CN112210396B - 多孔介质外热过滤式油页岩干馏炉 - Google Patents

多孔介质外热过滤式油页岩干馏炉 Download PDF

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Abstract

本发明油页岩干馏炉领域，尤其涉及一种多孔介质外热过滤式油页岩干馏炉，包括进料口（1）、物料输送槽（2）、多孔介质燃烧器（3）、页岩气收集口（4）、外围环形干馏室（6）、高温烟气输送管道（7）及末端烟气输送管道（20）；进料口（1）通过物料输送槽（2）分别与主干馏室（5）及外围环形干馏室（6）的腔体相通；主干馏室（5）套装于外围环形干馏室（6）内；主干馏室（5）内腔通过油气输送管道（8）与外围环形干馏室（6）内腔相通；高温烟气输送管道（7）固定环绕于主干馏室（5）外侧。本发明结构稳定，资源利用率高，污染物排放少，安全可靠。

Description

多孔介质外热过滤式油页岩干馏炉
技术领域
本发明油页岩干馏炉领域，尤其涉及一种多孔介质外热过滤式油页岩干馏炉。本发明油页岩干馏炉可对油页岩进行干馏提炼页岩油、页岩气。
背景技术
当今世界，能源问题是人类主要面对的问题。而作为石油的可替代能源，页岩油的制取应得到人们的重视。现如今，油页岩干馏技术仍存在许多缺陷。
油页岩干馏炉主要分为两大类。第一种是外热式干馏炉，它是利用气体的热量通过炉壁间接传热至炉内而对油页岩进行加热干馏。另一种是内热式干馏炉，其是通过气体热载体或固体热载体在炉内直接与油页岩接触进行干馏，但相对于外热式干馏炉来说，此种所炼制的页岩油、页岩气往往不纯，且工艺复杂，设备庞大，且污染物排放高。
多孔介质燃烧技术具有诸多优点。其与传统燃烧技术相比，具有燃烧效率高，污染物排放少的优点，同时多孔介质燃烧器结构简单，成本低，安全可靠。目前在各个领域的应用前景十分广阔。但至今，没有人实际把他引入到油页岩干馏技术当中。因此，多孔介质燃气燃烧应用在油页岩干馏领域具有很大的发展前景。
因此，亟需开发一种能克服上述存在的问题，并且热效率高，维修方便，同时日处理油页岩量大的外热式油页岩干馏炉。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的不足之处而提供一种结构稳定，资源利用率高，污染物排放少，安全可靠的多孔介质外热过滤式油页岩干馏炉。
为解决上述技术问题，本发明是这样实现的：
一种多孔介质外热过滤式油页岩干馏炉，包括进料口、物料输送槽、多孔介质燃烧器、页岩气收集口、外围环形干馏室、高温烟气输送管道及末端烟气输送管道；
所述进料口置于主干馏室与外围环形干馏室顶部；所述进料口通过物料输送槽分别与主干馏室及外围环形干馏室的腔体相通；
所述主干馏室套装于外围环形干馏室内；所述主干馏室外壁与外围环形干馏室内壁之间形成环状加热室；所述主干馏室内腔通过油气输送管道与外围环形干馏室内腔相通；所述外围环形干馏室上部设有页岩气收集口；
所述高温烟气输送管道固定环绕于主干馏室外侧；所述多孔介质燃烧器的高温烟气出口与高温烟气输送管道上部入气口相通；所述高温烟气输送管道下部出气口与末端烟气输送管道相通。
作为一种优选方案，本发明在所述主干馏室与外围环形干馏室的底部设有可收集页岩油的油车；所述油车入油口与主干馏室与外围环形干馏室的底部出油口相通；在所述油车入油口处固定设有镍基高温合金虑网；所述镍基高温合金虑网的滤孔设置为5mm。
进一步地，本发明在所述油车下部设有用于收集油页岩残渣的灰渣收集传送带。
进一步地，本发明还设有给水加热器；所述给水加热器；水加热器内设有热交换盘管；所述热交换盘管的入气口与末端烟气输送管道的出气口相通；所述给水加热器上设有进水口端及出水口端。
进一步地，本发明所述进料口与物料输送槽各分为三路。
进一步地，本发明所述多孔介质燃烧器采用堆积陶瓷小球的多孔介质燃烧器。
进一步地，本发明所述灰渣收集传送带与油车之间设有可拆卸油车的轨道。
与现有技术相比，本发明具有如下特点：将多孔介质燃烧技术引入到油页岩干馏领域，资源利用率得以提高，污染物排放大大减少。同时此发明油页岩干馏炉简化了装置，节省了投资，安全可靠。并结合了给水加热器实现了资源的多级利用。
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说明。本发明的保护范围不仅局限于下列内容的表述。
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明侧视图。
