油頁(yè)巖半焦流化燃燒循環(huán)瓦斯加熱工藝的制作方法
【專利摘要】一種油頁(yè)巖半焦流化燃燒循環(huán)瓦斯加熱工藝，其特點(diǎn)是，包括:將＞0~15mm油頁(yè)巖半焦、剩余瓦斯送入流化床內(nèi)低溫燃燒；燃燒釋放的熱量一部分加膜式壁換熱器內(nèi)流動(dòng)的循環(huán)瓦斯，一部分隨燃燒產(chǎn)生的煙氣與管式換熱器換熱后的煙氣排出；半焦燃燒產(chǎn)生的高溫灰渣進(jìn)入流化床冷渣器冷卻，冷卻的低溫灰渣運(yùn)至渣場(chǎng)，燃燒產(chǎn)生的飛灰被煙氣攜帶流經(jīng)高溫空氣預(yù)熱管式換熱器、高、中溫瓦斯加熱加熱管式換熱器和低溫空氣預(yù)熱管式換熱器換熱后的煙氣排出；冷瓦斯主管線來(lái)的冷循環(huán)瓦斯通過(guò)膜式壁換熱器加熱后的循環(huán)瓦斯與冷瓦斯混合，混合后的循環(huán)瓦斯加熱升溫，使?fàn)t膛出口處的煙溫為850~950℃，使熱瓦斯出口的熱循環(huán)瓦斯溫度＜720℃。
【專利說(shuō)明】油頁(yè)巖半焦流化燃燒循環(huán)瓦斯加熱工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及油頁(yè)巖氣體熱載體干餾【技術(shù)領(lǐng)域】。是一種油頁(yè)巖半焦流化燃燒循環(huán)瓦斯加熱工藝，該工藝亦可用于煤、廢舊輪胎、塑料、生物質(zhì)。

【背景技術(shù)】
[0002]油頁(yè)巖是一種重要的能源資源，世界油頁(yè)巖資源蘊(yùn)藏量十分巨大，其儲(chǔ)量高達(dá)(10?15) X 1018kJ，約占全球各種能源總量(26?43) X 1018kJ的35%，高于世界原油已知儲(chǔ)量(8XlO18- 10X10 18kJ) ο
[0003]油頁(yè)巖的開(kāi)發(fā)利用目前主要采用以干餾爐為主的工藝路線進(jìn)行干餾煉油，現(xiàn)有以干餾爐為主的工藝路線以氣體熱載體為主:利用熱循環(huán)瓦斯作為主要加熱載體加入干餾爐中部加熱干餾頁(yè)巖，而熱循環(huán)瓦斯由獨(dú)立設(shè)置的加熱爐來(lái)加熱。
[0004]目前國(guó)內(nèi)油頁(yè)巖干餾應(yīng)用最廣泛的撫順式干餾爐，采用蓄熱式加熱爐。蓄熱式加熱爐的工作過(guò)程是間歇的，首先用冷瓦斯氣和空氣在爐內(nèi)燃燒室燃燒，熱煙氣通過(guò)蓄熱室，將填料格子磚加熱一定時(shí)間后，即切斷燃燒用瓦斯氣和空氣，然后通入冷循環(huán)瓦斯氣，冷循環(huán)瓦斯氣從填料格子磚中取得熱量，成為熱循環(huán)瓦斯氣，進(jìn)入干餾爐作為氣體熱載體加熱干餾油頁(yè)巖。蓄熱式加熱爐的填料格子磚逐漸被冷卻后，再通入循環(huán)氣和空氣，重新燃燒以加熱填料。如此循環(huán)加熱、換熱。
[0005]因?yàn)樾顭崾郊訜釥t是間斷式操作，使進(jìn)入干餾爐的熱循環(huán)瓦斯氣溫度在550~750°C范圍內(nèi)變化，由此造成干餾爐內(nèi)溫度周期變化，導(dǎo)致整個(gè)裝置運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定而影響油收率。
[0006]管式加熱爐可以穩(wěn)定地連續(xù)操作，使熱循環(huán)瓦斯的溫度較恒定，有利于干餾爐的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。國(guó)內(nèi)外氣體熱載體干餾技術(shù)中使用的管式加熱爐的熱源主要都來(lái)自油頁(yè)巖干餾所產(chǎn)生的剩余瓦斯，但對(duì)于大多數(shù)礦區(qū)的油頁(yè)巖，剩余瓦斯燃燒所能發(fā)出的熱量不足以提供油頁(yè)巖干餾所需熱量，需要另設(shè)煤氣發(fā)生爐生產(chǎn)發(fā)生爐煤氣作為熱風(fēng)爐的補(bǔ)充熱源。
