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一种分时段油母 页岩干馏装置

阅读：31发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种分时段油母页岩干馏装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本方案公开了一种分时段油母页岩干馏装置，包括三台固定分时段干馏炉以及与其相连通的干馏气体处理单元；所述干馏炉包括炉体，位于炉体下方的密封水盆，以及干馏气体导出口和排灰口，在密封水盆的上侧设置有塔盘，在炉体的上方设置有原料仓；在炉体的两侧壁上设置有烟气入口及燃烧气体导出口；所述烟气入口同时与大气和相邻炉体的燃烧气体导出口相连通；在烟气入口与大气连通处设置有空气调节阀，在燃烧气体导出口处设置有烟气开关阀；干馏气体导出口上设置有干馏气体开关阀。本方案避免了现有技术中简单成型的页岩干馏过程中产生破碎现象而影响干馏的问题；同时，对环境友好，易于自动化运行。，下面是一种分时段油母页岩干馏装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种分时段油母页岩干馏装置，其特征在于：包括三台固定分时段干馏炉以及与其相连通的干馏气体处理单元；
所述干馏炉包括炉体，位于炉体下方的密封水盆，在密封水盆的下方设置有干馏气体导出口和排灰口，在密封水盆的上侧设置有塔盘，在炉体的上方设置有原料仓和入料阀；在炉体的两侧壁上相对设置有烟气入口及燃烧气体导出口；所述烟气入口与大气和相邻炉体的燃烧气体导出口相连通，所述燃烧气体导出口与另一相邻炉体的烟气入口相连通；在烟气入口与大气连通处设置有空气调节阀，在燃烧气体导出口处设置有烟气开关阀；干馏气体导出口上设置有干馏气体开关阀。
2.根据权利要求1所述的分时段油母页岩干馏装置，其特征在于：所述干馏气体处理单元包括串联连接的间冷回收装置、凉水塔和清水泵，所述间冷回收装置的入口与干馏气体出口相连通，所述间冷回收装置的液体出口与油水分离槽相连通，气体出口通过瓦斯风机与废气燃烧余热利用装置相连通，在连接瓦斯风机与废气燃烧余热利用装置的管路上设置有燃烧瓦斯控制阀和排空阀。
3.根据权利要求1所述的分时段油母页岩干馏装置，其特征在于：所述塔盘为偏转塔盘，塔盘上设有与干馏气体导出口相连通的孔隙，塔盘与水盆排灰器相连接。
4.根据权利要求1所述的分时段油母页岩干馏装置，其特征在于：干馏炉内上部炉壁设有圆环形入炉气体分配器，中部炉壁设有圆环形导出气体集合器。
5.根据权利要求1所述的分时段油母页岩干馏装置，其特征在于：所述上部的空气入口端与自身水盆封闭腔用管线连接，中间设有燃烧空气调节阀。
6.根据权利要求1所述的分时段油母页岩干馏装置，其特征在于：所述密封水盆为旋转水盆，通过设置在外部的旋转电机驱动。

说明书全文

一种分时段油母页岩干馏装置

技术领域

[0001] 本发明属于页岩干馏技术领域，具体涉及一种分时段油母页岩干馏装置，用于小颗粒油母页岩干馏。

背景技术

[0002] 目前在油母页岩地面以上干馏技术领域中，以气体热载体干馏技术较为成熟，特别是由于抚顺干馏工艺具有可利用固定碳热量干馏低品位页岩，热量自给自足以及运行成本较低等特点，被广泛应用于工业化生产。但由于以气体热载体干馏技术在原料破碎筛分处理过程中产生一定数量的小颗粒细粉状尾矿不能完全用于干馏，行成了部分资源浪费，同时也增加了采矿干馏成本。

[0003] 近年来，为了提高页岩资源利用率，对以前舍弃的12毫米以下的小颗粒尾矿页岩的干馏利用以及提高产油率方面投入了大量技术研究，并取得了可喜成绩。众所周知，目前小颗粒页岩无法直接干馏，必然通过压制等成型后进行处理，但简单的压制后形成的产物特别松散，在干馏过程中极易破碎，导致无法持续干馏。虽然经过研究小颗粒粉状页岩通过采用加入添加剂成型后利用抚顺干馏工艺技术进行干馏取得了成功，但成型成本较高，产油率较低，没有经济价值。

