CN116836715A - 一种利用过热蒸汽直接加热的油基岩屑热解工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种利用过热蒸汽直接加热的油基岩屑热解工艺，涉及油基岩屑热解处理技术领域，以解决现有技术中对油基岩屑的间接加热方式，传热效率低的问题，该利用过热蒸汽直接加热的油基岩屑热解工艺包括回转式干燥机和回转式热解窑，回转式干燥机的出料口与回转式热解窑的入料口连接，回转式热解窑内通入高温过热蒸气且高温过热蒸气与油基岩屑在回转式热解窑内进行热交换并带走油基岩屑中的水分和油分，带有水蒸气和油蒸气的高温混合蒸气从回转式热解窑的蒸气出口流至第二蒸气分离机构，除油后油基岩屑的干渣从回转式热解窑的出料口排出。本发明的油基岩屑热解工艺具有传热系数大，传热传质效率高，蒸汽用量少，节能效果突出。
Description
技术领域
本发明涉及油基岩屑热解处理技术领域，尤其是涉及一种利用过热蒸汽直接加热的油基岩屑热解工艺。
背景技术
在页岩气开采过程中，钻井作业将产生大量含油钻屑(油基岩屑)，属于危险废物，按照国家相关法律法规，必须进行专业化的处理。油基岩屑主要由硫酸钡、氧化钙、二氧化硅、三氧化二铝、氧化镁等矿物质组成，岩屑含矿物油约12％左右，矿物油为白油或轻柴油，含水12％左右，岩屑粒度主要分布在40-300目之间。
目前对油基岩屑常用的处理工艺有化学热洗，调质离心，焚烧处理和热解处理等工艺。其中，热解炭化原理就是在无氧或微负压环境下，对含油污泥进行高温加热，在干馏和热解的作用下，蒸发水分并将油转化为油蒸气、不凝性气体和炭。
现有的热解工艺多采用间接加热方式，通过在回转窑筒体外部设置了一个加热夹套，高温烟气通过加热夹套加热回转窑筒体外壁，筒体外壁受热后以传导方式将热量传递到筒体内壁，筒体内壁与物料(油基岩屑)接触，将热量传导给物料。由于回转窑筒壁是加热面，温度高于物料很多，物料与筒壁接触在高温状态下易附着于筒壁上，物料中的矿物油成分在高温缺氧状态下发生裂解反应，生成的固体碳牢固附着于筒壁上形成一定厚度的积炭层，由于积炭层传热系数极低，增加传热热阻，致使传热效率急剧下降，且回转窑筒体密封要求高，易引起燃烧爆炸等安全事故，纵观行业中的热解工艺设备，常年处于停机状态，时开时停的情况比比皆是，且系统因多方面原因不能稳定运行，给企业经营带来负担。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用过热蒸汽直接加热的油基岩屑热解工艺，以解决现有技术中对油基岩屑的间接加热方式，传热效率低的问题，本发明的利用过热蒸汽直接加热的油基岩屑热解工艺具有传热系数大，传热传质效率高，蒸汽用量少，节能效果突出，无燃烧爆炸危险等特点。
本发明提供的一种利用过热蒸汽直接加热的油基岩屑热解工艺，包括回转式干燥机和回转式热解窑，
所述回转式干燥机的外侧设置有加热夹套，所述加热夹套中通入饱和水蒸气并通过饱和水蒸气对回转式干燥机内的油基岩屑进行间接加热以使油基岩屑受热后其水分蒸发且VOC气体溢出，所述回转式干燥机的蒸气出口与第一蒸气分离机构连接，带有VOC气体和水蒸气的初始混合蒸气从所述回转式干燥机的蒸气出口流至第一蒸气分离机构；
所述回转式干燥机的出料口与所述回转式热解窑的入料口连接，所述回转式热解窑内通入高温过热蒸气且高温过热蒸气与油基岩屑在所述回转式热解窑内进行热交换并带走油基岩屑中的水分和油分，所述回转式热解窑的蒸气出口与第二蒸气分离机构连接，带有水蒸气和油蒸气的高温混合蒸气从所述回转式热解窑的蒸气出口流至所述第二蒸气分离机构，除油后油基岩屑的干渣从所述回转式热解窑的出料口排出。
