CN116294522A - 油页岩连续干燥系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油页岩连续干燥系统和方法，采用直接干燥的方式，通过热风与洗选后油页岩的直接接触，依靠热风的温度和动能将油页岩的表面水去除。在热风的对流及热量的传导作用下，物料表面水分气化形成水雾。本发明的油页岩连续干燥系统和方法工艺简单，通过热风与洗选后油页岩逆向接触干燥，依靠热风的温度和动能将油页岩的表面水去除。通过此种方法，实现了连续生产过程中，降低油页岩表面的水分，有效减少后续油页岩干馏过程中因水分蒸发散失的热量，减少了资源浪费，提高了生产效益。油页岩烘干后有利于筛分，降低了入炉页岩中所带的粉页岩，增加透气性，提高油产量。

Description

油页岩连续干燥系统和方法

技术领域

本发明涉及在油页岩选矿工艺领域，特别涉及一种油页岩连续干燥系统和方法。

背景技术

油页岩经洗选后，显著特点是选后产品含有较高的水分，虽经机械脱水，但产品的外在水分仍然很高，在后续生产中会导致三个方面的不良后果。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，若进行解冻处理或采取防冻措施，都需要大量的资源投入，并且存在一定的安全隐患；其三，不利于筛分油页岩。故需将洗选后的油页岩进行干燥处理，降低油页岩表面所带的水分，为下一步的干馏、运输及贮存做准备。

由此可见，能否基于现有技术中的不足，提供一种改进的洗选后油页岩连续干燥系统和方法及系统成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中油页岩经洗选后，产品含有较高的水分，虽经机械脱水，但产品的外在水分仍然很高的缺陷，提供一种洗选后油页岩连续干燥系统和方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种油页岩连续干燥系统，包括：

