CN113532084B - 油页岩干燥设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种油页岩干燥设备，包括：干燥窑单元和与干燥窑单元连通以加热干燥窑单元吸入的用于干燥油页岩的气体的热风炉单元；干燥窑单元包括：干燥窑和设置于干燥窑内用于输送油页岩的输送子单元，以及用于降低输送单元表面温度的降温子单元；通过热风与水洗后油页岩逆向接触干燥，依靠热风的温度和动能快速将油页岩的表面水去除，还设置降温子单元降低输送子单元表面温度，有效避免输送子单元在干燥高温下寿命受损。

Description

油页岩干燥设备
技术领域
本发明涉及油页岩生产领域，具体涉及油页岩干燥设备。
背景技术
油页岩(又称油母页岩)是一种高灰分的含可燃有机质的沉积岩，它和煤的主要区别是灰分超过40％，与碳质页岩的主要区别是含油率大于3.5％。油页岩经低温干馏可以得到页岩油，页岩油类似原油，可以制成汽油、柴油或作为燃料油。
油页岩在干馏前需要进行清洗，由于油页岩经水洗后，所带的表面水份增大，在后续生产中会导致两方面的不良后果。其一，在油页岩干馏过程中会消耗大量的热量，致使处理量提升困难。其二，冬季生产，油页岩在运输过程中或堆积在圆筒仓、大料仓、小料仓中容易冻结，无法正常给干馏炉供料，直接制约生产；同时，在解冻时要有很大的资源投入，并且存在一定的安全隐患。故需将水洗后的油页岩进行干燥，降低油页岩所带的表面水份。
油页岩通常批量进行干燥，由于体积、质量较大，干燥时需要使用输送结构对其进行输送，但在高温下，输送结构寿命较短，导致成本高昂。
发明内容
本发明目的是：提供一种使用寿命较长的油页岩干燥设备。
本发明的技术方案是：一种油页岩干燥设备，包括：干燥窑单元和与所述干燥窑单元连通以加热所述干燥窑单元吸入的用于干燥油页岩的气体的热风炉单元；所述干燥窑单元包括：干燥窑和设置于所述干燥窑内用于输送油页岩的输送子单元，以及用于降低所述输送子单元表面温度的降温子单元。
在一种较佳的实施方式中，所述热风炉单元包括助燃风机和热风炉，所述热风炉分别与天然气站和所述助燃风机连通，所述助燃风机输送空气至所述热风炉中以助燃，所述天然气站输送天然气至所述热风炉中，所述热风炉燃烧所述天然气产生热量以加热所述干燥窑单元吸入并经过所述热风炉的空气。
在一种较佳的实施方式中，所述热风炉与所述天然气站的连通处分别连接有用于紧急切断天然气的天然气保安阀与用于调节控制天然气压力的减压阀。
在一种较佳的实施方式中，所述减压阀连接有用于监测输送至所述热风炉内的天然气压力的压力表。
在一种较佳的实施方式中，所述热风炉还连通有用于排出天然气燃烧产生的烟气的排烟塔。
在一种较佳的实施方式中，所述热风炉的炉腔内沿竖直方向设置有至少两个用于点燃天然气的烧嘴，且所述烧嘴从下至上点燃。
在一种较佳的实施方式中，所述输送子单元的运行方向与所述用于干燥油页岩的气体的运行方向相反。
在一种较佳的实施方式中，所述输送子单元包括承托油页岩的皮带以及用于驱动所述皮带运转以带动油页岩移动的驱动器，所述降温子单元设置于所述皮带下方。
在一种较佳的实施方式中，所述降温子单元包括制冷风机，所述风机将干燥窑外的冷空气抽入窑内以降低所述皮带的温度。
在一种较佳的实施方式中，所述干燥窑单元还包括设置于所述干燥窑外且与所述干燥窑通过管道连通的热风机和排湿风机；
所述热风机用于吸入所述用于干燥油页岩的气体，所述排湿风机用于抽出干燥油页岩后的湿热气体；
所述热风机出口温度不超过于300℃。
与现有技术相比，本发明的优点是：提供一种油页岩干燥设备，包括：干燥窑单元和与干燥窑单元连通以加热干燥窑单元吸入的用于干燥油页岩的气体的热风炉单元；干燥窑单元包括：干燥窑和设置于干燥窑内用于输送油页岩的输送子单元，以及用于降低输送子单元表面温度的降温子单元；通过热风与水洗后油页岩逆向接触干燥，依靠热风的温度和动能快速将油页岩的表面水去除，还设置降温子单元降低输送子单元表面温度，有效避免输送子单元在干燥高温下寿命受损。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明实施例1所提供的油页岩干燥设备的装置工艺流程图；