[0007]氣體熱載體干餾后產(chǎn)生大量的半焦，目前尚未得到合理的利用。這些半焦熱值低，含有較多的污染物，堆棄占用了大量土地，既浪費(fèi)了能源，又對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是，對(duì)現(xiàn)有以瓦斯氣燃燒加熱循環(huán)瓦斯的工藝路線進(jìn)行實(shí)質(zhì)性改進(jìn)，將油頁(yè)巖半焦流化床燃燒與爐內(nèi)膜式壁換熱器、尾部管式換熱器有機(jī)的結(jié)合為一體形成油頁(yè)巖半焦流化燃燒循環(huán)瓦斯加熱工藝，既有效解決了油頁(yè)巖干餾半焦燃燒問(wèn)題，又實(shí)現(xiàn)了氣體熱載體所需熱瓦斯的加熱問(wèn)題，具有綜合利用程度高，成本低，科學(xué)合理等優(yōu)點(diǎn)。
[0009]本發(fā)明的目的是由以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:一種油頁(yè)巖半焦流化燃燒循環(huán)瓦斯加熱工藝，其特征是，它包括的內(nèi)容有:將> 0~15mm油頁(yè)巖半焦從進(jìn)料口送入流化床爐膛，剩余瓦斯從剩余瓦斯燃燒器送入流化床爐膛，半焦及剩余瓦斯進(jìn)入流化床爐膛后，在850~950°C下低溫燃燒；半焦及剩余瓦斯在流化床爐膛內(nèi)燃燒釋放的熱量一部分加熱爐膛四周膜式壁換熱器內(nèi)流動(dòng)的循環(huán)瓦斯，一部分隨燃燒產(chǎn)生的煙氣依次流經(jīng)高溫空氣預(yù)熱管式換熱器、高溫瓦斯加熱管式換熱器、中溫瓦斯加熱加熱管式換熱器和低溫空氣預(yù)熱管式換熱器，與管式換熱器換熱后的煙氣溫度為120~200°C，從煙氣出口排出；半焦燃燒產(chǎn)生的高溫灰渣從排渣溢流口進(jìn)入流化床冷渣器，高溫灰渣經(jīng)冷卻后成為低溫灰渣，可直接運(yùn)至渣場(chǎng)，燃燒產(chǎn)生的飛灰被煙氣攜帶，依次流經(jīng)高溫空氣預(yù)熱管式換熱器、高溫瓦斯加熱管式換熱器、中溫瓦斯加熱加熱管式換熱器和低溫空氣預(yù)熱管式換熱器，最終120~200°C的溫度從煙氣出口排出；從一次風(fēng)機(jī)來(lái)的冷一次風(fēng)依次經(jīng)過(guò)低溫空氣預(yù)熱管式換熱器及高溫空氣預(yù)熱管式換熱器加熱成為熱一次風(fēng)送入爐膛，熱一次風(fēng)溫度為350~450°C，高于油頁(yè)巖半焦的著火溫度，有利于半焦的著火及穩(wěn)定燃燒，從二次風(fēng)機(jī)來(lái)的冷二次風(fēng)在流化床冷渣器內(nèi)冷卻高溫灰渣后成為熱二次風(fēng)，從爐膛中部的二次風(fēng)噴口送入，補(bǔ)充燃燒后期所需氧氣，又充分利用了灰渣的物理顯熱；從冷瓦斯主管線來(lái)的冷循環(huán)瓦斯通過(guò)入口聯(lián)箱均勻進(jìn)入膜式壁換熱器，從冷瓦斯主管線來(lái)的冷循環(huán)瓦斯通過(guò)調(diào)節(jié)閥進(jìn)入混合聯(lián)箱，經(jīng)膜式壁換熱器加熱后150~300°C的循環(huán)瓦斯進(jìn)入尾部的中溫瓦斯加熱加熱管式換熱器，循環(huán)瓦斯在中溫瓦斯加熱加熱管式換熱器中被加熱至450