專利名稱：加熱顆粒物料的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及加熱顆粒物，特別是含烴顆粒物料(例如油頁(yè)巖、焦油砂或煙煤)，以從中提取烴的裝置。
這種提取操作一般在溫度至少400℃、基本無(wú)氧的條件下操作。原料為油頁(yè)巖時(shí)，這一工藝通常稱為干餾;原料為煙煤時(shí)，通常稱為熱解。
本發(fā)明的目的在于提供一種加熱顆粒物料的裝置，使得可在一定溫度范圍內(nèi)對(duì)顆粒物料進(jìn)行有效的傳熱。
為使這一目的得以實(shí)現(xiàn)，本發(fā)明的加熱裝置包括(a)裝有兩個(gè)系列連通室的加熱器，顆粒入口與第一系列第一室相連，顆粒出口與第二系列最后一室相連;向連通室導(dǎo)入流化氣體的裝置和氣體出口裝置;
(b)裝有兩個(gè)系列連通室的冷卻器，顆粒入口與第一系列第一室相連，顆粒出口與第二系列最后一室相連;向連通室導(dǎo)入流化氣體的裝置和氣體出口裝置;
(c)由冷卻器第一系列的連通室向加熱器第二系列連通室傳熱的第一組傳熱管;和(d)由冷卻器第二系列的連通室向加熱器第一系列連通室傳熱的第二組傳熱管，其中第一組傳熱管中的傳熱介質(zhì)包括金屬的碳酸化物，第二組傳熱管中的傳熱介質(zhì)包括金屬的硝酸化物。
下面用實(shí)例參照附圖對(duì)本發(fā)明加以詳述。


圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的俯視圖;
圖2是本發(fā)明又一實(shí)施方案的局部俯視圖。
加熱顆粒物料的裝置包括裝有第一系列2的連通室3、4、5和6，和第二系列10的連通室11、12、13和14的加熱器1。顆粒入口16與第一系列2的第一連通室3相連，顆粒出口19與第二系列10的最后一個(gè)連通室14相連。加熱器1還有裝在每一室下部、將流化氣體導(dǎo)入連通室的裝置(未示出)和裝在室的上部、將氣體排出的裝置(未示出)。
顆粒物料的加熱裝置還包括裝有第一系列22連通室23、24、25和26第二系列30連通室31、32、33和34的冷卻器20。顆粒入口36與第一系列22的第一連通室23相連，顆粒出口39與第二系列30的最后一室34相連。冷卻器20還有裝在每一室下部、將流化氣體導(dǎo)入連通室的裝置(未示出)，和裝在室的上部、將氣體排出的裝置(未示出)。
加熱器1和冷卻器20的連通室用隔離件42使彼此分開，使得顆粒物料從前一室到下一室的流量得以控制。為了圖面清晰起見，圖中只標(biāo)出了幾個(gè)隔離件。隔離件可以是由容器底部向上延伸的溢流板，或者是由上向下延伸的擋板。溢流板或擋板上可以設(shè)有開孔。
為從冷卻器20的第一系列22的連通室向加熱器1的第二系列10的連通室傳熱，該裝置包括第一組傳熱管50、51、52和53。第一組傳熱管內(nèi)的傳熱介質(zhì)是金屬的碳酸化物混合物。該混合物適宜的組成為20～35%(重量)Li2CO3，25～35%(重量)Na2CO3和35～45%(重量)K2CO3。
為從冷卻器20的第二系列30的連通室向加熱器1的第一系列2的連通室傳熱，該裝置包括第二組傳熱管61、62、63和64。第二組傳熱管中的傳熱介質(zhì)為金屬的硝酸化物混合物。該混合物適宜的組成為55～65%(重量)NaNO3和35～45%(重量)KNO3。
在正常運(yùn)行時(shí)，流化氣體經(jīng)導(dǎo)入裝置進(jìn)入加熱器1和冷卻器20的連通室。頁(yè)巖顆粒以250～370℃被送入加熱器1的顆粒入口16，然后以流化床的形式通過隔離件42，由加熱器的第一室3向前移動(dòng)，進(jìn)入第二室4，最后進(jìn)入室14。在加熱器1中，頁(yè)巖顆粒按下述方式加熱，釋放出烴。產(chǎn)生的烴經(jīng)氣體出口從加熱器1排出。釋放出烴后的頁(yè)巖顆粒稱為干餾過的頁(yè)巖。導(dǎo)入加熱器1連通室流化氣體的量應(yīng)使得床的上端總的表面氣體速度在0.3～1.5米/秒之間。干餾過的頁(yè)巖顆粒經(jīng)出口19排出加熱器1，送入燃燒器。在燃燒器中燃燒頁(yè)巖顆粒上的炭，得到熱的廢頁(yè)巖顆粒。
