集新型氣體熱載體干餾和費(fèi)托合成制油于一體的設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及油頁巖資源綜合利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種集新型氣體熱載體干餾和費(fèi)托合成制油于一體的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]能源關(guān)乎世界各國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和民眾生活水平。隨著世界經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，尤其是新興經(jīng)濟(jì)體迅速增長，能源消費(fèi)繼續(xù)強(qiáng)勁增長，供需矛盾進(jìn)一步惡化。化石能源在世界能源總體消費(fèi)中占據(jù)主體地位，其他能源尤其是新能源發(fā)展迅速，但要取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展尚需時(shí)日。自1993年我國首度成為石油凈進(jìn)口國以來，我國石油對(duì)外依存度逐年增長，到2015年該數(shù)據(jù)已經(jīng)攀升至接近六成。在當(dāng)前形勢下，大力發(fā)展自身有潛力的能源產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目，加快能源儲(chǔ)備建設(shè)，降低我國石油對(duì)外依存度，是保障我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)健康持續(xù)發(fā)展的前提。
[0003]“多煤、少油、缺氣”是我國能源結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。盡管我國常規(guī)石油和天然氣儲(chǔ)量并不豐富，但非常規(guī)能源儲(chǔ)量豐富，開采潛力巨大。油頁巖資源就是一種典型的非常規(guī)油氣能源，其油頁巖儲(chǔ)量約為2萬億噸(相當(dāng)于800億噸頁巖油)，相當(dāng)于天然石油可采儲(chǔ)量的5.4倍，其應(yīng)用十分廣泛，既可燃燒發(fā)電，又能干餾煉油，加工過程中產(chǎn)生的廢渣還可用于制造建筑材料。因此，加大對(duì)油頁巖的開發(fā)利用，對(duì)改變我國能源結(jié)構(gòu)和改善我國能源不足現(xiàn)狀，具有非常重要的戰(zhàn)略意義。
[0004]我國對(duì)油頁巖的開發(fā)利用已有80多年歷史，相關(guān)開發(fā)利用工藝相對(duì)成熟，但依然存在很多缺陷和不足之處。其中氣體熱載體干餾技術(shù)所存在的不足有:(1)破碎后的塊狀油頁巖，只有粒徑在16?75mm之間的大顆粒油頁巖能夠被干餾爐利用，余下近20%的小顆粒油頁巖被舍棄，造成嚴(yán)重的能源資源浪費(fèi)；(2)熱解氣作為氣體熱載體，需要單獨(dú)加熱爐燃燒部分熱解氣將循環(huán)熱解氣加熱至一定溫度，浪費(fèi)部分熱解氣的同時(shí)也使成本增加；(3)氣體熱載體干餾煉油，由于多采用濕式排焦，所產(chǎn)出的半焦難于利用，能源利用率只為原油頁巖的50%?60%; (4)油頁巖干餾過程產(chǎn)生的固體廢棄物半焦含有多種微量金屬元素、半揮發(fā)性物質(zhì)、多環(huán)芳香烴、油、酚類化合物、硫化物以及其他物質(zhì)，對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。
