一種塊狀四段移動床富氫環(huán)境干餾爐及其干餾方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于能源化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種動力消耗低、能源利用率高、產(chǎn)油率高、油品質(zhì)量好、油氣粉塵量少、煤氣熱值高、資源利用率高的塊狀四段移動床富氫環(huán)境干餾爐及其干餾方法。
【背景技術(shù)】
[0002]低階煤(如弱粘煤、不粘煤、長煙煤、褐煤、泥炭等)、油頁巖開發(fā)，主要途徑就是通過低溫干餾獲取高附加值的清潔能源一一油、氣、半焦。由于兩種有機礦物質(zhì)的性質(zhì)、組成、特性不同，干餾目的不同，所采用的干餾工藝技術(shù)也不盡相同。但多出油，出好油；煤氣熱值高，有利于開發(fā)利用；半焦質(zhì)量(主要指揮發(fā)分)好，便于掌控，這才是好的干餾工藝技術(shù)所應(yīng)具備的。
[0003]目前塊狀低溫干餾技術(shù)較多，均采用氣體熱載體移動床方式，相對來講比較成熟。如煤的低溫干餾有三江爐、魯奇三段爐，油頁巖低溫干餾有撫順爐、茂名爐、吉林成大爐、愛沙尼亞基維特爐、巴西佩特洛瑟克斯?fàn)t等，每種干餾爐都有它的優(yōu)缺點。如煤低溫干餾的三江爐，是以半焦(蘭炭)為主產(chǎn)品，焦油為副產(chǎn)品，煤氣被煙氣沖稀熱值低；魯奇三段爐，是以焦油為主產(chǎn)品，半焦為副產(chǎn)品，煤氣同樣被煙氣沖稀，熱值低不好利用。煤的低溫干餾技術(shù)，主要存在問題:油品產(chǎn)率低、質(zhì)量差，煤氣熱值低、不好利用。
[0004]油頁巖低溫干餾目的只是獲取高產(chǎn)率、高質(zhì)量的頁巖油，如撫順爐、茂名爐是帶有發(fā)生段的干餾爐，是以循環(huán)煤氣和發(fā)生爐煤氣為熱載體，可以利用部分半焦的化學(xué)潛熱(由于油頁巖塊徑較大，所以固定碳利用有限)，煤氣被煙氣沖稀，熱值低不好利用；基維特爐，是以熱煙作為干餾熱載體，半焦化學(xué)潛熱沒有利用，煤氣同樣被煙氣沖?。患殖纱鬆t、巴西佩特洛瑟克斯?fàn)t，是以循環(huán)煤氣為熱載體，煤氣熱值高，便于加工利用。雖然回收了半焦的顯熱，但油頁巖的半焦化學(xué)潛熱沒有利用。無論上述何種油頁巖干餾爐，均存在干燥、干餾產(chǎn)生的氣體相混，氣體熱載體沖淡了熱解煤氣，使熱解煤氣熱值低，不利于后期利用；干燥產(chǎn)生的水蒸氣混入油氣中，使得油氣回收系統(tǒng)相對龐大、復(fù)雜；另外，干燥、預(yù)熱與干餾同爐，增加了干餾過程的供熱；而且干餾爐內(nèi)難以形成富氫環(huán)境，使得油品產(chǎn)率不高，質(zhì)量較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的第一目的在于提供一種動力消耗低、能源利用率高、產(chǎn)油率高、油品質(zhì)量好、油氣粉塵量少、煤氣熱值高、資源利用率高的塊狀四段移動床富氫環(huán)境干餾爐；第二目的在于提供一種實現(xiàn)第一目的的干餾方法。
[0006]本發(fā)明的第一目的是這樣實現(xiàn)的:包括自上而下依次設(shè)置的干燥預(yù)熱段、密封段、干餾段、冷卻段，所述干燥預(yù)熱段上部設(shè)置有進(jìn)料口和下部設(shè)置有進(jìn)氣口、上部遠(yuǎn)離進(jìn)氣口端設(shè)置有排氣口，所述密封段通過內(nèi)部設(shè)置的星形給料機連通上部的干燥預(yù)熱段與下部的干餾段，所述干餾段中部或下部設(shè)置有高溫煤氣入口和上部設(shè)置有與油氣回收系統(tǒng)連通的油氣出口，所述冷卻段與干餾段連通，所述冷卻段底部設(shè)置出焦口與出焦系統(tǒng)連接且下部設(shè)置有冷煤氣入口。
