一種自除塵型油頁巖熱解和催化裂解系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于油頁巖熱解技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種基于蓄熱式輻射管加熱的自除塵型顆粒油頁巖熱解和催化裂解系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括:熱解料斗;第一進(jìn)料裝置;熱解和催化裂解反應(yīng)器,包括:進(jìn)料口、熱解室、裂解室和裂解氣出口;以及:蓄熱式輻射管;隔熱磚墻;催化劑加入裝置;連通構(gòu)件;顆粒床除塵裝置;噴淋塔和燃?xì)夤?。本發(fā)明的該反應(yīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,操作方便,溫度分布均勻,加熱效果好,熱解室產(chǎn)生的油氣,經(jīng)過顆粒床除塵后,潔凈的油氣再進(jìn)入裂解室進(jìn)行深度催化裂解,大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態(tài)烴類,生成大量的潔凈的裂解氣產(chǎn)品,降低了后端除塵壓力,避免了熱解油含塵的問題,真正實(shí)現(xiàn)了化石燃料的清潔高效利用。
【專利說明】
一種自除塵型油頁巖熱解和催化裂解系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于油頁巖熱解技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種基于蓄熱式輻射管加熱的自除塵 型顆粒油頁巖熱解和催化裂解系統(tǒng),用于制取清潔可燃?xì)狻?br>【背景技術(shù)】
[0002] 世界油頁巖資源豐富,共計37個國家的探明油頁巖儲量總和換算成頁巖油約4000 多億噸,遠(yuǎn)比世界探明原油儲量大,也比世界原油資源大。我國的油頁巖探明儲量換算成頁 巖油約400多億噸。當(dāng)前,對于中國等一些國家而言,生產(chǎn)的原油不能滿足本國的需求,而必 須依靠大量的進(jìn)口原油。油頁巖干餾爐可分為塊狀頁巖干餾爐(油頁巖粒度一般在8_或者 10mm以上)、顆粒和粉末油頁巖干餾爐。目前塊狀油頁巖干餾爐有中國的撫順爐、神木的三 江方爐、愛莎尼亞的基維特(Kiviter)爐、巴西的佩特羅瑟克斯(Petrosix)爐。顆粒油頁巖 干餾爐有愛莎尼亞的葛洛特(Galoter)爐和澳大利亞的ATP爐?,F(xiàn)有的熱解爐型均以制取油 品為主要目的,但是大多熱解爐型,尤其是以處理粉狀油頁巖為原料的爐型,熱解油中含有 大量塵,造成熱解油難以有效利用,熱解油價值不高等問題。因此,如何設(shè)計一種高效除塵、 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工藝流程都簡單的系統(tǒng)成為本領(lǐng)域亟需解決的問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足,設(shè)計并開發(fā)出一種自除塵型油頁巖熱解和催化裂解 系統(tǒng),該反應(yīng)系統(tǒng)可進(jìn)行熱解和催化裂解兩種作業(yè),熱解室產(chǎn)生的油氣,進(jìn)入顆粒床除塵, 經(jīng)過顆粒床除塵后,潔凈的油氣再進(jìn)入裂解室進(jìn)行深度催化裂解,降低了后端除塵壓力,將 大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態(tài)烴類,該反應(yīng)器可產(chǎn)生大量的裂解氣,從而避免了 生產(chǎn)熱解油含塵的問題,真正實(shí)現(xiàn)了油頁巖的清潔高效利用。該反應(yīng)器采用了蓄熱式輻射 管加熱技術(shù)無需氣、固熱載體加熱,提高了反應(yīng)器的熱效率的同時簡化了系統(tǒng)工藝。
[0004] 為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明采用的技術(shù)方案為: 有鑒于此,本發(fā)明提供了一種自除塵型油頁巖熱解和催化裂解系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí) 施例,該系統(tǒng)包括:熱解料斗;第一進(jìn)料裝置,所述第一進(jìn)料裝置與所述熱解料斗連接;熱解 和催化裂解反應(yīng)器,包括:進(jìn)料口、熱解室、裂解室和裂解氣出口,所述進(jìn)料口設(shè)置在所述 熱解室的頂壁上,所述裂解氣出口設(shè)置在所述裂解室的側(cè)壁上,以及:蓄熱式輻射管,所述 蓄熱式輻射管沿所述熱解反應(yīng)器的高度方向多層布置在所述熱解室和所述裂解室內(nèi)部,每 層具有多根沿水平方向布置的所述蓄熱式輻射管;隔熱磚墻,所述隔熱磚墻設(shè)置在反應(yīng)器 橫向?qū)挾鹊?/3處,豎直地貫穿于所述反應(yīng)器內(nèi),將所述反應(yīng)器的內(nèi)部空間分隔成所述熱解 室和所述裂解室;催化劑加入裝置,其與所述裂解室連接,用于將裂解催化劑施加于所述裂 解室中;連通構(gòu)件,所述連通構(gòu)件為所述隔熱磚墻縱向長度上,位于下部位置的開口,用于 將所述熱解室和所述裂解室連通;顆粒床除塵裝置,所述顆粒床除塵裝置與所述隔熱磚墻 的所述開口固定連接,且所述顆粒床除塵裝置位于所述熱解室的一側(cè)沿水平方向延伸到所 述熱解室內(nèi),用于將所述熱解室產(chǎn)生的油氣,通過所述顆粒床除塵裝置,通入到所述裂解 室;噴淋塔,所述噴淋塔與所述裂解氣出口連接;燃?xì)夤?,所述燃?xì)夤夼c噴淋塔連接。
[0005] 發(fā)明人發(fā)現(xiàn),根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的該反應(yīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,操作方便,溫度分布均 勻,加熱效果好,一個爐體內(nèi)可進(jìn)行兩種作業(yè),合二為一,節(jié)省建造成本和占地面積,其反應(yīng) 器分為熱解室和裂解室,在熱解室油氣出口處設(shè)有顆粒床除塵器,熱解室產(chǎn)生的油氣,經(jīng)過 顆粒床除塵后,潔凈的油氣再進(jìn)入裂解室進(jìn)行深度催化裂解,大分子的焦油分子裂解為小 分子的氣態(tài)烴類,生成大量的潔凈的裂解氣產(chǎn)品,降低了后端除塵壓力,避免了熱解油含塵 的問題,真正實(shí)現(xiàn)了化石燃料的清潔高效利用。而且該反應(yīng)器采用了蓄熱式輻射管加熱技 術(shù)無需氣、固熱載體加熱,提高了反應(yīng)器的熱效率的同時簡化了系統(tǒng)工藝。