管道；

热风炉，内部设有燃烧室；

烧嘴，设于所述燃烧室；

储热件，设于所述燃烧室；

天然气管路，与所述燃烧室相连通；

助燃风机，与所述燃烧室通过所述管道连通；

预热器，设于连通所述助燃风机和所述燃烧室的管道上；

排烟风机，与所述燃烧室通过所述管道连通；

热风机，与所述燃烧室通过所述管道连通；

干燥单元，其包括：

壳体，其内形成有干燥腔，所述干燥腔与所述热风机通过管道连通；

运输装置，设于所述干燥机腔，运输油页岩进行干燥；

排湿风机，与所述干燥腔通过管道连通。

优选地，油页岩连续干燥系统还包括：

排烟塔，与所述排烟风机通过所述管道连通。

优选地，油页岩连续干燥系统还包括：

排湿塔，与所述排湿风机通过所述管道连通。

优选地，油页岩连续干燥系统还包括：

天然气保安阀，设于所述天然气管路；

减压阀，设于所述天然气管路。

优选地，所述运输装置包括：

上输送带；

下输送带；

所述上输送带和所述下输送带中间形成有热风风道，其包括热风进口和出风口；

所述热风进口在所述壳体一侧，并与所述热风机通过管道连通，所述出风口正对所述上输送带和所述下输送带的底部设置。

优选地，所述运输装置包括：

电机减速器，驱动所述上输送带和所述下输送带运动；

托辊，支托所述上输送带和所述下输送带运动；

液压器；

所述上输送带和所述下输送带依靠所述托辊支托，依靠所述电机减速器驱动，依靠所述液压张紧，所述上输送带为输送行进程，所述下输送带为输送回程。

优选地，所述热风进口包括：

主进风口，系统工作中其一直启用；

若干备用进风口，根据实际工作情况决定是否启用。

一种油页岩连续干燥方法，其使用上述的油页岩连续干燥系统，所述方法包括：

将天然气经所述天然气管路引入所述燃烧室；

启动所述助燃风机，把自然风加压后，并将加压后的空气经所述预热器预热，得到加压预热空气并将其送入所述燃烧室，将天然气和加压预热空气按设定的比例配比；

将所述烧嘴点火，点燃天然气加热所述储热件；

启动所述排烟分机，将所述燃烧室内产生的烟气经排烟风机抽出；

启动所述热风机，冷空气被吸入所述燃烧室被所述储热件加热成热风，热风配比定量冷风达到设定的温度，再经所述热风机送入所述干燥腔；

启动所述运输装置，运输油页岩朝着与热风流向相反的方向运动，对油页岩进行干燥；

启动所述排湿风机，将所述干燥腔内产生的湿气抽出。

优选地，在将天然气经所述天然气管路引入所述燃烧室的步骤之前，还包括以下步骤：

吹扫所述燃烧室，将所述燃烧室内的湿气及其他气体充分排出，使所述燃烧室内更加干燥。

优选地，在将天然气经所述天然气管路引入所述燃烧室的步骤中，还包括以下步骤：

将所述天然气二级减压。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：本发明的油页岩连续干燥系统和方法，采用直接干燥的方式，通过热风与洗选后油页岩的直接接触，依靠热风的温度和动能将油页岩的表面水去除。在热风的对流及热量的传导作用下，物料表面水分气化形成水雾，为防止水雾冷凝回落到油页岩上，热风干燥机内依靠排湿风机及时将水雾抽出。本发明的油页岩连续干燥系统和方法工艺简单，通过热风与洗选后油页岩逆向接触干燥，依靠热风的温度和动能将油页岩的表面水去除。通过此种方法，实现了连续生产过程中，降低油页岩表面的水分，有效减少后续油页岩干馏过程中因水分蒸发散失的热量，减少了资源浪费，提高了生产效益。油页岩烘干后有利于筛分，降低了入炉页岩中所带的粉页岩，增加透气性，提高油产量。

附图说明

图1为本发明优选实施例的洗选后油页岩连续干燥系统的结构示意图。

图2为本发明优选实施例的干燥单元的断面图。

图3为本发明实施例干燥单元的正视图。

附图标记说明：

管道1

热风炉2

烧嘴3

天然气管路4

助燃风机5

预热器6

排烟风机7

热风机8

干燥单元9

壳体91

运输装置92

排湿风机10

排烟塔11

排湿塔12

天然气保安阀13

减压阀14

上输送带15

下输送带16

热风进口17

出风口18

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明中采用了“上”、“下”、“顶”、“底”、“前”、“后”、“内”和“外”等指示的方位或位置关系的描述，这仅是为了便于描述本公开，而不是指示或暗示所指的装置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保护范围的限制。

如图1-图3所示，本实施例公开了一种油页岩连续干燥系统，其包括若干管道1、热风炉2、烧嘴3、储热件、天然气管路4、助燃风机5、预热器6、排烟风机7、排烟塔11、热风机8、干燥单元9、排湿风机10和排湿塔12。

热风炉2内部设有燃烧室。烧嘴3设于燃烧室，在本实施例中，烧嘴3设在上、中、下三层。储热件设于燃烧室。天然气管路4与燃烧室相连通。助燃风机5与燃烧室通过管道连通，空气通过助燃风机5进入热风炉2。预热器6设于连通助燃风机5和燃烧室的管道上。排烟风机7与燃烧室通过管道连通。排烟塔11，与排烟风机7通过所述管道连通。排烟风机7将燃烧完的烟气经排烟塔11排出。

干燥单元9包括壳体91和运输装置92。壳体91内形成有干燥腔，干燥腔与热风机8通过管道连通，干燥单元9整体采用封闭式的金属结构，能够有效的防止热量的流失。

运输装置92设于干燥机腔，运输油页岩进行干燥。热风机8与燃烧室通过管道连通，热风机8用来给干燥单元9的干燥腔提供热气。排湿风机10与干燥腔通过管道连通，排湿塔12与所述排湿风机10通过所述管道连通。排湿风机10用来抽出干燥完后干燥腔内的湿热空气。

本实施例的油页岩连续干燥系统，还包括天然气保安阀13和减压阀14。天然气保安阀13设于所述天然气管路4，减压阀14设于所述天然气管路4。

天然气保安阀13是天然气紧急切断装置，减压阀14用来控制天然气的压力和浓度，排烟风机7将燃烧完的烟气经排烟塔11排出。

本实施例的运输装置92包括上输送带15和下输送带16。上输送带15和下输送带16中间形成有热风风道，其包括热风进口17和出风口18；热风进口17在壳体91一侧，并与热风机8通过管道连通，出风口18正对上输送带15和下输送带16的底部设置。同时输送带采用金属材质制成，能够在拥有更好导热性能的同时，提升了干燥速度，也保障了高温条件下设备工作的安全性。并且在输送带风口采用迷宫结构设计，有效的防止细料的下落。

本实施的所述运输装置92包括电机减速器、托辊和液压器。电机减速器驱动上输送带15和下输送带16运动，托辊支托上输送带15和下输送带16运动，上输送带15和所述下输送带16依靠托辊支托，依靠电机减速器驱动，依靠液压张紧，上输送带15为输送行进程，下输送带16为输送回程。

本实施的热风进口17包括主进风口和若干备用进风口主进风口系统工作中其一直启用，若干备用进风口根据实际工作情况决定是否启用。

本实施还提供一种油页岩连续干燥方法，其使用上述的油页岩连续干燥系统，所述方法包括：

吹扫燃烧室，将燃烧室内的湿气及其他气体充分排出，使燃烧室内更加干燥，易于点火和升温。

将从气站来的0.2—0.4Mpa天然气经二级减压后，压力控制在5—8Kpa作为燃烧室的燃料，送入燃烧室与助燃风汇合。更具体地，本步骤为：(1)从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％；(2)经减压阀14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；(4)然后将天然气引入热风炉2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。