作为本发明的一个优选方案，所述回转式干燥机和回转式热解窑内部的压力为-50Pa--200Pa，所述回转式干燥机出料口处油基岩屑的温度为100℃-110℃。
作为本发明的一个优选方案，进入所述回转式热解窑的所述高温过热蒸气的温度为500℃-600℃，所述回转式热解窑出料口处的干渣温度为300℃-350℃。
作为本发明的一个优选方案，所述第二蒸气分离机构包括高温除尘器、油冷器、吸收液循环机构和蒸气处理机构，所述高温除尘器的入口端与所述回转式热解窑的蒸气出口连接，所述高温除尘器的出口端与所述油冷器的蒸气入口端连接，所述吸收液循环机构与所述油冷器连接并向所述油冷器提供有机吸收液，所述蒸气处理机构与所述油冷器的蒸气出口端连接，带有水蒸气和油蒸气的高温混合蒸气经所述高温除尘器除尘后进入所述油冷器中并在所述油冷器中与有机吸收液充分接触，有机吸收液吸收所述混合蒸汽中的油蒸气，除油后的水蒸气从所述油冷器的蒸气出口端流至所述蒸气处理机构。
作为本发明的一个优选方案，所述吸收液循环机构包括解吸塔、热交换器和油缓存罐，所述解吸塔通过循环油管与所述油冷器连接，所述热交换器和所述油缓存罐依次连接于所述解吸塔与所述油冷器之间的循环油管上，所述解吸塔的气体出口与不凝气风机连接。
作为本发明的一个优选方案，所述油冷器的蒸气出口端的蒸气的温度为110℃-150℃。
作为本发明的一个优选方案，所述蒸气处理机构包括增压风机和第二冷凝器，所述第二冷凝器与所述油冷器的蒸气出口端通过第一气体管道连接，所述增压风机连接于所述第一气体管道上。
作为本发明的一个优选方案，所述高温过热蒸气在所述回转式热解窑中的气体流速为0.5m/s-1m/s，油基岩屑在所述回转式热解窑中的停留时间为30min-40min。
作为本发明的一个优选方案，所述第一蒸气分离机构包括除尘器和第一冷凝器，所述除尘器的入口端与所述回转式干燥机的蒸气出口连接，所述除尘器的出口端与所述第一冷凝器的蒸气入口端连接。
作为本发明的一个优选方案，还包括蒸气供给机构，所述蒸气供给机构包括储水箱、蒸气发生器和加热炉，所述储水箱与所述加热夹套的出口端连接，所述蒸气发生器的入口端与所述储水箱连接，所述蒸气发生器的出口端分别与所述加热炉和所述加热夹套的入口端连接，所述加热炉的出口端与所述回转式热解窑的蒸气入口端连接，所述蒸气处理机构的增压风机与所述加热炉通过第二气体管道连接。
与现有技术相比，本发明有以下积极效果：
本发明提供的利用过热蒸汽直接加热的油基岩屑热解工艺，通过包括回转式干燥机和回转式热解窑，回转式干燥机的外侧设置有加热夹套，加热夹套中通入饱和水蒸气并通过饱和水蒸气对回转式干燥机内的油基岩屑进行间接加热以使油基岩屑受热后其水分蒸发且VOC气体溢出，回转式干燥机的蒸气出口与第一蒸气分离机构连接，带有VOC气体和水蒸气的初始混合蒸气从回转式干燥机的蒸气出口流至第一蒸气分离机构；回转式干燥机的出料口与回转式热解窑的入料口连接，回转式热解窑内通入高温过热蒸气且高温过热蒸气与油基岩屑在回转式热解窑内进行热交换并带走油基岩屑中的水分和油分，回转式热解窑的蒸气出口与第二蒸气分离机构连接，带有水蒸气和油蒸气的高温混合蒸气从回转式热解窑的蒸气出口流至第二蒸气分离机构，除油后油基岩屑的干渣从回转式热解窑的出料口排出。本发明的油基岩屑热解工艺在运行时，将具有一定含水、含油量的油基岩屑经给料机定量给料，油基岩屑进入回转式干燥机中并在回转式干燥机中随转筒的不断旋转向前推进，物料在推进的过程中通过加热夹套加热，油基岩屑受饱和水蒸气的间接加热后水分蒸发，同时VOC气体溢出。