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,所述顆粒床除塵裝置位于熱解室一側(cè)的側(cè)面上設(shè)置具有多 個孔的孔帶,所述顆粒床除塵裝置位于熱解室一側(cè)的底面上設(shè)有粉塵排出口,且所述顆粒 床除塵裝置位于裂解室一側(cè)的側(cè)面上部設(shè)有用于對所述除塵裝置進(jìn)行反吹的吹掃口、下部 設(shè)有熱解氣排出口。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,所述隔熱磚墻的厚度為50-150mm,所述孔帶的高度為150-1500mm,所述孔的直徑為l-30mm;所述顆粒床除塵裝置位于熱解室一側(cè)的上部為斜面設(shè)計, 所述顆粒床除塵裝置鑲嵌在所述開口內(nèi),所述顆粒床除塵裝置的高度為200-2000mm,寬度 為100-500mm,所述顆粒床除塵裝置內(nèi)裝有l(wèi)mm-20mm高的過濾介質(zhì);優(yōu)選的,所述過濾介質(zhì) 為珍珠巖、砂石或陶瓷球顆粒。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,該系統(tǒng)進(jìn)一步包括:氣化爐,所述氣化爐一端與所述蓄熱式 輻射管的燃?xì)馊肟谙噙B,另一端與所述半焦輸送裝置相連。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,該系統(tǒng)還包括:加料斗;第二進(jìn)料裝置,其與所述加料斗相 連;干燥裝置,其分別與所述第二進(jìn)料裝置和所述蓄熱式輻射管上的煙氣出口連接;氣固分 離裝置,其分別與所述干燥裝置和所述熱解料斗相連接;尾氣凈化裝置,其與所述氣固分離 裝置相連接。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,催化劑加入裝置包括:催化劑料斗;催化劑主管,所述催化 劑主管與所述催化劑料斗相連;催化劑支管,所述催化劑支管與所述催化劑主管相連通,所 述催化劑支管穿過所述反應(yīng)器裂解室的壁并延伸至所述裂解室內(nèi)部;至少一個催化劑噴射 件,所述催化劑噴射件設(shè)置在所述催化劑支管上,且位于所述裂解室內(nèi)部;優(yōu)選的,所述催 化劑支管為多個并沿所述催化劑主管的長度方向彼此平行布置,所述催化劑支管設(shè)置在所 述蓄熱式輻射管的層間;優(yōu)選的,所述催化劑噴射件包括催化劑噴出管道和設(shè)置在所述催 化劑噴出管道上的噴嘴,所述噴嘴上設(shè)置有調(diào)節(jié)閥。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,所述熱解料斗通過所述第一進(jìn)料裝置與所述進(jìn)料口相連; 進(jìn)一步還包括半焦出口,其設(shè)置在所述熱解室的下部,所述半焦出口與所述半焦輸送裝置 連接。
[0012]在本發(fā)明的另一個方面,本發(fā)明提供了一種利用前面所述的系統(tǒng)進(jìn)行熱解和催化 裂解的方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,該方法包括以下步驟:a.將顆粒油頁巖通過所述第一進(jìn) 料裝置及所述進(jìn)料口加入到所述反應(yīng)器中,在所述反應(yīng)器的所述熱解室中完成熱解過程; b.熱解產(chǎn)生的油氣通過所述反應(yīng)器隔熱磚墻上設(shè)置的顆粒床除塵裝置進(jìn)行過濾除塵后,潔 凈的油氣進(jìn)入到所述反應(yīng)器的所述裂解室;c.潔凈的油氣進(jìn)入到所述裂解室內(nèi),所述催化 劑加入裝置將催化劑噴灑于所述裂解室中,所述熱解油氣在所述裂解室內(nèi)完成催化裂解過 程,產(chǎn)生裂解氣;d.所述裂解氣通過所述裂解氣出口進(jìn)入到所述噴淋塔中,對所述裂解氣進(jìn) 行凈化處理;e.經(jīng)過凈化的凈裂解氣進(jìn)入所述燃?xì)夤拗袃Υ妗?br>[0013] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,所述步驟a中,所述顆粒油頁巖從所述反應(yīng)器上部的進(jìn)料口 加入到所述反應(yīng)器中,并被所述反應(yīng)器內(nèi)的所述蓄熱式輻射管打散,熱解半焦從所述反應(yīng) 器底部的半焦出口排出;所述步驟a中,顆粒油頁巖被所述反應(yīng)器熱解室中的所述蓄熱式輻 射管加熱到500-600°C,所述步驟b中,熱解油氣被所述反應(yīng)器裂解室中的所述蓄熱式輻射 管加熱到600-900°C,所述步驟c中,所述催化劑通過所述催化劑噴射件均勻地噴灑于所述 裂解室中。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,所述顆粒油頁巖的粒度為20mm以下。
[0015]本發(fā)明至少具有以下有益效果: 1) 采取蓄熱式輻射管移動床工藝加熱20mm以下的顆粒和粉末油頁巖,溫度分布均勻, 加熱效果好,反應(yīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,操作方便; 2) 反應(yīng)器分為熱解室和裂解室,熱解室產(chǎn)生的油氣,可在裂解室進(jìn)行深度催化裂解,大 分子的焦油分子裂解為小分子的氣態(tài)烴類,并通過催化裂解的方式,產(chǎn)生大量氫氣,燃?xì)馄?質(zhì)尚; 3) 該反應(yīng)系統(tǒng)可產(chǎn)生大量的裂解氣產(chǎn)品,從而避免了生產(chǎn)熱解油含塵的問題,真正實(shí) 現(xiàn)了油頁巖的清潔高效利用; 4) 熱解室油氣出口處設(shè)有顆粒床除塵器,熱解室產(chǎn)生的油氣,經(jīng)過顆粒床除塵后,潔凈 的油氣再進(jìn)入裂解室進(jìn)行深度裂解,降低了后端除塵壓力,生成潔凈的裂解氣; 5 )-個爐體內(nèi)可進(jìn)行兩種作業(yè),合二為一,節(jié)省建造成本和占地面積。
【附圖說明】
[0016] 圖1為本發(fā)明熱解和催化裂解系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
[0017] 圖2為本發(fā)明熱解和催化裂解系統(tǒng)的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)圖。
[0018] 圖3為本發(fā)明反應(yīng)器中安裝有顆粒床除塵裝置的隔熱磚墻的正視圖。
