一種小顆粒頁巖氣體熱載體干餾工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種小顆粒頁巖氣體熱載體干餾工藝，該工藝包括原礦處理、干燥風(fēng)選、干餾煉油、產(chǎn)物回收及焚燒取熱工藝步驟。增加了干燥風(fēng)選及焚燒取熱等熱能回收技術(shù)手段，將油頁巖半焦燃燒產(chǎn)生的熱量充分的回收，運(yùn)用到整個油頁巖干餾耗熱的過程中，大大提高了熱效率，減小了生產(chǎn)成本，使小顆粒油頁巖氣體熱載體干餾技術(shù)走向成熟。有效的克服了熱效率低的工藝瓶頸，使產(chǎn)出大于成本，使工業(yè)化有利可圖，開發(fā)出了一種全新的干餾工藝，并大大提高了資源的利用率。
【專利說明】一種小顆粒頁巖氣體熱載體干餾工藝
[0001]一、【技術(shù)領(lǐng)域】
本發(fā)明屬于干餾工藝【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種小顆粒頁巖氣體熱載體干餾工藝，該工藝能夠利用氣體熱載體技術(shù)處理12_以下的小顆粒油頁巖低溫干餾制油。
[0002]二、【背景技術(shù)】
油頁巖低溫干餾技術(shù)中，小顆粒油頁巖干餾技術(shù)開發(fā)難度和工藝的復(fù)雜程度相比塊狀頁巖干餾技術(shù)要大得多。目前世界上現(xiàn)有的小顆粒油頁巖干餾技術(shù)都是固體熱載體干餾技術(shù)，沒有成熟工業(yè)應(yīng)用的小顆粒氣體熱載體干餾技術(shù)，其原因是這種工藝熱效率低，生產(chǎn)成本聞。
[0003]三、
【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的是提供一種熱效率高，生產(chǎn)成本低的小顆粒頁巖氣體熱載體干餾工藝。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:該工藝包括如下步驟:
①原礦處理:將0mm-20mm的尾礦頁巖經(jīng)破碎篩分處理為0mm-12mm的小顆粒頁巖；
②干燥風(fēng)選:將步驟①所得小顆粒頁巖送入干燥風(fēng)選系統(tǒng)并通入熱煙氣，進(jìn)行篩分、干燥及風(fēng)選處理；降溫后的熱煙氣經(jīng)脫硫脫硝后從煙囪排出；風(fēng)選出來的0_-1_的粉末頁巖送入半焦焚燒爐；
③干餾煉油:將步驟②風(fēng)選所得80°C-100°C、lmm-12mm的小顆粒頁巖送入干餾爐，在550°C溫度下完成干餾，得到干餾瓦斯、頁巖油及頁巖半焦干餾產(chǎn)物；
④產(chǎn)物回收:將步驟③所得干餾瓦斯和頁巖油依次經(jīng)旋捕塔、間冷塔、油吸收塔及低溫電捕進(jìn)行油品回收及干餾瓦斯凈化，所得油品送入油罐；從低溫電捕出來的低溫純凈干餾瓦斯經(jīng)瓦斯排風(fēng)機(jī)加壓后，一路經(jīng)瓦斯脫硫后與外補(bǔ)燃燒瓦斯一起送入蓄熱式加熱爐燃燒室進(jìn)行燃燒；另一路送入蓄熱式加熱爐蓄熱室換熱至680°C進(jìn)入干餾爐；頁巖半焦送入半焦焚燒爐；
⑤焚燒取熱:進(jìn)入半焦焚燒爐內(nèi)的頁巖半焦及0_-1_的粉末頁巖在爐內(nèi)進(jìn)行燃燒生成800-900°C頁巖灰渣，并釋發(fā)出800-900°C熱煙氣；其中熱煙氣經(jīng)除塵器除塵并進(jìn)入換熱器換熱后，送往干燥風(fēng)選系統(tǒng)；頁巖灰渣進(jìn)入冷洛機(jī)與空氣風(fēng)機(jī)送出的一路空氣換熱后經(jīng)排渣皮帶排出，換熱后的空氣經(jīng)除塵器除塵后分兩路，一路送入蓄熱式加熱爐燃燒室作為燃燒風(fēng)，另一路也作為熱煙氣送往干燥風(fēng)選系統(tǒng)；空氣風(fēng)機(jī)送出的另一路空氣經(jīng)與換熱器換熱后，進(jìn)入半焦焚燒爐作為燃燒風(fēng)。