[0005]現(xiàn)有能源利用方式存在高能耗、高碳排放、高污染、低轉(zhuǎn)化率等問題。同時(shí)，我國能源資源瓶頸制約日益突出，節(jié)能減排的壓力越來越大，能源增長方式迫切需要轉(zhuǎn)變。針對(duì)現(xiàn)有能源利用工藝的弊端，未來能源利用工藝發(fā)展方向要做到科技含量高、資源消耗低、環(huán)境污染少、經(jīng)濟(jì)效益好、安全有保障。
[0006]本發(fā)明考慮到未來能源利用工藝發(fā)展方向，在現(xiàn)有能源利用工藝基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)和創(chuàng)新。其中，氣化是固體燃料高效清潔利用的重要途徑，與此同時(shí)，固體燃料氣化也是調(diào)整我國能源結(jié)構(gòu)的主要方式。固體燃料氣化后，既可以提高燃料的利用率、減少C0、S02等的排放，又可以制成許多清潔能源;油頁巖氣體熱載體干餾工藝中，分離出大量熱解氣，其成分主要包括H2、C0、C02、CH4、C2H6等氣體，這部分氣體經(jīng)過重整變換后可用作F-T合成的優(yōu)質(zhì)原材料。將氣體熱載體干餾法、固體燃料氣化和F-T合成進(jìn)行集成，不僅能夠解決各自的不足之處，還可以使能源得以充分利用，同時(shí)油頁巖綜合利用系統(tǒng)液體燃料產(chǎn)量也將得到大幅度提升。。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]為解決上述問題，本實(shí)用新型提供了一種集新型氣體熱載體干餾和費(fèi)托合成制油于一體的設(shè)備，具有低能耗、低碳排放、低污染、高轉(zhuǎn)化率等優(yōu)點(diǎn)。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為:
[0009]一種集新型氣體熱載體干餾和費(fèi)托合成制油于一體的設(shè)備，包括氣體熱載體干餾子系統(tǒng)、氣化反應(yīng)子系統(tǒng)和氣體燃燒加熱及煙氣處理子系統(tǒng)，氣體熱載體干餾子系統(tǒng)包括頁巖儲(chǔ)倉、預(yù)熱器、頁巖分離器、干餾爐、油氣分離凈化設(shè)備、脫硫塔依次相連，油氣分離凈化設(shè)備與儲(chǔ)油罐和儲(chǔ)氣柜相連，干餾爐與半焦冷卻器相連，氣化反應(yīng)子系統(tǒng)包括氣化反應(yīng)器和排渣機(jī)，半焦冷卻器、氣化反應(yīng)器和排渣機(jī)依次相連，氣體燃燒加熱及煙氣處理子系統(tǒng)包括依次相連的氣體燃燒爐、靜電除塵器、引風(fēng)機(jī)和煙囪，F(xiàn)-T合成子系統(tǒng)包括依次相連的重整變換反應(yīng)器、F-T合成反應(yīng)器、冷卻凈化分離設(shè)備和柴油罐，F(xiàn)-T合成反應(yīng)器與氣體燃燒爐相連。
[0010]作為優(yōu)選，所述氣體燃燒爐與預(yù)熱器相連。
[0011]作為優(yōu)選，所述氣體燃燒爐與重整變換反應(yīng)器相連
[0012]本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0013]有效提高了油頁巖綜合利用系統(tǒng)的液體燃料產(chǎn)量;綜合利用了破碎過程中不同粒徑的油頁巖，粒徑較大的油頁巖用來干餾制油，粒徑較小的油頁巖與干餾產(chǎn)生的半焦一起送入氣化反應(yīng)器反應(yīng)制氣，不同粒徑的油頁巖顆粒都得到了充分利用，將小顆粒油頁巖和干餾產(chǎn)生的半焦進(jìn)行氣化處理，通過將固體燃料氣化，實(shí)現(xiàn)提高燃料利用率的目的，系統(tǒng)主要使用高溫氣化合成氣作為干餾熱源，減少了對(duì)外部熱源的依賴；同時(shí)將大部分混合合成氣轉(zhuǎn)換成液體燃料，相較于以往油頁巖系統(tǒng)，不僅大幅度提高了油頁巖綜合利用系統(tǒng)的液體燃料產(chǎn)量，而且有效減少了 co2的排放量;綜合利用程度高，科學(xué)合理。