專利名稱：一種高效內(nèi)熱式粉末油頁巖提油裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高效內(nèi)熱式粉末油頁巖提油新工藝及裝置，其特點是設(shè)計出一種獨特的結(jié)構(gòu)，解決了氣體在粉料中透氣性不佳的問題，實現(xiàn)了粉料和氣體熱載體的直接換熱，大幅度提高了熱效率；采用多層均勻布風技術(shù)，保證油頁巖干餾完全；整個系統(tǒng)不需要額外能源供給，實現(xiàn)能量的自己自足。
背景技術(shù)：
世界油頁巖資源豐富，其儲量折算成頁巖油高達4000多億t，遠較世界探明原油儲量1700多億t為大，也較世界原油資源3000億t為大。當前高油價的時代，不少國家油頁巖礦藏的開發(fā)和干餾制取已經(jīng)變得必要而且可行，在一些有條件生產(chǎn)巖頁油的國家其油價僅約20 40美元/桶，因此油頁巖可以成為石油的補充能源。由于有經(jīng)濟效益以及對液體燃料的日益增長的需求，油頁巖工業(yè)的發(fā)展有著良好的前景。油頁巖是重要的油氣替代化石燃料資源，在我國一些地區(qū)，一方面充分利用油頁巖直接燃燒發(fā)電，解決了我國局部地區(qū)電力供給問題；另一方面利用油頁巖干餾技術(shù)制取頁巖油，在一定程度上也緩解了我國石油短缺的問題。但現(xiàn)階段國內(nèi)粉末油頁巖提油生產(chǎn)尚未形成規(guī)模，而且由于粉末油頁巖的加熱多采用間接加熱，因此在實際生產(chǎn)中存在傳熱效率低、出油率不高、處理量較小等缺陷，嚴重制約了油頁巖提油工業(yè)的發(fā)展。因此發(fā)明一種高效的內(nèi)熱式粉末油頁巖提油裝置有著巨大的經(jīng)濟潛力。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單，安全可靠，換熱充分，熱效率高，提高干餾效率，回收油頁巖半焦的顯熱的熱式粉末油頁巖提油的裝置及其方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是種高效內(nèi)熱式粉末油頁巖提油裝置，該裝置由氣體均布器、 干餾爐、旋風夾套、水冷電捕焦器、儲油罐、燃燒器和金屬蜂巢換熱器組成；所述干餾爐包括干燥段、干餾段和冷卻段；所述干餾爐的干餾段上端的干餾氣出口通過管道與所述旋風夾套一端管接，冷卻段通過管路與所述金屬蜂巢換熱
器連接；所述旋風夾套的另一端通過管路與所述水冷電捕焦器管接，所述水冷電捕焦器通過管路與分別于所述儲油罐、燃燒器和所述干餾爐的冷卻段管接，所述燃燒器和金屬蜂巢換熱器相接，所述金屬蜂巢換熱器通過管路分別與所述干餾爐的干餾段和干燥段連接；其中，所述氣體均布器焊接在所述干餾爐的干餾段的側(cè)壁上，一端設(shè)有進氣口與所述干餾爐聯(lián)通，另一端密封；所述氣體均布器的兩側(cè)焊接有金屬柱用于防止粉料內(nèi)流；所述金屬柱之間用鋼架連接，用于保證所述金屬柱的強度。本發(fā)明的另一目的是提供上述的高效粉末油頁巖提油裝置的方法，，具體包括以下步驟
首先，原料粉末油頁巖從進料裝置進入干餾爐內(nèi)，經(jīng)過干燥段后，進入干餾段內(nèi)，溫度為55(T650°C的熱氣體瓦斯通過氣體均布器的進氣口進入干餾段內(nèi)均勻向四周擴散，與下落的原料粉末油頁巖進行直接換熱，將原料粉末油頁巖加熱至45(T50(TC，干餾分解產(chǎn)生油氣；
