[發明專利]一種外熱式油頁巖干餾工藝

有效

• 申請號: 201410843187.1
• 申請日: 2014-12-30
• 公開（公告）號: CN104531195A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 王擎;張立棟;柏靜儒;劉洪鵬;遲銘書
• 申請（專利權）人: 東北電力大學
• 主分類號: C10G1/00
• 分類號: C10G1/00;C10B53/06;C10B47/30
• 代理公司: 吉林市達利專利事務所 22102
• 代理人: 陳傳林

技術領域

本發明涉及油頁巖干餾技術領域，具體地說，是一種外熱式油頁巖干餾工藝。

背景技術

油頁巖是一種沉積巖，含有油母質于其礦物質的骨架內，油頁巖隔絕空氣加熱到500℃左右，油母質熱解為頁巖油，此過程稱為油頁巖干餾，干餾生成半焦和頁巖油氣，世界油頁巖資源豐富，其儲量折算成頁巖油高達4000多億噸，我國油頁巖資源預測可達7199億噸，折算成頁巖油為476億噸，目前仍未大規模開采，可作為煤等一次常規能源的替代資源。

國內對油頁巖干餾主要采用以撫順爐爐型為代表的立式氣體熱載體干餾爐，該爐型只適用于塊狀頁巖（25-75mm），開采及破碎過程中產生的約25%的小顆粒油頁巖（0-25mm）舍棄，其工藝流程是通過燃燒爐內底部部分油頁巖半焦產生高溫煙氣，對爐內中上部其他油頁巖進行干餾，由于塊徑大的頁巖中心未能完全干餾及燒油等一些原因導致撫順爐的油收率僅為含油率的65%左右。

粉末狀頁巖（0-25mm）所采用的水平回轉干餾爐，可以分為內熱式和外熱式兩種，內熱式采用固體熱載體作為熱源與粉末狀油頁巖進行充分的混合達到干餾條件，此專利已經被授予發明專利（ZL?2007?1?0055610.1），發明名稱為：“油頁巖干餾煉油、半焦燃燒發電集成工藝”。國外工藝技術較為成熟，如Galoter爐，但其仍然存在干餾后干餾氣體中含塵較多，致使頁巖油中機械雜質較多，不能達到合格標準等諸多缺點。外熱式水平回轉干餾爐在1931年-1961年愛沙尼亞油頁巖煉油廠曾制造一臺水平回轉外熱式干餾爐，但因傳熱效率低、處理量低而遭到淘汰，國內仍有采用外熱式干餾技術對輪胎等橡膠廢棄物進行分解，但單臺處理量仍然較低、傳熱效率低下。而對于外熱式干餾工藝（如ATP爐）是將熱源與油頁巖隔離，間接將熱量傳遞給油頁巖，國內外尚未有外熱式干餾油頁巖成功案例。

外熱式水平回轉干餾爐的熱傳導方式是氣體熱載體先將水平回轉干餾爐的外壁加熱，然后靠導熱與接觸的油頁巖進行換熱，此熱量傳遞的方法效率低下、干餾時間長，處理物料量小；此外，氣體熱載體在水平回轉干餾爐的筒壁外與固定式外殼之間停留時間過短，導致熱量未完全傳遞給油頁巖就從固定式外殼排出，熱量未能充分利用，熱量損失較大。

熱管是一種具有高導熱性能的傳熱元件，它通過在全封閉真空管殼內工質的蒸發與凝結來傳遞熱量，具有極高的導熱性、良好的等溫性、冷熱兩側的傳熱面積可任意改變、可遠距離傳熱、可控制溫度等一系列優點。由熱管組成的熱管換熱器具有傳熱效率高、結構緊湊、流體阻損小、有利于控制露點腐蝕等優點。

發明內容

本發明的目的在于，克服現有技術之不足，并對現有技術進行實質性創新，提出一種流程合理，能夠提高外熱源與油頁巖傳熱效率，提高頁巖油產量和質量的外熱式油頁巖干餾工藝。

實現本發明目的采用的技術方案是：一種外熱式油頁巖干餾工藝，其特征是：它包括的內容是，將環境溫度的油頁巖原礦送入干燥室內，經過干燥去除外水后送入到干餾儲料斗中，干餾儲料斗中的油頁巖溫度150℃-200℃，通過自身重力進入外熱式水平回轉干餾爐內，在外熱式水平回轉干餾爐中與熱管進行熱量交換，400℃-500℃的干餾產物半焦及干餾氣體同時送入氣固分離室中，其中400℃-500℃固體部分的半焦送至燃燒爐進行燃燒，產生的頁巖灰從燃燒爐底部排出，產生的850℃-950℃高溫煙氣經過噴嘴送入外熱式水平回轉干餾爐外與熱管進行熱量交換，在此過程中，熱管隨著干餾爐的一起旋轉，從噴嘴噴出的高溫煙氣依次與干餾爐徑向不同熱管進行熱量交換，當熱管旋轉到與油頁巖接觸時，將熱量傳遞給油頁巖，隨著干餾爐的旋轉，熱管反復與噴嘴處的高溫煙氣進行熱量交換，又不斷與新進入干餾爐的油頁巖進行熱量傳遞，在沿干餾爐軸向位置煙氣依次與熱管進行熱量交換，利用煙氣200℃-250℃剩余溫度在外熱式水平回轉干餾爐尾部出口處送至干燥室中對油頁巖原礦進行干燥去除油頁巖中的外水以減少頁巖油中含水量；從氣固分離室中400℃-500℃的氣體部分送入冷卻回收系統中進行冷凝回收頁巖油，產生的頁巖油進入收油罐儲存，未冷凝的40℃瓦斯氣從頂部排出送入至燃燒爐燃燒產生850℃-950℃煙氣送入外熱式水平回轉干餾爐外進行熱量交換，或送入至噴嘴處在外熱式水平回轉干餾爐外燃燒產生850℃-950℃高溫煙氣與熱管進行熱量交換。

本發明的一種外熱式油頁巖干餾工藝的優點體現在：

（1）外熱式水平回轉干餾爐可以處理粉末狀，顆粒0-25mm，粒徑不為零的油頁巖，可以解決油頁巖全資源的有效利用；