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為了使本實(shí)用新型的目的及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0016]如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種集新型氣體熱載體干餾和費(fèi)托合成制油于一體的設(shè)備，包括氣體熱載體干餾子系統(tǒng)、氣化反應(yīng)子系統(tǒng)和氣體燃燒加熱及煙氣處理子系統(tǒng)，氣體熱載體干餾子系統(tǒng)包括頁巖儲(chǔ)倉1、預(yù)熱器2、頁巖分離器3、干餾爐4、油氣分離凈化設(shè)備5、脫硫塔6依次相連，油氣分離凈化設(shè)備5與儲(chǔ)油罐7和儲(chǔ)氣柜8相連，干餾爐4與半焦冷卻器9相連，氣化反應(yīng)子系統(tǒng)包括氣化反應(yīng)器10和排渣機(jī)11，半焦冷卻器9、氣化反應(yīng)器10和排渣機(jī)11依次相連，氣體燃燒加熱及煙氣處理子系統(tǒng)包括依次相連的氣體燃燒爐12、靜電除塵器13、引風(fēng)機(jī)14和煙囪15，F(xiàn)-T合成子系統(tǒng)包括依次相連的重整變換反應(yīng)器16、F-T合成反應(yīng)器17、冷卻凈化分離設(shè)備18和柴油罐19，F(xiàn)-T合成反應(yīng)器17與氣體燃燒爐12相連。
[0017]所述氣體燃燒爐12與預(yù)熱器2相連。
[0018]所述氣體燃燒爐12與重整變換反應(yīng)器16相連。
[0019]本具體實(shí)施頁巖儲(chǔ)倉1中的油頁巖礦經(jīng)破碎后送入預(yù)熱器2，經(jīng)預(yù)熱后的油頁巖進(jìn)入頁巖分離器3按粒徑大小分為兩部分，將其中的大顆粒油頁巖送入氣體熱載體干餾爐4中進(jìn)行干餾，產(chǎn)生的油氣與作為熱載體的混合合成氣通過收集傘捕集并送出爐體，進(jìn)入油氣分離凈化設(shè)備5中，通過冷卻、除塵、凈化等處理，最后得到的頁巖油送入儲(chǔ)油罐7中儲(chǔ)存;分離出的一部分混合合成氣送入儲(chǔ)氣柜8，剩余的混合合成氣進(jìn)入下級(jí)系統(tǒng)，產(chǎn)生的油頁巖半焦送入半焦冷卻器9，
[0020]小顆粒油頁巖與來自半焦冷卻器9的半焦混合后送入氣化反應(yīng)器10，用于冷卻高溫半焦的空氣和水蒸氣也一同進(jìn)入氣化反應(yīng)器10，它們?cè)跉饣磻?yīng)器10內(nèi)發(fā)生氣化反應(yīng)，產(chǎn)生的高溫氣化合成氣作為干餾熱載體送入干餾爐4中，氣化反應(yīng)產(chǎn)生的灰渣經(jīng)排渣機(jī)11排出；經(jīng)F-T合成反應(yīng)器17后產(chǎn)生的馳放氣和未反應(yīng)氣體送入氣體燃燒爐12與空氣混合燃燒放熱，加熱混合合成氣和重整反應(yīng)所需的氧氣和水蒸氣，排出的煙氣進(jìn)入預(yù)熱器2預(yù)熱油頁巖原料，而后經(jīng)冷卻的煙氣進(jìn)入靜電除塵器13除塵后，由引風(fēng)機(jī)14送入煙囪15排出；被加熱的混合合成氣，一部分作為優(yōu)質(zhì)原料進(jìn)入F-T合成子系統(tǒng)制取柴油，一部分直接送入干餾爐，為油頁巖干餾過程提供熱源;經(jīng)過加熱的混合合成氣與氧氣和水蒸氣一同進(jìn)入重整變換反應(yīng)器16并發(fā)生重整反應(yīng)，而后送入F-T合成反應(yīng)器17進(jìn)行F-T合成，生成的氣液混合物進(jìn)入冷卻凈化分離設(shè)備18，氣液混合物經(jīng)分離凈化后得到的柴油直接送入柴油罐19儲(chǔ)存。