进入回转式热解窑的物料温度过低，易造成加热介质水蒸气冷凝，使物料严重返潮，延长物料热解时间，降低热解效率，在回转式热解窑之前设置回转式干燥机对物料进行预热可以有效地提高回转式热解窑的热解效率。本发明的油基岩屑热解工艺利用高温过热蒸汽作为加热介质，在回转式热解窑中与一定含水量、含油量的油基岩屑物料充分接触，加热介质与待处理油基岩屑物料间发生传热传质，待处理物料温度升至水、油沸点时发生蒸发，从而实现固液分离，这种直接加热方式具有传热系数大，传热传质效率高，蒸汽用量少，节能效果突出，无燃烧爆炸危险等特点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明的油基岩屑热解工艺流程图。
图中：1、给料机；2、回转式干燥机；3、回转式热解窑；4、高温除尘器；5、油冷器；6、解吸塔；7、热交换器；8、油缓存罐；9、不凝气风机；10、增压风机；11、第二冷凝器；12、储水箱；13、蒸气发生器；14、加热炉；15、除尘器；16、第一冷凝器。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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，仅是为了便于描述本发明和简化，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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步详细的说明。
实施例1：
本实施例提供的一种利用过热蒸汽直接加热的油基岩屑热解工艺，如图1所示，包括回转式干燥机2和回转式热解窑3。
回转式干燥机2的外侧设置有加热夹套，加热夹套中通入饱和水蒸气并通过饱和水蒸气对回转式干燥机2内的油基岩屑进行间接加热以使油基岩屑受热后其水分蒸发且VOC气体溢出。回转式干燥机2的蒸气出口与第一蒸气分离机构连接，带有VOC气体和水蒸气的初始混合蒸气从回转式干燥机2的蒸气出口流至第一蒸气分离机构。回转式干燥机2采用夹套加热的间接加热方式对油基岩屑进行加热，回转式干燥机2为现有技术，加热介质为饱和水蒸气，油基岩屑中的大部分水蒸气和VOC气体经饱和水蒸汽的加热可以气化并从回转式干燥机2的蒸气出口流出至第一蒸气分离机构进行进一步分离处理。
在回转式干燥机2的前端设置有给料机1，给料机1与回转式干燥机2的入料口连接，以对回转式干燥机2进行给料。
回转式干燥机2的出料口与回转式热解窑3的入料口连接，回转式热解窑3内通入高温过热蒸气且高温过热蒸气与油基岩屑在回转式热解窑内进行热交换并带走油基岩屑中的水分和油分。回转式热解窑3的蒸气出口与第二蒸气分离机构连接，带有水蒸气和油蒸气的高温混合蒸气从回转式热解窑3的蒸气出口流至第二蒸气分离机构，除油后油基岩屑的干渣从回转式热解窑3的出料口排出。其中，回转式热解窑3为一个水平放置且有一定倾斜角度的长圆筒体，筒体被动力机构带动不停的旋转，回转式热解窑3内壁焊接螺旋拌合推进器，可将油基岩屑在筒体传输线上进行传输，通过调节回转窑的转速从而控制物料停留时间，为现有设备。高温过热蒸气能够与油基岩屑在回转式热解窑内进行充分的接触换热，高温过热蒸气温度较饱和水蒸气温度更高，能够使油基岩屑中残余的水分和油分充分蒸发，从而使水分、油分与油基岩屑的干渣相分离。
本实施例的油基岩屑热解工艺在运行时，将具有一定含水、含油量的油基岩屑经给料机1定量给料，油基岩屑进入回转式干燥机2中并在回转式干燥机2中随转筒的不断旋转向前推进，物料在推进的过程中通过加热夹套加热，油基岩屑受饱和水蒸气的间接加热后水分蒸发，同时VOC气体溢出。回转式干燥机2加热温度控制在100℃以上，以保证水的蒸发。