[0019] 圖4為本發(fā)明反應(yīng)器中的顆粒床除塵裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0020] 其中,1、加料斗;2、氣流干燥器;3、蓄熱式移動床反應(yīng)器;4、干燥旋風(fēng)分離器;5、熱 解料斗;6、尾氣引風(fēng)機(jī);7、尾氣凈化裝置;8、煙囪;9、螺旋進(jìn)料器;10、噴淋塔;11、燃?xì)庖L(fēng) 機(jī);12、燃?xì)夤蓿?3、氣化爐;14、螺旋輸送機(jī);15、催化劑料斗;16、催化劑噴出管道;17、蓄熱 式輻射管;18、隔熱磚墻;19、連通構(gòu)件;20、催化劑主管;21、催化劑支管;22、熱解室;23、裂 解室;24、裂解氣出口; 25、進(jìn)料口; 26、燃?xì)馊肟冢?27、煙氣出口; 28、空氣入口; 29、半焦出口; 30、顆粒床除塵裝置;3001、孔帶;3002、粉塵排出口; 3003、吹掃口; 3004、熱解氣排出口。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案,下面結(jié)合具體實(shí)施例對本 發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。下面描述的實(shí)施例是示例性的,僅用于解釋本發(fā)明,而不能理解 為對本發(fā)明的限制。實(shí)施例中未注明具體技術(shù)或條件的,按照本領(lǐng)域內(nèi)的文獻(xiàn)所描述的技 術(shù)或條件或者按照產(chǎn)品說明書進(jìn)行。
[0022] 本發(fā)明提供了一種自除塵型油頁巖熱解和催化裂解系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例, 參照圖1所示,該系統(tǒng)包括:熱解料斗5;第一進(jìn)料裝置9,所述第一進(jìn)料裝置與所述熱解料斗 連接;熱解和催化裂解反應(yīng)器3,包括:進(jìn)料口 25、熱解室22、裂解室23、裂解氣出口 24、蓄熱 式輻射管17、隔熱磚墻18、催化劑加入裝置、連通構(gòu)件19和和顆粒床除塵裝置30,所述進(jìn)料 口設(shè)置在所述熱解室的頂壁上,所述裂解氣出口設(shè)置在所述裂解室的側(cè)壁上,所述隔熱磚 墻設(shè)置豎直地貫穿于所述反應(yīng)器內(nèi),將所述反應(yīng)器的內(nèi)部空間分隔成所述熱解室和所述裂 解室;所述催化劑加入裝置與所述裂解室連接,用于將裂解催化劑施加于所述裂解室中;所 述連通構(gòu)件為所述隔熱磚墻縱向長度上,位于下部位置的開口,用于將所述熱解室和所述 裂解室連通;顆粒床除塵裝置,所述顆粒床除塵裝置與所述隔熱磚墻的所述開口固定連接, 且所述顆粒床除塵裝置位于所述熱解室的一側(cè)沿水平方向延伸到所述熱解室內(nèi),用于將所 述熱解室產(chǎn)生的油氣,通過所述顆粒床除塵裝置,通入到所述裂解室;噴淋塔10,所述噴淋 塔與所述裂解氣出口連接;燃?xì)夤?2,所述燃?xì)夤夼c噴淋塔連接。
[0023] 發(fā)明人發(fā)現(xiàn),根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的該反應(yīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,操作方便,溫度分布均 勻,加熱效果好,一個爐體內(nèi)可進(jìn)行兩種作業(yè),合二為一,節(jié)省建造成本和占地面積,其反應(yīng) 器分為熱解室和裂解室,在熱解室油氣出口處設(shè)有顆粒床除塵器,熱解室產(chǎn)生的油氣,經(jīng)過 顆粒床除塵后,潔凈的油氣再進(jìn)入裂解室進(jìn)行深度催化裂解,大分子的焦油分子裂解為小 分子的氣態(tài)烴類,生成大量的潔凈的裂解氣產(chǎn)品,降低了后端除塵壓力,避免了熱解油含塵 的問題,真正實(shí)現(xiàn)了化石燃料的清潔高效利用。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,適用于該反應(yīng)器的油頁巖的粒徑不受特別限制,在本 發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施例中,該反應(yīng)器采用的油頁巖為粒徑20mm以下的顆粒和粉狀化石燃 料,由此,可以充分利用小顆粒油頁巖,資源利用率高,且能夠解決大量堆積污染環(huán)境的問 題。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,適用于該系統(tǒng)的爐型不受特別限制,可以是蓄熱式移 動床3也可以是其它類型,如非蓄熱式或非移動式等,只要能通過隔熱磚墻一體化的分割為 熱解室和裂解室即可。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,參照圖2所示,反應(yīng)器內(nèi)部有沿所述熱解反應(yīng)器的高度 方向多層布置在所述熱解室和所述裂解室內(nèi)部的蓄熱式輻射管,每層蓄熱式輻射管具有多 根蓄熱式輻射管,且沿水平方向間隔布置。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,所述熱解室和裂解室內(nèi)分 別分布了至少一根所述蓄熱式輻射管,優(yōu)選的,所述至少一根蓄熱式輻射管均勻分布。蓄熱 式輻射管能夠有效用于對熱解料和裂解室內(nèi)的油氣進(jìn)行加熱,使其進(jìn)行熱解和裂解反應(yīng), 具體地,可以向蓄熱式輻射管內(nèi)通入可燃?xì)夂涂諝?,使可燃?xì)馊紵龑?shí)現(xiàn)對熱解料的加熱功 能。該反應(yīng)器采用了蓄熱式輻射管加熱技術(shù)無需氣、固熱載體加熱,溫度分布均勻,加熱效 果好,反應(yīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,操作方便,提高了反應(yīng)器的熱效率的同時簡化了系統(tǒng)工藝。
[0027] 在反應(yīng)器中,油頁巖自上而下運(yùn)動,熱解室中設(shè)置的均勻布置的單向蓄熱式輻射 管可以將油頁巖打散使其均勻分布,油頁巖在反應(yīng)器中自上而下停留1-50分鐘,并加熱到 500-600°C,管壁溫度利用燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥控制在500~700°C范圍,完成熱解過程,熱解產(chǎn)生的 油氣,進(jìn)入所述顆粒床除塵裝置,油氣經(jīng)過濾除塵后,潔凈的油氣進(jìn)入到裂解室,裂解室中 設(shè)置了均勻布置的單向蓄熱式輻射管,并加熱到600-900°C,管壁溫度利用燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥控制 在600~900°C范圍,同時催化劑加入裝置中的催化劑通過催化劑噴出管道噴灑進(jìn)入裂解 室,完成裂解過程,大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態(tài)烴類,產(chǎn)生大量的裂解氣,避免 了熱解油含塵的問題,真正實(shí)現(xiàn)了油頁巖的清潔高效利用。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,蓄熱式輻 射管的形狀不受特別限制,在本發(fā)明的一些實(shí)施例中,可以為圓柱形,由此有利于油頁巖的 打散,實(shí)現(xiàn)混合油頁巖在反應(yīng)器中的均勻分散。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,連通構(gòu)件的具體種類不受特別限制,只要可以將熱解 室和裂解室連通,從而將熱解室產(chǎn)生的油氣通入到裂解室即可。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中, 如圖2所示,連通構(gòu)件為所述隔熱磚墻縱向長度上,位于下部位置的開口。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,圖3為從反應(yīng)器的左向右看時,本發(fā)明反應(yīng)器中安裝有 顆粒床除塵裝置的隔熱磚墻的正視圖,如圖2和圖3所示,隔熱磚墻設(shè)置在反應(yīng)器內(nèi),優(yōu)選 的,位于反應(yīng)器橫向?qū)挾鹊?/3處,隔熱磚墻的厚度為50-150mm,隔熱磚墻豎直地貫穿于反 應(yīng)器內(nèi),將反應(yīng)器的內(nèi)部空間分隔成熱解室和裂解室,該結(jié)構(gòu)使得在一個爐體內(nèi)設(shè)置了熱 解室和裂解室,熱解室產(chǎn)生的油氣,熱解產(chǎn)生的油氣通過所述反應(yīng)器隔熱磚墻上設(shè)置的所 述顆粒床除塵裝置進(jìn)行過濾除塵后,潔凈的油氣進(jìn)入到所述裂解室內(nèi),完成催化裂解過程, 將大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態(tài)烴類,產(chǎn)生大量的裂解氣,從而避免了生產(chǎn)熱解 油含塵的問題。并且,一個爐體內(nèi)可進(jìn)行兩種作業(yè),合二為一,節(jié)省建造成本和占地面積。
[0030] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,所述顆粒床除塵裝置具體安裝方式不受限制,可以為 焊接、鉚接或鑲嵌,根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例,圖4為本發(fā)明反應(yīng)器中的顆粒床除塵裝置的 結(jié)構(gòu)圖,如圖1、圖2和圖4所示,本發(fā)明采用鑲嵌方式將顆粒除塵裝置鑲嵌在所述開口內(nèi),顆 粒床除塵裝置位于熱解室一側(cè)的側(cè)面上設(shè)置具有多個孔的孔帶3001,所述顆粒床除塵裝置 位于熱解室一側(cè)的底面上設(shè)有粉塵排出口 3002,且所述顆粒床除塵裝置位于裂解室一側(cè)的 側(cè)面上部設(shè)有用于對所述除塵裝置進(jìn)行反吹的吹掃口 3003、下部設(shè)有熱解氣排出口 3004。
[0031] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,如圖3和圖4所述,所述孔帶的高度為150-1500mm,所述 孔的直徑為l-30mm;所述顆粒床除塵裝置位于熱解室一側(cè)的上部為斜面設(shè)計,所述顆粒床 除塵裝置的高度為200-2000mm,寬度為100-500mm,所述顆粒床除塵裝置內(nèi)裝有l(wèi)mm-20mm高 的過濾介質(zhì);根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例,本發(fā)明采用過濾介質(zhì)為珍珠巖、砂石或陶瓷球顆 粒。
[0032] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,該系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括:分別與蓄熱式輻射管的燃?xì)?入口和半焦輸送裝置相連的氣化爐13。由此,可以利用半焦輸送裝置將熱解室中熱解產(chǎn)生 的半焦輸送至氣化爐中,對半焦進(jìn)行氣化處理,以獲得可燃?xì)夂突以?,得到的可燃?xì)饪梢酝?入蓄熱式輻射管中,同時向蓄熱式輻射管中通入空氣,使可燃?xì)馊紵龑峤馐抑械奈锪线M(jìn) 行加熱。由此,可以對半焦進(jìn)行充分的利用,不造成浪費(fèi),經(jīng)濟(jì)性好。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,所述反應(yīng)器設(shè)有燃?xì)馊肟?26、空氣入口 28以及煙氣出 口27,其中,燃?xì)馊肟诤蜔煔獬隹诜謩e與蓄熱式輻射管連接,分別用于通入可燃?xì)夂团懦鰺?氣,空氣入口分別與氣源和蓄熱式輻射管連接,用于將氣源產(chǎn)生的空氣通入蓄熱式輻射管 中。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,該系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括:加料斗1;與加料斗1相連的第 二進(jìn)料裝置9;分別與所述第二進(jìn)料裝置和所述蓄熱式輻射管上的煙氣出口連接的干燥裝 置2;分別與所述干燥裝置和所述熱解料斗相連接的氣固分離裝置4;與所述氣固分離裝置 相連接的尾氣凈化裝置7。由此,可以通過第二進(jìn)料裝置將加料斗中的油頁巖加入干燥裝置 中,在干燥裝置中,油頁巖在來自熱解室中的蓄熱式輻射管的煙氣(溫度約為200~250攝氏 度)的作用下進(jìn)行干燥,然后干燥后的油頁巖和煙氣的混合物進(jìn)入氣固分離裝置,分離獲得 的煙氣(溫度約為70~110攝氏度)進(jìn)入尾氣凈化裝置中進(jìn)行凈化處理,以實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放,分 離獲得的熱解料輸送至熱解料斗中,用于進(jìn)行熱解反應(yīng)。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,第二送料裝置的具體種類不受特別限制,只要適用于將加 料斗中的油頁巖輸送至干燥裝置中即可。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中,第二送料裝置可以為 螺旋進(jìn)料器9。由此,能夠?qū)崿F(xiàn)對油頁巖的自動化輸送,且輸送量可控,設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單,操作 方便。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,干燥裝置的具體種類不受特別限制,只要能夠?qū)崿F(xiàn)對油頁 巖的干燥和預(yù)熱的功能即可。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中,干燥裝置可以為氣流干燥器,由 此,油頁巖在煙氣的作用下進(jìn)行干燥和提升,干燥后的油頁巖和煙氣的混合物排出氣流干 燥器,有利于后續(xù)步驟進(jìn)行。在干燥裝置中,在對熱解料進(jìn)行干燥的同時,還實(shí)現(xiàn)了預(yù)熱的 功能,有利于提高后續(xù)熱解反應(yīng)的速率和效率,且熱解室中采用蓄熱式輻射管排出的煙氣 對油頁巖進(jìn)行干燥和預(yù)熱,實(shí)現(xiàn)了熱能的綜合利用,有效減少了能耗,達(dá)到了節(jié)能環(huán)保的目 的。
[0037] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,氣固分離裝置的具體種類不受特別限制,只要能夠?qū)⒂晚?巖和煙氣分離即可。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中,氣固分離裝置可以為干燥旋風(fēng)分離器4,由 此能夠快速、有效地將熱解料和煙氣進(jìn)行分離,且分離效果好,操作簡單方便,成本較低。
[0038] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,在氣固分離裝置和尾氣凈化裝置之間還可以進(jìn)一步設(shè)置有 尾氣引風(fēng)機(jī)6,尾氣引風(fēng)機(jī)可以快速、有效地將氣固分離裝置中分離獲得的煙氣輸送至尾氣 凈化裝置中,有利于提高工作效率。
[0039] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,該熱解設(shè)備還可以設(shè)置有與尾氣凈化裝置相連的煙囪8,經(jīng) 過尾氣凈化裝置凈化處理后的煙氣經(jīng)煙囪8排空,由此,有利于保護(hù)環(huán)境,減少污染。
[0040] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,該系統(tǒng)還可以包括:在噴淋塔10和燃?xì)夤?2之間還可以進(jìn) 一步設(shè)置有燃?xì)庖L(fēng)機(jī)11,燃?xì)庖L(fēng)機(jī)11可以快速、有效地將噴淋塔中經(jīng)過凈化獲得的天 然氣輸送至燃?xì)夤拗羞M(jìn)行存儲,進(jìn)一步地,得到的裂解氣可以進(jìn)一步用于制備LNG或LNP。發(fā) 明人發(fā)現(xiàn),利用該系統(tǒng)可以顯著提高裂解氣的收率,有足夠的氣體用于生產(chǎn)液化天然氣 (LNG)或液化石油氣(LPG),經(jīng)濟(jì)效益好。
[0041 ]根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,催化劑加入裝置包括:催化劑料斗15;催化劑主管20, 所述催化劑主管20與所述催化劑料斗15相連;催化劑支管21,所述催化劑支管與所述催化 劑主管相連通,所述催化劑支管穿過所述反應(yīng)器裂解室的壁并延伸至所述裂解室內(nèi)部;至 少一個催化劑噴射件,所述催化劑噴射件設(shè)置在所述催化劑支管上,且位于所述裂解室內(nèi) 部;優(yōu)選的,所述催化劑支管為多個并沿所述催化劑主管的長度方向彼此平行布置,所述催 化劑支管設(shè)置在所述蓄熱式輻射管的層間;優(yōu)選的,所述催化劑噴射件包括催化劑噴出管 道16和設(shè)置在所述催化劑噴出管道上的噴嘴,所述噴嘴上設(shè)置有調(diào)節(jié)閥。
[0042] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,采用的催化劑的種類和粒徑不受特別限制,本領(lǐng)域技術(shù)人 員可以根據(jù)需要靈活選擇。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中,該系統(tǒng)采用的催化劑可以為白云石、 Ni基催化劑和Fe基催化劑中的一種或幾種混合使用;催化劑的粒徑可以為不大于0.5毫 米;由此,催化效率較高,對油頁巖的熱解和催化裂解的提油程度較高,天然氣收率較高。
[0043] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,所述熱解料斗通過第一進(jìn)料裝置與進(jìn)料口相連;進(jìn)一 步還包括半焦出口,其設(shè)置在所述熱解室的下部,所述半焦出口與所述半焦輸送裝置連接。 第一進(jìn)料裝置的具體種類不受特別限制,只要可以將熱解料斗中的油頁巖有效地輸送至反 應(yīng)器中即可。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中,第一進(jìn)料裝置可以螺旋進(jìn)料器9。由此,能夠?qū)崿F(xiàn)對 油頁巖的自動化輸送,輸送量可控,且設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單,操作方便。半焦輸送裝置的具體種類 不受特別限制,包括但不限于星形或螺旋輸送機(jī),優(yōu)選情況下,半焦輸送機(jī)可以為螺旋輸送 機(jī)14。由此,能夠?qū)崿F(xiàn)對半焦的自動化輸送,且輸送量可控,設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單,操作方便。
[0044] 在本發(fā)明的另一個方面,本發(fā)明提供了一種利用前面所述的系統(tǒng)進(jìn)行熱解和催化 裂解的方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,該方法可以包括以下步驟: a.將顆粒油頁巖通過所述第一進(jìn)料裝置及設(shè)置在所述熱解室的頂壁上的進(jìn)料口加入 到所述反應(yīng)器中,在所述反應(yīng)器的所述熱解室中完成熱解過程,熱解半焦從反應(yīng)器底部的 半焦出口排出,并經(jīng)半焦輸送裝置排出。
[0045] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,適用于該反應(yīng)器的油頁巖的粒徑不受特別限制,在本 發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施例中,該反應(yīng)器采用的油頁巖為粒徑20mm以下的顆粒和粉狀化石燃 料,由此,可以充分利用小顆粒油頁巖,資源利用率高,且能夠解決大量堆積污染環(huán)境的問 題。
[0046] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,第一進(jìn)料裝置的具體種類不受特別限制,只要可以將 熱解料斗中的油頁巖有效地輸送至反應(yīng)器中即可。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中,第一進(jìn)料裝 置可以螺旋進(jìn)料器9。由此,能夠?qū)崿F(xiàn)對油頁巖的自動化輸送,輸送量可控,且設(shè)備結(jié)構(gòu)簡 單,操作方便。
[0047] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,所述熱解室內(nèi)分布了至少一根所述蓄熱式輻射管17, 優(yōu)選的,所述至少一根蓄熱式輻射管均勻分布,具體的,單向蓄熱式輻射管可以將油頁巖打 散使其均勻分布,油頁巖在反應(yīng)器中自上而下停留1-50分鐘,并加熱到500-600°C,管壁溫 度利用燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥控制在500~700°C范圍,完成熱解過程。
[0048] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,在將油頁巖加入熱解料斗之前,還可以預(yù)先對油頁巖進(jìn)行 干燥處理,例如,可以采用蓄熱式輻射管排出的煙氣對油頁巖進(jìn)行干燥和預(yù)熱處理,由此, 能夠除去油頁巖中的水分,有利于提高熱解效率。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,該熱解方法還可以 包括對干燥后的煙氣進(jìn)行凈化處理的步驟,以使尾氣達(dá)標(biāo)排放,減少環(huán)境污染。
[0049] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,半焦輸送裝置的具體種類不受特別限制,包括但不限于星 形或螺旋輸送機(jī)14,優(yōu)選情況下,半焦輸送機(jī)可以為螺旋輸送機(jī)14。由此,能夠?qū)崿F(xiàn)對半焦 的自動化輸送,且輸送量可控,設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單,操作方便。
[0050] b.熱解產(chǎn)生的油氣通過所述反應(yīng)器隔熱磚墻上設(shè)置的顆粒床除塵裝置進(jìn)行過濾 除塵后,潔凈的油氣進(jìn)入到所述反應(yīng)器的所述裂解室。
[0051] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,隔熱磚墻設(shè)置在反應(yīng)器內(nèi),優(yōu)選的,位于反應(yīng)器橫向?qū)?度的2/3處,隔熱磚墻的厚度為50-150mm,隔熱磚墻豎直地貫穿于反應(yīng)器內(nèi),將反應(yīng)器的內(nèi) 部空間分隔成熱解室和裂解室,該結(jié)構(gòu)使得在一個爐體內(nèi)設(shè)置了熱解室和裂解室,熱解室 產(chǎn)生的油氣,熱解產(chǎn)生的油氣通過所述反應(yīng)器隔熱磚墻上設(shè)置的所述顆粒床除塵裝置進(jìn)行 過濾除塵后,潔凈的油氣進(jìn)入到所述裂解室內(nèi),完成催化裂解過程,將大分子的焦油分子裂 解為小分子的氣態(tài)烴類,產(chǎn)生大量的裂解氣,從而避免了生產(chǎn)熱解油含塵的問題。并且,一 個爐體內(nèi)可進(jìn)行兩種作業(yè),合二為一,節(jié)省建造成本和占地面積。
[0052]根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,所述顆粒床除塵裝置具體安裝方式不受限制,可以為 焊接、鉚接或鑲嵌,根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例,本發(fā)明采用鑲嵌方式將顆粒除塵裝置鑲嵌在 所述開口內(nèi),顆粒床除塵裝置位于熱解室一側(cè)的側(cè)面上設(shè)置具有多個孔的孔帶3001,所述 顆粒床除塵裝置位于熱解室一側(cè)的底面上設(shè)有粉塵排出口 3002,且所述顆粒床除塵裝置位 于裂解室一側(cè)的側(cè)面上部設(shè)有用于對所述除塵裝置進(jìn)行反吹的吹掃口 3003、下部設(shè)有熱解 氣排出口 3004。
[0053]根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,所述孔帶的高度為150-1500mm,所述孔的直徑為1-30mm;所述顆粒床除塵裝置位于熱解室一側(cè)的上部為斜面設(shè)計,所述顆粒床除塵裝置的高 度為200-2000mm,寬度為100-500mm,所述顆粒床除塵裝置內(nèi)裝有l(wèi)mm-20mm高的過濾介質(zhì); 根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例,本發(fā)明采用過濾介質(zhì)為珍珠巖、砂石或陶瓷球顆粒。
[0054] c.潔凈的油氣進(jìn)入到所述裂解室內(nèi),所述催化劑加入裝置將催化劑噴灑于所述 裂解室中,所述熱解油氣在所述裂解室內(nèi)完成催化裂解過程,產(chǎn)生裂解氣。
[0055] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,采用的催化劑的種類和粒徑不受特別限制,本領(lǐng)域技術(shù)人 員可以根據(jù)需要靈活選擇。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中,該系統(tǒng)采用的催化劑可以為白云石、 Ni基催化劑和Fe基催化劑中的一種或幾種混合使用;催化劑的粒徑可以為不大于0.5毫 米;由此,催化效率較高,對油頁巖的熱解和催化裂解的提油程度較高,天然氣收率較高。
[0056] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例,所述裂解室內(nèi)分布了至少一根所述蓄熱式輻射管17, 優(yōu)選的,所述至少一根蓄熱式輻射管均勻分布,具體的,并加熱到600-900°C,管壁溫度利用 燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥控制在600~900°C范圍,完成熱裂解過程,大分子的焦油分子裂解為小分子的 氣態(tài)烴類,產(chǎn)生大量的裂解氣,避免了熱解油含塵的問題,真正實(shí)現(xiàn)了油頁巖的清潔高效利 用。
[0057] d.所述裂解氣通過所述裂解氣出口進(jìn)入到所述噴淋塔中,對所述裂解氣進(jìn)行凈化 處理; e.經(jīng)過凈化的凈裂解氣進(jìn)入所述燃?xì)夤拗袃Υ妗?br>[0058]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,該系統(tǒng)還可以包括:在噴淋塔10和燃?xì)夤?2之間還可以進(jìn) 一步設(shè)置有燃?xì)庖L(fēng)機(jī)11,燃?xì)庖L(fēng)機(jī)11可以快速、有效地將噴淋塔中經(jīng)過凈化獲得的天 然氣輸送至燃?xì)夤拗羞M(jìn)行存儲,進(jìn)一步地,得到的裂解氣可以進(jìn)一步用于制備LNG或LNP。發(fā) 明人發(fā)現(xiàn),利用該系統(tǒng)可以顯著提高裂解氣的收率,有足夠的氣體用于生產(chǎn)液化天然氣 (LNG)或液化石油氣(LPG),經(jīng)濟(jì)效益好。