图中：1、进料口；2、物料输送槽；3、多孔介质燃烧器；4、页岩气收集口；5、主干馏室；6、外围环形干馏室；7、高温烟气输送管道；8、油气输送管道；9、固定支架；10、出料口；11、灰渣收集传送带；12、油车；13、出油口；14、镍基高温合金滤网；15、加热室；16、给水加热器；17、进水口端；18、出水口端；19、尾气处理口；20、末端烟气输送管道；21、热交换盘管。
具体实施方式
如图所示，一种多孔介质外热过滤式油页岩干馏炉，包括进料口1、物料输送槽2、多孔介质燃烧器3、页岩气收集口4、外围环形干馏室6、高温烟气输送管道7及末端烟气输送管道20；
所述进料口1置于主干馏室5与外围环形干馏室6顶部；所述进料口1通过物料输送槽2分别与主干馏室5及外围环形干馏室6的腔体相通；
所述主干馏室5套装于外围环形干馏室6内；所述主干馏室5外壁与外围环形干馏室6内壁之间形成环状加热室15；所述主干馏室5内腔通过油气输送管道8与外围环形干馏室6内腔相通；所述外围环形干馏室6上部设有页岩气收集口4；干馏室5与外围环形干馏室6均为圆柱型；同时干馏室5与外围环形干馏室6通过油气输送管道8相连接相通，以用于页岩气的汇集。由多孔介质燃烧器燃烧，所产生的高温烟气通过高温烟气输送管道7在加热室15内为整个干馏过程进行加热。高温烟气输送管道7包围主干馏室5，其处于真空密闭状态。下端设有页岩油收集装置和灰渣收集装置；
所述高温烟气输送管道7固定环绕于主干馏室5外侧；所述多孔介质燃烧器3的高温烟气出口与高温烟气输送管道7上部入气口相通；所述高温烟气输送管道7下部出气口与末端烟气输送管道20相通。
本发明在所述主干馏室5与外围环形干馏室6的底部设有可收集页岩油的油车12；所述油车12入油口与主干馏室5与外围环形干馏室6的底部出油口相通；在所述油车12入油口处固定设有镍基高温合金虑网14；所述镍基高温合金虑网14的滤孔设置为5mm。
本发明在所述油车12下部设有用于收集油页岩残渣的灰渣收集传送带11。
根据实际需要，本发明还设有给水加热器16；所述给水加热器16；水加热器16内设有热交换盘管21；所述热交换盘管21的入气口与末端烟气输送管道20的出气口相通；所述给水加热器16上设有进水口端17及出水口端18。
本发明所述进料口1与物料输送槽2各分为三路。本发明所述多孔介质燃烧器3采用堆积陶瓷小球的多孔介质燃烧器。本发明所述灰渣收集传送带11与油车12之间设有可拆卸油车的轨道。
如图所示，本发明分别为上中下三部分组成：上部由多孔介质燃烧器和投料系统构成。投料系统通过三个进料口进行投料，同时通过物料输送槽分别连接主干馏室5和外围环形干馏室6。中部为干馏系统，包括内外两个干馏室，均为圆柱型。在具体设计时，本发明的油页岩干馏炉由由进料口1、物料输送槽2、多孔介质燃烧器3、页岩气收集口4、主干馏室5、外围环形干馏室6、高温烟气输送管道7、油气输送管道8、固定支架9、出料口10、灰渣收集传送带11、油车12、出油口13、镍基高温合金滤网14、加热室15、给水加热器16、进水口端17、出水口端18、尾气处理口19及末端烟气输送管道20组成。
上述的多孔介质外热过滤式油页岩干馏炉油页岩利用率约60%，使用过程如下：
封闭炉体前后进料口1和出料口10。开启多孔介质燃烧器3产生600～700℃的高温烟气。将高温烟气通入炉体进行预热使炉体的温度达到150～350℃；
待炉体内温度达到500～540℃时打开投料口 ，排气口和出油口，通过物料输送槽均匀的输送块径25～100mm油页页岩颗粒分别进人内部干馏室和外围环形干馏室进进行干馏。开始进行油页岩干馏过程；
干馏过程中循环完成的烟气（150～200℃）由末端输送管道（20）输送给所连接的给水加热器。同时给水加热器进水口端输水，吸收高温烟气余热并对烟气进行冷却处理。烟气剩余的热量可将水升温至70～80℃。然后由给水加热器所设有的尾气处理口19所连接的装置处理烟气，减少排放污染。
本发明在高温烟气输送管道7末端连接一个或多个给水加热器16。设置给水加热器16的目的在于利用高温烟气干馏后所剩余的热量，供其他使用。改良给水加热器16，下端设有进水口端17进行注水；上端设有出水口端18用于输送热水。同时在热交换盘管21末端设有尾气处理口19，连接处理烟气处理装置，减少排放污染。
干馏过程中炉内温度达到500～540℃，油页岩开始析出页岩气，待运行后一段时间页岩气通过页岩气收集口4收集或者进入下一工序；同时，该过程中油页岩析出页岩油，通过滤网滤孔渗入炉体底部设置的油车内，进行收集或者进入下一工序；待干馏结束后，且油页岩残渣冷却后，将油车抽出，油页岩残渣收集于灰渣收集传送带11中进行处理。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语 “设置”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (1)

