本實(shí)用新型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顆粒油頁巖熱解和裂解管系統(tǒng)，用于制取清潔可燃?xì)狻?/p>

背景技術(shù)：

目前世界石油資源緊缺，日益減少，我國尤甚，必須依靠大量的進(jìn)口原油，這關(guān)系到國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國家能源安全問題。然而，我國擁有非常豐富的油頁巖資源，目前我國的熱解頁巖油產(chǎn)量居世界第一位，并且有逐年增長的趨勢?，F(xiàn)有的油頁巖干餾爐型主要有撫順爐、三江氣燃式方爐、巴西的佩特羅瑟克斯(Petrosix)爐、愛莎尼亞的葛洛特（Galoter）爐和澳大利亞的ATP爐等?，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(jià)值不高等問題。因此，如何設(shè)計(jì)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。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，設(shè)計(jì)并開發(fā)出一種油頁巖蓄熱式下行床熱解和裂解管系統(tǒng)，該反應(yīng)系統(tǒng)可進(jìn)行熱解和裂解兩種作業(yè)，裂解室內(nèi)盤旋分布著裂解管，裂解管圍繞著輻射管蜿蜒分布，熱解室產(chǎn)生的油氣，可以進(jìn)入裂解室內(nèi)的裂解管進(jìn)行深度裂解，油氣在裂解管中停留時(shí)間長，大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態(tài)烴類；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。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：

有鑒于此，本實(shí)用新型提供了一種油頁巖熱解和裂解管系統(tǒng)。根據(jù)本實(shí)用新型的實(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；連通構(gòu)件，所述連通構(gòu)件設(shè)置在所述隔熱磚墻的下部，用于將熱解室產(chǎn)生的油氣，通過所述連通構(gòu)件，通入到所述裂解室；裂解通道，裂解通道位于裂解室內(nèi)，所述裂解通道的一端與連通構(gòu)件位于裂解室的一端連接，裂解通道的另一端與裂解氣出口連接；噴淋塔，所述噴淋塔與所述裂解氣出口連接；燃?xì)夤蓿鋈細(xì)夤夼c噴淋塔連接。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本實(shí)用新型實(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，裂解室內(nèi)盤旋分布著裂解管，裂解管圍繞著輻射管蜿蜒分布，熱解室產(chǎn)生的油氣，可在裂解室內(nèi)的裂解管進(jìn)行深度裂解，油氣在裂解管中停留時(shí)間長，大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態(tài)烴類，該反應(yīng)系統(tǒng)可產(chǎn)生大量的裂解氣產(chǎn)品，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。此外，一個(gè)爐體內(nèi)可進(jìn)行兩種作業(yè)，合二為一，頁巖利用率高，節(jié)省建造成本和占地面積。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(shí)簡化了系統(tǒng)工藝。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述連通構(gòu)件為設(shè)置在隔熱磚墻上的包括多個(gè)孔的孔帶；或者，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。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述隔熱磚墻的厚度為5-15cm，所述孔帶的高度為3-15cm，所述孔的直徑為1-3cm，所述開口的高度為3-15cm。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，該系統(tǒng)可以進(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，另一端與半焦輸送裝置相連。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，該系統(tǒng)還可以包括：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。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述裂解通道為裂解管，優(yōu)選的，所述裂解管為易傳熱材料，所述裂解管盤旋分布于裂解室內(nèi)，更優(yōu)選的，所述裂解管圍繞著輻射管蜿蜒分布，多層布置；更優(yōu)選的，所述裂解管的另一端焊接在所述裂解氣出口上。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(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。

在本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，本實(shí)用新型提供了一種利用前面所述的系統(tǒng)進(jìn)行熱解和裂解的方法。根據(jù)本實(shí)用新型的實(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)置的所述連通構(gòu)件，進(jìn)入到所述反應(yīng)器的裂解室的裂解通道內(nèi)；c.熱解產(chǎn)生的油氣進(jìn)入到所述裂解室的所述裂解通道內(nèi)，完成裂解過程，產(chǎn)生裂解氣；d.所述裂解氣通過裂解氣出口進(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?/p>

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述步驟a中，所述顆粒油頁巖從所述反應(yīng)器上部的所述進(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℃，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650-900℃。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述顆粒油頁巖的粒度為20mm以下。

本實(shí)用新型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）裂解室內(nèi)盤旋分布著裂解管，裂解管圍繞著輻射管蜿蜒分布，熱解室產(chǎn)生的油氣，可以進(jìn)入裂解室內(nèi)的裂解管進(jìn)行深度裂解，油氣在裂解管中停留時(shí)間長，大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態(tài)烴類；

3）該反應(yīng)系統(tǒng)可產(chǎn)生大量的裂解氣產(chǎn)品，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；

