CN1556173A - 一种从含油沙土中提取烃油的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种从含油沙土中提取烃油的方法和设备。更具体地,本发明先将含油沙土在密封的卧式旋转反应釜内进行100-400℃条件下的热处理0.2-0.8小时,并收集热处理中产生的烃油,再将热处理后产生的剩余物质进一步在800-1300℃高温条件下进行焚烧至烬处理,并将焚烧产生的高温烟气返回到卧式旋转反应釜的加热装置给热处理过程供热;并公开了实施上述方法的设备。
Description
本发明涉及从含油沙土中提取烃油的方法和设备,特别地,通过热处理从含油沙土中提取烃油的方法和设备。
随着世界经济的迅猛发展,石油的需求量愈来愈大,开采和利用好含油沙矿资源,将储藏在地壳表层沙土中的石油分离出来,是人类获取地球上石油资源的重要途经之一;
有关从油沙(Oil-Sands)中提取烃油的方法已有报导,在USP 4,349,633中,采用悬浮的合成氧化酶与含油沙子(Oil-Sands)相接触的微生物发酵方法,将烃油从沙中分离出来,这种生物法具有工艺过程复杂,处理周期长,菌酶易变异,生产成本高及烃油回收率低的弱点;1977年7月,发明人Martin B.Hooking报导了采用热水处理油沙(Oil-Sands)的方法提取烃油;近几年来,加拿大改进了上述热水处理工艺,而是采用热的无机碱性水溶液(或高温蒸汽通入到碱水中,并用此热的碱水去萃取烃油的方法)去萃取处理油沙(Oil-Sands)中的烃油(hydrocarbon-Oil),烃油的得率有所提高,但是,无机碱不是油的最好提取剂,还有相当量的有机烃类物质不能被溶解到热的碱水中,而是继续保留到沙土中,存在着严重的资源损失和浪费;所以,此方法一般情况下至少还含有6%(W%)以上的烃油不能从沙中分离出来,且分离烃油后的大量废水需连续净化处理达标后,才能排放或重复使用,这极大地增加了处理成本;所以,此方法具有蒸汽耗量大,能耗高,烃油回收率低,工艺过程长而复杂的缺点;
本发明的目的就是要克服上述缺点,提供一种具有高效.节能.反应传热快,设备不结焦,处理后的沙土(Sands)中不含油,烃油的回收率高,生产工艺简单及处理成本低的通过热处理从沙土中提取烃油的方法和设备;
按本发明的一个方面,提供了一种从含油沙土中提取烃油的方法,更具体地说,本发明涉及一种先将油沙(Oil-Sands)进行有限热处理、然后将热处理后的剩余物质进行高温焚烧的方法。
按本发明的另一方面,提供了一种从含油沙土中提取烃油的设备,它主要包括将油沙(Oil-Sands)进行有限热处理的装置和将热处理后的剩余物质进行高温焚烧的装置。
按本发明的方法包括以下步骤:
i)将所述的油沙(Oil-Sands)或原料连续地加入密封的
旋转式热处理设备内;
ii)旋转并加热该热处理设备,使物料在100-500℃保持
0.1-0.8小时,进行热处理,收集并利用热处理后
产生的气相产物;
iii)将热处理后的剩余物质排出热处理设备,送到燃烧炉
中焚烧至烬;
iv)从燃烧炉中排出并利用焚烧后的高温至烬物质;
所说的原料可以是下列废弃的物质:生活垃圾.医疗废弃物及其它有机废弃物。
在装料前,所述的原料经过粉碎或不粉碎,要求原料的尺寸不大于5厘米。在装料过程中应尽量避免热处理设备中存留的烃类气体产物不外泄。
热处理和焚烧所需的热源可以由燃油、燃气、煤、电能或/和原料经热处理排出的剩余物进行焚烧,焚烧中产生的高温烟气或焚烧后剩存的高温余烬固体来提供,所说的燃油和燃气可以是从原料热处理后产生的气体产物中获得的。