至少將部分熱的廢頁(yè)巖顆粒以溫度為750～1000℃送入冷卻器的顆粒入口36。頁(yè)巖顆粒以流化床的形式通過隔離件42從冷卻器20的第一室23向前移動(dòng)，進(jìn)入第二室24，最后進(jìn)入室34。在冷卻器20中，頁(yè)巖顆粒按下述方式冷卻。導(dǎo)入冷卻器20連通室的流化氣體的量應(yīng)使得床的上端表面氣體速度在0.1～1.5米/秒之間。冷卻的頁(yè)巖顆粒經(jīng)出口39從冷卻器20排出。
加熱器1第一系列2的連通室中的頁(yè)巖顆粒是通過第二組傳熱管64、63、62和61中循環(huán)的傳熱介質(zhì)加熱的，傳熱介質(zhì)被流經(jīng)冷卻器20第二系列30連通室的熱的廢頁(yè)巖顆粒加熱。加熱器1第二系列10的連通室中的頁(yè)巖顆粒是通過第一組傳熱管53、52、51和50中循環(huán)的傳熱介質(zhì)加熱的，傳熱介質(zhì)被流經(jīng)冷卻器20第一系列22連通室的熱的廢頁(yè)巖顆粒加熱。
在冷卻器20第一系列22連通室中，熱的廢頁(yè)巖從750～1000℃冷卻至700～800℃;在冷卻器20第二系列30連通室中，熱的廢頁(yè)巖被冷卻至600～700℃。
在加熱器1第一系列2連通室中，頁(yè)巖從300～350℃被加熱至400～450℃;在加熱器1第二系列10連通室中，頁(yè)巖被加熱至最終溫度500～600℃。
在第一組傳熱器50、51、52和53中循環(huán)的傳熱介質(zhì)的最低熔點(diǎn)為大約400℃。在第二組傳熱管61、62、63和64中循環(huán)的傳熱介質(zhì)的最低熔點(diǎn)為大約220℃。
兩組傳熱管中每一種傳熱介質(zhì)的組成均應(yīng)使得該傳熱介質(zhì)的最低熔點(diǎn)剛好低于該組傳熱管操作溫度的下限。
加熱器1中第一組和第二組傳熱管換熱面的面積為5～25m2/m3流化床;冷卻器20中第一組和第二組傳熱管換熱面的面積為5～25m2/m3流化床。
加熱器1中第二組傳熱管換熱面的面積為第一組傳熱管換熱面的0.3～0.6倍。
送入加熱器1入口16的頁(yè)巖顆粒事先經(jīng)過預(yù)熱，這是在預(yù)熱器中通過與離開冷卻器20的廢頁(yè)巖熱交換實(shí)現(xiàn)的。預(yù)熱器可以是一分立的單元，也可以如圖2所示包括在本發(fā)明的裝置之中。
參見圖2，標(biāo)號(hào)70為預(yù)熱器，其上有用隔離件42分開的系列連通室71、72和73，與第一室71相連的顆粒入口76，與最后一室73相連并與加熱器1顆粒入口19相通的顆粒出口78，裝在各室下部將流化氣體導(dǎo)入連通室的裝置(未示出)和氣體出口(未示出)。
該裝置還包括后冷器80，其上有用隔離件42分開的系列連通室81、82和83，與第一室81相連并與冷卻器20顆粒出口39相通的顆粒入口86，與最后一室83相連的顆粒出口88，裝在各室下部將流化氣體導(dǎo)入連通室的裝置(未示出)和裝在各室上部的氣體出口(未示出)。
為實(shí)現(xiàn)后冷器80的連通室和預(yù)熱器70的連通室之間的傳熱，提供了第三組傳熱管91、92和93。第三組傳熱管中傳熱介質(zhì)是金屬硝酸化物的混合物。該混合物適宜的組成為55～65%(重量)NaNO3和35～45%(重量)KNO3，其最低熔點(diǎn)為220℃。該傳熱介質(zhì)也可以是35～45%(重量)NaNO2、50～55%(重量)KNO3和3～10%(重量)NaNO3的混合物。這一混合物的最低熔點(diǎn)大約為140℃。
在正常操作中，頁(yè)巖顆粒經(jīng)預(yù)熱器70的入口76送入，以流化床的形式通過連通室71、72和73。預(yù)熱的頁(yè)巖經(jīng)出口78從預(yù)熱器70排出，經(jīng)入口19進(jìn)入加熱器1，如圖1所示進(jìn)行處理。
按參照?qǐng)D1所述方式在冷卻器20中冷卻了的頁(yè)巖經(jīng)入口86進(jìn)入后冷器80。頁(yè)巖以流化床的形式通過連通室81、82和83，然后經(jīng)出口88以溫度為550～650℃從后冷器80排出。