[0004] 还有一种方法，通常称“三宝炉”法，采取粉末页岩简单成型（不加入添加剂）装入筐内入炉后进行上筐燃烧供下筐干馏，上筐燃烧完毕下筐干馏结束后将上筐取走，下筐移到上面作为燃烧，下面再加入新筐的方式，该方法进行干馏也取得了成功。虽然这种方式干馏，简单成型成本较低，产油率相对较高，但装备及干馏过程较为复杂，干馏运行成本相对较高，在上下筐倒换过程中会有烃蒸汽外漏，对环境造成一定污染，而且干馏处理能力较小存在不容易实现工业自动化运行放大应用等弊端，应用前景受到一定的限制。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供一种分时段油母页岩干馏装置，实现对小颗粒页岩的经济、环保干馏，以解决现有技术中干馏细粉状页岩成本较高，产油率低以及产生环境污染等问题。

[0006] 本发明是通过如下技术方案实现的：一种分时段油母页岩干馏装置，其特征在于：包括三台固定分时段干馏炉以及与其相连通的干馏气体处理单元；
所述干馏炉包括炉体，位于炉体下方的密封水盆，在密封水盆的下方设置有干馏气体导出口和排灰口，在密封水盆的上侧设置有塔盘，在炉体的上方设置有原料仓和入料阀；在炉体的两侧壁上相对设置有烟气入口及燃烧气体导出口；所述烟气入口与大气和相邻炉体的燃烧气体导出口相连通，所述燃烧气体导出口与另一相邻炉体的烟气入口相连通；在烟气入口与大气连通处设置有空气调节阀，在燃烧气体导出口处设置有烟气开关阀；干馏气体导出口上设置有干馏气体开关阀。

[0007] 进一步的：所述干馏气体处理单元包括串联连接的间冷回收装置、凉水塔和清水泵，所述间冷回收装置的入口与干馏气体出口相连通，所述间冷回收装置的液体出口与油水分离槽相连通，气体出口通过瓦斯风机与废气燃烧余热利用装置相连通，在连接瓦斯风机与废气燃烧余热利用装置的管路上设置有燃烧瓦斯控制阀和排空阀。

[0008] 进一步的：所述塔盘为偏转塔盘，塔盘上设有与干馏气体导出口相连通的孔隙，塔盘与水盆排灰器相连接。

[0009] 进一步的：干馏炉内上部炉壁设有圆环形入炉气体分配器，中部炉壁设有圆环形导出气体集合器。

[0010] 进一步的：所述上部的空气入口端与自身水盆封闭腔用管线连接，中间设有燃烧空气调节阀。

[0011] 进一步的：所述密封水盆为旋转水盆，通过设置在外部的旋转电机驱动。

[0012] 本发明的优点是：本装置使用三个固定分时段干馏炉在不同时段分别自动完成：干馏→燃烧→冷却排渣入料的过程并循环连续不断的自动交替完成干馏任务。在干馏、燃烧过程中物料在炉内相对静止，避免了抚顺干馏工艺粉状页岩由简单成型（不加添加剂，降低成型成本）后入炉干馏过程中因受热后热强度较低以及物料在炉内流动而产生破碎现象而影响干馏的经济、技术问题；同时，不同时段的干馏、燃烧以及冷却排渣入料的过程切换是通过阀门切换管路控制来实现，整个干馏过程无烃蒸汽外漏，避免了三宝炉在置入新页岩筐和取出燃烧后的灰渣筐以及将已干馏后的下筐半焦移到上部燃烧的过程中产生不可避免的烃蒸汽外漏而产生环境污染的问题；同时，固定分时干馏装置从入料、各时段切换到灰渣排除全部自动化运行，装置结构简单，易于实现工业化放大应用等特点。
附图说明

[0013] 图1为固定分时段干馏装置系统图；图2为固定分时段干馏炉；
图3为图2的A处剖视图；
图4为图2的B处剖视图。

[0014] 图中序号说明：1为干馏炉、2为干馏气体处理单元、3为炉体、4为水盆、5为干馏气体导出口、6为塔盘、7为原料仓、8为烟气入口、9为燃烧气体导出口、10为空气调节阀、11为烟气开关阀、12为干馏气体开关阀、13为间冷回收装置、14为凉水塔、15为清水泵、16为油水分离槽、17为瓦斯风机、18为废气燃烧余热利用装置、19为燃烧瓦斯控制阀、20为气体分配器、21为导出气体集合器。

