CN204369808U - 一种油页岩干馏瓦斯气热管加热系统 - Google Patents
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Abstract
一种油页岩干馏瓦斯气热管加热系统，其特点是，包括：在具有若干换热片热管组的低温热管加热器上设有冷循环瓦斯气入口、冷循环瓦斯气出口、烟气入口和烟气出口；在具有若干换热片热管组的第一高温热管加热器上设有循环瓦斯气进口、循环瓦斯出口、烟气进口、烟气出口、烧炭喷口、吹灰空气入口阀和风灰出口阀；在具有若干换热片热管组的第二高温热管加热器上设有循环瓦斯气进口、循环瓦斯出口、烟气进口、第二高温热管加热器的烟气出口、烧炭喷口、吹灰空气入口阀和风灰出口阀。通过第一、第二高温加热器的切换运行，可以定期进行积炭和积灰处理，换热效果好，油页岩综合利用率高，使用寿命长，成本低。
Description
技术领域
本实用新型涉及油页岩气体热载体干馏炼油设备技术领域，是一种油页岩干馏瓦斯气热管加热系统。
背景技术
油页岩是一种沉积岩，具有无机矿物质的骨架，并含有固体有机质，主要为油母质及少量沥青质。油页岩经低温干馏(约550℃)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。因此可以替代石油，成为石油资源的有力补充。
油页岩干馏炉类型很多，按所用加热载体的不同，可分为气体热载体干馏炉和固体热载体干馏炉两大类。当前国内投入运行的主要是气体热载体干馏炉，一种气体干馏炉的气体热载体除了从炉底送入空气、蒸汽与页岩半焦中的碳反应而生成的高温发生气外，还需要一部分油页岩干馏瓦斯气作为补充；另一种热载体干馏炉的热载体为由循环热瓦斯和循环冷瓦斯构成，一部分瓦斯作为燃料瓦斯送入瓦斯燃烧炉进行燃烧对循环热瓦斯进行二级加热以达到相应的温度要求。这两种工艺都是以循环瓦斯(约700℃)作为热载体加热干馏油页岩，循环瓦斯在瓦斯加热炉中加热后送到干馏炉中。当前，循环瓦斯加热炉基本都采用管式换热器，干馏循环瓦斯在换热器管内通过，管外通过燃烧半焦或是剩余瓦斯释放热量以加热干馏循环瓦斯。
目前这种管式加热炉最大的问题是积炭。瓦斯中包含多种有机气体，有机气体在高温下可通过自由基链式反应生焦，而加热炉管道的材质中包含可催化有机气体裂解的过渡型金属。所以，在运行一段时间后，加热炉的管道中出现了积碳的现象。积碳不是独立的碳原子，而是由若干碳原子稠合而成。当其附着在金属管道壁面时，不仅会堵塞管道，影响炉管的传热效率，还会造成壁面刚性下降，影响装置的使用寿命。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有循环瓦斯加热炉存在的积炭堵塞管道问题，提出一种将热管换热技术用于循环瓦斯加热系统，且通过两组高温加热器切换运行，可以定期进行积炭和积灰处理，换热效果好，油页岩综合利用率高，使用寿命长，成本低的油页岩干馏瓦斯气热管加热系统。
本实用新型的目的是由以下技术方案来实现的：一种油页岩干馏瓦斯气热管加热系统，其特征是，它包括：在具有若干换热片热管组的低温热管加热器上设有低温热管加热器的冷循环瓦斯气入口、低温热管加热器的冷循环瓦斯气出口、低温热管加热器的烟气入口和低温热管加热器的烟气出口；在具有若干换热片热管组的第一高温热管加热器上设有第一高温热管加热器的循环瓦斯气进口、第一高温热管加热器的循环瓦斯出口、第一高温热管加热器的烟气进口、第一高温热管加热器的烟气出口、第一高温热管加热器的烧炭喷口、第一高温热管加热器的吹灰空气入口阀和第一高温热管加热器的风灰出口阀；在具有若干换热片热管组的第二高温热管加热器上设有第二高温热管加热器的循环瓦斯气进口、第二高温热管加热器的循环瓦斯出口、第二高温热管加热器的烟气进口、第二高温热管加热器的烟气出口、第二高温热管加热器的烧炭喷口、第二高温热管加热器的吹灰空气入口阀和第二高温热管加热器的风灰出口阀；由低温