[0005]本發(fā)明包括原礦處理、干燥風(fēng)選、干餾煉油、產(chǎn)物回收及焚燒取熱工藝步驟，具有如下優(yōu)點(diǎn):
1、工藝中多級次獲取原料和副產(chǎn)品的熱值和物料間的換熱，充分利用生產(chǎn)裝置中自身的熱量加工油頁巖獲取產(chǎn)品。其中干燥風(fēng)選過程、焚燒取熱過程及蓄熱式加熱爐供燃燒風(fēng)過程都體現(xiàn)出能量的多重利用。其蓄熱式加熱爐采用兩送兩燒的方式，保證了供熱平穩(wěn)性。其回收系統(tǒng)采用無水洗過程，用油洗代替水洗，使回收系統(tǒng)中的熱負(fù)荷大大降低，采用了間冷塔和電捕塔等設(shè)備達(dá)到了高效節(jié)能環(huán)保的效果。
[0006] 2、焚燒取熱過程中燃燒原料是干餾后的頁巖半焦和風(fēng)選干燥出來的Omm-1mm的粉末頁巖。頁巖半焦由干餾爐底部排出進(jìn)入半焦焚燒爐，進(jìn)爐時溫度約為500°C，這樣焚燒爐充分利用半焦帶的顯熱，大大提升燃燒效果和熱效率。其產(chǎn)生的高溫?zé)煔夂透邷乜諝舛际秋L(fēng)選和加熱爐的熱源供應(yīng)。這種充分回收頁巖半焦的顯熱和潛熱的方式增加了整個系統(tǒng)的能量利用效果。
[0007]3、干餾煉油過程中經(jīng)干餾所得干餾瓦斯和頁巖油依次經(jīng)旋捕塔、間冷塔、油吸收塔及低溫電捕，得到頁巖油產(chǎn)品和純凈的瓦斯。依次經(jīng)過了機(jī)械除塵、機(jī)械捕油，油噴淋除塵、油噴淋收油，降溫除塵、降溫收油，電除塵、電捕油。同時整個系統(tǒng)內(nèi)沒有瓦斯和水直接接觸過程，沒有將水蒸氣引入瓦斯中，使回收系統(tǒng)中瓦斯的飽和度一直處于低值狀態(tài)，使瓦斯降溫所用的熱負(fù)荷大大減少?；厥障到y(tǒng)經(jīng)過多層次不同物理回收過程，和一直處于低飽和度狀態(tài)使其具有高效、節(jié)能的顯著特點(diǎn)。
[0008]綜上所述，本發(fā)明工藝增加了干燥風(fēng)選及焚燒取熱等熱能回收技術(shù)手段，將油頁巖半焦燃燒產(chǎn)生的熱量充分的回收，運(yùn)用到整個油頁巖干餾耗熱的過程中，大大提高了熱效率，減小了生產(chǎn)成本，使小顆粒油頁巖氣體熱載體干餾技術(shù)走向成熟。有效的克服了熱效率低的工藝瓶頸，使產(chǎn)出大于成本，使工業(yè)化有利可圖，開發(fā)出了一種全新的干餾工藝，并大大提高了資源的利用率。
[0009]四、【專利附圖】

【附圖說明】
圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。 [0010]五、【具體實(shí)施方式】
如圖所示，尾礦油頁巖粒度為Omm~20mm,經(jīng)過破碎篩分處理成為Omm~12mm粒度范圍小顆粒油頁巖。輸送至干燥風(fēng)選系統(tǒng)入口，進(jìn)入干燥風(fēng)選系統(tǒng)并通入熱煙氣。干燥風(fēng)選系統(tǒng)是利用多層機(jī)械振動方式，對頁巖來料進(jìn)行處理，整個系統(tǒng)全封閉，在進(jìn)行頁巖篩分的同時從底部通入熱煙氣與頁巖逆向接觸，對其進(jìn)行干燥，同時又可以將粉塵顆粒帶走，整個系統(tǒng)具有篩分、干燥、風(fēng)選三個功能。頁巖被30(TC熱煙氣加熱，升溫，去除部分外水，使頁巖含水率從9%降到1%，頁巖溫度從環(huán)境溫度升溫至80°C~100°C。熱煙氣降溫到80°C，經(jīng)過脫硫脫硝后進(jìn)入煙?