專利名稱：油頁巖回轉(zhuǎn)窯干餾與循環(huán)流化床燃燒工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油頁巖回轉(zhuǎn)窯干餾與循環(huán)流化床燃燒エ藝，具體涉及兩種以循環(huán)流化床作為干餾爐熱源、以頁巖灰作為回轉(zhuǎn)窯干餾爐干餾熱載體的系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)油頁巖資源的煉油、供熱、發(fā)電、建材的全方位的綜合優(yōu)化利用，屬于油頁巖資源利用技術(shù)領(lǐng)域。該エ 藝亦適用于煤和生物質(zhì)。
背景技術(shù)：
油頁巖是ー種具有微細(xì)層理、高灰分、低熱值的可燃有機(jī)礦產(chǎn)，低溫干餾可獲得類似天然石油的頁巖油。世界油頁巖資源豐富，如折算成發(fā)熱量，它的儲(chǔ)量在化石燃料中僅次于煤而列第二位；如折算成頁巖油，世界上油頁巖儲(chǔ)量約為4750億噸，相當(dāng)于目前世界天然原油探明可采儲(chǔ)量的5. 4倍。我國(guó)油頁巖資源為7199. 3億噸，折算成頁巖油的儲(chǔ)量為 476. 44 億噸。油頁巖的開發(fā)利用已有200多年歷史，現(xiàn)有的エ藝路線主要為以干餾爐為主進(jìn)行油頁巖干餾煉油(中國(guó)頁巖油エ業(yè)，石油エ業(yè)出版社，1984年)和以循環(huán)流化床鍋爐為主進(jìn)行燃燒發(fā)電、供熱(蘇聯(lián)燃油頁巖電站鍋爐，東方電氣評(píng)論，1990年，第1期，44 51頁)。 隨著環(huán)境水平的日益提高和能源綜合利用技術(shù)的發(fā)展，單一的能源利用形式已不再適合當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展。我國(guó)科學(xué)家早在1990年召開的油頁巖加工與綜合利用研討會(huì)上呼吁我國(guó)油頁巖エ業(yè)應(yīng)走“油頁巖-煉油-發(fā)電-化工-建材”等全面綜合利用的技術(shù)路線(國(guó)外油頁巖綜合利用的進(jìn)展，地球科學(xué)進(jìn)展，1992年，第7卷第2期，48 50頁)?，F(xiàn)有以干餾爐為主進(jìn)行干餾煉油的エ藝路線若按干餾爐型分主要有固定床、流化床、回轉(zhuǎn)窯及各種氣燃式干餾爐，若按傳熱方式可分為氣體熱載體法和固體熱載體法。其中回轉(zhuǎn)窯進(jìn)料尺寸適應(yīng)性強(qiáng)，窯體的回轉(zhuǎn)使得物料充分混合并不斷破碎，油頁巖顆粒的傳熱傳質(zhì)速率高，熱解充分；僅通過反應(yīng)器轉(zhuǎn)速和傾角便可靈活調(diào)節(jié)油頁巖在窯內(nèi)的停留時(shí)間、 混合強(qiáng)度及處理量，從而控制熱解反應(yīng)程度；適應(yīng)不同種類的油頁巖。此外，回轉(zhuǎn)窯具有很好的放大性，可與氣體熱載體法和固體熱載體法聯(lián)合開發(fā)干餾エ藝。氣體熱載體法是指原料頁巖與預(yù)先加熱了氣體熱載體直接接觸傳熱發(fā)生干餾反應(yīng)的過程。現(xiàn)有エ藝主要采用直立圓筒型爐，干餾爐型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)単，主要加工處理塊狀油頁巖，細(xì)顆粒油頁巖被舍棄，而油頁巖干餾熱源主要為經(jīng)加熱爐加熱后的干餾煤氣。