~550°C，隨后進(jìn)入混合聯(lián)箱，在混合聯(lián)箱中與調(diào)節(jié)溫度用的冷瓦斯混合，混合后的循環(huán)瓦斯進(jìn)入高溫瓦斯加熱管式換熱器；循環(huán)瓦斯在高溫瓦斯加熱管式換熱器中被加熱至600~720°C，進(jìn)入熱瓦斯出口聯(lián)箱，通過(guò)調(diào)節(jié)一、二次風(fēng)及半焦、剩余瓦斯的用量，使?fàn)t膛出口處的煙溫為850~950°C，通過(guò)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)進(jìn)入混合聯(lián)箱的冷瓦斯流量，使熱瓦斯出口聯(lián)箱的熱循環(huán)瓦斯溫度< 720V，從而避免循環(huán)瓦斯的裂解積碳。
[0010]本發(fā)明的油頁(yè)巖半焦流化燃燒循環(huán)瓦斯加熱工藝的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在:
1.油頁(yè)巖干餾時(shí)所需的熱量源于半焦循環(huán)流化床燃燒，利用油頁(yè)巖半焦，對(duì)所有頁(yè)巖實(shí)現(xiàn)能量自給；
2.爐膛燃燒產(chǎn)生的煙氣溫度是穩(wěn)定的，爐膛出口處的煙溫在850~950°C，循環(huán)瓦斯能夠保持在< 720°C，有利于干餾爐的正常穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)；
3.以干餾爐排出的半焦為主要燃料，剩余的瓦斯氣為輔助燃料，采用流化床或者循環(huán)流化床燃燒方式，有效的利用低熱值半焦，同時(shí)解決半焦堆放引起的環(huán)保問(wèn)題；
4.飛灰及灰渣含碳量低于2%，因此無(wú)需再進(jìn)行焙燒，可直接作用建筑材料原料送到水泥建材廠制水泥、建材廠制陶粒和/或建筑砌塊；
5.燃燒用一次風(fēng)預(yù)熱至350~450°C送入爐膛，高于油頁(yè)巖半焦的著火溫度，有利于半焦的著火及穩(wěn)定燃燒；
6.高溫瓦斯加熱段和中溫瓦斯加熱段之間有混合聯(lián)箱，通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)入混合聯(lián)箱的冷瓦斯流量，使熱循環(huán)瓦斯溫度< 720°C，從而避免循環(huán)瓦斯的裂解積碳；
7.二次風(fēng)在流化床冷渣器內(nèi)冷卻高溫灰渣后成為熱空氣，從爐膛中部送入，補(bǔ)充燃燒后期所需氧氣，又充分利用了灰渣的物理顯熱。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為油頁(yè)巖半焦流化燃燒循環(huán)瓦斯加熱工藝流程圖。
[0012]圖中流化床爐膛，2膜式壁換熱器，3進(jìn)料口，4剩余瓦斯燃燒器，5 二次風(fēng)噴口，6冷瓦斯入口聯(lián)箱，7冷瓦斯主管線，8排渣溢流口，9流化床冷渣器，10 二次風(fēng)機(jī)，11 一次風(fēng)機(jī)，12煙氣出口，13低溫空氣預(yù)熱管式換熱器，14中溫瓦斯加熱管式換熱器，15調(diào)節(jié)閥，16熱瓦斯出口聯(lián)箱，17高溫瓦斯加熱管式換熱器，18混合聯(lián)箱，19高溫空氣預(yù)熱管式換熱器。

【具體實(shí)施方式】