排放。同時Omm~Imm粉末頁巖被風(fēng)選出來，經(jīng)過粉料管路進(jìn)入頁巖半焦焚燒爐，作為焚燒爐的一種燃料。風(fēng)選剩余的Imm~12mm的小顆粒頁，溫度在80°C~IOO0C,在風(fēng)選干燥設(shè)備底部出口排出，經(jīng)由輸送機(jī)進(jìn)入干餾爐。頁巖在干餾爐內(nèi)被熱載體氣體加熱，當(dāng)溫度達(dá)到300°C時開始發(fā)生干餾反應(yīng)，頁巖最終在550°C完成干餾，頁巖干餾后的產(chǎn)物為干餾瓦斯、頁巖油及頁巖半焦，干餾瓦斯主要由二氧化碳、一氧化碳、甲烷、氫氣、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯組成。頁巖油在高溫時也是氣態(tài)的，干餾瓦斯和頁巖油氣從干餾爐頂部排出，剩下的固體物質(zhì)為頁巖半焦從干餾爐底部排出，高溫的頁巖半焦在550°C時進(jìn)入半焦焚燒爐。(由于半焦中的固定碳含量很低，熱值低，為了使焚燒爐穩(wěn)定燃燒，采取了高溫進(jìn)料的方式，彌補(bǔ)頁巖半焦熱值低的缺陷)。在半焦焚燒爐內(nèi)以鼓泡床的形式進(jìn)行流化燃燒，釋放出大量800~900°C熱煙氣，熱煙氣經(jīng)過除塵器后進(jìn)入換熱器，換熱后降溫到300°C左右。焚燒爐的燃燒空氣由一臺空氣風(fēng)機(jī)提供，同時這臺風(fēng)機(jī)也供給冷渣機(jī)空氣與熱渣換熱。空氣從空氣風(fēng)機(jī)出來分路，一路進(jìn)入換熱器與熱煙氣換熱，換熱后溫度達(dá)到400°C左右，進(jìn)入半焦焚燒爐作為燃燒風(fēng)，另一路直接進(jìn)入冷渣機(jī)。頁巖半焦在焚燒爐內(nèi)充分燃燒后成為800~900°C的頁巖灰渣，然后進(jìn)入冷渣機(jī)與空氣充分換熱，冷卻后的頁巖灰渣經(jīng)過排渣皮帶排出系統(tǒng)外?？諝饨?jīng)過冷渣機(jī)被加熱到300°C左右，出冷渣機(jī)后進(jìn)入除塵器，出除塵器后分路，一路進(jìn)入蓄熱式加熱爐燃燒室，作為加熱爐的燃燒風(fēng)，另一路與半焦焚燒爐出口換熱器出來的低溫300°C左右的煙氣匯總，一起送入頁巖干燥風(fēng)選系統(tǒng)作為風(fēng)選系統(tǒng)的熱風(fēng)。干餾爐爐頂出口產(chǎn)物為干餾瓦斯和頁巖油并帶有大量的水蒸氣和粉塵溫度在150°C左右，這些干餾產(chǎn)物進(jìn)入回收系統(tǒng)，首先經(jīng)過旋捕塔，旋捕塔是通過機(jī)械結(jié)構(gòu)回收油滴和大粒徑粉塵，然后干餾產(chǎn)物進(jìn)入間冷塔，間冷塔通過外部供給的循環(huán)冷卻水與干餾瓦斯間接換熱，使出塔瓦斯降溫到40°C左右，通過冷凝降溫回收大部分的頁巖油和冷凝水。之后低溫的瓦斯進(jìn)入油吸收塔，塔內(nèi)采用洗油噴淋，利用相似相溶的原理進(jìn)一步回收瓦斯中的頁巖油。瓦斯出油吸收塔后進(jìn)入低溫電捕塔，在塔內(nèi)電場力的作用下使部分氣態(tài)汽油匯聚成小液滴回收下來，同時將瓦斯中99%的粉塵一起隨著頁巖油回收下來。在旋補(bǔ)塔、間冷塔、油吸收塔、低溫電捕塔回收的油品統(tǒng)一進(jìn)入油罐系統(tǒng)。低溫電捕塔出來后的干餾瓦斯為凈化后的低溫瓦斯，溫度仍為40°C，這時再進(jìn)入瓦斯排風(fēng)機(jī)進(jìn)行加壓，溫度升溫至45°C，分兩路送至蓄熱室加熱爐。一路經(jīng)過瓦斯脫硫系統(tǒng)，脫除硫化氫作為燃料進(jìn)入蓄熱式加熱爐的燃燒室進(jìn)行燃燒，一路直接進(jìn)入蓄熱式加熱爐的蓄熱室，與蓄熱室內(nèi)的蓄熱磚換熱，換熱至680°C后進(jìn)入干餾爐。