[0007]本發(fā)明的第二目的是這樣實現(xiàn)的:包括干燥預(yù)熱、密封、干餾、冷卻步驟，具體包括:
A、干燥預(yù)熱:將干餾原料逐漸投入干燥預(yù)熱段中，自干燥預(yù)熱段下部通入300?400°C熱煙氣對干餾原料進(jìn)行升溫加熱干燥至水分< 1%和溫度> 110°C，干燥廢氣收集后經(jīng)上側(cè)排出；
B、密封:A步驟干燥預(yù)熱后的干餾原料逐漸落入密封段內(nèi)設(shè)置的星形給料機上，通過星形給料機及干餾原料將干燥預(yù)熱段與干餾段密封隔離；
C、干餾:B步驟中的干餾原料通過星形給料機的旋轉(zhuǎn)經(jīng)布料裝置進(jìn)入干餾段，自干餾段中部或下部通入650?750°C的高溫煤氣與自冷卻段上升的加熱煤氣共同對干餾原料進(jìn)行逐級升溫加熱熱解，揮發(fā)份由干餾段上部的油氣出口導(dǎo)出至油氣回收系統(tǒng)分離和回收油氣;
D、冷卻:C步驟干餾后的半焦落入冷卻段，自冷卻段下部通入冷煤氣對半焦進(jìn)行降溫和回收其顯熱，加熱后的煤氣上升至干餾段與通入的高溫煤氣一起作為干餾熱源，冷卻后的半焦由冷卻段底部出焦。
[0008]本發(fā)明在干餾爐干燥預(yù)熱段下部通入熱煙氣，干餾物料與熱煙氣直接接觸進(jìn)行干燥和預(yù)熱，同樣在干餾段中部或下部通入高溫煤氣，干餾物料與高溫煤氣直接接觸進(jìn)一步升溫和熱解，從而使干餾物料形成漸溫過程，而不像流化床、氣流床、固體熱載體(熱半焦或熱灰等)干餾那樣為“等溫”過程，煤或油頁巖中的水分、揮發(fā)分瞬間逸出造成熱崩碎，從而能有效減少排放煙氣和干餾油氣中的粉塵量；本發(fā)明中的干餾物料粒徑較大，而且在干餾爐內(nèi)運行速度比較慢，顆粒之間和顆粒與設(shè)備之間發(fā)生摩擦幾率小，物料破碎程度低，因此油氣中的粉塵量小。因此，本發(fā)明通過干餾爐的特殊油氣收集及導(dǎo)出結(jié)構(gòu)，從而能有效減輕干餾油氣中的氣固分離技術(shù)難題。干餾物料在干餾前進(jìn)行干燥脫水和預(yù)熱，大大減輕了干餾段的供熱量，且干燥、預(yù)熱段對熱源質(zhì)量要求不高，可用普通、易得的煙氣，拓寬了干燥、預(yù)熱的熱源，從而降低生產(chǎn)成本。在干燥預(yù)熱段與干餾段間設(shè)置密封段，通過密封段內(nèi)設(shè)置的星形給料機(或稱之為葉輪閘)，既使干燥、預(yù)熱段與干餾段相隔離，又能保證干餾過程的連續(xù)性，而且同比能夠有效的減少干餾爐的高度，結(jié)構(gòu)更加緊湊，且干餾段產(chǎn)生的熱解煤氣沒有被干燥預(yù)熱的其它惰性氣體氣體沖稀，熱值高，便于后續(xù)加工利用；因煤或油頁巖的游離水沒有混入干餾產(chǎn)生的油氣當(dāng)中，而是從干燥預(yù)熱段單獨排出，減輕了油氣回收系統(tǒng)負(fù)荷；因干餾油氣當(dāng)中，只是干餾物料的熱解水，因此工藝廢水量大幅度減少，所以也降低了廢水處理負(fù)荷；同時相對提高了廢水含酚量，增加了廢水回收酚的經(jīng)濟(jì)價值。干餾后的熱半焦經(jīng)下部輸入冷煤氣進(jìn)行直接冷卻，然后加熱后的煤氣進(jìn)入干餾段與高溫煤氣共同參與干餾，既回收了半焦的顯熱，又提高能源利用效率。此外，干餾熱解產(chǎn)生的熱解煤氣，其中含氫量>30%，而干餾物料干餾熱源為自身生產(chǎn)且經(jīng)間接加熱的富氫熱解煤氣，從而使干餾爐內(nèi)形成富氫環(huán)境，使煤或油頁巖、油砂等干餾物料在熱解過程中形成的自由基容易與氫結(jié)合而得到飽和生成輕質(zhì)油析出，避免形成大分子組分(重油或瀝青)和半焦組分，并能提高干餾油品的飽和度，提供產(chǎn)油率和油品質(zhì)量。