图2为本发明实施例1所提供的油页岩干燥设备中干燥窑内俯视图；
图3为本发明实施例1所提供的油页岩干燥设备中热风炉的结构主视图；
图4为本发明实施例1所提供的油页岩干燥设备中热风炉结构剖视图；
其中：1、干燥窑；2、助燃风机；3、热风炉；31、燃烧室；32、炉室；4、天然气站；5、预热器；6、天然气保安阀；7、减压阀；8、排烟塔；9、排烟风机；10、皮带；11、驱动器；12、吹风管道；13、吹风口；14、热风机；15、排湿风机；16、制冷风机；17、排湿塔。
具体实施方式
实施例1：本实施例提供一种油页岩干燥设备，包括：干燥窑单元和与干燥窑单元连通以加热干燥窑单元吸入的用于干燥油页岩的气体的热风炉单元；干燥窑单元包括：干燥窑1和设置于干燥窑1内用于输送油页岩的输送子单元，以及用于降低输送子单元表面温度的降温子单元。
在一种较佳的实施方式中，热风炉单元包括助燃风机2和热风炉3，热风炉3分别与天然气站4和助燃风机2连通，助燃风机2输送空气至热风炉3中以助燃，天然气站4输送天然气至热风炉3中，热风炉3燃烧天然气产生热量以加热干燥窑单元吸入并经过所述热风炉3的空气。更优选的，助燃风机2与热风炉3之间还设置有预热器5，示例性的，利用助燃风机2把空气加压至5—8Kpa经预热器5烟气预热后送入热风炉3作为助燃剂，从天然气站4送来0.2—0.4Mpa的天然气压力控制在5—8Kpa作为热风炉3的燃料送入热风炉3的燃烧室31中与助燃剂混合燃烧，燃烧产生的热量加热热风炉3的燃烧室两侧的格子砖32。参照图3所示，热风炉3包括格子砖砌成的炉室32和设置于炉室内的燃烧室31，天然气与助燃剂在燃烧室31内燃烧产生的热量经燃烧室31室壁传送到炉室内，干燥窑单元吸入的用于干燥油页岩的气体从炉室内经过吸收热量，燃烧室31隔绝天然气与从炉室内经过的干燥窑单元吸入的用于干燥油页岩的气体。
更优选的，热风炉3与天然气站4的连通处分别连接有用于紧急切断天然气的天然气保安阀6与用于调节控制天然气压力的减压阀7。优选的，助燃风机2和天然气站4分别通过管道与热风炉3连通，天然气保安阀6与减压阀分别安装在热风炉3与天然气站4之间连接的管道上。通过调节减压阀7的开度来控制天然气的入炉压力。
更优选的，减压阀7连接有用于监测输送至所述热风炉3内的天然气压力的压力表(图未示)。便于即时观测进入热风炉3中的天然气的入炉压力。具体的，天然气站4输送出0.2—0.4Mpa的天然气经减压阀7二级减压后压力控制在5—8Kpa作为热风炉3的燃料送入热风炉3的燃烧室与助燃风机2输送的空气汇合燃烧。
在一种较佳的实施方式中，所述热风炉3还连通有用于排出天然气燃烧产生的烟气的排烟塔8，具体的，排烟塔8与热风炉3通过管道相连通，排烟塔8与热风炉3连通的管道上安装有用于将热风炉3内的烟气导入排烟塔8内的排烟风机9，天然气和空气在热风炉3中燃烧后产生烟气，排烟风机9将烟气从热风炉3内抽出经管道输送至排烟塔8内，从排烟塔8的烟囱排放。
在一种较佳的实施方式中，输送子单元的运行方向与用于干燥油页岩的气体的运行方向相反，有效提高干燥效率。
在一种较佳的实施方式中，输送子单元包括承托油页岩的皮带10以及用于驱动皮带10运转以带动油页岩移动的驱动器11，具体的，皮带10水平设置于干燥窑1内，降温子单元设置于所述皮带10下方。
更优选的，降温子单元包括制冷风机16，制冷风机16设置于干燥窑1外，制冷风机16将干燥窑1外的冷空气抽入窑内以降低所述皮带10的温度。具体的，制冷风机16连接有吹风管道，吹风管道12设置于皮带10承托面的相反面，并通过吹风管道12端部连通的吹风口13向皮带10吹气降温。
在一种较佳的实施方式中，干燥窑内气体温度小于或等于180℃，所述皮带温度小于或等于150摄氏度，且皮带温度小于干燥窑内气体温度。
在一种较佳的实施方式中，干燥窑单元还包括设置于所述干燥窑外且与所述干燥窑通过管道连通的热风机14和排湿风机15；热风机14用于吸入用于干燥油页岩的气体，具体的，干燥窑1外的冷空气由4台热风机14吸入时经过热风炉3的高温格子砖加热至350℃左右，通过调节热风机14出口温度在300℃配比冷风送入干燥窑1内与水洗后的油页岩逆向接触干燥油页岩。排湿风机15用于抽出干燥油页岩后的湿热气体。具体的，排湿风机15从干燥窑1内抽出湿热气体，将抽出的湿热气体经由管道排放至与其连通的排湿塔17内由排湿塔17处理排出。