所述的热处理后的剩余物质在燃烧炉内进行焚烧,使其中的有机物焚烧完全至烬,将焚烧后的高温固体剩余物或沙土(Sands)排出燃烧炉;
热处理和焚烧操作的压力各为常压或稍微加压;热处理设备内的温度维持在100-500℃,燃烧炉内温度维持在800-1300℃;
将热处理设备排出的残存物质送到燃烧炉中去焚烧的输送方式可采用常用传送方法进行,例如采用带式传送机输送.螺旋输送机输送,斗式提升机输送,风力输送或在处理量不很大时用人力传送。
在热的作用下,油沙(Oil-Sands)中的少量烃可能地被热解,分解生成低分子量的低分子轻烃和不凝结的可燃性气体(C1-C4,和H2);
按本发明的方法的第一个优选的实施方案是:经过焚烧炉排出的燃烧余烬物或沙土(Sands)温度高达到600-1000℃,可以利用其热量;可以将一部分这种高温固体余烬物或沙土返回到热处理设备内,让高温状况下的固体余烬物或沙土(Sands)与低温度的原料或油沙(Oil-Sands)直接混合而发生热交换,使原料或油沙获取热量和被加热;
按本发明的方法的第二个优选的实施方案是:为了防止原料或油沙(Oil-Sands)在釜内受热后不结焦不结块,可将一定量的耐高温的颗粒状或粉末物质,如硅酸盐类物质、粉煤灰、细沙子、小石子,或上述焚烧炉排出的燃烧余烬物或沙土,……等等,加入到热处理设备内,与原料或油沙(Oil-Sands)直接混合,起到防止结焦和松散剂作用;所述防止结焦和起到松散剂作用的物质;
按本发明的方法的第三个优选的实施方案是:为了提高热处理过程的传热速度.热的利用率和热效应,采用热处理设备的外层和/或内部联合受热方式给热处理设备内的原料进行加热;在热处理设备内部配置加热管,用高温烟气或其它热载体流经加热管内部给加热管外部的原料或油沙(Oil-Sands)加热;在热处理设备的外层配置高温烟气加热室;采用多种加热方式给设备中的物料进行加热;
按本发明一种从含油沙土中提取烃油的设备,它主要包括卧式旋转反应釜,焚烧炉,输送设备和烃油收集装置。
所述的卧式旋转反应釜包括:圆柱形壳体,它通过壳体下部几组能灵活转动的圆形托轮(每组为二个托轮)支撑于地面上;壳体外壁套装有与其直径相同的圆周齿轮盘;圆周齿轮盘与小齿轮盘相对合,用调速电机驱动小齿轮转动,而小齿轮盘带动齿轮盘转动,并使圆柱形壳体跟随同步旋转;圆柱形壳体外围是固定不动的保温层,壳体与保温层之间是加热室;其中,给反应釜壳体加热的高温烟气从加热室一端进,经过加热室,从另一端排出;圆柱形壳体内壁上均匀分布象螺母内丝一样层层叠叠圆周形螺纹钢带,它能使壳体内的物料在壳体旋转时向前或向后移动;圆柱形壳体的一端与固定式进料室相联接,进料室上装有往复或螺旋式进料器;圆柱形壳体的另一端连接到固定式沙土(Sands)或热处理后的剩余物的收集室;可旋转的卧式圆柱形壳体与其两端固定不动的进料室和沙土(Sands)收集室之间以及与固定不动的隔热保温层之间均采用传统的机械密封和其它密封方法进行连接;当卧式圆柱形壳体旋转时,其二端的进料室.沙土(Sands)收集室及壳体外层的隔热保温层之间不跟随旋转;沙土(Sands)收集室的上方装有气相烃出口;收集室的下部是热处理后的剩余物的排卸出口;此热处理设备可配置在焚烧炉的下方或上方位置;若配置在焚烧炉的下方位置,其排卸出口可与鼓风机的排风出口相连通.通过风力将热处理后的剩余物吹入焚烧炉或用传统机械输送装置移送到焚烧炉进行焚烧处理;若配置在焚烧炉的上方位置,则热处理后的剩余物靠重力作用直接从热处理设备中落入下方的焚烧炉内进行焚烧处理;