进入回转式热解窑3的物料温度过低，易造成加热介质水蒸气冷凝，使物料严重返潮，延长物料热解时间，降低热解效率。在回转式热解窑3之前设置回转式干燥机2对物料进行预热可以有效地提高回转式热解窑3的热解效率。
本实施例的油基岩屑热解工艺利用高温过热蒸汽作为加热介质，在回转式热解窑3中与一定含水量、含油量的油基岩屑物料充分接触，加热介质与待处理油基岩屑物料间发生传热传质，待处理物料温度升至水、油沸点时发生蒸发，从而实现固液分离。经传热传质后的蒸汽为高温混合蒸汽，包含作为加热介质的水蒸汽和热解过程中产生的水蒸汽和油蒸汽。高温过热蒸汽直接与油基岩屑物料在回转式热解窑3中直接接触传热来除去油基岩屑中的水分和油分，具有传热系数大，传热传质效率高，蒸汽用量少，节能效果突出，无燃烧爆炸危险等特点。
优选地，回转式干燥机2和回转式热解窑3内部的压力为-50Pa--200Pa。为确保系统内气体不外泄并结合设备的密封性能考虑，系统运行时回转式干燥机2和回转式热解窑3内部压力控制在微负压状态下运行，根据实验情况，负压宜控制在-50Pa--200Pa之间。通过采用自动调节阀来控制系统外排蒸汽量的大小来控制系统压力平衡。
回转式干燥机2出料口处油基岩屑的温度为100℃-110℃，使进入回转式热解窑3的物料温度较高，避免油基岩屑在与高温过热蒸汽接触的过程中冷凝产生水蒸气而使物料返潮。通过控制饱和水蒸气的量来调控回转式干燥机2出料口处油基岩屑的温度。
优选地，进入回转式热解窑3的高温过热蒸气的温度为500℃-600℃。回转式热解窑3出料口处的干渣温度为300℃-350℃。
本实施例中进入回转式热解窑3的加热介质高温过热蒸气温度控制在500-600℃之间可调。油基岩屑中含有的矿物油的初馏点为200℃，90％馏点为360℃，通过控制加热介质高温过热蒸气的温度来控制热解后出出料口处干渣温度在300-350℃之间，确保油基岩屑中的油分完全蒸发。另外，入窑时的高温过热蒸汽温度过高，易造成油类的裂解反应发生，使不凝性气体量增加，造成系统物料不平衡，且入窑蒸汽温度过高，还易造成油气结焦而堵塞后续设备，因此进入回转式热解窑3的高温过热蒸气温度需要控制在一定温度范围内。
优选地，第二蒸气分离机构包括高温除尘器4、油冷器5、吸收液循环机构和蒸气处理机构。高温除尘器4的入口端与回转式热解窑3的蒸气出口连接，高温除尘器4的出口端与油冷器5的蒸气入口端连接。吸收液循环机构与油冷器5连接并向油冷器5提供有机吸收液，蒸气处理机构与油冷器5的蒸气出口端连接。带有水蒸气和油蒸气的高温混合蒸气经高温除尘器4除尘后进入油冷器5中并在油冷器5中与有机吸收液充分接触，有机吸收液吸收混合蒸汽中的油蒸气。除油后的水蒸气从油冷器5的蒸气出口端流至蒸气处理机构。
本实施例中的油冷器采用塔式结构，选用填料塔或板式塔均可，有机吸收液采用系统自身产生的矿物油，矿物油由油冷器的上部经雾化喷嘴喷入，并与通入油冷器下部的高温混合蒸汽逆流接触来进行传热传质。油冷器中采用矿物油喷淋的原因一是因为矿物油沸点高，不易挥发；二是由于回转式热解窑3中蒸发出的混合蒸汽中含有不凝性有机气体，具有易燃易爆的特性，不能为回转式热解窑再次循环使用。依据相似相容的原理，采用矿物油喷淋可以洗涤吸收高温混合蒸气中的不凝性有机气体，从而使高温混合蒸气中的水蒸气和油蒸气相分离。
优选地，吸收液循环机构包括解吸塔6、热交换器7和油缓存罐8。解吸塔6通过循环油管与油冷器5连接，热交换器7和油缓存罐8依次连接于解吸塔6与油冷器5之间的循环油管上。解吸塔6的气体出口与不凝气风机9连接。
油冷器5中矿物油混合冷凝后的矿物油溶解了不凝性有机气体，形成混合冷凝油。混合冷凝油泵入解吸塔6进行不凝性有机气体的解吸，解吸塔采用填料塔，混合冷凝液由塔上部经喷嘴喷入塔内，经填料层向下流动，混合冷凝液在填料层中表面积增大，易于有机气体的解吸。解吸塔在不凝气风机9的作用下维持一定的负压，易于不凝性气体的解吸。从解吸塔解吸出来的不凝性气体经不凝气风机9输送至加热炉燃烧。脱除不凝性气体后的矿物油经热交换器7降温后送入油缓存罐8循环使用，系统分离出的矿物油经油缓存罐8排出。
优选地，油冷器5的蒸气出口端的蒸气的温度为110℃-150℃。
本实施例中通过调节油冷器5中有机吸收液的供给量，保持油冷器5出口蒸气的温度在100℃以上，使高温混合蒸汽中的油分冷凝而水蒸气不冷凝。油冷器5出口蒸汽温度控制在110-150℃之间。油冷器5出口蒸汽温度下限控制在110℃以上是为了确保水蒸气处于气态而不放出大量的冷凝潜热，能够有效节能。蒸汽温度控制在约大于水的沸点温度，也是为了确保水蒸气在经过后端蒸气处理机构时不凝结成液态水。蒸汽温度上限控制在小于150℃是为了确保油分的全部冷凝。
为便于控制油冷器出口蒸汽温度，采用自动比例调节系统，通过温度检测和设定，利用自动调节阀调节喷淋量从而控制出口蒸汽温度。
优选地，蒸气处理机构包括增压风机10和第二冷凝器11，第二冷凝器11与油冷器5的蒸气出口端通过第一气体管道连接，增压风机10连接于第一气体管道上。油冷器5出口蒸汽温度下限控制在110℃以上使蒸气在通过增压风机增压时不会冷凝，水蒸气在进入第二冷凝器11后进行冷凝，形成冷凝水后进入污水处理系统。
控制点采用自动调节阀，设置在在增压风机10和第二冷凝器11之间设置有自动调节阀，通过调节阀门开度控制系统外排蒸汽量的大小来控制系统压力平衡。
优选地，高温过热蒸气在回转式热解窑3中的气体流速为0.5m/s-1m/s。回转式热解窑3内气流速度由油基岩屑粒度大小和需要的加热量确定，气体流速过高易造成细小物料大量带入气相中，易造成后续设备堵塞现象，气体流速过低易造成传热效率严重下降。
油基岩屑在回转式热解窑3中的停留时间为30min-40min。物料在热解窑内的停留时间宜控制在30min-40min，以使高温过热蒸气与油基岩屑充分接触传质传热。
优选地，第一蒸气分离机构包括除尘器15和第一冷凝器16，除尘器15的入口端与回转式干燥机2的蒸气出口连接，除尘器15的出口端与第一冷凝器16的蒸气入口端连接。
经回转式干燥机2蒸发出的含尘初始混合蒸汽经袋式除尘器15除尘，除尘后的水蒸汽和VOC气体经第一冷凝器16冷凝，冷凝后的水去污水处理系统处理，不凝性VOC气体经风机送至加热炉14燃烧。
第一冷凝器16和第二冷凝器11可以为套管式冷凝器或蒸发式冷凝器。
优选地，本实施例提供的油基岩屑热解工艺还包括蒸气供给机构，蒸气供给机构包括储水箱12、蒸气发生器13和加热炉14。储水箱12与加热夹套的出口端连接，蒸气发生器13的入口端与储水箱12连接，蒸气发生器13的出口端分别与加热炉14和加热夹套的入口端连接。加热炉14的出口端与回转式热解窑3的蒸气入口端连接。
本实施例中储水箱12为蒸气发生器13提供水源，蒸气发生器13为加热炉14和加热夹套提供饱和水蒸气。一部分饱和水蒸气经与回转式干燥机2间接传热后冷凝成水后循环流至储水箱12中。另一部分饱和水蒸气通入加热炉14中进行加热升温形成高温过热蒸气，通入回转式热解窑3中作为油基岩屑进一步加热的传热介质。
蒸气处理机构的增压风机10与加热炉14通过第二气体管道连接。通过增压风机后的水蒸气部分通入加热炉14中进行进一步加热升温，形成通往回转式热解窑3中的高温过热蒸气，使水蒸气得以循环利用，更为节能环保。
吸收液循环机构的解吸塔6后端流出的不凝性有机气体和第一蒸气分离机构的第一冷凝器16后端流出的不凝性有机气体均通过风机传送至加热炉14中进行燃烧，节能环保。
本实施例中提供了油基岩屑热解工艺的小型实验，每次处理油基岩屑的量为5Kg/h，实验条件为：加入油基岩屑的量为5Kg/h；饱和蒸汽温度为170℃；采用柴油作为燃料来对加热炉14进行加热；油基岩屑含水(质量百分比)：11％；油基岩屑含油(质量百分比)：10％。实验结果为：耗用燃油量(折算)为20Kg/吨油基岩屑；热解后干渣含油率(质量百分比)：0.12％(符合相关标准要求)。
一般间接加热热解工艺耗用燃油约30-40Kg/吨油基岩屑；本工艺耗用燃油20Kg/吨油基岩屑，处理每吨油基岩屑节约燃油10-20Kg,能耗仅为间接加热工艺的66.7％-50％，由此可见本工艺的节能效果是非常明显的。
本工艺在多次实验过程中通过将高温混合蒸汽排放到空气中，使用明火点火，均无燃烧现象，可见本工艺在防止燃烧爆炸方面是非常安全的；热解过程中产生的部分不凝性有机气体输送回加热炉燃烧，除燃烧燃油的烟气处理后排放外，无其它气体排放，对环境是十分友好的；采用可凝性水蒸汽作为加热介质，在系统停机后可冷凝回收，不会对环境造成破坏且冷凝回收还可回收热量，也具有一定的节能效果。
以上所述的仅为本发明的优选实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在不脱离本发明创造构思的前提下，还可做出若干变形和改进，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种利用过热蒸汽直接加热的油基岩屑热解工艺，其特征在于，包括回转式干燥机(2)和回转式热解窑(3)，
所述回转式干燥机(2)的外侧设置有加热夹套，所述加热夹套中通入饱和水蒸气并通过饱和水蒸气对回转式干燥机(2)内的油基岩屑进行间接加热以使油基岩屑受热后其水分蒸发且VOC气体溢出，所述回转式干燥机(2)的蒸气出口与第一蒸气分离机构连接，带有VOC气体和水蒸气的初始混合蒸气从所述回转式干燥机(2)的蒸气出口流至第一蒸气分离机构；
所述回转式干燥机(2)的出料口与所述回转式热解窑(3)的入料口连接，所述回转式热解窑(3)内通入高温过热蒸气且高温过热蒸气与油基岩屑在所述回转式热解窑内进行热交换并带走油基岩屑中的水分和油分，所述回转式热解窑(3)的蒸气出口与第二蒸气分离机构连接，带有水蒸气和油蒸气的高温混合蒸气从所述回转式热解窑(3)的蒸气出口流至所述第二蒸气分离机构，除油后油基岩屑的干渣从所述回转式热解窑(3)的出料口排出。
2.根据权利要求1所述的一种利用过热蒸汽直接加热的油基岩屑热解工艺，其特征在于，所述回转式干燥机(2)和回转式热解窑(3)内部的压力为-50Pa--200Pa，所述回转式干燥机(2)出料口处油基岩屑的温度为100℃-110℃。
3.根据权利要求1所述的一种利用过热蒸汽直接加热的油基岩屑热解工艺，其特征在于，进入所述回转式热解窑(3)的所述高温过热蒸气的温度为500℃-600℃，所述回转式热解窑(3)出料口处的干渣温度为300℃-350℃。