而且在臨氫、催化及一定溫度作用下，煤焦油或頁巖油發(fā)生加氫脫硫、加氫脫氮、加氫脫氧、加氫脫金屬、烯烴和芳香烴加氫飽和以及加氫裂化(使轉(zhuǎn)化的重油進(jìn)一步裂化成輕組分，提高輕油收率)等反應(yīng)，達(dá)到除掉油品中的硫、氮、氧等雜質(zhì)及金屬雜質(zhì)并使烯烴飽和的目的，大大提高油品質(zhì)量和使用性能。另外，本發(fā)明的干餾爐均為靜體設(shè)備，并且干餾物料在爐中運行緩慢，所以，該干餾爐動力消耗低，設(shè)備磨損小。此外，本發(fā)明的干餾爐無論是干燥、預(yù)熱，還是干餾、冷卻，均為氣體熱載體與煤或油頁巖直接接觸，故傳熱效果好，裝置效率高。因此，本發(fā)明具有動力消耗低、能源利用率高、產(chǎn)油率高、油品質(zhì)量好、油氣粉塵量少、煤氣熱值高、資源利用率高的特點。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明干餾爐結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1之星形給料機局部剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明干餾方法流程圖；
圖中:1-干燥預(yù)熱段，11-進(jìn)料口，12-進(jìn)氣口，13-煙氣出口，14-排氣口，2-密封段，21-星形給料機，211-葉輪，212-殼體，213-減速器，214驅(qū)動器，215-進(jìn)料口，216-出料口，3-干餾段，31-高溫煤氣入口，32-油氣出口，4-冷卻段，41-出焦口，42-冷煤氣入口，5-風(fēng)機，6-油氣通道，7-沉降室，71-粉塵出口，72-閥門，73-下隔板，74-上隔板，8-震動裝置，9-角狀盒，A-加熱爐，Al-空氣入口，A2-燃料口，A3-冷循環(huán)煤氣口，A4-熱循環(huán)煤氣口，A5-熱煙口。
【具體實施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但不以任何方式對本發(fā)明加以限制，基于本發(fā)明教導(dǎo)所作的任何變更或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0011]如圖1所示，本發(fā)明的干餾爐包括自上而下依次設(shè)置的干燥預(yù)熱段1、密封段2、干餾段3、冷卻段4，所述干燥預(yù)熱段I上部設(shè)置有進(jìn)料口 11和下部設(shè)置有進(jìn)氣口 12、上部遠(yuǎn)離進(jìn)氣口 12端設(shè)置有排氣口 14，所述密封段2通過內(nèi)部設(shè)置的星形給料機22連通上部的干燥預(yù)熱段I與下部的干餾段3，所述干餾段3中部或下部設(shè)置有高溫煤氣入口 31和上部設(shè)置有與油氣回收系統(tǒng)連通的油氣出口 32，所述冷卻段4與干餾段3連通，所述冷卻段4底部設(shè)置出焦口 41與出焦系統(tǒng)連接且下部設(shè)置有冷煤氣入口 42。
[0012]所述干燥預(yù)熱段I中部設(shè)置有煙氣出口 13且其通過風(fēng)機5與進(jìn)氣口 12連通。
[0013]所述干餾段3外側(cè)設(shè)置有油氣通道6和下側(cè)設(shè)置有帶隔板的沉降室7，所述油氣出口 32與油氣通道6上部連通，所述油氣通道6下部經(jīng)沉降室7與油氣回收系統(tǒng)連通。
[0014]所述沉降室7呈“W”形結(jié)構(gòu)且底部設(shè)置有粉