-11-16 2013-05-29 东北电力大学 一种油页岩干燥、加热、炼油、半焦燃烧一体化装置
CN103923677A (zh) * 2014-04-18 2014-07-16 上海交通大学 一种将油页岩干馏和半焦气化综合利用的系统及工艺
CN104017590A (zh) * 2014-06-24 2014-09-03 华南农业大学 一种农林生物质连续热解炭化方法
CN104059690A (zh) * 2014-07-07 2014-09-24 大连理工大学 一种页岩油提质液体石蜡和汽柴油的方法
CN105295982A (zh) * 2015-11-18 2016-02-03 上海交通大学 一种油页岩伴生物质的多联产综合利用系统及其工艺
CN107586567A (zh) * 2017-10-17 2018-01-16 农业部规划设计研究院 一种基于连续干馏、气化重整与烘焙耦合处理的生物质热解气炭清洁联产工艺
CN110194960A (zh) * 2019-06-10 2019-09-03 四川中环农科科技有限公司 生物质干馏炭、气、油、液联产的装置及方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2209872A1 (en) * 2007-10-11 2010-07-28 Valtion Teknillinen Tutkimuskeskus Apparatus for producing a pyrolysis product
CN202808715U (zh) * 2011-12-28 2013-03-20 龙口矿业集团有限公司 8mm—40mm颗粒度油页岩干馏炼油的装置
CN202953993U (zh) * 2012-11-16 2013-05-29 东北电力大学 一种油页岩干燥、加热、炼油、半焦燃烧一体化装置
CN103923677A (zh) * 2014-04-18 2014-07-16 上海交通大学 一种将油页岩干馏和半焦气化综合利用的系统及工艺
CN104017590A (zh) * 2014-06-24 2014-09-03 华南农业大学 一种农林生物质连续热解炭化方法
CN104059690A (zh) * 2014-07-07 2014-09-24 大连理工大学 一种页岩油提质液体石蜡和汽柴油的方法
CN105295982A (zh) * 2015-11-18 2016-02-03 上海交通大学 一种油页岩伴生物质的多联产综合利用系统及其工艺
CN107586567A (zh) * 2017-10-17 2018-01-16 农业部规划设计研究院 一种基于连续干馏、气化重整与烘焙耦合处理的生物质热解气炭清洁联产工艺
CN110194960A (zh) * 2019-06-10 2019-09-03 四川中环农科科技有限公司 生物质干馏炭、气、油、液联产的装置及方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BIN CHEN: "Studies of the Co-pyrolysis of Oil Shale and Wheat Straw", 《ENERGY & FUELS》 *
田红，廖正祝: "生物质与油页岩混合热解特性研究", 《洁净煤技术》 *
胡润青: "《中国生物质能技术路线图研究》", 30 June 2011, 中国环境科学出版社 *
范长华: "《化工建设项目咨询手册》", 30 June 1992, 山东大学出版社 *
高严: "《面向21世纪电力科学技术讲座》", 31 January 2001, 中国电力出版社 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115433604A (zh) * 2022-07-12 2022-12-06 上海理工大学 一种光热解生物质清洁利用系统
CN115433603A (zh) * 2022-07-12 2022-12-06 上海理工大学 一种光热水合生物质清洁利用系统
CN115433603B (zh) * 2022-07-12 2024-01-23 上海理工大学 一种光热水合生物质清洁利用系统
CN115433604B (zh) * 2022-07-12 2024-01-23 上海理工大学 一种光热解生物质清洁利用系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN111978972B (zh) 2021-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103740389B (zh) 低阶煤梯级利用的多联产工艺
CN103979491B (zh) 一种污泥与生物质共混气化制氢的方法
CN102295940B (zh) 一种新型的油页岩干馏炼油方法及装置
CN102942943B (zh) 油页岩气固热载体干馏及半焦燃烧发电一体化工艺
CN105295982B (zh) 一种油页岩伴生物质的多联产综合利用系统及其工艺
CN101440290B (zh) 一种微波快速中低温干馏煤的方法
CN211367490U (zh) 一种物料热解气化系统
CN111978972B (zh) 一种秸秆废弃物耦合油页岩综合利用系统及工艺
CN101818073A (zh) 油页岩干馏、半焦焚烧一体化系统
CN110903855A (zh) 一种物料热解气化工艺、系统及应用
CN110746070A (zh) 生物质气炭联产耦合污泥深度处置系统及方法
CN202953993U (zh) 一种油页岩干燥、加热、炼油、半焦燃烧一体化装置
CN101955802B (zh) 固体生物质热解气化裂解炉
Liu et al. Current status and energy analysis of oil shale’s retorting process in the world
Zhong et al. Hydrothermal carbonization of coking sludge: Formation mechanism and fuel characteristic of hydrochar
CN101850350A (zh) 一种新型城市固体垃圾富氧气化的处理方法
CN103740388B (zh) 海藻生物质回转窑干馏制油系统
CN105295983B (zh) 一种油页岩伴有机固体废弃物的多联产利用系统及其工艺
CN211595397U (zh) 生物质气炭联产耦合污泥深度处置系统
CN114308981B (zh) 一种超临界水处理湿垃圾多联产综合利用系统及处理工艺
CN206173193U (zh) 一种有机污泥快速催化热解装置
CN103629659A (zh) 一种废水与生物质产热工艺
CN112195034B (zh) 一种生物质废弃物挥发分催化油页岩干馏耦合系统及方法
CN202953992U (zh) 油页岩气固热载体干馏及半焦燃烧发电一体化装置
CN107603645B (zh) 一种耦合处理油田罐底油泥制备气化焦的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant