煙氣間接加熱油頁巖干餾工藝及均熱器的制造方法
【專利摘要】一種煙氣間接加熱油頁巖干餾工藝，用煙氣作為熱載體對(duì)油頁巖進(jìn)行間接加熱，在干餾爐中設(shè)置均熱器，煙氣不和油頁巖直接接觸，油頁巖在干餾過程中，煙氣在均熱管內(nèi)流動(dòng)，干餾氣體在均熱管外流動(dòng)，煙氣不和干餾氣體混合在一起；煙氣進(jìn)入均熱器的溫度為650℃～750℃，其所提供的熱量能將油頁巖加熱到油頁巖干餾所需要的溫度500℃～550℃；使油頁巖能達(dá)到均勻干餾，完全干餾。本工藝最大特點(diǎn)是干餾爐出口氣體量小，可適用于小顆粒油頁巖干餾煉油，也適用于對(duì)油砂和煤炭的干餾。
【專利說明】煙氣間接加熱油頁巖干餾工藝及均熱器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用煙氣間接加熱的方法對(duì)油頁巖進(jìn)行干餾煉油的工藝及能將油 頁巖均勻加熱的均熱器。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，國內(nèi)的油頁巖干餾煉油主要有三種工藝，撫順工藝、茂名工藝和樺甸工藝。 三種工藝均采用氣體作為干餾的熱載體，首先將熱載體加熱到650°C以上，再用熱載體對(duì)油 頁巖進(jìn)行直接加熱，將油頁巖加熱到500°C?550°C，使油頁巖發(fā)生干餾。直接加熱的方法 實(shí)際上就是將650°C以上熱載體和冷的油頁巖混合在一起，油頁巖吸收熱載體的熱量后升 溫到500°C?550°C，發(fā)生干餾。撫順工藝的氣體熱載體是煙氣和干餾產(chǎn)生瓦斯的混和物。 方法是從干餾爐下部通入空氣，使油頁巖燃燒，燃燒產(chǎn)生的l〇〇〇°C左右的高溫?zé)煔庠谏仙?過程中和從干餾爐中部通入的被加熱到550°C?650°C的瓦斯混合，對(duì)爐子上部油頁巖進(jìn) 行直接加熱，將油頁巖加熱到500°C?550°C，發(fā)生干餾。茂名工藝的氣體熱載體是煙氣。方 法是從干餾爐下部通入空氣和瓦斯，燃燒產(chǎn)生的800°C?1000°C左右的高溫?zé)煔鈱?duì)油頁巖 進(jìn)行直接加熱，將油頁巖加熱到500°C?550°C，發(fā)生干餾。樺甸工藝的氣體熱載體是干餾 產(chǎn)生的瓦斯氣體，方法是在加熱爐中將瓦斯加熱到650°C?700°C，然后從干餾爐的中部通 入，對(duì)油頁巖進(jìn)行直接加熱，將油頁巖加熱到500°C?550°C，發(fā)生干餾。
[0003] 這些干餾工藝的共同點(diǎn)是：高溫?zé)彷d體和油頁巖直接接觸，對(duì)油頁巖進(jìn)行直接加 熱，將油頁巖加熱到500°C?550°C，發(fā)生干餾。其缺陷是：1、熱載體和干餾產(chǎn)生的油氣混合 在一起，難以分離。2、為了使油頁巖能被加熱到500°C?550°C以上，需要熱載體有較高的 溫度和一定的量。但高于700°C以上的溫度又會(huì)造成油的二次裂解，降低油的回收率，所以 只能用加大熱載體量的辦法來解決，從而導(dǎo)致干餾爐出口氣體量很大，油回收系統(tǒng)很龐大。 無論是撫順工藝還是茂名工藝和樺甸工藝，干餾爐出口氣體量都在l〇〇〇Nm 3 / t頁巖左右。 3、由于干餾爐出口氣體中混雜有大量的煙氣，所以出口氣體量大，使干餾爐出口氣體的發(fā) 熱值很低，有時(shí)候不到700kcal / Nm3,不能點(diǎn)燃，因此對(duì)含油率和含氣量低的油頁巖干餾煉 油時(shí)，不得不建設(shè)煤氣發(fā)生爐等為干餾爐補(bǔ)充熱源，不僅加大了初始投入，也增加了運(yùn)行成 本。4、降低了油回收率。由于小量的干餾油氣混合在大量的熱載體中，攤薄了干餾爐出口 氣體中的含油比例，不僅使回收油比較困難，而且造成大量的熱載體中的低比例的含油不 能回收。5、不能用于小顆粒油頁巖干餾煉油。由于采取熱載體和油頁巖直接接觸換熱的工 藝，勢必要求干餾爐內(nèi)透氣性要好，而小顆粒物料常常堵塞氣道，所以撫順工藝處理油頁巖 的粒度為12_75mm。茂名工藝處理粒度為30-120mm。樺甸工藝處理粒度為6-50mm。這些工 藝均不能處理小顆粒油頁巖，造成資源浪費(fèi)。