由此存在如下不足ー是處理的是塊狀頁巖，干餾時(shí)間相當(dāng)長(zhǎng)，一般12 M小吋，且顆粒粒徑大，許多大顆粒無法徹底干餾，因此干餾效率低、油收率低、資源利用率低；ニ是采用熱循環(huán)干餾煤氣作為熱載體，通常需采用蓄熱式加熱爐等外熱源加熱煤氣，即先在蓄熱式加熱爐內(nèi)燃燒煤氣將爐體加熱，然后再將冷煤氣送入加熱爐中將爐體的熱量傳給冷煤氣，加熱后送入干餾爐加熱油頁巖干餾，因此不但消耗了大量的煤氣，浪費(fèi)能源，而且干餾熱煤氣溫度總在變化，造成干餾爐內(nèi)溫度周期變化，出油不穩(wěn)定，油收率低；三是干餾所得油頁巖半焦若繼續(xù)作為鍋爐燃料利用，必須先冷卻再進(jìn)ー步破碎以適合鍋爐燃燒的要求，如果是濕法除半焦，必須先用水冷卻，再干燥，再破碎，因此，耗能較大。
固體熱載體法是指原料頁巖與預(yù)先加熱了固體熱載體直接接觸傳熱發(fā)生干餾反應(yīng)的過程?，F(xiàn)有エ藝主要采用水平圓筒型干餾爐，主要加工處理粉粒狀原料，粒徑一般小于25mm。油頁巖干餾熱源主要為油頁巖半焦在一個(gè)單獨(dú)的氣流式燃燒室燃燒生成的熱頁巖灰，或利用單獨(dú)設(shè)立的加熱爐燃燒干餾煤氣加熱的瓷球。與氣體熱載體法相比，固體熱載體法的原料頁巖顆粒小，且與固體熱載體混合均勻，接觸表面積大，可以達(dá)到較快的加熱速度，因此，干餾時(shí)間短，通常30min即可完成，原料利用率高(理論上可以100%利用)，油收率高。但目前這種形式的干餾爐目的単一，需要ー個(gè)額外的燃燒爐將頁巖半焦燃燒成高溫頁巖灰作固體熱載體，剰余半焦及灰渣被大量舍棄。由于燃燒爐只是用來生成固體熱載體， 所以不能實(shí)現(xiàn)發(fā)電、供熱的目的。而以循環(huán)流化床鍋爐為主進(jìn)行燃燒發(fā)電、供熱可獲得較高的燃燒效率和熱效率， 同時(shí)循環(huán)流化床鍋爐為低溫燃燒，可在爐內(nèi)添加石灰石脫硫，且因低溫分級(jí)燃燒減少氮氧化物的排放，可以實(shí)現(xiàn)潔凈燃燒，但將油頁巖直接用于循環(huán)流化床鍋爐燃燒發(fā)電、供熱的缺點(diǎn)是省略了頁巖油煉制環(huán)節(jié)，燒掉了油頁巖中的油資源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，對(duì)現(xiàn)有以干餾爐為主進(jìn)行干餾煉油的エ藝路線和以循環(huán)流化床鍋爐為主進(jìn)行燃燒發(fā)電、供熱的エ藝路線進(jìn)行了實(shí)質(zhì)性改進(jìn)，將油頁巖回轉(zhuǎn)窯干餾爐與油頁巖半焦循環(huán)流化床鍋爐有機(jī)地結(jié)合為一體，組成油頁巖回轉(zhuǎn)窯干餾與循環(huán)流化床燃燒エ 藝，綜合考慮資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益，實(shí)現(xiàn)科學(xué)利用油頁巖資源，為油頁巖高效、潔凈、 經(jīng)濟(jì)、合理的綜合利用提供有效途徑。