所述的焚烧炉包括:供燃烧和焚烧的圆柱形.矩形或不规则型的壳体、壳壁上有与输送机的出料口相连的进料入口、与烃油收集装置相连的未冷凝气化物入口、液体烃油燃烧喷嘴.空气进口、燃烧获得的高温烟气出口、燃烧后固体余烬物的卸料口,并配置阀门;此焚烧炉可以配置在热处理设备的上方或下方位置,若配置在热处理设备的上方,则燃烧后的高温剩余固体物质可以作为热源或松散剂靠重力从焚烧炉直接落入下方的热处理设备内;若配置在热处理设备的下方位置,可通过机械传送装置或人力将燃烧后作为热源或松散剂的高温剩余固体物质送入到热处理设备内;
所述的输送设备包括,可采用传统的固体物料传送设备,如斗式提升机、螺旋输送机、带式传送机、以及风力输送装置等等,将卧式旋转反应釜内排卸的物质送入焚烧炉中进行焚烧处理,或将焚烧炉内排卸的焚烧至烬的高温物质作为热源或松散剂返回送入卧式旋转反应釜中;
本发明的设备进一步包括烃油收集装置,均属于本领域中常规使用的烃油分离装置包括:冷凝器、烃油储罐或气液分离器和水封罐等;冷凝器可以接受来自于热处理设备的气化产物,使其冷凝后分离为气液两种产物,而液体产物储存于气液分离器或烃油储罐中,可用室温空气或室温水给冷凝装置降温换热,换热后的热空气进入焚烧炉,不能被凝结的气体从气液分离器或烃油储罐出口排出,经水封罐后引入到焚烧炉中进行燃烧,回收热量;气液分离器或烃油储罐上配置有气体和液体进口和气体出口,此气体出口与水封罐的气相进口相连通,而水封罐的气相出口与燃烧炉的可燃性气体入口相连通;
按本发明的设备的一个优选实施方案,所述的热处理设备或卧式旋转反应釜的圆柱形壳体内部安装一至多根加热管,此加热管串过圆柱形壳体内部,并将每根加热管的二端固定在进料室和沙土(Sands)收集室的筒壁上;当卧式圆柱形壳体旋转时,圆柱形壳体内部的加热管不跟随旋转;
按本发明的设备的一个可实施方案,也可采用传统的工业焚烧炉(如卧式固定或移动式炉排焚烧炉、立式固定式炉排焚烧炉、沸腾式焚烧炉、卧式旋转焚烧炉等等)去焚烧热处理设备排出的剩余物;
附图的简要说明
图1是本发明方法和设备的简易流程图
图2是本发明中可采用的卧式旋转反应釜.风力输送装置和
焚烧炉的配置示意图。
下面结合本发明的设备来描述本发明的方法
本发明的方法包括:将所述的原料或油沙(Oil-Sands)经过不粉碎或粉碎至尺寸不大于5厘米,并用往复式或螺旋式进料机连续地送入到密封的卧式旋转反应釜内;用电驱动卧式旋转反应釜转动;将高温烟道气引入到卧式旋转反应釜中的加热装置,即反应釜的外层加热室或/和釜内部的加热管,给反应釜加热;也可将一定量的固体耐高温的颗粒状或粉末物质,如硅酸盐类物质,小石子,……等等用往复式或螺旋式进料机连续地加入到卧式旋转反应釜内,与原料或油沙(Oil-Sands)直接混合,起松散剂和防结焦作用;卧式旋转反应釜内的原料或油沙(Oil-Sands)被加热后,其温度不断升高,使其在操作压力为常压或稍高于常压,100-500℃温度保持0.1-0.8小时的条件下,原料或沙油中的有机物或烃因受热而不断地转变成气相,产生的气相产物离开卧式旋转反应釜,按传统的方法(或经冷凝.