具体实施方式

[0015] 如图1-4所示为本发明结构一种分时段油母页岩干馏装置，包括三台固定分时段干馏炉1即A炉、B炉和 C炉；以及与其相连通的干馏气体处理单元2；每个干馏炉中物料干馏过程均包括三个阶段，即干馏、燃烧和冷却排渣入料阶段（简称排渣阶段），本方案中的三台干馏炉在同一时间分别处于馏程的不同阶段（即分时段）；所述干馏炉1包括炉体3，位于炉体下方的可旋转的带有排灰口的水盆4，在水盆的下方设置有干馏气体导出口5，在水盆上位于炉体内部轴线的位置设置有塔盘6，在炉体的上方设置有带入料阀的原料仓7；在炉体的两侧壁上相对设置有烟气入口8及燃烧气体导出口9，二者优选的位置为图1中分列左右两侧，且一上一下（炉体的中部）设置；所述烟气入口同时与大气和相邻前一炉体的燃烧气体导出口相连通，所述燃烧气体导出口与下一相邻炉体的烟气入口相连通；在烟气入口与大气连通处设置有空气调节阀10，在燃烧气体导出口处设置有烟气开关阀11；干馏气体导出口上设置有干馏气体开关阀12。

[0016] 所述干馏气体处理单元可与现有技术中的结构相同，本方案具体结构包括串联连接的间冷回收装置13、凉水塔14和清水泵15，所述间冷回收装置通过清水泵进行冷却，其入口与干馏气体出口相连通，用于导入干馏气体，其液体出口与油水分离槽16相连通，气体出口通过瓦斯风机17与废气燃烧余热利用装置18相连通，在连接瓦斯风机与废气燃烧余热利用装置的管路上设置有燃烧瓦斯控制阀19和排空阀。

[0017] 本方案中的干馏炉内物料干馏过程如下：在炉体中，首先从上方的入料口加入简单成型的粉末页岩，入料完成后，高温烟气（由空气加热制备或从系统中导入）从烟气入口处进入炉体，从上部开始向下对粉末页岩进行页岩干馏，干馏油气在瓦斯风机的抽力作用下，在炉内向下经炉被下部塔盘上的间隙吸收并从干馏气体导出口导出，经干馏气体出口开关阀进入干馏气体处理单元处理回收。在干馏气体处理单元中，其首先通过间冷回收装置，油气经间冷回收装置形成气液两相状态，然后进行分离，将液相导入油水分离槽进行分离并得到相应产物，将分离出来的瓦斯气体在瓦斯风机牵引动力作用下经瓦斯控制阀将燃烧瓦斯送入瓦斯燃烧余热利用装置。干馏阶段完成后，进入燃烧阶段，此时干馏气体出口开关阀关闭，烟气开关阀打开，此时空气（或烟气）经空气调节阀进入干馏炉上部的气体分配器20，经燃烧加热或与炉内燃烧后的灰渣接触换热后从炉中部经导出气体集合器21收集并由燃烧气体导出口导出，吸收了干馏余留物燃烧产生的热量。燃烧完成后，进入冷却排渣入料阶段，通过旋转驱动电机带动水盆和塔盘旋转，塔盘为偏转塔盘，即不是相当轴线对称的形状，因此，在旋转时，对灰渣起到良好的搅拌作用，利于将炉内的燃烧后的残余物排出，提高了排灰效率并防止灰渣架桥等。排渣完成后，关闭排灰中，从入口导入新的物料开始下一循环过程。在整个过程中，除去入料与排渣过程，其他时间与外界完全没有连通，不会有烃气体排出的风险。

[0018] 下面对本方案所述的干馏装置及过程进行进一步说明，其包括依次设置的三台固定分时段干馏炉即A炉、B炉和 C炉，在各炉体上分别相应的设置有烟气开关阀A1、B1、C1，燃烧空气调节阀A2、B2、C2，以及干馏气体出口开关阀A3、B3、C3。还包括带有瓦斯风机的间冷回收装置以及瓦斯燃烧余热利用装置，各设备之间用管线和电控阀门连接，通过电动阀门按设定程序自动控制使物料固定在三台干馏炉内完成不同时段的过程，即干馏→燃烧→冷却排渣入料任务；具体工作过程如下：当A炉处于干馏时段时，B炉处于冷却排渣入料时段，而C炉处于燃烧时段；此时段B炉上部的燃烧空气调节阀（B1开）打开，在瓦斯风机动力牵引下将B炉水盆封闭腔内的空气经空气调节阀（B1）进入炉上部的气体分配器经与B炉内燃烧后的灰渣接触换热后从B炉中部燃烧气体导出口导出（B2开）进入C炉上部，此时C炉内经干馏后的半焦与经预热后的空气接触首先在C炉上层逐渐向下开始燃烧，燃烧产生的高温烟气从C炉中部燃烧气体导出口导出（C2开）进入A炉上部开始进行页岩干馏，干馏油气在炉内向下经A炉内下部塔盘上的间隙从干馏气体导出口导出，经A炉干馏气体出口开关阀（A3开）进入间冷回收装置，油气经间冷回收装置将瓦斯气体经过油水分离后在瓦斯风机牵引动力作用下经瓦斯风机入出口在经燃烧瓦斯调节阀进入瓦斯燃烧余热利用装置。与此同时，B炉燃烧后的废渣经水盆驱动装置使水盆及塔盘旋转将炉内上部的灰渣落入水盆内进一步降温后排出炉外，新料经高温入料阀控制自动装入炉内完成冷却排渣入料任务后等待进入下一干馏时段。