[0004] 國外的氣體熱載體干餾爐，如巴西的佩特羅西克斯（Petrosix)工藝的油頁巖干餾 爐類似樺甸工藝。也是將干餾產(chǎn)生的瓦斯氣體，在加熱爐中加熱到650°C?700°C，然后從 干餾爐的中部通入，對(duì)油頁巖進(jìn)行直接加熱，將油頁巖加熱到500°C?550°C，發(fā)生干餾。佩 特羅西克斯（Petrosix)工藝的油頁巖干餾爐只能處理油頁巖粒徑為8. 3mm以上的油頁巖， 也不能處理小顆粒油頁巖。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于解決目前國內(nèi)油頁巖采取熱載體直接和油頁巖接觸，導(dǎo)致干餾 爐出口氣體量大，油回收系統(tǒng)龐大復(fù)雜，操作繁瑣，油回收率低，裝置透氣性要求高，日處理 量小，占地面積大，不能處理小顆粒油頁巖等問題，提供一種新的油頁巖干餾工藝，這種新 工藝干餾爐的日處理量大，干餾出口氣體量小，收油率高且油回收系統(tǒng)簡單、投資小，操作 簡便。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)關(guān)鍵在于：在油頁巖干餾時(shí)，熱載體不和油頁巖直接接觸，干餾產(chǎn)生 的油氣不和熱載體混合在一起，而且能將在干餾爐內(nèi)各個(gè)位置的油頁巖都能均勻地被加熱 到500°C?550°C，實(shí)現(xiàn)完全干餾和均勻干餾。采取煙氣間接加熱和在干餾爐中安裝均熱器 的方法可以實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。
[0007] 煙氣間接加熱干餾油頁巖工藝的主要特征是：在干餾爐中設(shè)置均熱器，干餾油頁 巖的熱載體是煙氣；煙氣不和油頁巖直接接觸，油頁巖在干餾過程中，煙氣在均熱管內(nèi)流 動(dòng)，干餾氣體在均熱管外流動(dòng)，煙氣不和干餾氣體混合在一起；煙氣進(jìn)入均熱器的溫度為 650°C?750°C，其所提供的熱量將油頁巖加熱到油頁巖干餾所需要的溫度500°C?550°C， 使油頁巖能達(dá)到均勻干餾，完全干餾。具體特點(diǎn)分述如下： 1、 干餾油頁巖的熱載體是煙氣。如前所述，樺甸工藝、撫順工藝的熱載體是瓦斯或瓦 斯和煙氣的混合物，高溫瓦斯的制取很困難，不僅需要復(fù)雜的設(shè)備，而且需要一定的操作水 平。而煙氣的制取則很容易而且沒有危險(xiǎn)性； 2、 煙氣不和油頁巖直接接觸，對(duì)油頁巖進(jìn)行間接加熱，不是直接加熱。熱載體直接加熱 式干餾工藝從表象看，好像能把油頁巖很均勻地加熱，實(shí)際上并非如此，由于油頁巖在干餾 爐中的自然堆積，有些地方空隙大，氣流容易通過，有些地方空隙小，氣流很難通過。熱載體 直接加熱式干餾工藝盡管在均勻布料，均勻布?xì)馍舷铝撕芏喙Ψ颍珷t內(nèi)局部堵塞，偏流等 現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，使油頁巖不能得到均勻加熱。而在煙氣間接加熱干餾油頁巖工藝中，由于很 容易將均熱管布置在干餾爐的各個(gè)位置，只要和均熱管接觸的油頁巖都能得到均勻加熱， 從而實(shí)現(xiàn)均勻干餾； 3、 油頁巖在干餾過程中，煙氣在管內(nèi)流動(dòng)，干餾氣體在管外流動(dòng)，煙氣不和干餾氣體混 合在一起。在熱載體直接加熱式干餾工藝中，由于熱載體和油頁巖直接接觸，油頁巖干餾產(chǎn) 生的干餾氣體就和熱載體混合在一起，無法分離，造成干餾爐出口氣量大，少量的頁巖油被 均攤在大量的出口氣體中，油回收難、油回收率低、油回收系統(tǒng)龐大等一系列弊病。而在煙 氣間接加熱干餾油頁巖工藝中，由于熱載體不和油頁巖直接觸，干餾氣體和熱載體自然分 離，有效地解決了直接加熱式干餾工藝不能克服的缺陷； 4、 煙氣進(jìn)入均熱管的溫度為650°C?750°C，其所提供的熱量能將油頁巖加熱到油頁 巖干餾所需要的溫度500°C?550°C。