[0013]下面利用附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0014]參照?qǐng)D1，本發(fā)明的油頁(yè)巖半焦流化燃燒循環(huán)瓦斯加熱工藝，將> 0~15mm油頁(yè)巖半焦從進(jìn)料口 3送入流化床爐膛I，剩余瓦斯從剩余瓦斯燃燒器4送入流化床爐膛1，半焦及剩余瓦斯進(jìn)入流化床爐膛I后在850~950°C下低溫燃燒；半焦及剩余瓦斯在流化床爐膛I內(nèi)燃燒釋放的熱量一部分加熱爐膛四周膜式壁換熱器2內(nèi)流動(dòng)的循環(huán)瓦斯，一部分隨燃燒產(chǎn)生的煙氣依次流經(jīng)高溫空氣預(yù)熱管式換熱器19、高溫瓦斯加熱管式換熱器17、中溫瓦斯加熱加熱管式換熱器14和低溫空氣預(yù)熱管式換熱器13，與管式換熱器換熱后的煙氣溫度為120~200°C，從煙氣出口 12排出。半焦燃燒產(chǎn)生的高溫灰渣從排渣溢流口 8進(jìn)入流化床冷渣器9，高溫灰渣經(jīng)冷卻后成為低溫灰渣，可直接運(yùn)至渣場(chǎng)。燃燒產(chǎn)生的飛灰被煙氣攜帶，依次流經(jīng)高溫空氣預(yù)熱管式換熱器19、高溫瓦斯加熱管式換熱器17、中溫瓦斯加熱加熱管式換熱器14和低溫空氣預(yù)熱管式換熱器13，最終溫度為120~200°C，從煙氣出口 12排出。從一次風(fēng)機(jī)11來(lái)的冷一次風(fēng)依次經(jīng)過(guò)低溫空氣預(yù)熱管式換熱器13及高溫空氣預(yù)熱管式換熱器19加熱成為熱一次風(fēng)送入爐膛1，熱一次風(fēng)溫度為350~450°C，高于油頁(yè)巖半焦的著火溫度，有利于半焦的著火及穩(wěn)定燃燒。從二次風(fēng)機(jī)10來(lái)的冷二次風(fēng)在流化床冷渣器9內(nèi)冷卻高溫灰渣后成為熱二次風(fēng)，從爐膛I中部的二次風(fēng)噴口 5送入，補(bǔ)充燃燒后期所需氧氣，又充分利用了灰渣的物理顯熱。從冷瓦斯主管線7來(lái)的冷循環(huán)瓦斯通過(guò)入口聯(lián)箱6均勻進(jìn)入膜式壁換熱器2，從冷瓦斯主管線7來(lái)的冷循環(huán)瓦斯通過(guò)調(diào)節(jié)閥15進(jìn)入混合聯(lián)箱18，經(jīng)膜式壁換熱器2加熱后150~300°C的循環(huán)瓦斯進(jìn)入尾部的中溫瓦斯加熱加熱管式換熱器14，循環(huán)瓦斯在中溫瓦斯加熱加熱管式換熱器14中被加熱至450~550°C，隨后進(jìn)入混合聯(lián)箱18，在混合聯(lián)箱18中與調(diào)節(jié)溫度用的冷瓦斯混合，混合后的循環(huán)瓦斯進(jìn)入高溫瓦斯加熱管式換熱器17。循環(huán)瓦斯在高溫瓦斯加熱管式換熱器17中被加熱至600~720°C，進(jìn)入熱瓦斯出口聯(lián)箱16，通過(guò)調(diào)節(jié)一、二次風(fēng)及半焦、剩余瓦斯的用量，使?fàn)t膛出口處的煙溫為850~950°C。通過(guò)調(diào)節(jié)閥15調(diào)節(jié)進(jìn)入混合聯(lián)箱18的冷瓦斯流量，使熱瓦斯出口聯(lián)箱16的熱循環(huán)瓦斯溫度< 720V，從而避免循環(huán)瓦斯的裂解積碳。