加熱爐的燃料由兩部分組成，一是系統(tǒng)自產(chǎn)的瓦斯，凈化后作為燃料，一是外補(bǔ)燃燒瓦斯。外補(bǔ)瓦斯作為開車時的燃料，也作為頁巖含油率低時系統(tǒng)自產(chǎn)瓦斯無法自給自足時的補(bǔ)充燃料。燃料配以300°C的空氣在燃燒室燃燒產(chǎn)生大量的1000°C左右的高溫?zé)煔猓@些煙氣在蓄熱室與蓄熱磚換熱后降溫120°C左右，從煙囪排出系統(tǒng)。上述整個過程完成了油頁巖低溫干餾煉制，得到了頁巖油，并高效回收了系統(tǒng)能量，完成了小顆粒油頁巖氣體熱載干餾工藝。
【權(quán)利要求】
1.一種小顆粒頁巖氣體熱載體干餾工藝，包括如下步驟: ①原礦處理:將0mm-20mm的尾礦頁巖經(jīng)破碎篩分處理為0mm-12mm的小顆粒頁巖； ②干燥風(fēng)選:將步驟①所得小顆粒頁巖送入干燥風(fēng)選系統(tǒng)并通入熱煙氣，進(jìn)行篩分、干燥及風(fēng)選處理；降溫后的熱煙氣經(jīng)脫硫脫硝后從煙囪排出；風(fēng)選出來的Omm-1mm的粉末頁巖送入半焦焚燒爐； ③干餾煉油:將步驟②風(fēng)選所得80°C-1OO0CUmm-12mm的小顆粒頁巖送入干餾爐，在550°C溫度下完成干餾，得到干餾瓦斯、頁巖油及頁巖半焦干餾產(chǎn)物； ④產(chǎn)物回收:將步驟③所得干餾瓦斯和頁巖油依次經(jīng)旋捕塔、間冷塔、油吸收塔及低溫電捕進(jìn)行油品回收及干餾瓦斯凈化，所得油品送入油罐；從低溫電捕出來的低溫純凈干餾瓦斯經(jīng)瓦斯排風(fēng)機(jī)加壓后，一路經(jīng)瓦斯脫硫后與外補(bǔ)燃燒瓦斯一起送入蓄熱式加熱爐燃燒室進(jìn)行燃燒；另一路送入蓄熱式加熱爐蓄熱室換熱至680°C進(jìn)入干餾爐；頁巖半焦送入半焦焚燒爐； ⑤焚燒取熱:進(jìn)入半焦焚燒爐內(nèi)的頁巖半焦及0_-1_的粉末頁巖在爐內(nèi)進(jìn)行燃燒生成800-900°C頁巖灰渣，并釋發(fā)出800-900°C熱煙氣；其中熱煙氣經(jīng)除塵器除塵并進(jìn)入換熱器換熱后，送往干燥風(fēng)選系統(tǒng)；頁巖灰渣進(jìn)入冷渣機(jī)與空氣風(fēng)機(jī)送出的一路空氣換熱后經(jīng)排渣皮帶排出，換熱后的空氣經(jīng)除塵器除塵后分兩路，一路送入蓄熱式加熱爐燃燒室作為燃燒風(fēng)，另一路也作為熱煙氣送往干燥風(fēng)選系統(tǒng)；空氣風(fēng)機(jī)送出的另一路空氣經(jīng)與換熱器換熱后，進(jìn)入半焦焚燒爐作為燃燒風(fēng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小顆粒頁巖氣體熱載體干餾工藝，其特征是:干燥風(fēng)選系是利用多層機(jī)械振 動方式，對頁巖來料進(jìn)行處理，整個系統(tǒng)全封閉，在進(jìn)行頁巖篩分的同時從底部通入熱煙氣與頁巖逆向接觸，對其進(jìn)行干燥，同時又可以將粉塵顆粒帶走，整個系統(tǒng)具有篩分、干燥、風(fēng)選三個功能。
【文檔編號】C10B49/02GK104004533SQ201410271613
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年6月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月18日
【發(fā)明者】韓放, 鮑明福, 何紅梅, 曹福東, 星大松, 王陽 申請人:撫順礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司