[發明專利]一種秸稈廢棄物耦合油頁巖綜合利用系統及工藝

有效

• 申請號: 202010775914.0
• 申請日: 2020-08-05
• 公開（公告）號: CN111978972B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 陳斌;張言睿;葉筱;嚴禎榮;鄧勝祥;王莎;沈駿;徐顧鑫;王欣怡;王鵬超;陶天華
• 申請（專利權）人: 上海工程技術大學
• 主分類號: C10B53/02
• 分類號: C10B53/02;C10B53/06;C10B57/00;C10B57/02;C10G1/00
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 許耀

本發明涉及一種秸稈廢棄物耦合油頁巖綜合利用系統及工藝，包括第一換熱器、第二換熱器、第三換熱器、蒸汽輪機、煙囪以及耦合的生物質干餾單元和油頁巖干餾單元。與現有技術相比，本發明將生物質與油頁巖干餾先分開后耦合，利用生物質揮發分催化油頁巖干餾過程，通過對該過程的熱化學轉化路徑進行重構，有效提升了油頁巖的干餾效率，并實現生物質廢棄物的資源化利用，同時將生物質干餾爐、油頁巖干餾爐與循環流化床鍋爐有機結合，綜合考量了資源、環境與社會經濟效益，實現油頁巖與生物質廢棄物的科學利用。

技術領域

本發明屬于油頁巖及生物質資源綜合利用技術領域，涉及一種秸稈廢棄物耦合油頁巖綜合利用系統及工藝。

背景技術

油頁巖是一種灰分高、燃燒熱值低的黑色或棕色固體巖石，主要由無機礦物質和有機物質組成，屬于可燃有機礦體。世界上已探明儲量的頁巖油為4000多億噸（按油頁巖原位儲量計算），遠遠高于世界原油探明可采儲量。另外，隨著對油頁巖資源的進一步開發、利用，這一數字將繼續增大。作為世界上為數不多的油頁巖資源儲量大國之一，我國油頁巖的資源豐富，折算成頁巖油的儲量為476.44億噸。近年來油頁巖作為石油的可替代能源受到廣泛關注并被大量研究。

關于油頁巖熱解方面的探索最早可以追溯至1830-1870年，法國、德國、英國相繼進行的油頁巖熱解以及燃燒利用研究。之后，伴隨著第二次世界大戰爆發、能源危機的出現和石油工業興起，油頁巖產業幾度興衰。現如今，由于各國高速發展從而導致的能源需求相比以往大大增加，面對日漸尖銳的石油供需矛盾，世界范圍內再次興起了對油頁巖開采和利用技術的研究。對于油頁巖干餾而言，如何在保證油產量的前提下，提高能源利用效率、減少污染物排放和提升干餾油品質等問題是該領域的研究重點。

此外，我國正在發力發展生態環境建設，我國生活垃圾中廚余垃圾（即濕垃圾）占60%廚余垃圾已開發項目僅有5%。這類垃圾的特點是含水量高；另一特點就是有強烈的的氣味，容易腐爛給人民健康和生活帶來很大的影響。

鑒于上述問題，眾多油頁巖工作者們建議化工制油行業應采用集“混合熱解煉油-發電-化工/材料”為一體的油頁巖結合生物質的全面綜合利用方法，以實現油頁巖資源的高效及清潔利用和生物質廢棄物的資源化利用。

發明專利CN201110443734.3公開了油頁巖回轉窯干餾與循環流化床燃燒工藝，將頁巖灰作為油頁巖干餾爐的熱載體，使油頁巖回轉窯干餾與循環流化床鍋爐有機結合，但期間作為熱載體的頁巖灰會對油頁巖的干餾產物造成很強的吸附作用，從而使得頁巖油產率降低。發明專利CN201410158250.8公開了將油頁巖干餾和半焦氣化綜合利用的系統及工藝，但該工藝干餾過程中產生的氣體并沒有得到有效回收利用，廢氣對于環境的污染無法降低。發明專利CN105295982 A公開了一種油頁巖伴生物質多聯產綜合利用系統及工藝，該系統將生物質與油頁巖混合干餾，結合生物質“氣多油少”與油頁巖“氣少油多”的熱解特性，以瓦斯氣與半焦燃燒后作為熱源對干餾爐進行加熱，實現油頁巖的綜合利用，但問題在于生物質與油頁巖熱解溫度有一定差異，在混合干餾過程中，容易出現二次裂解以降低熱解油的品質與產量，此外，生物質半焦多空隙的特性也容易吸附熱解揮發組分，從而降低熱解油的產量。此外，申請人發現上述專利均采用固體廢棄物以及瓦斯循環實現熱量回收再利用，對于廢氣以及半焦的綜合利用未見報道。

發明內容

本發明的目的就是為了提供一種秸稈廢棄物耦合油頁巖綜合利用系統及工藝。將生物質與油頁巖干餾先分開后耦合，利用生物質揮發分催化油頁巖干餾過程，通過對該過程的熱化學轉化路徑進行重構，有效提升了油頁巖的干餾效率，并實現生物質廢棄物的資源化利用，同時將生物質干餾爐、油頁巖干餾爐與循環流化床鍋爐有機結合，綜合考量了資源、環境與社會經濟效益，實現油頁巖與生物質廢棄物的科學利用。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

本發明第一方面提供一種秸稈廢棄物耦合油頁巖綜合利用系統，包括第一換熱器、第二換熱器、第三換熱器、蒸汽輪機、煙囪以及耦合的生物質干餾單元和油頁巖干餾單元；