油气分离和水封罐封压过程)将气相产物经冷凝处理并收集冷凝下来的液相烃油,将未凝结的气体(C1-C4,和H2)引入焚烧炉进行燃烧,并利用焚烧放出来的热为热处理过程供热;在原料或油沙(Oil-Sands)的热处理过程中,卧式旋转反应釜一直处于连续旋转之中,受反应釜的连续旋转,原料或油沙(Oil-Sands)在卧式旋转反应釜内不断地上下翻滚混合,并从卧式旋转反应釜的进料口一端移向出料口的另一端,并连续地排出卧式旋转反应釜;被排出卧式旋转反应釜的沙土或热处理后的剩余物中还含有少量重质残油和/有机物质,通过鼓风机的风力或通过传统的机械传送设备将卧式旋转反应釜排出的沙土或热处理后的剩余物送入焚烧炉内进行燃烧回收热量;焚烧炉内的温度一般维持在800-1300℃,操作压力为常压或稍高于常压;在焚烧过程中,沙土或热处理后的剩余物中含有的有机物被烧烬,燃烧后的余烬物的温度迅速升高,燃烧产生大量的热量和高温烟气,将此高温烟气引入到卧式旋转反应釜的加热装置,给反应釜加热和供热;将燃烧至烬的温度高达到600-1000℃的沙土(Sands)或燃烧余烬物质排出焚烧炉或加热装置;也可连续循环地将一部分烧烬的温度高达到600-1000℃的沙土(Sands)或燃烧余烬物质循环地返回到卧式旋转反应釜的加料入口,并与低温状况的原料油沙(Oil-Sands)在卧式旋转反应釜内直接混合,给低温原料油沙(Oil-Sands)加热或起松散剂作用;所说的原料还可以是下列废弃的物质:生活垃圾.医疗废弃物及其它有机废弃物。
下面结合附图来说明本发明
参见图1,本发明的设备包括;卧式旋转反应釜或热处理设备(1)、往复或螺旋式进料机(3).鼓风机(11)、引风机(18).空气换热器(12).焚烧炉(27)、冷凝器(14)、烃油储罐或汽液分离器(15).水封罐(17)和油泵(16)等装置。
所述的卧式旋转反应釜(1)包括:圆柱形壳体(4),它通过壳体下部几组能灵活转动的圆形托轮(每组为二个托轮)(6)支撑于地面上;壳体(4)外壁套装有与其直径相同的圆周齿轮盘(31);圆周齿轮盘(31)与小齿轮盘(37)相对合,用调速电机(38)驱动小齿轮盘(37)转动,而小齿轮盘(37)带动齿轮盘(31)转动,并使圆柱形壳体(4))在托轮(6)的支撑下跟随同步旋转;圆柱形壳体(4)外围是固定不动的保温层(7),壳体(4)与保温层(7)之间是加热室(8);其中,给反应釜(1)的壳体(4)加热的高温烟气从加热室(8)一端进,经过加热室(8),从另一端排出;圆柱形壳体(4)内壁上均匀分布象螺母内丝一样层层叠叠圆周形螺纹钢带,它能使壳体(4)内的物料(2)在壳体(4)旋转时向前或向后移动;圆柱形壳体(4)的一端与固定式进料室(5)相联接,进料室(5)上装有往复或螺旋式进料器(3);圆柱形壳体(4)的另一端连接到固定式沙土(Sands)或热处理后的剩余物的收集室(10);可旋转的卧式圆柱形壳体(4)与其两端固定不动的进料室(5)和沙土(Sands)收集室(10)之间以及与固定不动的隔热保温层(7)之间均采用传统的机械密封和其它密封方法进行连接;当卧式圆柱形壳体(4)旋转时,其二端的进料室(5)和沙土(Sands)收集室(10)及壳体(4)外层的隔热保温层(7)之间不跟随旋转;沙土(Sands)收集室(10)的上方装有气相烃出口(39);收集室(10)的下部是热处理后的剩余物的排卸出口(13);此热处理设备(1)可配置在焚烧炉(27)的下方或上方位置;若配置在焚烧炉(27)的下方位置,其排卸出口(13)可与鼓风机的排风出口(32)相连通.通过风力将热处理后的剩余物(33)吹入焚烧炉(27)或用传统机械输送装置移送到焚烧炉(27)进行焚烧处理;若配置在焚烧炉(27)的上方位置,则热处理后的剩余物(33)靠重力作用直接从热处理设备(1)中落入下方的焚烧炉(27)内进行焚烧处理;