所述热风机出口温度不超过300℃。
示例性的，于本实施例中：
(1)天然气在热风炉3的燃烧室31中的燃烧压力5-8KPa；
(2)热风炉3炉膛压力±20Pa；
(3)热风机14出口温度≤300℃；
(4)干燥窑1内温度≤180℃；
(5)皮带10温度≤150℃。
具体流程为：1、启动冷却水泵；冷却水泵设置在本实施例提供的油页岩干燥设备附近并与油页岩干燥设备连接以对油页岩干燥设备进行冷却，示例性的，冷却水泵设置于浓缩车间内。
2、启动排烟风机，打开排烟风机出口阀门，启动排烟风机，然后打开排烟风机入口阀门；
3、启动助燃风机，打开助燃风机出口阀门，启动助燃风机，再打开助燃风机入口阀门；
4、吹扫热风炉内部，将热风炉内湿气及其他气体充分排出，使热风炉内更加干燥，易于点火和升温；
5、将天然气引入，从气站送来0.2—0.4Mpa的天然气经二级减压后，压力控制在5—8Kpa，取样化验天然气中氧含量小于0.5％，作为热风炉的燃料；
6、热风炉点火，具体的，热风炉内在竖直方向上共分为三个阶段上、中、下层，每层均设置有五个水平方向等距排布的烧嘴，第一阶段将下层烧嘴点燃，第二阶段将中层烧嘴点燃，第三阶段将上层烧嘴点燃。从下至上点火，把下层烧嘴点然后，中上两层更易点火；而若上层先点火，没点着，天然气比较轻，助燃风不易把炉内天然气置换出来。
(1)用助燃风机送风置换，压力5Kpa流量4000m3N/h置换5分钟；(2)调整助燃风机的频度，控制压力在5-8Kpa；(3)启用电子打火，开始持续打火；(4)打开天然气调节支阀(开度调至15％左右)，开始逐个火嘴点火；(5)观火孔观察如果点着，可以停止电子打火；(6)根据生产需求调节燃烧量和助燃风机的频率；(7)如果点火未着，立马关闭天然气的调节支阀。调整助燃风机的频率，置换炉膛至炉内可燃气体报警器不再报警。取样化验天然气(甲烷)含量小于0.5％后，再次重复点炉；
7、启动排湿风机，将干燥过程中产生的湿气抽出，防止湿气冷凝回落在油页岩上影响干燥效果；
8、启动窑底风机，往干燥窑皮带机回程面吹入冷空气，使皮带带面温度迅速降低，避免皮带机带面长时间高温，造成皮带变形；
9、启动热风机，冷空气经热风机吸入经过格子砖被加热并配比一定量的冷风达到要求的温度，送入干燥窑内，热风的流向与物料的运输方向相反，更易于物料表面水分的挥发。
10、根据生产需求，适时调节排烟风机、助燃风机、排湿风机、窑底风机、热风机频率。
具体操作流程为：
1、冷却水泵启动，检查管线各冷却风机投用；
2、热风炉排烟风机投用，打开排烟风机出口阀门，中控启动排烟风机，然后打开入口阀门(原始开车，在打开入口阀前，先开入口阀处的电动调节阀，待助燃风机启动往热风炉正常送风后，可缓慢关闭此阀门)，根据生产需求，调整排烟风机的频率；
3、热风炉助燃风机投运，打开助燃风机出口阀门，中控启动助燃风机，再打开助燃风机入口阀门，根据生产需求，调整助燃风机的频率；
4、天然气引入
(1)从天然气站引入天然气至调压箱，压力控制在0.2Mpa—0.4Mpa，取样化验天然气中氧含量小于0.5％；调压箱设置于热风炉外侧，调压箱分别与天然气站和热风炉管路连通。
(2)经减压阀将天然气的压力调至正常燃烧压力6Kpa；
(3)全开天然气调节总阀；热风炉与天然气站通过支管连通，天然气调节总阀设置于支管上调节从天然气站进入热风炉内的天然气量。
(4)然后将天然气引入热风炉点炉调节阀前。缓慢打开各个点火嘴的调节阀，把天然气引入炉膛，将天然气整体管线置换完毕。关闭各个点火嘴的天然气调节阀；点炉调节阀设置于与热风炉相连通的管路上，具体设置于距热风炉进烘干窑的支管阀20CM处。
4、热风炉点火
(1)用助燃风机送风置换，压力5Kpa流量4000m3N/h置换5分钟；(2)调整助燃风机的频率15Hz，控制压力在6Kpa；
(3)启用电子打火，开始持续打火；
(4)打开天然气调节支阀(开度调至15％左右)，开始逐个火嘴点火；