預(yù)熱器70中的頁(yè)巖顆粒被在第三組傳熱管93、92和91中循環(huán)的傳熱介質(zhì)加熱。
預(yù)熱器70中第三組傳熱管熱交換表面的面積為加熱器1中第一組傳熱管熱交換表面面積的0.2～0.4倍。
參照附圖所述的加熱顆粒物料的裝置裝有一個(gè)冷卻器，然而，在另一可選擇的方案中，該裝置可在任一邊裝有兩個(gè)冷卻器，每一冷卻器中有兩個(gè)系列連通室，與第一系列第一室相連的顆粒入口，與第二系列最后一室相連的顆粒出口，將流化氣體導(dǎo)入連通室的裝置和氣體出口。
在這一可選擇的方案中，該裝置的第一組傳熱管從兩個(gè)冷卻器各自第一系列連通室向加熱器的第二系列連通室傳熱，第二組傳熱管從兩個(gè)冷卻器各自第二系列連通室向加熱器的第一系列連通室傳熱。兩組傳熱管中的傳熱介質(zhì)與如上所述的傳熱介質(zhì)類同。
根據(jù)這一可選擇的方案所述的裝置還可裝有與一個(gè)或兩個(gè)后冷器相連的預(yù)熱器。
權(quán)利要求
1.顆粒物料的加熱裝置，包括(a)裝有兩個(gè)系列連通室的加熱器，顆粒入口與第一系列第一室相連，顆粒出口與第二系列最后一室相連；向連通室導(dǎo)入流化氣體的裝置和氣體出口裝置；(b)裝有兩個(gè)系列連通室的冷卻器，顆粒入口與第一系列第一室相連，顆粒出口與第二系列最后一室相連；向連通室導(dǎo)入流化氣體的裝置和氣體出口裝置；(c)由冷卻器第一系列的連通室向加熱器第二系列連通室傳熱的第一組傳熱管；和(d)由冷卻器第二系列的連通室向加熱器第一系列連通室傳熱的第二組傳熱管，其中第一組傳熱管中的傳熱介質(zhì)包括金屬的碳酸化物，第二組傳熱管中的傳熱介質(zhì)包括金屬的硝酸化物。
2.權(quán)利要求1的裝置，其中加熱器中第一組和第二組傳熱管換熱面的面積為5～25m2/m3流化床。
3.權(quán)利要求1或2的裝置，其中冷卻器中第一組和第二組傳熱管換熱面的面積為5～25m2/m3流化床。
4.權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述的裝置，其中加熱器中第二組傳熱管換熱面的面積是第一組傳熱管換熱面面積的0.3～0.6倍。
5.權(quán)利要求1～4任一項(xiàng)所述的裝置，該裝置還包括預(yù)熱器、后冷器和第三組傳熱管，其中預(yù)熱器裝有系列連通室，與第一室相連的顆粒入口，與最后一室相接并與加熱器的顆粒入口相通的顆粒出口，將流化氣體導(dǎo)入連通室的裝置和氣體出口;后冷器裝有系列連通室，與第一室相接并與冷卻器的顆粒出口相通的顆粒入口，與最后一室相連的顆粒出口，將流化氣體導(dǎo)入連通室的裝置和氣體出口;第三組傳熱管用于從后冷器的連通室向預(yù)熱器的連通室傳熱，傳熱介質(zhì)包括金屬硝酸化物的混合物。
6.權(quán)利要求7的裝置，其中預(yù)熱器中第三組傳熱管換熱面的面積是加熱器中第一組傳熱管換熱面面積的0.2～0.4倍。
7.權(quán)利要求1～6任一項(xiàng)所述的裝置，其中第一組傳熱管中的傳熱介質(zhì)包括Li2CO3、Na2CO3和K2CO3;第二組傳熱器管中的傳熱介質(zhì)包括NaNO3和KNO3。
8.權(quán)利要求5～7任一項(xiàng)所述的裝置，其中第三組傳熱管中的傳熱介質(zhì)包括NaNO3和KNO3。
9.基本上如說明書中參照附圖所述的顆粒物料的加熱裝置。
全文摘要
顆粒物料的加熱裝置，裝有加熱器(1)，冷卻器(20)，第一組傳熱管(50、51、52和53)和第二組傳熱管(61、62、63和64)。加熱器和冷卻器上分別有兩個(gè)系列連通室(2、10)(22、30)，顆粒入口(16)(36)，顆粒出口(19)(39)，導(dǎo)入流化氣體的裝置和氣體出口；第一組傳熱管中的傳熱介質(zhì)包括Li
文檔編號(hào)C10B47/26GK1039833SQ89104919
公開日1990年2月21日 申請(qǐng)日期1989年7月20日 優(yōu)先權(quán)日1988年7月22日
發(fā)明者赫曼諾斯·馬利亞·漢利克·凡威舍姆, 亞力山大·漢利克·馬利亞·克雷姆斯, 吉利特·簡(jiǎn)·貝倫·阿幸 申請(qǐng)人:國(guó)際殼牌研究有限公司