4.根据权利要求1所述的一种利用过热蒸汽直接加热的油基岩屑热解工艺，其特征在于，所述第二蒸气分离机构包括高温除尘器(4)、油冷器(5)、吸收液循环机构和蒸气处理机构，所述高温除尘器(4)的入口端与所述回转式热解窑(3)的蒸气出口连接，所述高温除尘器(4)的出口端与所述油冷器(5)的蒸气入口端连接，所述吸收液循环机构与所述油冷器(5)连接并向所述油冷器(5)提供有机吸收液，所述蒸气处理机构与所述油冷器(5)的蒸气出口端连接，带有水蒸气和油蒸气的高温混合蒸气经所述高温除尘器(4)除尘后进入所述油冷器(5)中并在所述油冷器(5)中与有机吸收液充分接触，有机吸收液吸收所述混合蒸汽中的油蒸气，除油后的水蒸气从所述油冷器(5)的蒸气出口端流至所述蒸气处理机构。
5.根据权利要求4所述的一种利用过热蒸汽直接加热的油基岩屑热解工艺，其特征在于，所述吸收液循环机构包括解吸塔(6)、热交换器(7)和油缓存罐(8)，所述解吸塔(6)通过循环油管与所述油冷器(5)连接，所述热交换器(7)和所述油缓存罐(8)依次连接于所述解吸塔(6)与所述油冷器(5)之间的循环油管上，所述解吸塔(6)的气体出口与不凝气风机(9)连接。
6.根据权利要求4所述的一种利用过热蒸汽直接加热的油基岩屑热解工艺，其特征在于，所述油冷器(5)的蒸气出口端的蒸气的温度为110℃-150℃。
7.根据权利要求4所述的一种利用过热蒸汽直接加热的油基岩屑热解工艺，其特征在于，所述蒸气处理机构包括增压风机(10)和第二冷凝器(11)，所述第二冷凝器(11)与所述油冷器(5)的蒸气出口端通过第一气体管道连接，所述增压风机(10)连接于所述第一气体管道上。
8.根据权利要求1所述的一种利用过热蒸汽直接加热的油基岩屑热解工艺，其特征在于，所述高温过热蒸气在所述回转式热解窑(3)中的气体流速为0.5m/s-1m/s，油基岩屑在所述回转式热解窑(3)中的停留时间为30min-40min。
9.根据权利要求1所述的一种利用过热蒸汽直接加热的油基岩屑热解工艺，其特征在于，所述第一蒸气分离机构包括除尘器(15)和第一冷凝器(16)，所述除尘器(15)的入口端与所述回转式干燥机(2)的蒸气出口连接，所述除尘器(15)的出口端与所述第一冷凝器(16)的蒸气入口端连接。
10.根据权利要求4所述的一种利用过热蒸汽直接加热的油基岩屑热解工艺，其特征在于，还包括蒸气供给机构，所述蒸气供给机构包括储水箱(12)、蒸气发生器(13)和加热炉(14)，所述储水箱(12)与所述加热夹套的出口端连接，所述蒸气发生器(13)的入口端与所述储水箱(12)连接，所述蒸气发生器(13)的出口端分别与所述加热炉(14)和所述加热夹套的入口端连接，所述加热炉(14)的出口端与所述回转式热解窑(3)的蒸气入口端连接，所述蒸气处理机构的增压风机(10)与所述加热炉(14)通过第二气体管道连接。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117342728A (zh) * | 2023-10-18 | 2024-01-05 | 四川君和环保股份有限公司 | 一种对乳化态油基岩屑浆料进行三相分离的系统和方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4707248A (en) * | 1983-05-27 | 1987-11-17 | Petroleo Brasileiro S.A. | Process for the retorting of hydrocarbon-containing solids |
| CN104498106A (zh) * | 2014-11-20 | 2015-04-08 | 神华集团有限责任公司 | 一种煤热解气焦油回收设备和方法 |