然后，分解出來的油氣從干餾氣出口經(jīng)過旋風夾套進入水冷電捕焦器進行冷凝，冷卻到液態(tài)頁巖油進入儲油罐；干餾爐內(nèi)未被干餾完全的油頁巖形成半焦，在自身重力作用下進入干餾爐下部的冷卻段內(nèi)，冷卻后的頁巖半焦從干餾爐底部排出；
最后，未被冷凝的氣體瓦斯一部分通入燃燒器進行燃燒，另一部分進入干餾爐的冷卻段回收半焦的顯熱，進入金屬蜂巢換熱器內(nèi)；經(jīng)燃燒器燃燒的熱煙氣和金屬蜂巢換熱器內(nèi)的氣體瓦斯換熱，被加熱的氣體瓦斯通入干餾爐的干燥段和干餾段以此實現(xiàn)循環(huán)。本發(fā)明的有益效果是由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明的工藝的主要優(yōu)點有以下幾點
1.粉末油頁巖和瓦斯氣直接換熱，換熱充分，熱效率高。2.采用多層均勻布氣技術(shù)，實現(xiàn)高度方向上的恒溫干餾，恒溫干餾可以有效的降低油頁巖在爐內(nèi)停留時間，提高干餾效率；在高度方向上布置多層流通均布器，使干餾氣在高度方向上均勻的通入爐內(nèi)。3.回收油頁巖半焦的顯熱，整個系統(tǒng)不需要額外的能源供給，可以實現(xiàn)能量的自給自足。4.結(jié)構(gòu)簡單，安全可靠，可以穩(wěn)定運行。


圖1為本發(fā)明高效內(nèi)熱式粉末油頁巖提油的裝置的干餾爐內(nèi)干餾段的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明干餾段的氣體均布器結(jié)構(gòu)示意圖。圖3本發(fā)明高效內(nèi)熱式粉末油頁巖提油的裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖中
1.氣體均布器7.屬蜂巢換熱器2.干餾爐8.金屬柱3.旋風夾套9.鋼架4.水冷電捕焦器10.進氣口5.儲油罐11.干餾氣出口6.燃燒器
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步說明。
如圖1-圖3所示，一種高效內(nèi)熱式粉末油頁巖提油的裝置，該裝置由氣體均布器 1、干餾爐2、旋風夾套3、水冷電捕焦器4、儲油罐5、燃燒器6和金屬蜂巢換熱器7組成；
其中，干餾爐2包括干燥段、干餾段和冷卻段；氣體均布器1焊接在干餾爐2的干餾段的側(cè)壁上，一端設(shè)有進氣口 10與所述干餾爐1聯(lián)通，另一端密封；兩側(cè)焊接有用于防止粉料內(nèi)流金屬柱8，為了增加金屬柱8之間的強度，用鋼架9將金屬柱8之間連接，干餾段上端的干餾氣出口 11通過管道與旋風夾套3 —端管接，冷卻段通過管路與金屬蜂巢換熱器7連接；旋風夾套3的另一端通過管路與所述水冷電捕焦器4管接，所述水冷電捕焦器4通過管路與分別于所述儲油罐5、燃燒器6和餾爐2的冷卻段管接，燃燒器6和金屬蜂巢換熱器7 相接，屬蜂巢換熱器7通過管路分別與所述干餾爐2的干餾段和干燥段連接； 上述的高效粉末油頁巖提油的裝置的方法，具體包括以下步驟 首先，原料粉末油頁巖從進料裝置進入干餾爐2內(nèi)，經(jīng)過干燥段后，進入干餾段內(nèi)，溫度為55(T650°C的熱氣體瓦斯通過氣體均布器1的進氣口 10進入干
餾段內(nèi)均勻向四周擴散，與下落的原料粉末油頁巖進行直接換熱，將原料粉末油頁巖加熱至45(T500°C，干餾分解產(chǎn)生油氣；