眾所周知，油頁巖只要被加熱到500°C?550°C就能 實(shí)現(xiàn)完全干餾，熱載體的溫度不需要太高，而在撫順工藝和茂名工藝中，燃燒獲得的熱載體 的溫度一般都在l〇〇〇°C左右，無法控制在750°C以下，所以干餾爐常常發(fā)生油二次裂解、燒 油、結(jié)焦等問題。樺甸工藝雖然能將熱載體的溫度控制在750°C以下，但存在制取困難，在 制取中又出現(xiàn)瓦斯析碳等令人頭痛的問題。而在本發(fā)明工藝中，通過混兌空氣或煙氣的方 法，很簡單、也很有效地將熱載體的溫度控制在750°C以下，而且沒有析碳等問題，解決了熱 載體直接加熱式干餾工藝無法解決的技術(shù)問題； 5、干餾爐中同一截面溫度相近，各處油頁巖受熱均勻。由于均熱管呈水平層狀布置， 在干餾爐中同一截面的各點(diǎn)溫度基本一致，干餾爐中不同層面的油頁巖受熱均勻，油頁巖 能達(dá)到均勻干餾，完全干餾。
[0008] 所述均熱器的主要特征是： 1、 均熱器由管板、均熱管、煙氣室、煙氣進(jìn)口管、煙氣出口管等組成；管板直立設(shè)置，和 爐墻平行，管板和爐墻之間構(gòu)成煙氣室，兩塊管板間形成油頁巖通道；均熱管為多層水平布 置的管束，均熱管從油頁巖通道中穿過，兩端固定在管板上；煙氣室中設(shè)置有隔板，隔板的 作用是引導(dǎo)煙氣流向，煙氣在隔板的作用下定向迂回流動(dòng)； 2、 均熱管為多層水平布置的管束，每根均熱管的長度不大于800mm，均熱管的管間距不 小于油頁巖最大粒徑的4倍，層間距大于油頁巖最大粒徑的5倍，層與層之間的管子為錯(cuò) 排，均熱管的層數(shù)不少于10層； 3、 煙氣進(jìn)口管設(shè)置于煙氣室的下部，煙氣出口管設(shè)置于煙氣室的上部； 4、 均熱器是一個(gè)熱交換器，它的功能是將煙氣攜帶的熱量傳遞給油頁巖。熱載體煙氣 在均熱管中作水平方向流動(dòng)，油頁巖在均熱管外作垂直方向運(yùn)動(dòng)，煙氣和油頁巖不直接接 觸，而是通過均熱管壁以及管板向油頁巖傳遞熱量； 5、 油頁巖干餾產(chǎn)生的油氣在均熱管外向上運(yùn)動(dòng)，通過干餾油氣排出管排出爐外，煙氣 不和油頁巖直接接觸，不和干餾氣體混合在一起，通過煙氣排出管排出爐外； 6、 煙氣進(jìn)入均熱器的溫度為650°C?750°C，排出溫度為350°C?450°C ; 7、 同一根、同一層的均熱管內(nèi)的煙氣進(jìn)口和出口溫差不大于20°C，使干餾爐中同一截 面的油頁巖受熱均勻，溫度基本一致，油頁巖能達(dá)到均勻干餾，完全干餾。
[0009] 具體方案為：在干餾爐中設(shè)置均熱器，均熱器由多層水平布置的均熱管和煙氣室 等組成，均熱管入口煙氣溫度為650°C?750°C，出口煙氣溫度為350°C?450°C，同一層的 均熱管內(nèi)的煙氣溫降不大于20°C，煙氣從設(shè)置于均熱器上部的煙氣排出管排出；均熱器兩 側(cè)的管板和均熱管同時(shí)向從均熱器中間通過的油頁巖供熱，傳熱的方式為輻射、傳導(dǎo)、對(duì)流 三種方式，將油頁巖加熱到500°C?550°C發(fā)生干餾。干餾產(chǎn)生的干餾油氣從設(shè)置于干餾爐 上部的干餾油氣排出管排出。圖1為安裝有均熱器的干餾爐示意圖。燃燒室設(shè)置于均熱 器的下部，油頁巖從均熱器的中間通道通過。這種煙氣間接加熱干餾油頁巖的工藝使用的 熱載體是煙氣，煙氣是在工業(yè)生產(chǎn)中最容易獲得的一種熱載體，將經(jīng)過收油后的干餾氣體 (即干餾瓦斯)和助燃空氣引入燃燒室中燃燒即可獲得高溫?zé)煔?。燃燒室可以設(shè)置在干餾爐 內(nèi)，也可以設(shè)置在干餾爐外。圖1為燃燒室設(shè)置于干餾爐內(nèi)的煙氣制取方法，燃燒室內(nèi)設(shè)有 瓦斯燒嘴，將助燃空氣和瓦斯引入燃燒室燃燒。通常燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔鉁囟仍?00°C? 1000°C，而均熱器需要的煙氣溫度為650°C?750°C，因此在燃燒室上部設(shè)有混兌氣體管， 混兌一部分空氣或煙氣使其降低到需要的溫度?；靸稓怏w可以是空氣，也可以使用均熱器 排放的煙氣。