所述的焚烧炉(27)包括:供燃烧和焚烧的圆柱形.矩形或不规则型的壳体(21)、壳体(21)壁上有与输送机的出料口相连的进料入口(24)、与烃油收集装置相连的未冷凝气化物入口(25)、液体烃油燃烧喷嘴(23).空气进口(22)、燃烧获得的高温烟气出口(26)、燃烧后固体余烬物的卸料口并配置阀门(20和19);此焚烧炉(27)可以配置在热处理设备(1)的上方或下方位置,若配置在热处理设备(1)的上方,则燃烧后的高温剩余固体物质(34)可以作为热源或松散剂靠重力从焚烧炉(27)直接落入下方的热处理设备(1)内;若配置在热处理设备(1)的下方位置,可通过机械传送装置或人力将燃烧后作为热源或松散剂的高温剩余固体物质(34)送入到热处理设备(1)内;
本发明的设备进一步包括烃油收集装置,均属于本领域中常规使用的烃油分离装置,包括:冷凝器(14),烃油储罐或气液分离器(15)和水封罐(17)等;冷凝装置可以接受来自于热处理设备(1)的气化产物,使其冷凝后分离为气液两种产物,而液体产物储存于气液分离器或烃油储罐(15)中,并用油泵(16)输送到大型储油罐中备用;可用室温空气或室温水给冷凝器(14)降温换热,换热后的热空气进入焚烧炉(27);不能被凝结的气体从气液分离器或烃油储罐(15)出口排出,经水封罐(17)后引入到焚烧炉(27)中进行燃烧,回收热量;
按本发明的设备的一个优选实施方案,所述的热处理设备(1)的圆柱形壳体(4)内部安装一至多根加热管(29),此加热管(29)串过圆柱形壳体(4)内部,并将每根加热管的二端固定在进料室(5)和沙土(Sands)收集室(10)的筒壁上;当卧式圆柱形壳体(4)旋转时,圆柱形壳体(4)内部的加热管(29)不跟随旋转;,
结合附图1和2对本发明的方法进行进一步的说明。
将所述的原料或油沙(Oil-Sands)(2)经过不粉碎或粉碎至尺寸不大于5厘米,用变速电机(9)驱动往复式或螺旋式进料机(3)工作,将原料或油沙(Oil-Sands)(2)连续地送入到密封的卧式旋转反应釜(1)内;用电机(38)驱动卧式旋转反应釜(1)转动;将高温烟道气(35)引入到卧式旋转反应釜(1)中的加热装置,即反应釜(1)的外层加热室(8)或/和釜(1)内部的加热管(29),给反应釜(1)加热;也可将一定量的固体耐高温的颗粒状或粉末物质,如硅酸盐类物质,小石子,……等等用往复式或螺旋式进料机(3)连续地加入到卧式旋转反应釜(1)内,与原料或油沙(Oil-Sands)(2)直接混合,起松散剂和防结焦作用;卧式旋转反应釜(1)内的原料或油沙(Oil-Sands)(2)被加热后,其温度不断升高,使其在操作压力为常压或稍高于常压,100-400℃温度保持0.1-1小时的条件下,原料或沙油(2)中的有机物或烃因受热而不断地转变成气相,产生的气相产物离开卧式旋转反应釜(1),按传统的方法(或经冷凝.油气分离和水封罐封压过程)收集气相烃得到液态烃油,不能被凝结的可燃性气体(C1-C4,和H2)被返回到焚烧炉(27)内燃烧回收热量;在原料或油沙(Oil-Sands)(2)的热处理过程中,卧式旋转反应釜(1)一直处于连续旋转之中,受反应釜(1)的连续旋转,原料或油沙(Oil-Sands)(2)在卧式旋转反应釜(1)内不断地上下翻滚混合,并从卧式旋转反应釜(1)的进料机(3)一端移向卸料口(13)的另一端,并连续地排出卧式旋转反应釜(1);被排出卧式旋转反应釜(1)的沙土或热处理后的剩余物(33)中还含有少量重质残油和/有机物质,借助于鼓风机(11)的风力,并将鼓出的空气先经空气换热器(12)换热成热空气后再用热风将卧式旋转反应釜(1)排出的沙土或热处理后的剩余物(33)吹送到焚烧炉(27)内进行燃烧回收热量,或通过传统的机械传送设备将卧式旋转反应釜(1)排出的沙土或热处理后的剩余物(33)送入焚烧炉内进行燃烧回收热量;焚烧炉(27)内的温度一般维持在800-1