[發明專利]一種蓄熱式燃氣輻射管旋轉床油頁巖干餾及頁巖渣利用工藝

有效

• 申請號: 201410287624.6
• 申請日: 2014-06-24
• 公開（公告）號: CN104059681A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: 吳道洪;肖磊
• 申請（專利權）人: 北京神霧環境能源科技集團股份有限公司
• 主分類號: C10B53/06
• 分類號: C10B53/06;C10B57/00;C10G1/00
• 代理公司: 北京高文律師事務所 11359
• 代理人: 徐江華

技術領域

本發明涉及一種油頁巖干餾方法，尤其是涉及一種蓄熱式燃氣輻射管旋轉床油頁巖干餾及頁巖渣利用工藝。

背景技術

我國2012能源消費結構中，主要以煤炭、石油、天然氣、水力發電、核能及可再生能源為主，分別占了68.5、17.7、4.7、7.1、0.8及1.2％，其中石油占居第二位，由于目前經濟發展快速，石油產量已不能滿足市場需求，儲量也很有限，從1993年起，我國就已成為石油的凈進口國，是繼美國后的第二大石油消費國。石油進口依存度上升迅速，到目前為止已高達50％以上，根據估計，到2015年，我國所需石油的2/3將依靠進口，所以面對石油的緊缺，尋找新的可替代能源,已經顯得越來越重要。

世界油頁巖資源蘊藏量十分巨大，總儲量折算成發熱量僅次于煤炭,折算成頁巖油約達4500億噸，約為石油可采儲量的5.4倍。中國已探明頁巖油儲量為28億噸，隨著勘探技術及程度的提高，預測的油頁巖資源可達7199億噸，折合頁巖油達476億噸。油頁巖以其巨大的儲量及豐富的綜合利用層次，引起了全世界的關注。因此，合理利用我國油頁巖資源可以在一定程度上緩解石油資源短缺及可替代的現狀。

油頁巖在隔絕氧氣的狀況下進行低溫干餾，所含油母質受熱分解，可得碳氫質量比類似于天然石油的頁巖油，頁巖油可以直接作為鍋爐或工業爐液體燃料使用，在工業上亦可進一步對頁巖油進行熱加工和加氫精制工藝處理，獲取汽油、煤油、柴油、蠟和石油焦等產品，目前已被國際公認為一種理想的石油替代能源。

油頁巖的干餾制油技術主要為直接傳熱方式，又可分為氣體熱載體與固體熱載體法兩種。普遍存在單爐處理量小，不適用小顆粒油頁巖、干餾氣熱值低或干餾半焦潛熱無充分利用等問題，另外使用固體熱載體方式干餾的爐型多為回轉窯，為使傳熱均勻，物料隨爐體轉動，造成機械強度下降，粉塵量增加，同時產生的廢渣也對環境造成嚴重污染。

就目前而言,大多數油頁巖渣，以燃燒產生頁巖灰作為熱固載體及熱能應用為主，但最終的處理方式多是將其直接丟棄堆置,經過雨水淋溶或擴散后污染周圍的水源、土地及生物,且頁巖灰中重金屬元素經富集,不僅造成嚴重的環境污染、危害居民健康,同時,也占用了大量的土地資源。但是，經過分析結果顯示，油頁巖干餾后產生的渣屬于含有少量殘炭，類似火山灰質的瘠性原料，主要成分中SiO2占60％,Al2O3占20％,其它Fe2O3、MgO、CaO、SO3等占20％左右,另外,還含有多種微量元素，與常見催化劑的成分類似，但卻鮮少有將其作為催化劑的報道。

油頁巖開發利用的同時,產生的灰渣造成的環境污染和資源的綜合利用已成為目前油頁巖工業發展急需解決的問題。若不對其加以綜合利用,必將嚴重阻礙油頁巖工業的可持續發展。因此研究油頁巖灰渣的綜合利用技術,既能使油頁巖灰渣變廢為寶,增加企業經濟效益,而且還可以節能減排,減少環境污染,改善環境質量,實現經濟、社會和環境效益的協調發展。

目前國內的油頁巖干餾技術工藝中，主要以氣體熱載體為主，專利號為200520091107.8的專利公開了一種內熱立式干餾爐裝置。此干餾裝置為一直立圓筒型內熱式干餾爐,上部為干餾段，下部為氣化段，油頁巖經破碎篩分后進入干餾段內，由循環煤氣加熱進行干餾，產生的半焦于氣化段燃燒生成頁巖灰，經冷卻后自爐底排出；干餾產物冷凝后，獲得頁巖油及干餾煤氣，干餾煤氣作為干餾爐的循環煤氣使用。此裝置雖結構簡單，能處理低品位貧礦油頁巖，但處理規模小、無法處理小顆粒油頁巖、頁巖利用率低、熱效率低，且頁巖灰及低于操作粒徑的尾礦大部分棄置，不僅占用大片土地，也造成環境上的污染。

近年來，頁巖灰渣的綜合利用得到了充分重視，頁巖灰渣具有多種用處，大部分用來制備建筑用材料，例如專利號為201110428145.8的專利公開了一種用油頁巖廢渣制備水泥熟料的方法，將12-15％油頁巖廢渣、81-84％石灰石、1-2％鐵尾礦砂及2-4％型砂混合，粉磨成80μm方孔篩篩余小于5％的生料，然后將生料在1350-1450℃的溫度下煅燒15-20分鐘，冷卻后即得水泥熟料。

由于其主要成分富含Al2O3和SiO2，所以也可以從中提取白炭黑等精細化工材料，例如專利號為200910187776.8的專利公開了一種用廢棄的鋁礬土、硅藻土、油頁巖渣制備白炭黑的方法，將酸浸后的頁巖渣進行堿浸反應，反應產物進行熱過濾，得水玻璃溶液，接著加入分散劑及通入CO2，得固液混合物，固液混合物過濾后的濾渣先以稀鹽酸再用清水沖洗至中性，最后呈中性的濾渣進行干燥、研磨、粉碎即得白炭黑。