启动助燃风机5，把自然风加压至5—8Kpa后，并将加压后的空气经预热器6预热，得到加压预热空气作为助燃风，并将助燃风送入燃烧室，将天然气和助燃风按1：13的比例配比。更具体地，本步骤为：热风炉2助燃风机5投运，打开助燃风机5出口阀门，中控启动助燃风机5，再打开入口阀门，根据生产需求，调整助燃风机5的频率。

将烧嘴3点火，点燃天然气加热储热件，控制天然气燃烧压力为5-8KPa，热风炉2燃烧室的炉膛压力为±20Pa。共分为三个阶段上、中、下层，第一阶段将下层烧嘴3点燃，第二阶段将中层烧嘴3点燃，第三阶段将上层烧嘴3点燃。更具体地，本步骤为：(1)用助燃风机5送风置换，压力5Kpa流量4000m3N/h置换5分钟；(2)调整助燃风机5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5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5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。

在本实施例中，储热件为格子砖，在其他实施例中也可以使用其他储热材料制成的元件。

启动排烟风机7，将燃烧室内产生的烟气经排烟风机7抽出。更具体地，本步骤为：打开排烟风机7出口阀门，中控启动排烟风机7，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5启动往热风炉2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7的频率。

启动热风机8，冷空气热风机8被吸入燃烧室被加热过的高温格子砖加热至350℃左右，变成热风，在将热风配比一定量(调节热风机8出口温度在300℃)的冷风达到设定的温度，再经所述热风机8送入所述干燥腔，在本实施例中，热风机8为4台，当然，在其他实施例中，热风机8的数量不局限于4台。更具体地，本步骤为：打开热风机8出口阀，集控微开出口电动调节阀(10％左右)低频启动热风机8，先打开热风机8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8的频率。(注：四台热风机8投用步骤相同)

启动运输装置92，运输油页岩朝着与热风流向相反的方向运动，使得热风和水洗后的油页岩逆向接触，干燥腔内温度控制在260℃以下，壳体91的温度控制在温度≤60℃(夏季≤70℃)，对油页岩进行干燥；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。更具体地，本步骤为：确认干燥单元9无误后，低频启动运输装置92(5HZ)，先将电机减速器频率给定至10HZ，后根据运行情况逐步调整运行频率(每次幅度≤5HZ，间隔≥3秒)，使其满足工艺要求。

干燥单元9利用热风(高温烟气/空气等)对物料进行干燥。热风送至输送带下部，热风通过输送带空隙(n形布风板)，穿透物料，使物料水分蒸发同时热风的温度降低，换热后的热风仍然具有热量，通过物料上方时可继续蒸发物料上层的水分，达到对热风的充分利用，减少热量损失的目的。物料中的部分水分蒸发后随风带走进入输送带的上方。

可根据输送物料种类、出力、距离、温度，热风量及温度等，综合计算后，设置若干进风口(包括系统工作中其一直启用的主进风口和根据实际工作情况决定是否启用的备用进风口)以及出风口18以及备用出风口，来满足干燥物料的要求。干燥单元9主要由两部分组成，一是运输装置92，由电机减速器、拖动系统、上输送带15、下输送带16、液压器、托辊和外壳等组成。二是干燥腔内在运输装置92上加入的热风系统及相应的风道。

(1)物料输送：油页岩自由落到输送带上，在变频驱动电机(即电机减速器)驱动下缓慢向前行进；输送带在托辊上运动，油页岩在输送带内保持相对静止，所以干燥过程中页岩没有磨损。经烘干的油页岩由干燥机头部排出到下级皮带机中进行输送。

(2)物料换热：热风经热风机8加压后由壳体91的侧部(单侧)，进入输送带下部，热风穿过输送带和油页岩后进入壳体91内的顶部，再沿干燥腔顶部逆流(有的为顺流)后由排气口排出；干燥时，热风穿过输送带和油页岩，形成强烈对流换热，将外水干燥脱除。

干燥单元9的基本结构和工作原理：在封闭的壳体91上和下设置循环运动的输送带，输送带依靠托辊支托、依靠电机减速器驱动、依靠液压张紧，上面为输送行进程，下面为回程。在上下输送带16中间设置封闭的热风风道，热风进口17在壳体91一侧，出风口18正对输送带底部，在行进程输送带下部、热风管道两侧设置密封。

启动排湿风机10，将干燥腔内产生的湿气抽出，并经排湿塔12排至大气。防止湿气冷凝回落在油页岩上影响干燥效果；更具体地，本步骤为：打开排湿风机10出口阀，低频启动排湿风机10，打开入口阀门。调整排湿风机10的频率，将干燥腔内产生的湿气抽出。