[0019] 优选的：所述固定分时段干馏炉包括外形为圆形的炉体金属外壳结构，炉顶部位设有入料口，炉上部设有烟气（空气）入口以及上层温控热电偶，中部燃烧气体导出口以及中层温控热电偶，下部设有水盆以及水盆旋转驱动装置，水盆下部设有干馏气体导出口。

[0020] 优选的：炉内设有隔热保温材料和耐火材料，炉内上部炉壁设有圆环形入炉气体分配器，炉内中部炉壁设有圆环形导出气体集合器，炉内下部设有圆形偏转塔盘，塔盘上设有孔隙。所述入炉气体分配器为圆环形管道，管道上设置有通气口，管道与烟气入口相连通。导出气体集合器与入炉气体分配器结构类似，不再赘述。

[0021] 优选的：所述各设备之间用管线和电动阀门连接，具体的，固定分时段干馏炉的中部燃烧气体导出口与相邻另一台干馏炉上部的空气入口用管线连接中间设有烟气开关阀；干馏炉上部的空气入口端与水盆封闭腔用管线连接，中间设有燃烧空气调节阀；干馏炉下部的干馏气体出口端与间冷回收装置的干馏气体入口端用管线连接，并在干馏气体出口端一侧设有干馏气体开关阀；包括间冷回收装置的干馏气体出口端与瓦斯风机的入口端用管线连接，瓦斯风机的出口端与瓦斯燃烧余热利用装置的瓦斯气体入口端用管线连接，中间设有燃烧瓦斯调节控制阀。

[0022] 需要说明的是，通过控制各阶段的时间和速度，可以实现在三个干馏炉内同步进行不同的阶段。此外，为了实现气体的有效流通，可以在相应阀体后增加气泵等装置，或在管线上设置气体缓冲结构等。综上，本方案中，仅对相对现有技术的改进部分进行了详细描述，与现有技术相同的结构或本领域技术人员所公知的结构不在赘述。本领域技术人员在现有技术的基础上，可以实现本方案。

[0023] 本发明干馏装置具有如下优点：（1）由于整个干馏及燃烧过程物料在炉内始终处于静止状态，可以使粉末页岩经过简单成型（不加添加剂成型）后入炉干馏，避免了现有抚顺炉在干馏过程中因物料在炉内流动挤压而产生破碎影响干馏的现象，从而降低了干馏成本，使页岩资源得到100%干馏利用；
（2）由于本装置采用三台固定分时段干馏炉在不同时段分别完成干馏、燃烧、冷却排渣入料的全过程，过程中完全处于密闭状态下运行，无污染，避免了现有三宝炉的干馏方式在上筐燃烧完毕下筐干馏结束后将上筐取走，下筐移到上面作为燃烧，下面在重新加入新筐的倒换过程中会有烃蒸汽外漏，对环境造成一定污染的现象；
（3）由于固定分时段干馏炉下部炉内设有偏转塔盘，在水盆旋转排渣过程中偏转塔盘随之旋转，可使炉内上部燃烧形成的焦块破碎后落入水盆顺利排除炉外，避免了现有三宝炉筐内形成焦块无法倒出筐外而影响设备正常运行的现象；
（4）由于本装置采用电动阀门控制各管线通断，可按程序自动切换，自动化程度高，运行成本低，易于放大规模实现工业化生产；
（5）由于本装置干馏时段采取从干馏炉的上部通入高温瓦斯气体逐渐向下进行干馏，在干馏的过程中产生的相对较高密度的油瓦斯气体向下运动，气流运动方向与相对较高密度的油瓦斯气体重力方向相同，比较容易的从干馏炉底部的干馏气体导出口导出，即使瓦斯风机导出能力不足也不会产生烧油或油被碳化现象的发生，从而可提高产油率；
（6）由于本装置燃烧时段进入干馏炉上部的燃烧空气的动力是来自同一台瓦斯风机动能，易于控制，安全可靠。

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