圖2為燃燒室設(shè)置于干餾爐外的煙氣制取方法，燃燒室內(nèi)設(shè)有瓦斯燒嘴，將助 燃空氣和瓦斯引入燃燒室燃燒，燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔庠谌紵疑喜颗c混兌氣體相遇，混兌 氣體可以是空氣，也可以使用均熱器排放的煙氣?；靸逗鬁囟冉档偷?50°C?750°C，再通 過煙氣管道送入干餾爐的均熱器。油頁巖從常溫加熱到干餾溫度500°C?550°C需要有一 定的時(shí)間，均熱管將熱量傳遞給油頁巖需要一定的長度，而為了保證干餾均勻，每根均熱管 的長度又不能大于800_，因此均熱管要求有足夠的層數(shù)，一般不能少于10層。當(dāng)均熱器排 煙溫度過高時(shí)，可增加均熱管的層數(shù)。
[0010] 干餾爐內(nèi)設(shè)置的均熱器的數(shù)量根據(jù)處理量的大小決定，處理量大時(shí)可設(shè)置多個(gè)均 熱器；干餾爐內(nèi)設(shè)置多個(gè)均熱器時(shí)設(shè)置方式是并列。當(dāng)需要大處理量的干餾爐時(shí)，可將多個(gè) 均熱器并列在一起。由于每個(gè)均熱器的功能是一樣的，都能使經(jīng)過其中間通道的油頁巖實(shí) 現(xiàn)均勻干餾和完全干餾，干餾油氣在上部匯集后排出，不會(huì)發(fā)生直接加熱式干餾爐經(jīng)常出 現(xiàn)的氣流分布不均，從而導(dǎo)致干餾過火或干餾不完全的情況。一般有一個(gè)均熱器的干餾爐 日處理量為100?150t，當(dāng)設(shè)置10個(gè)均熱器時(shí)，干餾爐的日處理量就可達(dá)到1000?1500t。
[0011] 本發(fā)明工藝的技術(shù)關(guān)鍵是保證油頁巖在干餾爐中被均勻加熱到500°C?550°C， 實(shí)現(xiàn)均勻干餾和完全干餾。如果油頁巖不能被加熱到500°C?550°C就不能實(shí)現(xiàn)完全干餾； 如果有部分油頁巖不能被加熱到500°C?550°C，就不能實(shí)現(xiàn)均勻干餾。因此本發(fā)明采取了 在干餾爐中加裝均熱器的措施，均熱器的兩塊直立管板之間構(gòu)成油頁巖通道，油頁巖從上 而下運(yùn)動(dòng)時(shí)，經(jīng)過多層水平布置的均熱管時(shí)吸收在均熱管中迂回流動(dòng)的煙氣的熱量，所以 每一塊油頁巖都能得到均勻的加熱。油頁巖在均熱器中，雖然從上而下溫度逐漸升高，但同 一截面的油頁巖溫度基本上是相同的，可以視為均勻受熱。當(dāng)干餾爐內(nèi)油頁巖抵達(dá)均熱器 末端時(shí)，正是均熱器中煙氣溫度的最高處，最高溫度達(dá)到650°C?750°C時(shí)，可以將油頁巖 全部加熱到500°C?550°C，油頁巖被完全干餾。所以在干餾爐中設(shè)置均熱器后，能夠均勻 地將全部油頁巖都加熱到干餾所需要的溫度。
[0012] 本發(fā)明工藝適用于小顆粒油頁巖干餾煉油，也適用于對(duì)油砂和煤炭的干餾。
[0013] 煙氣間接加熱干餾油頁巖工藝和直接加熱干餾油頁巖工藝相比，具有如下明顯的 優(yōu)點(diǎn)： 1、熱載體和干餾產(chǎn)生的油氣不混合在一起，各走各的通道，干餾油氣最大限度地純凈 化，體積降到最小。
[0014] 2、均熱器的使用，使油頁巖能被均勻加熱到500°C?550°C，而且最高溫度不超過 550°C，所以既不會(huì)造成油的二次裂解，又不可能造成油頁巖結(jié)焦，穩(wěn)定了干餾過程，提高了 油的回收率。
[0015] 3、干餾爐出口氣體量小。無論是撫順工藝還是茂名工藝和樺甸工藝，干餾爐出口 氣體量都在l〇〇〇Nm 3 / t頁巖左右。由于煙氣間接加熱干餾油頁巖工藝，沒有煙氣混入，干 餾爐出口氣體只有干餾產(chǎn)生的油氣和水蒸氣，沒有熱載體，其體積僅為直接加熱工藝的十 分之一，使油回收系統(tǒng)大大簡化，動(dòng)力消耗大大降低。
[0016] 4、提高了干餾爐出口氣體的發(fā)熱值。由于干餾爐出口氣體為純凈的干餾瓦斯，一 般發(fā)熱值都能達(dá)到7000kcal / Nm3,甚至更高，是直接干餾工藝的十倍左右，為瓦斯利用創(chuàng) 造了條件。