4）一個(gè)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

圖1為本實(shí)用新型熱解和裂解管系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。

圖2為本實(shí)用新型熱解和裂解管系統(tǒng)的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)圖。

圖3為本實(shí)用新型隔熱磚墻的正視圖。

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?13、氣化爐；14、螺旋輸送機(jī)；15、裂解管；16、蓄熱式輻射管；17、隔熱磚墻；18、連通構(gòu)件；19、熱解室；20、裂解室；21、裂解氣出口；22、進(jìn)料口；23、燃?xì)馊肟冢?4、煙氣出口；25、空氣入口；26、半焦出口。

具體實(shí)施方式

為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。下面描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對本實(shí)用新型的限制。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。

本實(shí)用新型提供了一種油頁巖熱解和裂解管系統(tǒng)。根據(jù)本實(shí)用新型的實(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，所述第一進(jìn)料裝置與所述熱解料斗5連接；熱解和裂解反應(yīng)器3，其包括：進(jìn)料口22、熱解室19、裂解室20、裂解氣出口21、蓄熱式輻射管16、裂解通道15、隔熱磚墻17和連通構(gòu)件18，其中，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，所述連通構(gòu)件設(shè)置在所述隔熱磚墻的下部，用于將熱解室產(chǎn)生的油氣，通過所述連通構(gòu)件，通入到所述裂解室；所述裂解通道位于裂解室內(nèi)；噴淋塔10，所述噴淋塔10與所述裂解氣出口連接；燃?xì)夤?2，所述燃?xì)夤?2與所述噴淋塔10連接。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本實(shí)用新型實(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，裂解室內(nèi)盤旋分布著裂解管15，裂解管圍繞著蓄熱式輻射管16蜿蜒分布，熱解室產(chǎn)生的油氣，可在裂解室內(nèi)的裂解管進(jìn)行深度裂解，油氣在裂解管中停留時(shí)間長，大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態(tài)烴類，該反應(yīng)系統(tǒng)可產(chǎn)生大量的裂解氣產(chǎn)品，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。此外，一個(gè)爐體內(nèi)可進(jìn)行兩種作業(yè)，合二為一，頁巖利用率高，節(jié)省建造成本和占地面積。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(shí)簡化了系統(tǒng)工藝。

根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，適用于該反應(yīng)器的油頁巖的粒徑不受特別限制，在本實(shí)用新型的一些優(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。

根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(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。

根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(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)本實(shí)用新型的實(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)夂涂諝猓箍扇細(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(shí)簡化了系統(tǒng)工藝。

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℃，管壁溫度利用燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥控制在500～700℃范圍，完成熱解過程，熱解產(chǎn)生的油氣，通過反應(yīng)器下部格子磚的開口，進(jìn)入到裂解室的裂解管15中，裂解室中設(shè)置了均勻布置的單向蓄熱式輻射管16，并加熱到650-900℃，管壁溫度利用燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥控制在650～900℃范圍，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)本實(shí)用新型的實(shí)施例，蓄熱式輻射管的形狀不受特別限制，在本實(shí)用新型的一些實(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。

根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(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的裂解管即可。在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，圖3為從反應(yīng)器的左向右看時(shí)，隔熱磚墻的正視圖，如圖3所示，連通構(gòu)件可以為設(shè)置在隔熱磚墻上的包括多孔的孔帶，優(yōu)選情況下，所述孔帶的高度為3-15cm，所述孔的直徑為1-3cm。連通構(gòu)件18也可以為隔熱磚墻縱向長度上，位于下部位置的開口，優(yōu)選情況下，所述開口的高度為3-15cm。

根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(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)挾鹊?/3處，隔熱磚墻的厚度為5-15cm，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(gè)爐體內(nèi)設(shè)置了熱解室和裂解室，熱解室產(chǎn)生的油氣，可以進(jìn)入裂解室中的裂解管進(jìn)行深度裂解，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(gè)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。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(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)馊肟诤桶虢馆斔脱b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13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ㄈ胄顭崾捷椛涔苤?，同時(shí)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。

根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，所述反應(yīng)器設(shè)有燃?xì)馊肟?3、空氣入口25以及煙氣出口24，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)夂团懦鰺煔?，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。

根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(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16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)。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(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。在本實(shí)用新型的一些實(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。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(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。在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，干燥裝置可以為氣流干燥器2，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(shí)，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16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。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(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晚搸r和煙氣分離即可。在本實(shí)用新型的一些實(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。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(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)6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。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(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。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(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)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。