热管加热器的冷循环瓦斯气入口与冷瓦斯气源连接，低温热管加热器的冷循环瓦斯气出口通过循环瓦斯进气口切换阀与第一高温热管加热器的循环瓦斯气进口连接，第一高温热管加热器的循环瓦斯气出口通过循环瓦斯出气口切换阀与干馏炉连接组成第一循环瓦斯加热回路；由低温热管加热器的冷循环瓦斯气入口与冷瓦斯气源连接，低温热管加热器的冷循环瓦斯气出口通过循环瓦斯进气口切换阀与第二高温热管加热器的循环瓦斯气进口连接，第二高温热管加热器的循环瓦斯气出口通过循环瓦斯出气口切换阀与干馏炉连接组成第二循环瓦斯加热回路；由燃烧炉通过燃烧炉烟气出口切换阀与第一高温热管加热器的烟气进口连接，第一高温热管加热器的烟气出口通过烟气出口切换阀与低温热管加热器的烟气入口连接，低温热管加热器的烟气出口与排烟系统连接组成第一高温烟气降温回路；由燃烧炉通过燃烧炉烟气出口切换阀与第二高温热管加热器的烟气进口连接，第二高温热管加热器的烟气出口通过烟气出口切换阀与低温热管加热器的烟气入口连接，低温热管加热器的烟气出口与排烟系统连接组成第二高温烟气降温回路。
本实用新型油页岩干馏瓦斯气热管加热系统的优点体现在：
1. 采用热管加热器，解决了当前蓄热式换热器热效率低的问题；
2. 在热管加热器上设有吹灰口，进行定期吹灰，以防止积灰影响热管加热器的加热效率；
3. 设有两组热管加热器交替切换运行，定期进行烧炭处理，从而避免了热管加热器积炭堵管后难于处理的问题；
4.其结构合理，便于操作，故障率低，油页岩干馏效率高。
附图说明
图1为一种油页岩干馏瓦斯气热管加热系统结构示意图。
图中：1低温热管加热器的冷循环瓦斯气入口，2低温热管加热器的烟气出口，3低温热管加热器的冷循环瓦斯气出口，4低温热管加热器的烟气入口，5循环瓦斯进气口切换阀，6烟气出口切换阀，7第二高温热管加热器的循环瓦斯气进口，8为第二高温热管加热器的烟气出口，9第一高温热管加热器的循环瓦斯气进口，10第一高温热管加热器的烟气出口，11第二高温热管加热器的循环瓦斯气出口，12第二高温热管加热器的烟气进口，13第一高温热管加热器的循环瓦斯出口，14第一高温热管加热器的烟气进口，15循环瓦斯出气口切换阀， 16燃烧炉烟气出口切换阀，17第二高温热管加热器吹灰空气入口阀，18第二高温热管加热器的烧炭喷口，19第二高温热管加热器风灰出口阀，20第一高温热管加热器的烧炭喷口，21第一高温热管加热器吹灰空气入口阀，22第一高温热管加热器风灰出口阀，23第二高温热管加热器烧炭吹扫进口，24第一高温热管加热器烧炭吹扫进口，25第一高温热管加热器烧炭吹扫出口，26第二高温热管加热器烧炭吹扫出口。
具体实施方式
下面利用附图和实施例对本实用新型的一种油页岩干馏瓦斯气热管加热系统作进一步说明。
参照图1，本实用新型的一种油页岩干馏瓦斯气热管加热系统，它包括：在具有若干换热片热管组的低温热管加热器上设有低温热管加热器的冷循环瓦斯气入口1、低温热管加热器的冷循环瓦斯气出口3、低温热管加热器的烟气入口4和低温热管加热器的烟气出口2；在具有若干换热片热管组的第一高温热管加热器上设有第一高温热管加热器的循环瓦斯气进口9、第一高温热管加热器的循环瓦斯出口13、第一高温热管加热器的烟气进口14、第一高温热管加热器的烟气出口10、第一高温热管加热器的烧炭喷口20、第一高温热管加热器的吹灰空气入口阀21和第一高温热管加热器的风灰出口阀22；在具有若干换热片热管组的第二高温热管加热器上设有第二高温热管加热器的循环瓦斯气进口7、第二高温热管加热器的循环瓦斯出口11、第二高温热管加热器的烟气进口12、第二高温热管加热器的烟气出口8、第二高温热管加热器的烧炭喷口18、第二高温热管加热器的吹灰空气入口阀17和第二高温热管加热器的风灰出口阀19；由低温热管加热器的冷循环瓦斯气入口1与冷瓦斯气源连接，低温热管加热器的冷循环瓦斯气出口3通过循环瓦斯进气口切换阀5与第一高温热管加热器的循环瓦斯气进口9连接，第一高温热管加热器的循环瓦斯气出口13通过循环