[0017] 5、干餾爐熱量能實(shí)現(xiàn)自平衡。由于無須建設(shè)熱載體的加熱裝置，減少了熱載體制 取過程和輸送過程中的熱量損失，大大提高了熱能利用的效率，對(duì)含油率和含氣量低的油 頁巖干餾煉油時(shí)，也不需要建設(shè)煤氣發(fā)生爐等為干餾爐補(bǔ)充熱源，節(jié)省了初始投入，降低了 運(yùn)行成本。
[0018] 6、可用于小顆粒油頁巖干餾煉油。由于采取熱載體和油頁巖間接接觸換熱的工 藝，對(duì)干餾爐內(nèi)透氣性沒有嚴(yán)格要求，均熱器又保證了油頁巖均勻受熱的要求，所以能處理 小顆粒油頁巖的干餾煉油。
[0019] 7、干餾爐處理能力加大。由于直接加熱式干餾爐受均勻布?xì)夂途鶆虿剂弦蟮南?制，目前國內(nèi)直接加熱式干餾爐的最大日處理量為500噸，而間接加熱式干餾爐的日處理 量可以達(dá)到5000噸甚至更高，是直接式干餾爐的10倍以上，為油頁巖干餾煉油設(shè)備大型化 和油頁巖干餾煉油現(xiàn)代化創(chuàng)造了條件。
[0020] 本發(fā)明的工藝流程如下：油頁巖從干餾爐的上部連續(xù)加入，從干餾爐的下部連續(xù) 排出；650°C?750°C的煙氣熱載體從均熱器下部進(jìn)入均熱器的煙氣室，煙氣室兩側(cè)的管板 和均熱管相連接，煙氣室中間設(shè)有隔板，使煙氣在均熱管中作迂回流動(dòng)，在流動(dòng)過程中將熱 量傳遞給油頁巖。同時(shí)煙氣室兩側(cè)的管板也向從均熱器中間通道通過的油頁巖輻射和傳 導(dǎo)熱量。煙氣向油頁巖傳遞熱量后溫度降低到350°C?450°C，從煙氣室上部排出爐外。 油頁巖加入干餾爐后依靠自身重力從上往下運(yùn)動(dòng)，在經(jīng)過均熱器時(shí)被逐步加熱，最后達(dá)到 500°C?550°C，實(shí)現(xiàn)干餾。干餾產(chǎn)生的油氣在爐內(nèi)自然上升，在升到干餾爐頂部時(shí)經(jīng)油氣 排出管排出爐外，送油回收系統(tǒng)回收頁巖油?；厥枕搸r油后的干餾氣體又被送入燃燒室燃 燒，燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔鉁囟仍?00°C?1000°C，經(jīng)混兌一部分空氣或煙氣后溫度降低到 650°C?750°C，進(jìn)入均熱器對(duì)油頁巖進(jìn)行干餾。如此循環(huán)，形成連續(xù)的干餾工藝。
[0021] 本發(fā)明和國內(nèi)現(xiàn)在普遍使用的內(nèi)燃式撫順式油頁巖干餾工藝和樺甸全循環(huán)工藝 相比，具有如下明顯的優(yōu)點(diǎn)。一是處理量大，撫順爐日處理量為100噸，樺甸爐為300噸， 本發(fā)明多個(gè)均熱器并列的干餾爐日處理量可以達(dá)到5000噸以上；二是油的回收率高，由于 采用煙氣間接加熱油頁巖，爐內(nèi)無燃燒反應(yīng)，油氣在爐內(nèi)不會(huì)被燒掉，提高了油的回收率， 撫順式干餾爐油的回收率為60 - 65%，本發(fā)明收油率在90%以上；三是節(jié)能，雖然本工藝 為煙氣間接加熱，但實(shí)際上是煙氣的熱量直接用于干餾，取消了蓄熱式加熱爐(加熱爐流程 是：瓦斯燃燒產(chǎn)生的煙氣加熱格子磚，格子磚再加熱循環(huán)瓦斯，循環(huán)瓦斯再加熱油頁巖)，減 少了熱能轉(zhuǎn)換次數(shù)，提高了熱效率。整個(gè)干餾煉油所需熱量完全來源于油頁巖本身，不需要 從外部補(bǔ)充熱源，降低了系統(tǒng)的熱量消耗；四是提高了資源利用率。本工藝對(duì)爐內(nèi)氣體的通 透性要求不高，可以利用小顆粒油頁巖進(jìn)行干餾煉油。而撫順和樺甸全循環(huán)工藝均不能利 用小顆粒油頁巖，資源利用率只能達(dá)到70%?80%。五是環(huán)保，本發(fā)明干餾工藝排放的是 煙氣，只需要通過常規(guī)處理就可以達(dá)到國家環(huán)保要求；六是投資省。本發(fā)明干餾工藝流程 中取消了加熱爐和煤氣發(fā)生爐，而且由于出口氣體量小，大大縮減了油回收系統(tǒng)，節(jié)省了投 資；七是經(jīng)濟(jì)效益好，由于動(dòng)力消耗降低，油收率提高，經(jīng)濟(jì)效益明顯增加。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 圖1是煙氣間接加熱干餾油頁巖工藝示意圖。圖中所示各部分分別是：1、油頁巖 給料裝置，2、干餾氣體排出管，3、干餾爐，4煙氣排出管，5、均熱器煙氣室隔板，6、均熱器管 板，7、均熱管，8、混兌氣體進(jìn)入管，9、助燃空氣進(jìn)入管，10、燃料瓦斯進(jìn)入管，11、燃燒室，12、 煙氣室。