然后，分解出來的油氣從干餾氣出口 11經(jīng)過旋風夾套3進入水冷電捕焦器4進行冷凝，冷卻到液態(tài)頁巖油進入儲油罐5;干餾爐2內(nèi)未被干餾完全的油頁巖形成半焦，在自身重力作用下進入干餾爐2下部的冷卻段內(nèi)，冷卻后的頁巖半焦從干餾爐2底部排出；
最后，未被冷凝的氣體瓦斯一部分通入燃燒器4進行燃燒，另一部分進入干餾爐2的冷卻段回收半焦的顯熱，進入金屬蜂巢換熱器7內(nèi)；經(jīng)燃燒器6燃燒的熱煙氣和金屬蜂巢換熱器內(nèi)的氣體瓦斯換熱，被加熱的氣體瓦斯通入干餾爐2的干燥段和干餾段以此實現(xiàn)循環(huán)。
實施例1
將原料粉末油頁巖從進料裝置進入干餾爐內(nèi)，經(jīng)過干燥段后與恒溫干餾段內(nèi)的550°c 的熱氣體瓦斯進行直接換熱，將原料粉末油頁巖加熱至450°C，干餾分解產(chǎn)生油氣；分解出來的油氣從爐體頂部經(jīng)過油氣收集裝置進入冷凝系統(tǒng)冷凝，冷卻到液態(tài)頁巖油進入儲油罐。干餾爐內(nèi)被干餾完全的油頁巖形成半焦，在自身重力作用下進入干餾爐下部的冷卻段， 冷卻后的頁巖半焦從底部排出。未被冷凝的氣體瓦斯一部分通入燃燒器燃燒，另一部分進入干餾爐的冷卻段回收半焦的顯熱，隨后進入高效金屬蜂巢換熱器；經(jīng)燃燒器燃燒的熱煙氣和通入高效金屬蜂巢換熱器的瓦斯換熱，被加熱的瓦斯通入干餾爐干餾段以此實現(xiàn)循環(huán)。實施例2:
將原料粉末油頁巖從進料裝置進入干餾爐內(nèi)，經(jīng)過干燥段后與恒溫干餾段內(nèi)的600°C 的熱氣體瓦斯進行直接換熱，將原料粉末油頁巖加熱至475°C，干餾分解產(chǎn)生油氣；分解出來的油氣從爐體頂部經(jīng)過油氣收集裝置進入冷凝系統(tǒng)冷凝，冷卻到液態(tài)頁巖油進入儲油罐。干餾爐內(nèi)被干餾完全的油頁巖形成半焦，在自身重力作用下進入干餾爐下部的冷卻段， 冷卻后的頁巖半焦從底部排出。未被冷凝的氣體瓦斯一部分通入燃燒器燃燒，另一部分進入干餾爐的冷卻段回收半焦的顯熱，隨后進入金屬蜂巢換熱器；經(jīng)燃燒器燃燒的熱煙氣和通入金屬蜂巢換熱器的瓦斯換熱，被加熱的瓦斯通入干餾爐干餾段以此實現(xiàn)循環(huán)。實施例3
將原料粉末油頁巖從進料裝置進入干餾爐內(nèi)，經(jīng)過干燥段后與恒溫干餾段內(nèi)的650°C 的熱氣體瓦斯進行直接換熱，將原料粉末油頁巖加熱至500°C，干餾分解產(chǎn)生油氣；分解出來的油氣從爐體頂部經(jīng)過油氣收集裝置進入冷凝系統(tǒng)冷凝，冷卻到液態(tài)頁巖油進入儲油罐。干餾爐內(nèi)被干餾完全的油頁巖形成半焦，在自身重力作用下進入干餾爐下部的冷卻段， 冷卻后的頁巖半焦從底部排出。未被冷凝的氣體瓦斯一部分通入燃燒器燃燒，另一部分進入干餾爐的冷卻段回收半焦的顯熱，隨后進入金屬蜂巢換熱器；經(jīng)燃燒器燃燒的熱煙氣和通入金屬蜂巢換熱器的瓦斯換熱，被加熱的瓦斯通入干餾爐干餾段以此實現(xiàn)循環(huán)。
權(quán)利要求