瓦斯出气口切换阀15与干馏炉连接组成第一循环瓦斯加热回路；由低温热管加热器的冷循环瓦斯气入口1与冷瓦斯气源连接，低温热管加热器的冷循环瓦斯气出口3通过循环瓦斯进气口切换阀5与第二高温热管加热器的循环瓦斯气进口7连接，第二高温热管加热器的循环瓦斯气出口11通过循环瓦斯出气口切换阀15与干馏炉连接组成第二循环瓦斯加热回路；由燃烧炉通过燃烧炉烟气出口切换阀16与第一高温热管加热器的烟气进口14连接，第一高温热管加热器的烟气出口10通过烟气出口切换阀6与低温热管加热器的烟气入口4连接，低温热管加热器的烟气出口2与排烟系统连接组成第一高温烟气降温回路；由燃烧炉通过燃烧炉烟气出口切换阀16与第二高温热管加热器的烟气进口12连接，第二高温热管加热器的烟气出口8通过烟气出口切换阀6与低温热管加热器的烟气入口4连接，低温热管加热器的烟气出口与排烟系统连接组成第二高温烟气降温回路。
本实用新型的油页岩干馏瓦斯气热管加热系统的工作过程为：
1）循环瓦斯气升温流程：
来自于冷凝回收油系统的25～50℃的低温循环瓦斯气，从低温热管加热器的冷循环瓦斯气入口1进入低温热管加热器内，冷循环瓦斯气与低温热管加热器的具有若干换热片的热管组进行换热，将瓦斯气加热到350～400℃，然后通过低温热管加热器的冷循环瓦斯气出口3经循环瓦斯进气口切换阀5的切换下，进入第一循环瓦斯气升温流程或进入第二循环瓦斯气升温流程，第一循环瓦斯气升温流程为：从第一高温热管加热器的循环瓦斯气进口9进入第一高温热管加热器内，瓦斯气与第一高温热管加热器的具有若干换热片的热管组进行换热，加热到700℃瓦斯气经第一高温热管加热器的循环瓦斯气出口13流入输送管道，经循环瓦斯出气口切换阀15送入干馏炉；第二循环瓦斯气升温流程为：从第二高温热管加热器的循环瓦斯气进口7进入第二高温热管加热器内，瓦斯气与第二高温热管加热器的具有若干换热片的热管组进行换热，加热到700℃瓦斯气经第二高温热管加热器的循环瓦斯气出口11流入输送管道，经循环瓦斯出气口切换阀15送入干馏炉；在第一高温热管加热器或第二高温热管加热器的积炭达到设定量时，交替选择第一循环瓦斯气升温流程或第二循环瓦斯气升温流程的操作；
2）高温烟气降温流程：
来自于燃烧炉的800～850℃的高温烟气，经燃烧炉烟气出口切换阀16的切换下，进入第一高温烟气降温流程或进入第二高温烟气降温流程，第一高温烟气降温流程为：从第一高温热管加热器的烟气进口14进入第一高温热管加热器内，高温烟气与第一高温热管加热器的具有若干换热片的热管组进行热交换，高温烟气经第一高温热管加热器的烟气出口10、烟气出口切换阀6、低温热管加热器的烟气入口4送入低温热管加热器内，高温烟气通过低温热管加热器的具有若干换热片的热管组继续进行热交换，温度150～200℃的烟气从低温热管加热器的烟气出口2进入排烟系统；第二高温烟气降温流程为：从第二高温热管加热器的烟气进口12进入第二高温热管加热器内，高温烟气与第二高温热管加热器的具有若干换热片的热管组进行热交换，高温烟气经第二高温热管加热器的烟气出口8、烟气出口切换阀6、低温热管加热器的烟气入口4送入低温热管加热器内，高温烟气通过低温热管加热器的具有若干换热片的热管组继续进行热交换，温度150～200℃的烟气从低温热管加热器的烟气出口2进入排烟系统；
在第一高温热管加热器或第二高温热管加热器的积炭达到设定量时，交替选择第一高温烟气降温流程或第二高温烟气降温流程的操作；
3）积炭的处理：
第一高温热管加热器积炭达到设定量时，停止第一高温烟气降温流程，运行第二高温烟气降温流程，第一高温热管加热器进行烧炭，通过第一高温热管加热器的烧炭喷口20将水蒸气或者燃气送入第一高温热管加热器，通过燃烧和气化反应后，再通过第一高温热管加热器烧炭吹扫进口24至第一高温热管加热器烧炭吹扫出口25进行吹扫，烧炭结束后关闭第一高温热管加热器的烧炭喷口20、第一高温热管加热器烧炭吹扫进口24和第一高温热管加热器烧炭吹扫出口25；第二高温热管加热器积炭达到设定量时，停止第二高温烟气降温流程，运行第一高温烟气降温流程，第二高温热管加热器进行烧炭，通过第二高温热管加热器的烧炭喷口18将水蒸气或者燃气送入第二高温热管加热器，通过燃烧和气化反应后，再通过第二高温热管加热器烧炭吹扫进口23至第二高温热管加热器烧炭吹扫出口26进行吹扫，烧炭结束后关闭第二高温热管加热器的烧炭喷口18、第二高温热管加热器烧炭吹扫进口23和第二高温热管加热器烧炭吹扫出口26；