[0021]本具體實(shí)施有效提高了油頁巖綜合利用系統(tǒng)的液體燃料產(chǎn)量;綜合利用了破碎過程中不同粒徑的油頁巖，粒徑較大的油頁巖用來干餾制油，粒徑較小的油頁巖與干餾產(chǎn)生的半焦一起送入氣化反應(yīng)器反應(yīng)制氣，不同粒徑的油頁巖顆粒都得到了充分利用，將小顆粒油頁巖和干餾產(chǎn)生的半焦進(jìn)行氣化處理，通過將固體燃料氣化，實(shí)現(xiàn)提高燃料利用率的目的，系統(tǒng)主要使用高溫氣化合成氣作為干餾熱源，減少了對(duì)外部熱源的依賴;同時(shí)將大部分混合合成氣轉(zhuǎn)換成液體燃料，相較于以往油頁巖系統(tǒng)，不僅大幅度提高了油頁巖綜合利用系統(tǒng)的液體燃料產(chǎn)量，而且有效減少了 C02的排放量;綜合利用程度高，科學(xué)合理。
[0022]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種集新型氣體熱載體干餾和費(fèi)托合成制油于一體的設(shè)備，其特征在于，包括氣體熱載體干餾子系統(tǒng)、氣化反應(yīng)子系統(tǒng)和氣體燃燒加熱及煙氣處理子系統(tǒng)，氣體熱載體干餾子系統(tǒng)包括頁巖儲(chǔ)倉、預(yù)熱器、頁巖分離器、干餾爐、油氣分離凈化設(shè)備、脫硫塔依次相連，油氣分離凈化設(shè)備與儲(chǔ)油罐和儲(chǔ)氣柜相連，干餾爐與半焦冷卻器相連，氣化反應(yīng)子系統(tǒng)包括氣化反應(yīng)器和排渣機(jī)，半焦冷卻器、氣化反應(yīng)器和排渣機(jī)依次相連，氣體燃燒加熱及煙氣處理子系統(tǒng)包括依次相連的氣體燃燒爐、靜電除塵器、引風(fēng)機(jī)和煙囪，F(xiàn)-T合成子系統(tǒng)包括依次相連的重整變換反應(yīng)器、F-T合成反應(yīng)器、冷卻凈化分離設(shè)備和柴油罐，F(xiàn)-T合成反應(yīng)器與氣體燃燒爐相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集新型氣體熱載體干餾和費(fèi)托合成制油于一體的設(shè)備，其特征在于，所述氣體燃燒爐與預(yù)熱器相連。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集新型氣體熱載體干餾和費(fèi)托合成制油于一體的設(shè)備，其特征在于，所述氣體燃燒爐與重整變換反應(yīng)器相連。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種集新型氣體熱載體干餾和費(fèi)托合成制油于一體的設(shè)備，氣體熱載體干餾子系統(tǒng)包括頁巖儲(chǔ)倉、預(yù)熱器、頁巖分離器、干餾爐、油氣分離凈化設(shè)備、脫硫塔依次相連，油氣分離凈化設(shè)備與儲(chǔ)油罐和儲(chǔ)氣柜相連，干餾爐與半焦冷卻器相連，氣化反應(yīng)子系統(tǒng)包括氣化反應(yīng)器和排渣機(jī)，半焦冷卻器、氣化反應(yīng)器和排渣機(jī)依次相連，氣體燃燒加熱及煙氣處理子系統(tǒng)包括依次相連的氣體燃燒爐、靜電除塵器、引風(fēng)機(jī)和煙囪，F(xiàn)-T合成子系統(tǒng)包括依次相連的重整變換反應(yīng)器、F-T合成反應(yīng)器、冷卻凈化分離設(shè)備和柴油罐，F(xiàn)-T合成反應(yīng)器與氣體燃燒爐相連。本實(shí)用新型具有低能耗、低碳排放、低污染、高轉(zhuǎn)化率等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】C10G2/00, C10J3/66, C10J3/46, C10G1/00, C10B53/06, C10B49/02, C10B57/00
【公開號(hào)】CN205088186
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520873413
【發(fā)明人】柏靜儒, 王林濤, 白章, 張慶燕, 王擎, 劉洪鵬, 秦宏, 張立棟
【申請(qǐng)人】東北電力大學(xué)
【公開日】2016年3月16日
【申請(qǐng)日】2015年11月5日