本实施例的主要工艺技术指标如下表所示：

名称	单位	指标
			助燃风机压力	KPa	5-8
天然气燃烧压力	KPa	5-8
			热风炉炉膛压力	Pa	±20
热风炉炉膛温度	℃	400-900
			排烟温度	℃	≤150
热风温度	℃	≤300
			干燥机内温度	℃	≤260
干燥机内压力	Pa	±20
			干燥机外壳温度	℃	≤60(夏季70)

本实施例的洗选后油页岩连续干燥系统和使用该系统的方法工艺简单，采用直接干燥的方式，通过热风与洗选后油页岩的直接接触，依靠热风的温度和动能将油页岩的表面水去除。在热风的对流及热量的传导作用下，物料表面水分气化形成水雾，为防止水雾冷凝回落到油页岩上，热风干燥机内依靠排湿风机10及时将水雾抽出。通过热风与洗选后油页岩逆向接触干燥，依靠热风的温度和动能将油页岩的表面水去除。通过此种方法，实现了连续生产过程中，降低油页岩表面的水分，有效减少后续油页岩干馏过程中因水分蒸发散失的热量，减少了资源浪费，提高了生产效益。

需要说明的是，在本专利的权利要求和说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种油页岩连续干燥系统，其特征在于，包括：

管道；

热风炉，内部设有燃烧室；

烧嘴，设于所述燃烧室；

储热件，设于所述燃烧室；

天然气管路，与所述燃烧室相连通；

助燃风机，与所述燃烧室通过所述管道连通；

预热器，设于连通所述助燃风机和所述燃烧室的管道上；

排烟风机，与所述燃烧室通过所述管道连通；

热风机，与所述燃烧室通过所述管道连通；

干燥单元，其包括：

壳体，其内形成有干燥腔，所述干燥腔与所述热风机通过管道连通；

运输装置，设于所述干燥机腔，运输油页岩进行干燥；

排湿风机，与所述干燥腔通过管道连通。

2.如权利要求1所述的油页岩连续干燥系统，其特征在于，还包括：

排烟塔，与所述排烟风机通过所述管道连通。

3.如权利要求1所述的油页岩连续干燥系统，其特征在于，还包括：

排湿塔，与所述排湿风机通过所述管道连通。

4.如权利要求1所述的油页岩连续干燥系统，其特征在于，还包括：

天然气保安阀，设于所述天然气管路；

减压阀，设于所述天然气管路。

5.如权利要求1所述的油页岩连续干燥系统，其特征在于，所述运输装置包括：

上输送带；

下输送带；

所述上输送带和所述下输送带中间形成有热风风道，其包括热风进口和出风口；

所述热风进口在所述壳体一侧，并与所述热风机通过管道连通，所述出风口正对所述上输送带和所述下输送带的底部设置。

6.如权利要求5所述的油页岩连续干燥系统，其特征在于，所述运输装置包括：

电机减速器，驱动所述上输送带和所述下输送带运动；

托辊，支托所述上输送带和所述下输送带运动；

液压器；

所述上输送带和所述下输送带依靠所述托辊支托，依靠所述电机减速器驱动，依靠所述液压张紧，所述上输送带为输送行进程，所述下输送带为输送回程。

7.如权利要求5所述的油页岩连续干燥系统，其特征在于，所述热风进口包括：

主进风口，系统工作中其一直启用；

若干备用进风口，根据实际工作情况决定是否启用。

8.一种油页岩连续干燥方法，其特征在于，其使用如权利要求1-7任一项所述的油页岩连续干燥系统，所述方法包括：

将天然气经所述天然气管路引入所述燃烧室；

启动所述助燃风机，把自然风加压后，并将加压后的空气经所述预热器预热，得到加压预热空气并将其送入所述燃烧室，将天然气和加压预热空气按设定的比例配比；

将所述烧嘴点火，点燃天然气加热所述储热件；

启动所述排烟分机，将所述燃烧室内产生的烟气经排烟风机抽出；

启动所述热风机，冷空气被吸入所述燃烧室被所述储热件加热成热风，热风配比定量冷风达到设定的温度，再经所述热风机送入所述干燥腔；

启动所述运输装置，运输油页岩朝着与热风流向相反的方向运动，对油页岩进行干燥；

启动所述排湿风机，将所述干燥腔内产生的湿气抽出。

9.如权利要求8所述的油页岩连续干燥方法，其特征在于，在将天然气经所述天然气管路引入所述燃烧室的步骤之前，还包括以下步骤：

吹扫所述燃烧室，将所述燃烧室内的湿气及其他气体充分排出，使所述燃烧室内更加干燥。

10.如权利要求8所述的油页岩连续干燥方法，其特征在于，在将天然气经所述天然气管路引入所述燃烧室的步骤中，还包括以下步骤：

将所述天然气二级减压。

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