1.一種高效內(nèi)熱式粉末油頁巖提油裝置，該裝置由氣體均布器(1)、干餾爐(2)、旋風夾套(3)、水冷電捕焦器(4)、儲油罐(5)、燃燒器(6)和金屬蜂巢換熱器(7)組成；所述干餾爐(2)包括干燥段、干餾段和冷卻段；所述干餾爐(2)的干餾段上端的干餾氣出口(11)通過管道與所述旋風夾套(3) —端管接，冷卻段通過管路與所述金屬蜂巢換熱器(7)連接；所述旋風夾套(3)的另一端通過管路與所述水冷電捕焦器(4)管接，所述水冷電捕焦器(4)通過管路與分別于所述儲油罐(5)、燃燒器(6)和所述干餾爐(2)的冷卻段管接，所述燃燒器(6) 和金屬蜂巢換熱器(7 )相接，所述金屬蜂巢換熱器(7 )通過管路分別與所述干餾爐(2 )的干餾段和干燥段連接；其特征在于，所述氣體均布器(1)焊接在所述干餾爐(2)的干餾段的側(cè)壁上，一端設(shè)有進氣口(10)與所述干餾爐(1)聯(lián)通，另一端密封；所述氣體均布器(1)的兩側(cè)焊接有金屬柱(8)，用于防止粉料內(nèi)流；所述金屬柱(8)之間用鋼架9連接，用于保證所述金屬柱(8)的強度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效粉末油頁巖提油裝置的方法，其特征在于，具體包括以下步驟首先，原料粉末油頁巖從進料裝置進入干餾爐(2)內(nèi)，經(jīng)過干燥段后，進入干餾段內(nèi)，溫度為55(T650°C的熱氣體瓦斯通過氣體均布器(1)的進氣口( 10)進入干餾段內(nèi)均勻向四周擴散，與下落的原料粉末油頁巖進行直接換熱，將原料粉末油頁巖加熱至45(T50(TC，干餾分解產(chǎn)生油氣；然后，分解出來的油氣從干餾氣出口(11)經(jīng)過旋風夾套(3)進入水冷電捕焦器(4)進行冷凝，冷卻到液態(tài)頁巖油進入儲油罐(5);干餾爐(2)內(nèi)未被干餾完全的油頁巖形成半焦， 在自身重力作用下進入干餾爐(2)下部的冷卻段內(nèi)，冷卻后的頁巖半焦從干餾爐(2)底部排出；最后，未被冷凝的氣體瓦斯一部分通入燃燒器(4)進行燃燒，另一部分進入干餾爐(2) 的冷卻段回收半焦的顯熱，進入金屬蜂巢換熱器(7)內(nèi)；經(jīng)燃燒器(6)燃燒的熱煙氣和金屬蜂巢換熱器內(nèi)的氣體瓦斯換熱，被加熱的氣體瓦斯通入干餾爐(2)的干燥段和干餾段以此實現(xiàn)循環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高效內(nèi)熱式粉末油頁巖提油裝置及工藝，該裝置由氣體均布器、干餾爐、旋風夾套、水冷電捕焦器、儲油罐、燃燒器和金屬蜂巢換熱器組成，干餾爐內(nèi)的干餾段設(shè)置了氣體均布器實現(xiàn)了粉料和氣體熱載體的直接換熱，大幅度提高了熱效率；采用多層均勻布風技術(shù)，保證油頁巖干餾完全；整個系統(tǒng)不需要額外能源供給，實現(xiàn)能量的自己自足。這種高效內(nèi)熱式粉末油頁巖提油新工藝采用內(nèi)熱法，即氣體與粉末油頁巖直接加熱的方式加熱油頁巖，油頁巖受熱分解產(chǎn)生干餾油氣，然后冷凝收集得到高質(zhì)量原油及氣體瓦斯。此新工藝具有熱效率高，穩(wěn)定安全，簡單可靠等特點，大幅度降低粉末油頁巖提油的生產(chǎn)成本，顯著提高出油率，從而提高油頁巖的綜合利用率。
文檔編號C10B49/02GK102161899SQ20111006765
公開日2011年8月24日 申請日期2011年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月21日
發(fā)明者夏德宏, 徐元博, 趙栗, 雷曉平 申請人:北京碧瑞能科技發(fā)展有限公司, 北京科技大學, 唐山雷浩能源技術(shù)裝備有限公司