(5)观火孔观察如果点着，可以停止电子打火；
(6)根据生产需求调节燃烧量和助燃风机的频率；
(7)如果点火未着，立马关闭天然气的调节支阀。调整助燃风机的频率，置换炉膛至炉内可燃气体报警器不再报警。取样化验天然气(甲烷)含量小于0.5％后，再次重复点炉；
5、排湿风机投用，打开排湿风机出口阀，低频启动排湿风机，打开入口阀门。调整排湿风机的频率；
6、窑底风机投用
(1)现场手动全开窑底风机进烘干窑的36个支管阀门；
(2)联系送电，检查无问题后，打开窑底风机出口阀，中控低频启动窑底风机，打开入口阀门。根据生产需求，调整窑底风机的频率(注：两台窑底风机投用步骤相同)；
7、热风机投用
(1)现场手动全开热风机进烘干窑的60个支管阀门。
(2)打开热风机出口阀，集控微开出口电动调节阀(10％左右)低频启动热风机，先打开热风机入口管线的混兑冷风电动调节阀，再打开入口阀门。缓慢提频，逐渐开大出口调节阀，同时，根据出口温度调整电动混兑冷风调节阀。根据生产需求，调整热风机的频率。(注：四台热风机投用步骤相同)
本实施例提供一种油页岩干燥设备，包括：干燥窑单元和与干燥窑单元连通以加热干燥窑单元吸入的用于干燥油页岩的气体的热风炉单元；干燥窑单元包括：干燥窑和设置于干燥窑内用于输送油页岩的输送子单元，以及用于降低输送子单元表面温度的降温子单元，输送子单元的运行方向与用于干燥油页岩的气体的运行方向相反；通过热风与水洗后油页岩逆向接触干燥，依靠热风的温度和动能快速将油页岩的表面水去除，还设置降温子单元降低输送子单元表面温度，有效避免输送子单元在干燥高温下寿命受损。
当然上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种油页岩干燥设备，其特征在于，包括：干燥窑单元和与所述干燥窑单元连通以加热所述干燥窑单元吸入的用于干燥油页岩的气体的热风炉单元；所述干燥窑单元包括：干燥窑和设置于所述干燥窑内用于输送油页岩的输送子单元，以及用于降低所述输送子单元表面温度的降温子单元；所述热风炉单元包括助燃风机和热风炉，热风炉包括格子砖砌成的炉室和置于炉室内的燃烧室，燃烧室隔绝天然气与从炉室内经过的干燥窑单元吸入的用于干燥油页岩的气体。
2.根据权利要求1所述的油页岩干燥设备，其特征在于，所述热风炉分别与天然气站和所述助燃风机连通，所述助燃风机输送空气至所述热风炉中以助燃，所述天然气站输送天然气至所述热风炉中，所述热风炉燃烧所述天然气产生热量以加热所述干燥窑单元吸入并经过所述热风炉的空气。
3.根据权利要求2所述的油页岩干燥设备，其特征在于，所述热风炉与所述天然气站的连通处分别连接有用于紧急切断天然气的天然气保安阀与用于调节控制天然气压力的减压阀。
4.根据权利要求3所述的油页岩干燥设备，其特征在于，所述减压阀连接有用于监测输送至所述热风炉内的天然气压力的压力表。
5.根据权利要求2-4任一项所述的油页岩干燥设备，其特征在于，所述热风炉还连通有用于排出天然气燃烧产生的烟气的排烟塔。
6.根据权利要求2-4任一项所述的油页岩干燥设备，其特征在于，所述热风炉的炉腔内沿竖直方向设置有至少两个用于点燃天然气的烧嘴，且所述烧嘴从下至上点燃。
7.根据权利要求1所述的油页岩干燥设备，其特征在于，所述输送子单元的运行方向与所述用于干燥油页岩的气体的运行方向相反。
8.根据权利要求1所述的油页岩干燥设备，其特征在于，所述输送子单元包括承托油页岩的皮带以及用于驱动所述皮带运转以带动油页岩移动的驱动器，所述降温子单元设置于所述皮带下方。
9.根据权利要求8所述的油页岩干燥设备，其特征在于，所述降温子单元包括制冷风机，所述风机将所述干燥窑外的冷空气抽入窑内以降低所述皮带的温度。
10.根据权利要求1所述的油页岩干燥设备，其特征在于，所述干燥窑单元还包括设置于所述干燥窑外且与所述干燥窑通过管道连通的热风机和排湿风机；所述热风机用于吸入所述用于干燥油页岩的气体，所述排湿风机用于抽出干燥油页岩后的湿热气体；所述热风机出口温度不超过300℃。
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