本發(fā)明的目的是由以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種油頁巖回轉(zhuǎn)窯干餾與循環(huán)流化床燃燒エ藝，通過將循環(huán)流化床鍋爐循環(huán)灰和底灰作為固體熱載體，油頁巖與熾熱的頁巖灰及干餾介質(zhì)的混合物送入回轉(zhuǎn)窯干餾爐干餾制取干餾煤氣和頁巖油；干餾煤氣熱值高，一部分作為半焦返料裝置的返料風(fēng)和油頁巖半焦一起進(jìn)入循環(huán)流化床鍋爐燃燒，而剰余的部分送入內(nèi)燃機(jī)直燃發(fā)電；循環(huán)流化床鍋爐燃燒釋放的熱量通過鍋爐的受熱面?zhèn)鬟f給水，將水加熱成過熱蒸汽作為外供熱源和/或送入汽輪機(jī)作功發(fā)電；循環(huán)流化床燃燒后的底灰和飛灰含碳量小于2%，因此無需再進(jìn)行焙燒，可直接作為建材原料。該エ藝根據(jù)回轉(zhuǎn)窯干餾爐的固體和氣體產(chǎn)物分離方式不同可建立順式和逆式兩種系統(tǒng)。本發(fā)明具體エ藝流程將油頁巖原礦經(jīng)干燥破碎機(jī)破碎成0 25mm的顆粒，利用高溫?zé)煔忸A(yù)熱干燥后通過皮帶送入油頁巖給料斗，由星型旋轉(zhuǎn)閥將油頁巖顆粒送入密閉的混合器，在混合器中油頁巖顆粒與來自循環(huán)流化床旋風(fēng)分離器底部頁巖灰收集槽溫度為 750 850°C的循環(huán)灰以及部分循環(huán)流化床鍋爐底灰混合，重量混合比為頁巖灰油頁巖為 2 3 1，此外煤、廢橡膠或塑料等有機(jī)物或者石灰石脫硫劑、鐵粉等無機(jī)物干餾介質(zhì)可加入介質(zhì)倉(cāng)，不同的干餾介質(zhì)對(duì)エ藝的作用不同，可根據(jù)エ藝要求通過星型旋轉(zhuǎn)閥將合適的干餾介質(zhì)加入混合器；油頁巖與循環(huán)灰及干餾介質(zhì)的混合物通過螺旋給料器送入順式回轉(zhuǎn)窯干餾爐中，在順式回轉(zhuǎn)窯干餾爐中油頁巖和循環(huán)灰在回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)動(dòng)過程中充分混合換熱， 經(jīng)過15 30分鐘完成油頁巖的干餾；溫度為450 550°C的產(chǎn)物，如干餾煤氣、頁巖油氣和半焦進(jìn)入密閉的氣固分離裝置中，分離出的氣體產(chǎn)物進(jìn)入冷凝回收系統(tǒng)，氣體產(chǎn)物被冷卻至80°C以下，分離出頁巖油和不冷凝干餾煤氣；不冷凝干餾煤氣一部分加壓后作為半焦返料裝置的返料風(fēng)，和半焦頁巖灰等固體物質(zhì)一起進(jìn)入循環(huán)流化床鍋爐燃燒，燃燒釋放的熱量通過該鍋爐的受熱面?zhèn)鬟f給水，將水加熱至過熱蒸汽作為外供熱源和/或送入汽輪機(jī)作功發(fā)電，剰余的煤氣送入內(nèi)燃機(jī)燃燒發(fā)電；半焦和煤氣在循環(huán)流化床鍋爐中流化燃燒，燃燒溫度在850 900°C，燃燒在空氣不足的情況下進(jìn)行(過量空氣系數(shù)α = 0. 89 0. 95)，燃燒溫度不宜過高，過高會(huì)導(dǎo)致頁巖灰熔融，由于循環(huán)頁巖灰中堿金屬的自脫硫作用，從而減少了脫硫劑石灰石的使用；燃燒過程中，煙氣攜帯的一部分1. 