[0023] 圖2是燃燒室設(shè)置于均熱器外的熱載體制取和均熱器結(jié)構(gòu)示意圖；圖中所示各部 分分別是：1、油頁巖給料裝置，2、干餾氣體排出管，3、干餾爐，4煙氣排出管，5、均熱器煙氣 室隔板，6、均熱器管板，7、均熱管，8、混兌氣體進(jìn)入管，9、助燃空氣進(jìn)入管，10、燃料瓦斯進(jìn) 入管，11、燃燒室，12、煙氣室，13、煙氣輸送管。
[0024] 圖3是均熱器管束排列示意圖；圖中所示各部分分別是：6、均熱器管板，7、均熱 管。

【具體實(shí)施方式】
[0025] 本發(fā)明煙氣間接加熱干餾油頁巖工藝流程如圖1所示，其特征是：熱載體煙氣在 均熱器的均熱管7中作水平方向流動(dòng)，油頁巖在均熱器的均熱管7外作垂直方向運(yùn)動(dòng)，煙氣 和油頁巖不直接接觸，而是通過均熱器的管板6和均熱管7的管壁向油頁巖傳遞熱量；油頁 巖干餾產(chǎn)生的油氣在均熱器的均熱管7外向上運(yùn)動(dòng)，通過干餾氣體排出管2排出爐外；煙 氣不和油頁巖直接接觸，不和干餾氣體混合在一起，通過煙氣排出管4排出爐外；煙氣進(jìn)入 均熱器的溫度為650°C?750°C，排出溫度為350°C?450°C。圖中：油頁巖從干餾爐的上 部的給料裝置1連續(xù)加入干餾爐3內(nèi)，向下經(jīng)過均熱器的中間通道，最后從下部連續(xù)排出； 650°C?750°C的煙氣熱載體從均熱器下部進(jìn)入均熱器的煙氣室12，煙氣室12兩側(cè)的管板6 與均熱管7連接，煙氣室12中間設(shè)有煙氣室隔板5,使煙氣在均熱管7中作迂回流動(dòng)，在流 動(dòng)過程中將熱量傳遞給油頁巖；同時(shí)煙氣室12兩側(cè)的管板6也向從均熱器的中間通道通過 的油頁巖福射和傳導(dǎo)熱量。煙氣向油頁巖傳遞熱量后溫度降低到350°C?450°C，從煙氣室 上部的煙氣排出管4排出爐外。油頁巖加入干餾爐后依靠自身重力從上往下運(yùn)動(dòng)，在經(jīng)過 均熱器時(shí)被逐步加熱，最后達(dá)到500°C?550°C，實(shí)現(xiàn)干餾。干餾產(chǎn)生的油氣在爐內(nèi)自然上 升，在升到干餾爐3的頂部時(shí)經(jīng)油氣排出管2排出爐外，送油回收系統(tǒng)回收頁巖油。收油后 的干餾氣體送到設(shè)置于均熱器下部的燃燒室12,從燃料瓦斯進(jìn)入管10進(jìn)入，助燃空氣從助 燃空氣進(jìn)入管9進(jìn)入，在燃燒室12中燃燒，燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔鉃?00°C?1000°C，上升到 燃燒室12上部時(shí)，與從混兌氣體進(jìn)入管8進(jìn)入的混兌氣體相遇，混兌氣體可以是空氣，也可 以是均熱器排放的煙氣，將高溫?zé)煔饣靸冻?50°C?750°C，煙氣進(jìn)入均熱器后，在均熱管7 中作迂回流動(dòng)，重復(fù)上述的干餾過程。
[0026] 圖2是燃燒室設(shè)置于均熱器外的熱載體制取和均熱器結(jié)構(gòu)示意圖，燃料瓦斯從燃 料瓦斯進(jìn)入管10進(jìn)入，助燃空氣從助燃空氣進(jìn)入管9,在燃燒室12中燃燒，燃燒產(chǎn)生的高 溫?zé)煔鉃?00°C?1000°C，混兌氣體從混兌氣體進(jìn)入管8進(jìn)入，混兌氣體可以是空氣，也可 以使用均熱器排放的煙氣，將高溫?zé)煔饣靸冻?50°C?750°C，經(jīng)煙氣輸送管13送入煙氣室 12。煙氣進(jìn)入均熱器后的工藝流程同圖1所作的說明。很明顯，這一方式由于煙氣在輸送 過程中有熱量損失，熱能利用率不如圖1所示的方案，但當(dāng)生產(chǎn)現(xiàn)場有可以利用的煙氣時(shí)， 也是可取的一種方法。