300℃,操作压力为常压或稍高于常压;在焚烧过程中,沙土或热处理后的剩余物(33)中含有的有机物被烧烬,燃烧后的余烬物(34)的温度迅速升高,燃烧产生大量的热量和高温烟气(35),将此高温烟气(35)从焚烧炉(27)顶部排气口(26)排出,经旋风除尘器(28)处理后,被引入到卧式旋转反应釜(1)内的加热管(29),再转入加热室(8),给反应釜(1)加热和供热;将燃烧至烬的温度高达到600-1000℃的沙土(Sands)或燃烧余烬物质(34)排出焚烧炉(27)或加热装置(1);也可连续循环地将一部分烧烬的温度高达到600-1000℃的沙土(Sands)或燃烧余烬物质(34)循环地返回到卧式旋转反应釜(1)的加料入口(36),并与低温状况的原料或油沙(Oil-Sands)(2)在卧式旋转反应釜(1)内直接混合,给低温原料或油沙(Oil-Sands)(2)加热或起松散剂作用;从卧式旋转反应釜(1)的加热室(8)排出的烟道气(35)可经余热锅炉换热降温后经引风机(18)和烟囱排出装置;所说的原料(2)还可以是下列废弃的物质:生活垃圾.医疗废弃物及其它有机废弃物。
以下通过具体实施例更详细地说明本发明,但本发明并不受其限制。
实施例
将所述的3000KG油沙(Oil-Sands)矿石(2)经过粉碎至尺寸不大于5厘米,用变速电机(9)驱动往复式或螺旋式进料机(3)工作,将油沙(Oil-Sands)(2)按50KG/分钟的进料速度在60分钟中,连续地送入到密封的卧式旋转反应釜(1)内;用电驱动卧式旋转反应釜(1)转动;将820-1100℃高温烟道气(35)引入到卧式旋转反应釜(1)中的外层加热室(8)和釜(1)内部的加热管(29),给反应釜(1)加热;釜(1)内的油沙(Oil-Sands)(2)被加热后,其温度不断升高,使其在操作压力为0.03-0.07Mpa,温度为200-320℃范围时,油沙在反应釜(1)内保持0.11-0.2小时的热处理,油沙(Oil-Sands)(2)中的有机物或烃因受热而不断地转变成气相物质,产生的气相产物离开卧式旋转反应釜(1),经冷凝.油气分离和水封罐封压过程处理后,收集气相烃得到液态烃油,不能被凝结的可燃性气体(C1-C4,和H2)被返回到焚烧炉(27)内燃烧回收热量;在油沙(Oil-Sands)(2)的热处理过程中,卧式旋转反应釜(1)一直处于连续旋转之中,受反应釜(1)的连续旋转,油沙(Oil-Sands)(2)在卧式旋转反应釜(1)内不断地上下翻滚混合,并从卧式旋转反应釜(1)的进料机(3)一端移向卸料口(13)的另一端,并连续地排出卧式旋转反应釜(1);被排出卧式旋转反应釜(1)的沙土(33)中还含有少量重质残油和/有机物质,借助于鼓风机(11)的风力,并将鼓出的空气先经空气换热器(12)换热成热空气后再用热风将卧式旋转反应釜(1)排出的沙土(33)吹送到焚烧炉(27)内进行燃烧回收热量,焚烧炉(27)内的温度一般维持在850-1150℃,操作压力为0.02-0.06Mpa;在焚烧过程中,沙土(33)中含有的有机物被烧烬,燃烧后的余烬物(34)的温度迅速升高至700-850℃,燃烧产生大量的热量和温度为820-1100℃高温烟气(35),将此高温烟气(35)从焚烧炉(27)顶部排气口(26)排出,经旋风除尘器(28)处理后,被引入到卧式旋转反应釜(1)内的加热管(29),再转入加热室(8),给反应釜(1)加热和供热;在60分钟的热处理全过程中,通过焚烧炉(27)下部的阀门(20)和(19)的控制和调节,将燃烧至烬的高温沙土(Sands)(34)中的60%(W%)左右部分连续地排出焚烧炉(27),而将剩余的40%(W%)左右部分连续循环地返回到卧式旋转反应釜(1)的加料入口(36),并与低温状况的油沙(Oil-Sands)(2)在卧式旋转反应釜(1)内直接混合,给低温油沙(Oil-Sands)(2)加热或起松散剂作用;从卧式旋转反应釜(1)的加热室(8)排出的烟道气(35)可经余热锅炉换热降温后,经引风机(18)和烟囱排出装置;