5mm以下的顆粒進(jìn)入旋風(fēng)分離器進(jìn)行氣固分離，分離的循環(huán)灰進(jìn)入頁巖灰收集槽，經(jīng)星型旋轉(zhuǎn)閥一部分循環(huán)灰進(jìn)入密閉的混合器，一部分通過循環(huán)流化床鍋爐的頁巖灰返料裝置返回循環(huán)流化床鍋爐，剰余的頁巖灰進(jìn)入換熱器被冷卻至100°C以下(含碳量小于2% )，同時(shí)空氣通過鼓風(fēng)機(jī)送入換熱器，空氣經(jīng)頁巖灰預(yù)熱后一部分作頁巖灰返料裝置的返料風(fēng)，一部分送入循環(huán)流化床鍋爐； 循環(huán)流化床內(nèi)充分燃燒形成的底灰(含碳量小于2 % )，經(jīng)星型旋轉(zhuǎn)閥一部分循環(huán)灰進(jìn)入密閉的混合器，剰余部分經(jīng)冷渣器冷卻至100°C以下，鍋爐燃燒產(chǎn)生的煙氣經(jīng)除塵器分離下來飛灰(含碳量小于2% )后，由引風(fēng)機(jī)加壓送入干燥破碎機(jī)將油頁巖顆粒干燥預(yù)熱后送入煙囪排入大氣中，剰余的頁巖灰、底灰和飛灰送入灰渣倉(cāng)，之后送入建材廠作為建材原料，可生產(chǎn)建筑砌塊、水泥、陶?；虬滋亢诤臀⒕РＡУ雀吒郊又诞a(chǎn)品，從而實(shí)現(xiàn)油頁巖的科學(xué)綜合優(yōu)化利用。逆式系統(tǒng)與順式系統(tǒng)的區(qū)別是回轉(zhuǎn)窯干餾爐固體和氣體產(chǎn)物分離方式不同， 順式系統(tǒng)中固體和氣體產(chǎn)物在順式回轉(zhuǎn)窯干餾爐同一端排出，而逆式系統(tǒng)中氣體產(chǎn)物從逆式回轉(zhuǎn)窯干餾爐進(jìn)料端下側(cè)的油氣出口排出，逆式回轉(zhuǎn)窯干餾爐內(nèi)筒利用隔板分割成兩段并利用螺旋料封連接，頁巖半焦等固體混合物從螺旋料封進(jìn)ロ分離，之后從螺旋料封出口排入半焦收集槽，通過返料裝置送入循環(huán)流化床鍋爐，其他裝置和流程與順式系統(tǒng)相同。本發(fā)明油頁巖回轉(zhuǎn)窯干餾與循環(huán)流化床燃燒エ藝的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在1)將原油頁巖一次性破碎成0 25mm，該顆粒粒徑范圍適應(yīng)于回轉(zhuǎn)窯干餾爐，摒棄了現(xiàn)有氣體熱載體法干餾爐需要大塊油頁巖的缺點(diǎn)，同時(shí)也克服了干餾后半焦利用過程的冷卻和需要進(jìn)ー步破碎的問題；2)將回轉(zhuǎn)窯干餾爐與循環(huán)流化床鍋爐有機(jī)的結(jié)合為一體，油頁巖干餾所需的固體熱載體直接源于循環(huán)流化床鍋爐燃燒產(chǎn)生的循環(huán)熱灰及循環(huán)流化床鍋爐底灰，而循環(huán)流化床鍋爐的燃料源于干餾后的半焦及部分不凝干餾煤氣，實(shí)現(xiàn)了油頁巖回轉(zhuǎn)窯干餾煉油與循環(huán)流化床燃燒發(fā)電供熱同步進(jìn)行；3)循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行溫度為850 900°C，屬于低溫燃燒，有效控制了熱カNOx 的生成與排放，而且有利于保持灰渣的活性，此外，循環(huán)流化床燃燒效率高，半焦固定碳可以得到充分利用，頁巖灰中含碳量少，可直接作為建材原料制作建筑砌塊、水泥、陶粒、微晶玻璃和白炭黑等高附加質(zhì)產(chǎn)品；4)由于采用固體熱載體法干餾，原油頁巖顆粒粒徑小，且與熱載體循環(huán)熱灰充分混合，傳熱傳質(zhì)速率高，傳熱效率高，干餾時(shí)間短，只需15 30分鐘，資源利用率高、油收率高、不凝干餾煤氣熱值高，既可以直接作為燃料送入鍋爐內(nèi)燃燒發(fā)電，亦可単獨(dú)送入內(nèi)燃機(jī)燃燒發(fā)電，實(shí)現(xiàn)多發(fā)電渠道，此外頁巖灰在循環(huán)過程中對(duì)熱煙氣和油氣有自脫硫作用，煙氣和油氣硫含量低，對(duì)環(huán)境污染??