[0027] 圖3為均熱管7在均熱器管板6上的排列方法，層與層之間的排列方式為錯(cuò)排。 這主要是考慮油頁巖通過均熱管時(shí)會(huì)發(fā)生方向改變，可以起到松動(dòng)料層和使油頁巖均勻受 熱，從而達(dá)到均勻干餾的目的。同一層均熱管的管間距不小于油頁巖最大粒徑的4倍，可 以防止油頁巖在通過均熱管時(shí)發(fā)生搭橋現(xiàn)象，造成物料流通不暢，甚至堵塞干餾爐；均熱管 上下兩層的層間距大于油頁巖最大粒徑的5倍，主要是考慮使油頁巖在下落過程時(shí)流通順 暢，既能充分吸收均熱管傳遞的熱量，又不會(huì)因管子過密而影響物料的下移。均熱管長度不 大于800_，因?yàn)槿绻鶡峁荛L度太長的話，均熱管首端和末端的溫降會(huì)較大，將會(huì)出現(xiàn)在 同一截面油頁巖受熱不均，干餾不完全的現(xiàn)象。
[0028] 均熱管的層數(shù)根據(jù)油頁巖在干餾中消耗熱量的多少?zèng)Q定。消耗熱量大的層數(shù)多一 些，消耗熱量小的層數(shù)少一些。一般，均熱管的層數(shù)不少于10層。不同品質(zhì)的油頁巖在干 餾過程中消耗的熱量不相同，特別是含水量大的油頁巖干餾時(shí)消耗熱量很大，需要均熱管 傳遞的熱量也多，因此對(duì)含水量大于5%的油頁巖干餾時(shí)，均熱管的層數(shù)要大于12層。
[0029] 附圖1只表述了有一個(gè)均熱器的干餾爐的工藝流程和工作原理，通常有一個(gè)均熱 器的干餾爐日處理量為l〇〇t?150t。如需要加大干餾爐的處理量只需要將若干個(gè)均熱器 并聯(lián)排列即可，比如需要干餾爐的處理量達(dá)到l〇〇〇t以下上，那將10個(gè)均熱器并聯(lián)排列在 一起即可實(shí)現(xiàn)。
[0030] 本發(fā)明具體實(shí)施需要注意五個(gè)問題。一是在熱載體進(jìn)入均熱管時(shí)，溫度應(yīng)控制在 650°C?750之間，不宜過高，也不宜過低，高了會(huì)導(dǎo)致油頁巖溫度超過550°C，油品質(zhì)量下 降，低了，油頁巖達(dá)不到干餾所需溫度，油回收率下降。二是當(dāng)使用多個(gè)均熱器并列的干餾 爐時(shí)，可能出現(xiàn)燃燒室工況不一樣，均熱管進(jìn)口煙氣溫度不一樣，當(dāng)溫度誤差在20°C以內(nèi) 時(shí)，不要調(diào)整，以免頻繁調(diào)整，使干餾爐工況更不協(xié)調(diào)。當(dāng)溫度誤差超過20°C以上時(shí)，可適 當(dāng)調(diào)整混兌氣體量，使?fàn)t內(nèi)溫度盡量保持均衡。三是對(duì)不同粒徑的油頁巖進(jìn)行干餾煉油時(shí)， 對(duì)均熱管的管間距、層間距應(yīng)作相應(yīng)調(diào)整，避免棚料和堵料。四是對(duì)含水量高的油頁巖進(jìn)行 干餾煉油時(shí)，對(duì)油頁巖應(yīng)進(jìn)行干燥除塵等預(yù)處理。五是煙氣的排出溫度要控制在350°C? 450°C之間，不宜過高，否則將降低系統(tǒng)的熱利用效率。
【權(quán)利要求】
1. 一種煙氣間接加熱油頁巖干餾工藝，其特征是：在干餾爐中設(shè)置均熱器，干餾油頁 巖的熱載體是煙氣；煙氣不和油頁巖直接接觸，油頁巖在干餾過程中，煙氣在均熱管內(nèi)流 動(dòng)，干餾氣體在均熱管外流動(dòng)，煙氣不和干餾氣體混合在一起；煙氣進(jìn)入均熱器的溫度為 650°C?750°C，其所提供的熱量將油頁巖加熱到油頁巖干餾所需要的溫度500°C?550°C， 使油頁巖能達(dá)到均勻干餾，完全干餾。