[0059] 發(fā)明人發(fā)現(xiàn),根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的該反應(yīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,操作方便,溫度分布均 勻,加熱效果好,一個爐體內(nèi)可進(jìn)行兩種作業(yè),合二為一,節(jié)省建造成本和占地面積,其反應(yīng) 器分為熱解室和裂解室,在熱解室油氣出口處設(shè)有顆粒床除塵器,熱解室產(chǎn)生的油氣,經(jīng)過 顆粒床除塵后,潔凈的油氣再進(jìn)入裂解室進(jìn)行深度催化裂解,大分子的焦油分子裂解為小 分子的氣態(tài)烴類,生成大量的潔凈的裂解氣產(chǎn)品,降低了后端除塵壓力,避免了熱解油含塵 的問題,真正實(shí)現(xiàn)了化石燃料的清潔高效利用。
[0060] 下面對本發(fā)明的自除塵型油頁巖熱解和催化裂解系統(tǒng)和方法的具體工作過程進(jìn) 行詳細(xì)描述,具體如下: 首先,將粒度<20mm的原料油頁巖加入加料斗1中,利用第二進(jìn)料裝置99將儲存于加料 斗1中的原料油頁巖加入氣流干燥器2中,同時蓄熱式輻射管17中排出的200~250攝氏度的 煙氣通入氣流干燥器中,原料油頁巖在煙氣的作用下進(jìn)行干燥和提升,接著煙氣和原料油 頁巖的混合物排出氣流干燥器,進(jìn)入氣固分離裝置4中,分離獲得的煙氣(溫度約為70~110 攝氏度)排出氣固分離裝置,并在尾氣引風(fēng)機(jī)的作用下進(jìn)入尾氣凈化裝置7,進(jìn)行凈化處 理,凈化得到的符合排放標(biāo)準(zhǔn)的煙氣經(jīng)煙囪8排空,氣固分離裝置中分離得到的原料油頁巖 排出氣固分離裝置,并進(jìn)入熱解料斗5中,然后利用第一送料裝置將儲存于熱解料中的原料 油頁巖加入熱解反應(yīng)器中,自上而下運(yùn)動,停留約1~50分鐘,在均勻設(shè)置的蓄熱式輻射管 17 (管壁溫度約為500~700攝氏度)的打散和加熱作用下,油頁巖均勻受熱升溫至500~ 600攝氏度,完成熱解反應(yīng),得到熱解油氣和半焦,得到的熱解油氣通過所述反應(yīng)器隔熱磚 墻上設(shè)置的所述顆粒床除塵裝置30進(jìn)行過濾除塵,同時通過吹掃口 3003對所述除塵裝置進(jìn) 行反吹,產(chǎn)生的粉塵通過粉塵排出口 3002排出進(jìn)入所述半焦輸送裝置14,潔凈的油氣通過 熱解氣排出口3004進(jìn)入到所述裂解室內(nèi),同時催化劑料斗中的催化劑(包括但不限于白云 石、Ni基催化劑和Fe基催化劑中的一種或幾種混合使用等)通過催化劑噴出管道16依次經(jīng) 催化劑主管20、催化劑支管21和催化劑噴射件經(jīng)噴嘴均勻噴灑在裂解室中,進(jìn)行深度催化 裂解,半焦或其他固體雜質(zhì)通過半焦輸送裝置14輸送至氣化爐13中進(jìn)行氣化處理,得到可 燃?xì)馔ㄈ胄顭崾捷椛涔苡糜趯峤夥磻?yīng)器中的油頁巖進(jìn)行加熱,氣化處理得到的灰渣排出 氣化爐,裂解室中裂解得到的裂解氣體通過裂解氣出口 24進(jìn)入噴淋塔10凈化,凈化后的氣 體進(jìn)入燃?xì)夤?2進(jìn)行存儲,可以進(jìn)一步用于制備LNG或LPG。
[0061 ] 具體實(shí)施例: 利用自除塵型油頁巖熱解和催化裂解系統(tǒng)對龍口油頁巖進(jìn)行處理,原料的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)見 表1。
[0062] 表1:龍口油頁巖基礎(chǔ)數(shù)據(jù)
利用該反應(yīng)器處理龍口油頁巖,得到的氣體產(chǎn)品產(chǎn)率為16%,遠(yuǎn)高于實(shí)驗室鋁甑熱解所 得到的產(chǎn)氣率,熱解焦油幾乎全部裂解為氣態(tài)產(chǎn)物,產(chǎn)氣率高。裂解氣中氫氣含量為45%,品 質(zhì)高,該系統(tǒng)產(chǎn)出的裂解氣中粉塵含量低于1 %,氣體較為清潔。
[0063] 在本發(fā)明的描述中,需要理解的是,術(shù)語"第一"、"第二"僅用于描述目的,而不能 理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此,限定有"第 一"、"第二"的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。
[0064] 在本發(fā)明中,除非另有明確的規(guī)定和限定,術(shù)語"安裝"、"相連"、"連接"、"固定"等 術(shù)語應(yīng)做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或成一體;可以是機(jī)械連 接,也可以是電連接;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連,可以是兩個元件內(nèi) 部的連通或兩個元件的相互作用關(guān)系。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言,可以根據(jù)具體情 況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
[0065] 在本發(fā)明中,除非另有明確的規(guī)定和限定,第一特征在第二特征"上"或"下"可以 是第一和第二特征直接接觸,或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且,第一特征在 第二特征"之上"、"上方"和"上面"可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或僅僅表示 第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征"之下"、"下方"和"下面"可以是第 一特征在第二特征正下方或斜下方,或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0066]在本說明書的描述中,參考術(shù)語"一個實(shí)施例"、"一些實(shí)施例"、"示例"、"具體示 例"、或"一些示例"等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特 點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個實(shí)施例或示例中。在本說明書中,對上述術(shù)語的示意性表述不 必針對的是相同的實(shí)施例或示例。而且,描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一 個或多個實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外,在不相互矛盾的情況下,本領(lǐng)域的技術(shù) 人員可以將本說明書中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合 和組合。