；5)采用回轉(zhuǎn)窯干餾爐，由于回轉(zhuǎn)窯進(jìn)料尺寸適應(yīng)性強(qiáng)，窯體的回轉(zhuǎn)使得物料充分混合并不斷破碎，顆粒傳熱傳質(zhì)效率更高，有助于油頁巖顆?？焖偌訜岱纸?；僅通過反應(yīng)器轉(zhuǎn)速和傾角便可靈活調(diào)節(jié)油頁巖在窯內(nèi)的停留時(shí)間、混合強(qiáng)度和處理量，從而控制熱解反應(yīng)程度；適應(yīng)不同種類的油頁巖；便于大型化；6)具有對(duì)原料的適應(yīng)性廣，原料的綜合利用程度高，產(chǎn)品靈活，用途廣泛等優(yōu)點(diǎn)。 既可用于貧礦，如茂名油頁巖，也可用于富礦；既可用于油頁巖，更適合于煤的綜合利用； 由于所用原料為0-25mm，因此對(duì)原料的熱穩(wěn)定性要求很低；本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了油頁巖資源的綜合優(yōu)化利用，科學(xué)利用資源，具有高的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益，可在油頁巖儲(chǔ)地推廣應(yīng)用。以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)ー步說明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。


圖1為順式油頁巖回轉(zhuǎn)窯干餾與循環(huán)流化床燃燒系統(tǒng)。圖2為逆式油頁巖回轉(zhuǎn)窯干餾與循環(huán)流化床燃燒系統(tǒng)。圖中附圖標(biāo)記為1-油頁巖原礦，2-干燥破碎機(jī)，3-油頁巖給料斗，4-干餾介質(zhì)， 5-介質(zhì)倉(cāng)，6-混合器，7-螺旋給料器，8-順式回轉(zhuǎn)窯干餾爐，9-氣固分離裝置，10-冷凝回收系統(tǒng)，11-內(nèi)燃機(jī)，12-頁巖油，13-鼓風(fēng)機(jī)，14-換熱器，15-循環(huán)流化床鍋爐，16-旋風(fēng)分離器，17-頁巖灰收集槽，18-頁巖灰返料裝置，19-汽輪機(jī)，20-除塵器，21-引風(fēng)機(jī)，22-畑囪，23-冷渣器，24-灰渣倉(cāng)，25-建材廠，26-逆式回轉(zhuǎn)窯干餾爐，27-半焦收集槽。
具體實(shí)施例方式圖1所示為油頁巖回轉(zhuǎn)窯干餾與循環(huán)流化床燃燒エ藝順式系統(tǒng)，即順式油頁巖回轉(zhuǎn)窯干餾與循環(huán)流化床燃燒系統(tǒng)。如圖1所示，將油頁巖原礦1經(jīng)干燥破碎機(jī)2破碎成0 15mm的顆粒，利用高溫畑氣預(yù)熱干燥后通過皮帶送入油頁巖給料斗3，由星型旋轉(zhuǎn)閥將油頁巖顆粒送入密閉的混合器6，在混合器6中油頁巖顆粒與來自循環(huán)流化床旋風(fēng)分離器16底部頁巖灰收集槽17溫度為750 850°C的循環(huán)灰以及部分循環(huán)流化床鍋爐底灰混合，重量混合比為頁巖灰油頁巖為2 3 