1.一种多孔介质外热过滤式油页岩干馏炉，其特征在于，包括进料口（1）、物料输送槽（2）、多孔介质燃烧器（3）、页岩气收集口（4）、外围环形干馏室（6）、高温烟气输送管道（7）、给水加热器（16）及末端烟气输送管道（20）；
所述进料口（1）置于主干馏室（5）与外围环形干馏室（6）顶部；所述进料口（1）通过物料输送槽（2）分别与主干馏室（5）及外围环形干馏室（6）的腔体相通；
所述主干馏室（5）套装于外围环形干馏室（6）内；所述主干馏室（5）外壁与外围环形干馏室（6）内壁之间形成环状加热室（15）；所述主干馏室（5）内腔通过油气输送管道（8）与外围环形干馏室（6）内腔相通；所述外围环形干馏室（6）上部设有页岩气收集口（4）；
所述高温烟气输送管道（7）固定环绕于主干馏室（5）外侧；所述多孔介质燃烧器（3）的高温烟气出口与高温烟气输送管道（7）上部入气口相通；所述高温烟气输送管道（7）下部出气口与末端烟气输送管道（20）相通；在所述主干馏室（5）与外围环形干馏室（6）的底部设有可收集页岩油的油车（12）；所述油车（12）入油口与主干馏室（5）与外围环形干馏室（6）的底部出油口相通；在所述油车（12）入油口处固定设有镍基高温合金虑网（14）；所述镍基高温合金虑网（14）的滤孔设置为5mm；在所述油车（12）下部设有用于收集油页岩残渣的灰渣收集传送带（11）；所述给水加热器（16）内设有热交换盘管（21）；所述热交换盘管（21）的入气口与末端烟气输送管道（20）的出气口相通；所述给水加热器（16）上设有进水口端（17）及出水口端（18）；所述进料口（1）与物料输送槽（2）各分为三路；所述多孔介质燃烧器（3）采用堆积陶瓷小球的多孔介质燃烧器；所述灰渣收集传送带（11）与油车（12）之间设有可拆卸油车的轨道。
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