[實用新型]一種油頁巖干餾氣化學鏈制氫聯合發電系統

有效

• 申請號: 201420497127.4
• 申請日: 2014-08-29
• 公開（公告）號: CN204125164U
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 楊思宇;楊慶春;錢宇
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C01B3/34
• 分類號: C01B3/34;C10B53/06;F01D15/10
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略

技術領域

本實用新型屬于能源與化工技術領域，具體涉及一種油頁巖干餾氣化學鏈制氫聯合發電系統。

背景技術

隨著我國社會和經濟快速發展，對能源需求日益增加。為減少對進口石油的依賴，我國正積極實施多元化的能源戰略以保障能源持續供應。油頁巖是一種沉積巖，具有無機礦物質的骨架，并含有固體有機質，為低熱值固體化石燃料。我國油頁巖資源十分豐富，儲量達7199億噸，折合成干餾油品相當于426億噸，遠高于原油探明儲量22億噸。我國不僅油頁巖儲量豐富，而且埋藏較淺，均有利于油頁巖資源的開發利用。大力發展油頁巖煉油技術有利于緩解我國石油資源供需矛盾，為實現能源多元化提供切實可行的途徑。

目前國內對油頁巖的利用技術主要是干餾煉油技術。通過地下開采或露天開采得到的油頁巖，經破碎、篩分，在隔絕空氣的條件下，加熱到一定溫度范圍，發生一系列的物理化學反應，最終生成頁巖油、煤氣和半焦等。目前國內干餾技術中，撫順式干餾技術占據著非常重要的地位。國內共裝備了476臺該類的干餾爐，其頁巖油產能占我國總量的85％以上。

但是該技術存在一個突出的問題是干餾氣的熱值低，一般小于3.35MJ/m³，不能用作家用煤氣，也很難化工利用。在過去作為廢氣排放，現已用于內燃機燃燒發電。該利用途徑存在以下兩方面的問題：一是燃燒發電過程能量效率較低；二是干餾氣中含有化學價值較高的H₂和CO，直接燃燒這兩種氣體并未能高效利用其化學價值，造成的資源的大量浪費。除此之外，油頁巖煉油過程的經濟效益不佳。如何進一步提高油頁巖煉油過程經濟性能，已成為頁巖油加工行業的瓶頸。

實用新型內容

為了克服現有技術的缺點與不足，本實用新型的目的在于提供一種油頁巖干餾氣化學鏈制氫聯合發電系統。

本實用新型的目的通過下述技術方案實現：

一種油頁巖干餾氣化學鏈制氫聯合發電系統，包括油頁巖破碎篩分單元、油頁巖干餾單元和干餾氣冷凝回收單元，還包括燃料反應器、蒸汽反應器、發電單元及空氣反應器；

所述油頁巖破碎篩分單元設有油頁巖原料入口、油頁巖細顆粒出口及碎屑頁巖出口；

所述油頁巖干餾單元設有干餾頁巖原料入口、干餾氣出口、循環氣入口和灰渣出口；

所述油頁巖破碎篩分單元的油頁巖細顆粒出口通過管道與所述油頁巖干餾單元的干餾頁巖原料入口連接；

所述干餾氣冷凝回收單元設有干餾氣入口、循環煤氣出口、剩余干餾氣出口及頁巖油出口；

所述油頁巖干餾單元的干餾氣出口通過管道與所述干餾氣冷凝回收單元的干餾氣入口連接，所述干餾氣冷凝回收單元的循環煤氣出口通過管道與所述油頁巖干餾單元的循環氣入口連接；

所述燃料反應器設有剩余干餾氣原料入口、載氧體原料入口、CO₂和N₂混合氣相物流出口及被還原載氧體出口；

所述干餾氣冷凝回收單元的剩余干餾氣出口通過管道與所述燃料反應器的剩余干餾氣原料入口連接；

所述蒸汽反應器設有還原載氧體原料入口、蒸汽入口、氫氣氣相物流出口及被部分氧化載氧體出口；

所述空氣反應器設有被部分氧化載氧體入口、空氣入口、完全氧化載氧體出口及缺氧空氣出口；

所述發電單元設有氫氣入口、CO₂和N₂混合氣入口、缺氧空氣入口、蒸汽出口、氫氣產品出口及電力輸出口；

所述燃料反應器的被還原載氧體出口通過管道與所述蒸汽反應器的還原載氧體原料入口連接；所述燃料反應器的CO₂和N₂混合氣相物流出口通過管道與發電單元的CO₂和N₂混合氣入口相連接；

所述蒸汽反應器的氫氣氣相物流出口通過管道與所述發電單元的氫氣入口相連接；所述蒸汽反應器的被部分氧化載氧體出口通過管道與所述空氣反應器的被部分氧化載氧體入口連接；

所述發電單元的蒸汽出口通過管道與所述蒸汽反應器的蒸汽入口連接；

所述空氣反應器的完全氧化載氧體出口通過管道與所述燃料反應器的載氧體原料入口連接；所述空氣反應器的缺氧空氣出口通過管道與所述發電單元的缺氧空氣入口連接。

優選的，所述油頁巖干餾單元包含預熱器、干燥器、干餾反應器、第一氣固分離器、氣化反應器、加熱反應器、第二氣固分離器、集合管和第一換熱器；干餾氣冷凝回收單元包含第一冷卻器、洗滌塔、第一分流器、氣液分離器、分離器、混合裝置、第二冷卻器以及第二分流器。