1，此外煤、廢橡膠或塑料等有機(jī)物或者石灰石脫硫劑、鐵粉等無機(jī)物干餾介質(zhì) 4可加入介質(zhì)倉(cāng)5，不同的干餾介質(zhì)對(duì)エ藝的作用不同，可根據(jù)エ藝要求通過星型旋轉(zhuǎn)閥將合適的干餾介質(zhì)加入混合器6 ；油頁巖與循環(huán)灰及干餾介質(zhì)的混合物通過螺旋給料器7送入順式回轉(zhuǎn)窯干餾爐8中，在順式回轉(zhuǎn)窯干餾爐8中油頁巖和循環(huán)灰在回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)動(dòng)過程中充分混合換熱，經(jīng)過15 30分鐘完成油頁巖的干餾；溫度為450 550°C的干餾產(chǎn)物(干餾煤氣、頁巖油氣和半焦)進(jìn)入密閉的氣固分離裝置9中，分離出的氣體產(chǎn)物進(jìn)入冷凝回收系統(tǒng)10，氣體產(chǎn)物被冷卻至80°C以下，分離出頁巖油12和不冷凝干餾煤氣；不冷凝干餾煤氣一部分加壓后作為半焦返料裝置的返料風(fēng)，和半焦頁巖灰等固體物質(zhì)一起進(jìn)入循環(huán)流化床鍋爐15燃燒，燃燒釋放的熱量通過該鍋爐的受熱面?zhèn)鬟f給水，將水加熱至過熱蒸汽作為外供熱源和/或送入汽輪機(jī)19作功發(fā)電，剰余的煤氣送入內(nèi)燃機(jī)11燃燒發(fā)電；半焦和煤氣在循環(huán)流化床鍋爐15中流化燃燒，燃燒溫度在850 900°C，燃燒在空氣不足的情況下進(jìn)行 (過量空氣系數(shù)α =0.89 0.95)，燃燒溫度不宜過高，過高會(huì)導(dǎo)致頁巖灰熔融，由于循環(huán)頁巖灰中堿金屬的自脫硫作用，從而減少了脫硫劑石灰石的使用，燃燒過程中，煙氣攜帯的一部分1. 5mm以下的顆粒進(jìn)入旋風(fēng)分離器16進(jìn)行氣固分離，分離的循環(huán)灰進(jìn)入頁巖灰收集槽17，經(jīng)星型旋轉(zhuǎn)閥一部分循環(huán)灰進(jìn)入密閉的混合器6，一部分通過循環(huán)流化床鍋爐15的頁巖灰返料裝置18返回循環(huán)流化床鍋爐15，剰余的頁巖灰進(jìn)入換熱器14將頁巖灰冷卻至 IOO0C以下(含碳量小于2% )，同時(shí)空氣通過鼓風(fēng)機(jī)13送入換熱器14，經(jīng)頁巖灰預(yù)熱后一部分作頁巖灰返料裝置18的返料風(fēng)，一部分送入循環(huán)流化床鍋爐；循環(huán)流化床鍋爐15中充分燃燒形成的底灰含碳量小于2%，經(jīng)星型旋轉(zhuǎn)閥一部分循環(huán)灰進(jìn)入密閉的混合器6，剰余部分經(jīng)冷渣器23冷卻至100°C以下；鍋爐燃燒產(chǎn)生的煙氣經(jīng)除塵器20分離下來飛灰(含碳量小于2% )后，由引風(fēng)機(jī)21加壓送入干燥破碎機(jī)2將油頁巖顆粒干燥預(yù)熱后送入煙囪22 排入大氣中，剰余的頁巖灰、底灰和飛灰送入灰渣倉(cāng)對(duì)，之后送入建材廠25作為建材原料， 可生產(chǎn)建筑砌塊、水泥、陶粒或白炭黑和微晶玻璃等高附加值產(chǎn)品，從而實(shí)現(xiàn)油頁巖的科學(xué)綜合優(yōu)化利用。逆式系統(tǒng)與順式系統(tǒng)的區(qū)別是回轉(zhuǎn)窯干餾爐固體和氣體產(chǎn)物分離方式不同順式系統(tǒng)中固體和氣體產(chǎn)物在順式回轉(zhuǎn)窯干餾爐8同一端排出，而逆式系統(tǒng)中氣體產(chǎn)物從逆式回轉(zhuǎn)窯干餾爐沈進(jìn)料端下側(cè)的油氣出ロ排出。