根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，所述裂解通道的種類包括但不限為裂解管15，位于裂解室內(nèi)，所述裂解管為易傳熱材料，所述裂解通道的一端與連通構(gòu)件18位于裂解室的一端連接，裂解通道的另一端與裂解氣出口連接；所述裂解通道在裂解室設(shè)置位置包括但不限為裂解管圍繞著蓄熱式輻射管16蜿蜒分布。因而，熱解室產(chǎn)生的油氣，在裂解管中停留時(shí)間長，可以進(jìn)行深度裂解，大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態(tài)烴類，效率高。

根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，所述熱解料斗5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26，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。在本實(shí)用新型的一些實(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)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。

在本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，本實(shí)用新型提供了一種利用前面所述的系統(tǒng)進(jìn)行熱解和裂解的方法。根據(jù)本實(shí)用新型的實(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。

根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，適用于該反應(yīng)器的油頁巖的粒徑不受特別限制，在本實(shí)用新型的一些優(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。

根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(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。在本實(shí)用新型的一些實(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。

根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(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，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℃，管壁溫度利用燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥控制在500～700℃范圍，完成熱解過程。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(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)本實(shí)用新型的實(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。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(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。

b.熱解產(chǎn)生的油氣通過所述反應(yīng)器隔熱磚墻上設(shè)置的所述連通構(gòu)件，進(jìn)入到所述反應(yīng)器的裂解室的裂解通道內(nèi)。

根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(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)挾鹊?/3處，隔熱磚墻的厚度為5-15cm，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(gè)爐體內(nèi)設(shè)置了熱解室和裂解室，熱解室產(chǎn)生的油氣，可以進(jìn)入裂解室進(jìn)行深度裂解，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(gè)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。

根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(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。在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，圖3為從反應(yīng)器的左向右看時(shí)，隔熱磚墻的正視圖，如圖3所示，連通構(gòu)件可以為設(shè)置在隔熱磚墻上的包括多孔的孔帶，優(yōu)選情況下，所述孔帶的高度為3-15cm，所述孔的直徑為1-3cm。連通構(gòu)件也可以為隔熱磚墻縱向長度上，位于下部位置的開口，優(yōu)選情況下，所述開口的高度為3-15cm。

c.熱解產(chǎn)生的油氣進(jìn)入到所述裂解室的所述裂解通道內(nèi)，完成裂解過程，產(chǎn)生裂解氣。

根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，所述裂解通道的種類包括但不限為裂解管15，位于裂解室內(nèi)，所述裂解管15為易傳熱材料，所述裂解通道的一端與連通構(gòu)件位于裂解室的一端連接，裂解通道的另一端與裂解氣出口連接；所述裂解通道在裂解室設(shè)置位置包括但不限為裂解管圍繞著蓄熱式輻射管16蜿蜒分布。因而，熱解室產(chǎn)生的油氣，在裂解管中停留時(shí)間長，可以進(jìn)行深度裂解，大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態(tài)烴類，效率高。

根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(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16，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650-900℃，管壁溫度利用燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥控制在650～900℃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。

d.所述裂解氣通過裂解氣出口進(jìn)入到所述噴淋塔10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?2中儲存。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(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)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。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本實(shí)用新型實(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，裂解室內(nèi)盤旋分布著裂解管，裂解管圍繞著蓄熱式輻射管蜿蜒分布，熱解室產(chǎn)生的油氣，可在裂解室內(nèi)的裂解管進(jìn)行深度裂解，油氣在裂解管中停留時(shí)間長，大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態(tài)烴類，該反應(yīng)系統(tǒng)可產(chǎn)生大量的裂解氣產(chǎn)品，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。此外，一個(gè)爐體內(nèi)可進(jìn)行兩種作業(yè)，合二為一，頁巖利用率高，節(jié)省建造成本和占地面積。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(shí)簡化了系統(tǒng)工藝。

下面對本實(shí)用新型的油頁巖熱解和裂解管系統(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9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(shí)蓄熱式輻射管16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4，并在尾氣引風(fēng)機(jī)6的作用下進(jìn)入尾氣凈化裝置，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16 (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隔熱磚墻17上的連通構(gòu)件18進(jìn)入裂解室的裂解通道15進(jìn)行深度裂解，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13，裂解室中裂解得到的裂解氣體通過裂解氣出口21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。

下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例。

實(shí)施案例：利用蓄熱式移動床熱解和裂解管系統(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。

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18%，遠(yuǎn)高于實(shí)驗(yàn)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。裂解氣熱值高達(dá)5000kcal/m³，品質(zhì)高。

在本實(shí)用新型的描述中，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(gè)或者更多個(gè)該特征。

在本實(shí)用新型中，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(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)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)語在本實(shí)用新型中的具體含義。

在本實(shí)用新型中，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。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)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)包含于本實(shí)用新型的至少一個(gè)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(gè)或多個(gè)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。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對本實(shí)用新型的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)可以對上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型，同時(shí)，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。