经过上述生产过程(热处理反应)得到如下结果:
含油沙土(Oil-Sands):3000KG;
含油沙土成份(W%): 可挥发物20.4%,固体类79.6%;
油沙元素分析(W%): H 2.7%,O 2.2%,C 15.2%,
S 0.3%,无机物和沙土79.6%;
卧式旋转反应釜内的工作温度: 200-320℃;
每批油沙在卧式旋转反应釜内停留时间: 0.11-0.2小时;
卧式旋转反应釜内压力: 0.03-0.07Mpa
焚烧炉内工作温度: 850-1150℃
焚烧炉内工作压力: 0.02-0.06Mpa
反应产物(W%):烃油(C7-C62) 411KG 13.7%;
气体(H2和C1-C6) 72KG 2.4%;
无机物和沙土(Sands) 2388KG 79.6%;
水分 75KG 2.5%;
其它 54KG 1.8%;
Claims (11)
1.一种从含油沙土中提取烃油的方法,包括以下步骤:
i)将所述的油沙(Oil-Sands)或原料连续地加入密封的可旋转的热处理设备内;
ii)旋转并加热该热处理设备,使物料在100-500℃保持0.1-0.8小时,进行热处理,收集并利用热处理后产生的气相产物;
iii)将热处理后的剩余物质排出热处理设备,送到焚烧炉中焚烧至烬;
iv)从焚烧炉中排出并利用焚烧后的高温至烬物质;
所说的原料可以是下列废弃的物质:生活垃圾.医疗废弃物及其它有机废弃物;
2.按权利要求1的方法,其特征在于,所述的收集并利用热处理后产生的气相产物的收集并利用是指,将气相产物经冷凝处理并收集冷凝下来的液相烃油,将未凝结的气体引入焚烧炉进行燃烧,并利用焚烧放出来的热量为热处理过程供热;
3.按权利要求1的方法,其特征在于,其中所述的热处理后的剩余物质在焚烧炉中的焚烧温度为800-1300℃;热处理过程和焚烧操作的压力各为常压或稍高于常压;
4.按权利要求1的方法,其特征在于,其中所述的排出并利用焚烧后的高温至烬物质中的利用是指,将焚烧炉中排出的一部分高温固体余烬物或沙土(Sands)返回到热处理设备内,使原料或油沙获取热量以及起到防止结焦和松散剂作用;
5.按权利要求4的方法,其特征在于,其中所述防止结焦和起到松散剂作用的物质,可以是耐高温的颗粒状或粉末无机物质,如硅酸盐类物质,粉煤灰,细沙子等等;
6.按权利要求1的方法,其特征在于,其中所述的旋转并加热该热处理设备中的加热是指,采用热处理设备的外层和/或内部联合受热方式给热处理设备内的原料进行加热;
7.按权利要求1和6的方法,其特征在于,其中所述的加热和焚烧中所采用的热源可以是燃油、燃气、煤、电能或/和原料经热处理排出的剩余物进行焚烧,焚烧中产生的高温烟气;所说的燃油和燃气可以是从原料热处理后产生的气体产物中获得的;
8.按权利要求1的方法,其特征在于,其中所述的将热处理后的剩余物质排出热处理设备,送到焚烧炉中焚烧至烬的送到是指,可采用常用传送方法进行,例如采用带式传送机输送、 螺旋输送机输送、斗式提升机输送、风力输送或在处理量不很大时用人力传送;
9.一种从含油沙土中提取烃油的设备,它主要包括卧式旋转反应釜,焚烧炉,输送设备和烃油收集装置;