| CN207391231U (zh) * | 2017-10-19 | 2018-05-22 | 南京中船绿洲环保有限公司 | 一种炼厂含油污泥高温蒸汽热解装置 |
| CN113528189A (zh) * | 2020-04-16 | 2021-10-22 | 国家能源投资集团有限责任公司 | 一种气流床气化系统及方法 |
| CN113680161A (zh) * | 2020-05-19 | 2021-11-23 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种油洗除尘罐及热脱附高温尾气除尘冷凝系统及方法 |
| CN217311952U (zh) * | 2022-03-22 | 2022-08-30 | 金花葵健康科技研究院(北京)有限公司 | 一种甘草循环蒸发装置 |
-
2023
- 2023-05-15 CN CN202310540533.8A patent/CN116836715A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4707248A (en) * | 1983-05-27 | 1987-11-17 | Petroleo Brasileiro S.A. | Process for the retorting of hydrocarbon-containing solids |
| CN104498106A (zh) * | 2014-11-20 | 2015-04-08 | 神华集团有限责任公司 | 一种煤热解气焦油回收设备和方法 |
| CN207391231U (zh) * | 2017-10-19 | 2018-05-22 | 南京中船绿洲环保有限公司 | 一种炼厂含油污泥高温蒸汽热解装置 |
| CN113528189A (zh) * | 2020-04-16 | 2021-10-22 | 国家能源投资集团有限责任公司 | 一种气流床气化系统及方法 |
| CN113680161A (zh) * | 2020-05-19 | 2021-11-23 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种油洗除尘罐及热脱附高温尾气除尘冷凝系统及方法 |
| CN217311952U (zh) * | 2022-03-22 | 2022-08-30 | 金花葵健康科技研究院(北京)有限公司 | 一种甘草循环蒸发装置 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 孟天雄: "日用陶瓷窑炉问答", 31 July 1981, 湖南科学技术出版社, pages: 227 * |
| 耿飞等: "高分子合成工艺设计", 31 December 2020, 东北师范大学出版社, pages: 78 - 79 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117342728A (zh) * | 2023-10-18 | 2024-01-05 | 四川君和环保股份有限公司 | 一种对乳化态油基岩屑浆料进行三相分离的系统和方法 |
| CN117342728B (zh) * | 2023-10-18 | 2024-10-18 | 四川君和环保股份有限公司 | 一种对乳化态油基岩屑浆料进行三相分离的系统和方法 |
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