4）积灰的处理：
在积炭处理的同时，进行积灰的处理，当对第二热管高温加热器进行烧炭的同时，从第二高温热管加热器吹灰空气入口阀17通入高压空气，此时，打开第二高温热管加热器风灰出口阀19，吹扫的灰及灰风混合物经第二高温热管加热器风灰出口阀19进入分离器进行灰、气分离，吹扫结束后，关闭第二高温热管加热器吹灰空气入口阀17和第二高温热管加热器风灰出口阀19；当对第一热管加热器进行烧炭同时，从第一高温热管加热器吹灰空气入口阀21通入高压空气，此时，打开第一高温热管加热器风灰出口阀22，吹扫的灰及灰风混合物经第一高温热管加热器风灰出口阀22进入分离器进行灰、气分离，吹扫结束后，关闭第一高温热管加热器吹灰空气入口阀21和第一高温热管加热器风灰出口阀22。
本实用新型附图给出的仅为一个实施例，并非穷举，本领域技术人员不经过创造性劳动的简单复制和改进，仍属于本实用新型权利要求保护的范围。
Claims (1)
1.一种油页岩干馏瓦斯气热管加热系统，其特征是，它包括：在具有若干换热片热管组的低温热管加热器上设有低温热管加热器的冷循环瓦斯气入口、低温热管加热器的冷循环瓦斯气出口、低温热管加热器的烟气入口和低温热管加热器的烟气出口；在具有若干换热片热管组的第一高温热管加热器上设有第一高温热管加热器的循环瓦斯气进口、第一高温热管加热器的循环瓦斯出口、第一高温热管加热器的烟气进口、第一高温热管加热器的烟气出口、第一高温热管加热器的烧炭喷口、第一高温热管加热器的吹灰空气入口阀和第一高温热管加热器的风灰出口阀；在具有若干换热片热管组的第二高温热管加热器上设有第二高温热管加热器的循环瓦斯气进口、第二高温热管加热器的循环瓦斯出口、第二高温热管加热器的烟气进口、第二高温热管加热器的烟气出口、第二高温热管加热器的烧炭喷口、第二高温热管加热器的吹灰空气入口阀和第二高温热管加热器的风灰出口阀；由低温热管加热器的冷循环瓦斯气入口与冷瓦斯气源连接，低温热管加热器的冷循环瓦斯气出口通过循环瓦斯进气口切换阀与第一高温热管加热器的循环瓦斯气进口连接，第一高温热管加热器的循环瓦斯气出口通过循环瓦斯出气口切换阀与干馏炉连接组成第一循环瓦斯加热回路；由低温热管加热器的冷循环瓦斯气入口与冷瓦斯气源连接，低温热管加热器的冷循环瓦斯气出口通过循环瓦斯进气口切换阀与第二高温热管加热器的循环瓦斯气进口连接，第二高温热管加热器的循环瓦斯气出口通过循环瓦斯出气口切换阀与干馏炉连接组成第二循环瓦斯加热回路；由燃烧炉通过燃烧炉烟气出口切换阀与第一高温热管加热器的烟气进口连接，第一高温热管加热器的烟气出口通过烟气出口切换阀与低温热管加热器的烟气入口连接，低温热管加热器的烟气出口与排烟系统连接组成第一高温烟气降温回路；由燃烧炉通过燃烧炉烟气出口切换阀与第二高温热管加热器的烟气进口连接，第二高温热管加热器的烟气出口通过烟气出口切换阀与低温热管加热器的烟气入口连接，低温热管加热器的烟气出口与排烟系统连接组成第二高温烟气降温回路。
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|---|---|---|---|---|
| CN109758880A (zh) * | 2019-02-21 | 2019-05-17 | 山西日盛达新能源集团有限公司 | 一种具有净烟气冷却除湿功能的脱硫脱硝烟气脱白装置 |
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