逆式回轉(zhuǎn)窯干餾爐沈內(nèi)筒利用隔板分割成兩段并利用螺旋料封連接，頁巖半焦等固體混合物從螺旋料封進(jìn)ロ分離，之后從螺旋料封出ロ排入半焦收集槽27，通過返料裝置送入循環(huán)流化床鍋爐，其他裝置和流程與順式系統(tǒng)相同。以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)無需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種油頁巖回轉(zhuǎn)窯干餾與循環(huán)流化床燃燒エ藝，其特征在干，將油頁巖原礦經(jīng)干燥破碎機(jī)破碎成0 25mm的顆粒，利用高溫?zé)煔忸A(yù)熱干燥后送入油頁巖給料斗，由星型旋轉(zhuǎn)閥將油頁巖顆粒送入密閉的混合器，在混合器中油頁巖顆粒與來自循環(huán)流化床旋風(fēng)分離器底部頁巖灰收集槽溫度為750 850°C的循環(huán)灰以及部分循環(huán)流化床鍋爐底灰混合，重量比為頁巖灰油頁巖為2 3 1，此外，干餾介質(zhì)加入介質(zhì)倉(cāng)，根據(jù)エ藝要求通過星型旋轉(zhuǎn)閥將合適的干餾介質(zhì)加入混合器；油頁巖與循環(huán)灰及干餾介質(zhì)的混合物通過螺旋給料器送入回轉(zhuǎn)窯干餾爐中，在回轉(zhuǎn)窯干餾爐中油頁巖和循環(huán)灰在回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)動(dòng)過程中充分混合換熱，經(jīng)過15 30分鐘完成油頁巖的干餾；溫度為450 550°C的干餾產(chǎn)物煤氣、頁巖油氣和半焦被分離為氣體產(chǎn)物和固體產(chǎn)物；其中，分離出的氣體產(chǎn)物進(jìn)入冷凝回收系統(tǒng)，煤氣被冷卻至80°C以下，分離出頁巖油和不冷凝干餾煤氣；不冷凝干餾煤氣一部分加壓后作為半焦返料裝置的返料風(fēng)，和干餾產(chǎn)物中被分離出的半焦、頁巖灰構(gòu)成的固體產(chǎn)物一起進(jìn)入循環(huán)流化床鍋爐燃燒，燃燒釋放的熱量通過循環(huán)流化床鍋爐的受熱面?zhèn)鬟f給水，將水加熱至過熱蒸汽作為外供エ質(zhì)送入汽輪機(jī)作功發(fā)電，剰余的煤氣送入內(nèi)燃機(jī)燃燒發(fā)電；半焦和煤氣在循環(huán)流化床鍋爐中流化燃燒，燃燒溫度在850 900°C，燃燒在空氣不足的情況下進(jìn)行， 其中過量空氣系數(shù)α = 0. 89 0. 95 ；燃燒過程中，煙氣攜帯的一部分1. 5mm以下的顆粒進(jìn)入旋風(fēng)分離器進(jìn)行氣固分離，分離的循環(huán)灰進(jìn)入頁巖灰收集槽，經(jīng)星型旋轉(zhuǎn)閥一部分循環(huán)灰進(jìn)入密閉的混合器，一部分通過循環(huán)流化床鍋爐的頁巖灰返料裝置返回循環(huán)流化床鍋爐，剩余的頁巖灰進(jìn)入換熱器被冷卻至100°C以下，其含碳量小于2%，同時(shí)空氣通過鼓風(fēng)機(jī)送入換熱器，經(jīng)頁巖灰預(yù)熱后一部分作頁巖灰返料裝置的返料風(fēng)，一部分送入循環(huán)流化床鍋爐；循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)充分燃燒形成的底灰，其含碳量小于2%，經(jīng)星型旋轉(zhuǎn)閥一部分底灰被送入到密閉的混合器，剰余部分經(jīng)冷渣器冷卻至100°C以下；鍋爐燃燒產(chǎn)生的煙氣經(jīng)除塵器分離下來飛灰后，所述飛灰含碳量小于2%，由引風(fēng)機(jī)加壓送入干燥破碎機(jī)將油頁巖顆粒干燥預(yù)熱后送入畑 