[0067] 盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例,可以理解的是,上述實(shí)施例是示例 性的,不能理解為對本發(fā)明的限制,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述 實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型,同時,對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員,依據(jù)本申請的思 想,在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會有改變之處。
【主權(quán)項】
1. 一種自除塵型油頁巖熱解和催化裂解系統(tǒng),其特征在于,包括: 熱解料斗; 第一進(jìn)料裝置,所述第一進(jìn)料裝置與所述熱解料斗連接; 熱解和催化裂解反應(yīng)器,包括:進(jìn)料口、熱解室、裂解室和裂解氣出口,所述進(jìn)料口設(shè) 置在所述熱解室的頂壁上,所述裂解氣出口設(shè)置在所述裂解室的側(cè)壁上;以及: 蓄熱式輻射管,所述蓄熱式輻射管沿所述熱解反應(yīng)器的高度方向多層布置在所述熱解 室和所述裂解室內(nèi)部,每層具有多根沿水平方向布置的所述蓄熱式輻射管; 隔熱磚墻,所述隔熱磚墻設(shè)置在反應(yīng)器橫向?qū)挾鹊?/3處,豎直地貫穿于所述反應(yīng)器 內(nèi),將所述反應(yīng)器的內(nèi)部空間分隔成所述熱解室和所述裂解室; 催化劑加入裝置,其與所述裂解室連接,用于將裂解催化劑施加于所述裂解室中; 連通構(gòu)件,所述連通構(gòu)件為所述隔熱磚墻縱向長度上,位于下部位置的開口,用于將所 述熱解室和所述裂解室連通; 顆粒床除塵裝置,所述顆粒床除塵裝置與所述隔熱磚墻的所述開口固定連接,且所述 顆粒床除塵裝置位于所述熱解室的一側(cè)沿水平方向延伸到所述熱解室內(nèi),用于將所述熱解 室產(chǎn)生的油氣,通過所述顆粒床除塵裝置,通入到所述裂解室; 噴淋塔,所述噴淋塔與所述裂解氣出口連接; 燃?xì)夤?,所述燃?xì)夤夼c噴淋塔連接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其特征在于,所述顆粒床除塵裝置位于熱解室一側(cè)的側(cè) 面上設(shè)置具有多個孔的孔帶,所述顆粒床除塵裝置位于熱解室一側(cè)的底面上設(shè)有粉塵排出 口,且所述顆粒床除塵裝置位于裂解室一側(cè)的側(cè)面上部設(shè)有用于對所述除塵裝置進(jìn)行反吹 的吹掃口、下部設(shè)有熱解氣排出口。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng),其特征在于,所述隔熱磚墻的厚度為50-150mm,所述孔 帶的高度為150_1500mm,所述孔的直徑為l-30mm;所述顆粒床除塵裝置位于熱解室一側(cè)的 上部為斜面設(shè)計,所述顆粒床除塵裝置鑲嵌在所述開口內(nèi),所述顆粒床除塵裝置的高度為 200-2000mm,寬度為100-500mm,所述顆粒床除塵裝置內(nèi)裝有l(wèi)mm-20mm高的過濾介質(zhì);優(yōu)選 的,所述過濾介質(zhì)為珍珠巖、砂石或陶瓷球顆粒。4. 根據(jù)權(quán)利要求1-2中任一項所述的系統(tǒng),其特征在于,進(jìn)一步包括:氣化爐,所述氣化 爐一端與所述蓄熱式輻射管的燃?xì)馊肟谙噙B,另一端與所述半焦輸送裝置相連。5. 根據(jù)權(quán)利要求1-2中任一項所述的系統(tǒng),其特征在于,還包括: 加料斗; 第二進(jìn)料裝置,其與所述加料斗相連; 干燥裝置,其分別與所述第二進(jìn)料裝置和所述蓄熱式輻射管上的煙氣出口連接; 氣固分離裝置,其分別與所述干燥裝置和所述熱解料斗相連接; 尾氣凈化裝置,其與所述氣固分離裝置相連接。6. 根據(jù)權(quán)利要求1-2中任一項所述的系統(tǒng),催化劑加入裝置包括:催化劑料斗;催化劑 主管,所述催化劑主管與所述催化劑料斗相連;催化劑支管,所述催化劑支管與所述催化劑 主管相連通,所述催化劑支管穿過所述反應(yīng)器裂解室的壁并延伸至所述裂解室內(nèi)部;至少 一個催化劑噴射件,所述催化劑噴射件設(shè)置在所述催化劑支管上,且位于所述裂解室內(nèi)部; 優(yōu)選的,所述催化劑支管為多個并沿所述催化劑主管的長度方向彼此平行布置,所述催化 劑支管設(shè)置在所述蓄熱式輻射管的層間;優(yōu)選的,所述催化劑噴射件包括催化劑噴出管道 和設(shè)置在所述催化劑噴出管道上的噴嘴,所述噴嘴上設(shè)置有調(diào)節(jié)閥。7. 根據(jù)權(quán)利要求1-2中任一項所述的系統(tǒng),其特征在于,所述熱解料斗通過所述第一進(jìn) 料裝置與所述進(jìn)料口相連;進(jìn)一步還包括半焦出口,其設(shè)置在所述熱解室的下部,所述半焦 出口與所述半焦輸送裝置連接。8. -種利用權(quán)利要求1-7中任一項所述的系統(tǒng)進(jìn)行油頁巖熱解和催化裂解的方法,其 特征在于,包括以下步驟: a. 將顆粒油頁巖通過所述第一進(jìn)料裝置及所述進(jìn)料口加入到所述反應(yīng)器中,在所述反 應(yīng)器的所述熱解室中完成熱解過程; b. 熱解產(chǎn)生的油氣通過所述反應(yīng)器隔熱磚墻上設(shè)置的顆粒床除塵裝置進(jìn)行過濾除塵 后,潔凈的油氣進(jìn)入到所述反應(yīng)器的所述裂解室; c. 潔凈的油氣進(jìn)入到所述裂解室內(nèi),所述催化劑加入裝置將催化劑噴灑于所述裂解 室中,所述熱解油氣在所述裂解室內(nèi)完成催化裂解過程,產(chǎn)生裂解氣; d .所述裂解氣通過所述裂解氣出口進(jìn)入到所述噴淋塔中,對所述裂解氣進(jìn)行凈化處 理; e.經(jīng)過凈化的凈裂解氣進(jìn)入所述燃?xì)夤拗袃Υ妗?. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法,其特征在于,所述步驟a中,所述顆粒油頁巖從所述反應(yīng) 器上部的進(jìn)料口加入到所述反應(yīng)器中,并被所述反應(yīng)器內(nèi)的所述蓄熱式輻射管打散,熱解 半焦從所述反應(yīng)器底部的半焦出口排出;所述步驟a中,顆粒油頁巖被所述反應(yīng)器熱解室中 的所述蓄熱式輻射管加熱到500-600°C,所述步驟b中,熱解油氣被所述反應(yīng)器裂解室中的 所述蓄熱式輻射管加熱到600-900°C,所述步驟c中,所述催化劑通過所述催化劑噴射件均 勻地噴灑于所述裂解室中。10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法,其特征在于,所述顆粒油頁巖的粒度為20mm以下。
【文檔編號】C10K1/02GK105885901SQ201610489942
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月29日
【發(fā)明人】耿層層, 陳水渺, 肖磊, 薛遜, 吳道洪
【申請人】北京神霧環(huán)境能源科技集團(tuán)股份有限公司