[0015]本發(fā)明的油頁(yè)巖半焦流化燃燒循環(huán)瓦斯加熱工藝僅為具體實(shí)施例，并非窮舉，本領(lǐng)域技術(shù)人員不經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性勞動(dòng)的復(fù)制和改進(jìn)應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求所保護(hù)的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種油頁(yè)巖半焦流化燃燒循環(huán)瓦斯加熱工藝，其特征是，它包括的內(nèi)容有:將>0~15mm油頁(yè)巖半焦從進(jìn)料口送入流化床爐膛，剩余瓦斯從剩余瓦斯燃燒器送入流化床爐膛，半焦及剩余瓦斯進(jìn)入流化床爐膛后，在850~950°C下低溫燃燒；半焦及剩余瓦斯在流化床爐膛內(nèi)燃燒釋放的熱量一部分加熱爐膛四周膜式壁換熱器內(nèi)流動(dòng)的循環(huán)瓦斯，一部分隨燃燒產(chǎn)生的煙氣依次流經(jīng)高溫空氣預(yù)熱管式換熱器、高溫瓦斯加熱管式換熱器、中溫瓦斯加熱加熱管式換熱器和低溫空氣預(yù)熱管式換熱器，與管式換熱器換熱后的煙氣溫度為120~200°C，從煙氣出口排出；半焦燃燒產(chǎn)生的高溫灰渣從排渣溢流口進(jìn)入流化床冷渣器，高溫灰渣經(jīng)冷卻后成為低溫灰渣，可直接運(yùn)至渣場(chǎng)，燃燒產(chǎn)生的飛灰被煙氣攜帶，依次流經(jīng)高溫空氣預(yù)熱管式換熱器、高溫瓦斯加熱管式換熱器、中溫瓦斯加熱加熱管式換熱器和低溫空氣預(yù)熱管式換熱器，最終120~200°C的溫度從煙氣出口排出；從一次風(fēng)機(jī)來(lái)的冷一次風(fēng)依次經(jīng)過(guò)低溫空氣預(yù)熱管式換熱器及高溫空氣預(yù)熱管式換熱器加熱成為熱一次風(fēng)送入爐膛，熱一次風(fēng)溫度為350~450°C，高于油頁(yè)巖半焦的著火溫度，有利于半焦的著火及穩(wěn)定燃燒，從二次風(fēng)機(jī)來(lái)的冷二次風(fēng)在流化床冷渣器內(nèi)冷卻高溫灰渣后成為熱二次風(fēng)，從爐膛中部的二次風(fēng)噴口送入，補(bǔ)充燃燒后期所需氧氣，又充分利用了灰渣的物理顯熱；從冷瓦斯主管線來(lái)的冷循環(huán)瓦斯通過(guò)入口聯(lián)箱均勻進(jìn)入膜式壁換熱器，從冷瓦斯主管線來(lái)的冷循環(huán)瓦斯通過(guò)調(diào)節(jié)閥進(jìn)入混合聯(lián)箱，經(jīng)膜式壁換熱器加熱后150~300°C的循環(huán)瓦斯進(jìn)入尾部的中溫瓦斯加熱加熱管式換熱器，循環(huán)瓦斯在中溫瓦斯加熱加熱管式換熱器中被加熱至450~550°C，隨后進(jìn)入混合聯(lián)箱，在混合聯(lián)箱中與調(diào)節(jié)溫度用的冷瓦斯混合，混合后的循環(huán)瓦斯進(jìn)入高溫瓦斯加熱管式換熱器；循環(huán)瓦斯在高溫瓦斯加熱管式換熱器中被加熱至600~720°C，進(jìn)入熱瓦斯出口聯(lián)箱，通過(guò)調(diào)節(jié)一、二次風(fēng)及半焦、剩余瓦斯的用量，使?fàn)t膛出口處的煙溫為850~950°C，通過(guò)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)進(jìn)入混合聯(lián)箱的冷瓦斯流量，使熱瓦斯出口聯(lián)箱的熱循環(huán)瓦斯溫度< 720°C，從而避免循環(huán)瓦斯的裂解積碳。
【文檔編號(hào)】C10B49/10GK104479704SQ201410839156
【公開(kāi)日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月30日
【發(fā)明者】劉洪鵬, 王擎, 賈春霞, 柏靜儒, 張金然, 黃興偉 申請(qǐng)人:東北電力大學(xué), 汪清縣龍騰能源開(kāi)發(fā)有限公司