排入大氣中；剩余的頁巖灰、底灰和飛灰送入灰渣倉(cāng)，之后送入建材廠作為建材原料。
2.如權(quán)利要求1所述的油頁巖回轉(zhuǎn)窯干餾與循環(huán)流化床燃燒エ藝，其特征在于，所述回轉(zhuǎn)窯干餾爐為順式回轉(zhuǎn)窯干餾爐，固體產(chǎn)物和氣體產(chǎn)物在與進(jìn)料端相対的同一側(cè)排出； 還設(shè)有密閉的氣固分離裝置，排出的固體產(chǎn)物和氣體產(chǎn)物在所述氣固分離裝置中分離。
3.如權(quán)利要求1所述的油頁巖回轉(zhuǎn)窯干餾與循環(huán)流化床燃燒エ藝，其特征在干，所述回轉(zhuǎn)窯干餾爐為逆式回轉(zhuǎn)窯干餾爐；其中，氣體產(chǎn)物從逆式回轉(zhuǎn)窯干餾爐進(jìn)料端下側(cè)的油氣出口排出，逆式回轉(zhuǎn)窯干餾爐內(nèi)筒利用隔板分割成兩段并利用螺旋料封連接，頁巖、半焦的混合物構(gòu)成的固體產(chǎn)物從螺旋料封進(jìn)ロ分離，之后在與進(jìn)料端相対的ー側(cè)排出，即，從螺旋料封出口排入半焦收集槽，然后通過返料裝置送入循環(huán)流化床鍋爐。
4.如權(quán)利要求1所述的油頁巖回轉(zhuǎn)窯干餾與循環(huán)流化床燃燒エ藝，其特征在于，所述干餾介質(zhì)為有機(jī)物或者無機(jī)物。
5.如權(quán)利要求3所述的油頁巖回轉(zhuǎn)窯干餾與循環(huán)流化床燃燒エ藝，其特征在于，所述有機(jī)物為煤、廢橡膠或塑料；所述無機(jī)物為石灰石脫硫劑或鐵粉。
6.如權(quán)利要求1所述的油頁巖回轉(zhuǎn)窯干餾與循環(huán)流化床燃燒ェ藝，其特征在于，循環(huán)流化床鍋爐燃燒產(chǎn)生的頁巖灰作為回轉(zhuǎn)窯干餾爐的熱源。
全文摘要
一種油頁巖回轉(zhuǎn)窯干餾與循環(huán)流化床燃燒工藝，將回轉(zhuǎn)窯干餾爐與循環(huán)流化床有機(jī)結(jié)合，油頁巖顆粒與來自循環(huán)流化床鍋爐的熱循環(huán)灰及部分循環(huán)流化床鍋爐底灰混合后送入回轉(zhuǎn)窯干餾爐干餾制取頁巖油和干餾煤氣，干餾煤氣熱值高，一部分作為半焦返料裝置的返料風(fēng)和油頁巖半焦顆粒一起進(jìn)入循環(huán)流化床鍋爐燃燒，而剩余的部分送入內(nèi)燃機(jī)直燃發(fā)電。本發(fā)明能提高頁巖油和煤氣品質(zhì)，降低能量損失和環(huán)境污染，提高綜合利用程度。
文檔編號(hào)C10B53/04GK102533296SQ20111044373
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者劉加勛, 劉建國(guó), 姜秀民, 王莎, 童建輝, 韓向新 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)