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣間接加熱油頁巖干餾工藝，其特征是：煙氣通過在燃燒 室中燃燒收油后的干餾氣體獲得；燃燒室可以設(shè)置在干餾爐內(nèi)，也可以設(shè)置在干餾爐外； 燃燒室內(nèi)設(shè)有瓦斯燒嘴，將助燃空氣和瓦斯引入燃燒室燃燒，燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔鉁囟仍?800°C?1000°C，在燃燒室上部設(shè)有混兌氣體管，燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔庠谌紵疑喜颗c混兌 氣體相遇，溫度降低到650°C?750°C，再送入設(shè)置于干餾爐內(nèi)的均熱器；混兌氣體是空氣 或均熱器排放的煙氣。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣間接加熱油頁巖干餾工藝，其特征是：熱載體煙氣在均 熱器的均熱管中作水平方向流動(dòng)，油頁巖在均熱器的均熱管外作垂直方向運(yùn)動(dòng)，煙氣通過 均熱器的管板和均熱管的管壁向油頁巖傳遞熱量；油頁巖干餾產(chǎn)生的油氣在均熱器的均熱 管外向上運(yùn)動(dòng)，通過干餾氣體排出管排出爐外；煙氣通過煙氣排出管排出爐外，排出溫度為 350°C ?450°C。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣間接加熱油頁巖干餾工藝，其特征是：進(jìn)入均熱器的煙 氣溫度的控制通過混兌氣體量來調(diào)節(jié)，最高溫度控制在750°C以下，干餾爐內(nèi)的干餾段溫度 保持在500°C?550°C之間。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣間接加熱油頁巖干餾工藝，其特征是：適用于對(duì)油砂和 煤炭的干餾。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣間接加熱油頁巖干餾工藝，其特征是：干餾爐內(nèi)設(shè)置的 均熱器的數(shù)量根據(jù)處理量的大小決定，處理量大時(shí)可設(shè)置多個(gè)均熱器；干餾爐內(nèi)設(shè)置多個(gè) 均熱器時(shí)設(shè)置方式是并列。
7. -種可實(shí)現(xiàn)煙氣間接加熱油頁巖干餾工藝的均熱器，其特征是：均熱器由管板、均 熱管、煙氣室、煙氣進(jìn)口管、煙氣出口管等組成；管板直立設(shè)置，和爐墻平行，管板和爐墻之 間構(gòu)成煙氣室，兩塊管板間形成油頁巖通道；均熱管為多層水平布置的管束，均熱管從油頁 巖通道中穿過，兩端固定在管板上；煙氣室中設(shè)置有隔板，隔板的作用是引導(dǎo)煙氣流向，煙 氣在隔板的作用下定向迂回流動(dòng)；煙氣進(jìn)口管設(shè)置于煙氣室的下部；煙氣出口管設(shè)置于煙 氣室的上部。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的均熱器，其特征是：均熱管為多層水平布置的管束，同一根 均熱管內(nèi)的煙氣進(jìn)口和出口溫差不大于20°C ;均熱管的管間距不小于油頁巖最大粒徑的4 倍，層間距大于油頁巖最大粒徑的5倍，層與層之間的管子排列方式為為錯(cuò)排。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的均熱器的均熱管，其特征是：均熱管的層數(shù)根據(jù)油頁巖在干 餾中消耗熱量的多少?zèng)Q定；消耗熱量大的層數(shù)多一些，消耗熱量小的層數(shù)少一些；均熱管 的層數(shù)不少于10層。
【文檔編號(hào)】C10B53/06GK104140830SQ201310169518
【公開日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2013年5月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月10日
【發(fā)明者】吳冠峰 申請(qǐng)人:沈陽海源干餾設(shè)備技術(shù)開發(fā)有限公司