所述的卧式旋转反应釜包括:圆柱形壳体,它通过壳体下部几组能灵活转动的圆形托轮(每组为二个托轮)支撑于地面上;壳体外壁套装有与其直径相同的圆周齿轮盘,圆周齿轮盘与小齿轮盘相对合,用调速电机驱动小齿轮转动,而小齿轮盘带动齿轮盘转动,则圆柱形壳体受托轮的支撑跟随同步旋转;圆柱形壳体外围是固定不动的保温层,壳体与保温层之间是加热室;其中,给反应釜壳体加热的高温烟气从加热室一端进,经过加热室,从另一端排出;圆柱形壳体内壁上均匀分布象螺母内丝一样层层叠叠圆周形螺纹钢带,它能使壳体内的物料在壳体旋转时向前或向后移动;圆柱形壳体的一端与固定式进料室相联接,进料室上装有往复或螺旋式进料器;圆柱形壳体的另一端连接到固定式热处理后的剩余物的收集室;可旋转的卧式圆柱形壳体与其两端固定不动的进料室和热处理后的剩余物收集室之间以及与固定不动的隔热保温层之间均采用传统的机械密封和其它密封方法进行连接;当卧式圆柱形壳体旋转时,其二端的进料室、热处理后的剩余物的收集室及壳体外层的隔热保温层之间不跟随旋转,热处理后的剩余物收集室的上方装有气相烃出口;收集室的下部是热处理后的剩余物的排卸出口;此卧式旋转反应釜可以配置在焚烧炉的上方或下方位置;若配置在焚烧炉的下方位置,其排卸出口可与鼓风机的排风出口相连通。通过风力将热处理后的剩余物吹入焚烧炉或用传统机械输送装置移送到焚烧炉进行焚烧处理;若配置在焚烧炉的上方位置,则热处理后的剩余物靠重力作用直接从热处理设备中落入下方的焚烧炉内进行焚烧处理;
所述的焚烧炉包括:供燃烧和焚烧的圆柱形。矩形或不规则型的壳体、壳壁上有被焚烧物质的进料入口、与烃油收集装置相连的未冷凝气化物入口、液体烃油燃烧喷嘴。空气进口、燃烧获得的高温烟气出口、燃烧后固体余烬物的卸料口,并配置阀门;此焚烧炉可以配置在卧式旋转反应釜的上方或下方位置;若配置在卧式旋转反应釜的上方,则燃烧后的高温剩余固体物质可以作为热源或松散剂靠重力从焚烧炉直接落入下方的热处理设备内;若配置在卧式旋转反应釜的下方位置,可通过机械传送装置或人力将燃烧后作为热源或松散剂的高温至烬固体物质送入到卧式旋转反应釜内;
所述的烃油收集装置包括:冷凝器、烃油储罐或气液分离器和水封罐等;冷凝器可以接受来自于热处理设备的气化产物,使其冷凝后分离为气液两种产物,而液体产物储存于气液分离器或烃油储罐中,可用室温空气或室温水给冷凝装置降温换热,换热后的热空气进入焚烧炉,不能被凝结的气体从气液分离器或烃油储罐出口排出,经水封罐后引入到焚烧炉中进行燃烧,回收热量;气液分离器或烃油储罐上配置有气体和液体进口和气体出口,此气体出口与水封罐的气相进口相连通,而水封罐的气相出口与燃烧炉的可燃性气体入口相连通;
所述的输送设备包括,可采用传统的固体物料传送设备,如斗式提升机、螺旋输送机、带式传送机、以及风力输送装置等等,将卧式旋转反应釜内排卸的物质送入焚烧炉中进行焚烧处理,或将焚烧炉内排卸的焚烧至烬的高温物质作为热源或松散剂返回送入卧式旋转反应釜中;
10.按权利要求8的设备,其特征在于,其中所述的焚烧炉也可采用传统的工业焚烧炉(如卧式固定或移动式炉排焚烧炉、立式固定式炉排焚烧炉、沸腾式焚烧炉、卧式旋转焚烧炉等等)去焚烧热处理设备排出的剩余物;
11.按权利要求8的设备,其特征在于,卧式旋转反应釜的圆柱形壳体内部安装一至多根加热管,此加热管串过圆柱形壳体内部,并将每根加热管的二端固定在进料室和热处理后的剩余物的收集室的筒壁上,当卧式圆柱形壳体旋转时,圆柱形壳体内部的加热管不跟随旋转;,
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