油頁巖快速熱解的系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于化工領(lǐng)域，具體而言，本實(shí)用新型設(shè)及一種油頁巖快速熱解的系 統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 油頁巖熱解系統(tǒng)根據(jù)加熱方式可W分為直接傳熱爐和間接傳熱爐，而直接傳熱爐 根據(jù)采取的熱載體不同可W分為固體熱載體和氣體熱載體熱解爐。由于直接傳熱比間接傳 熱速度快、效率高，所W現(xiàn)代干饋技術(shù)主要采用直接傳熱爐。目前基于直接傳熱爐開發(fā)的技 術(shù)主要有澳大利亞的ATP爐（固體熱載體），愛沙尼亞的葛洛特（Galoter)爐（固體熱載 體）和美國(guó)Tosco公司開發(fā)的Tosco- II油頁巖干饋技術(shù)（固體熱載體），近兩年國(guó)內(nèi)研究 的油頁巖熱解系統(tǒng)主要有大連理工大學(xué)的DG技術(shù)（固體熱載體）和W上海博生公司研制 的油頁巖流化床干饋及脫碳工藝（氣體熱載體），但采取熱載體的直接加熱技術(shù)設(shè)及熱載 體的分離、再熱等，工藝復(fù)雜，導(dǎo)致系統(tǒng)連續(xù)開機(jī)時(shí)間不長(zhǎng)。而間接傳熱爐主要包括旋轉(zhuǎn)害、 步進(jìn)爐和旋轉(zhuǎn)爐等，但都存在機(jī)械運(yùn)動(dòng)，設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維護(hù)成本高，而且間接傳熱一般熱 效率不高。
[0003] 因此，現(xiàn)有的油頁巖熱解技術(shù)有待進(jìn)一步改善。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 本實(shí)用新型旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本實(shí) 用新型的一個(gè)目的在于提出一種油頁巖快速熱解的系統(tǒng)，該系統(tǒng)可W實(shí)現(xiàn)油頁巖的快速熱 解，并且所得頁巖油產(chǎn)率較高。
[0005] 在本實(shí)用新型的一個(gè)方面，本實(shí)用新型提出了一種油頁巖快速熱解的系統(tǒng)。根據(jù) 本實(shí)用新型的實(shí)施例，該系統(tǒng)包括：
[0006] 快速熱解反應(yīng)器，
[0007] 所述快速熱解反應(yīng)器包括：
[0008] 反應(yīng)器本體，所述反應(yīng)器本體內(nèi)限定出反應(yīng)空間，所述反應(yīng)空間自上而下形成分 散區(qū)、熱解區(qū)和出料區(qū)；
[0009] 多層蓄熱式福射管，所述多層蓄熱式福射管在所述熱解區(qū)中沿所述反應(yīng)器本體高 度方向間隔分布，并且每層所述蓄熱式福射管包括多個(gè)沿水平方向間隔分布的蓄熱式福射 管；
[0010] 布料器；
[0011] 油頁巖入口，所述油頁巖入口位于所述分散區(qū)且位于所述布料器的上方；
[0012] 布料氣入口，所述布料氣入口位于所述分散區(qū)且與所述布料器相連通，W便采用 布料氣將所述布料器中的油頁巖吹出進(jìn)入分散區(qū)，均勻地落入熱解區(qū)；
[0013] 多個(gè)熱解氣出口，所述多個(gè)熱解氣出口分別設(shè)置在所述分散區(qū)和/或所述熱解 區(qū)；
[0014] 半焦出口，所述半焦出口設(shè)置在所述出料區(qū)；
[0015] 其中，所述快速熱解反應(yīng)器適于采用所述蓄熱式福射管對(duì)油頁巖進(jìn)行快速熱解處 理，W便得到半焦和熱解氣；
[0016] 噴淋塔，所述噴淋塔與所述多個(gè)熱解氣出口相連，且適于采用冷卻液對(duì)所述熱解 氣進(jìn)行噴淋處理，W便得到頁巖油和燃?xì)狻?br>[0017] 在本實(shí)用新型的油頁巖快速熱解反應(yīng)系統(tǒng)中，蓄熱式福射管W多層的方式布置。 相鄰的兩個(gè)蓄熱式福射管在水平方向上和豎直方向上W-定的間距隔開。
[0018] 溫度場(chǎng)
[0019] 根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，多層蓄熱式福射管用于提供熱源，使得在熱解區(qū) 形成一個(gè)或多個(gè)溫度場(chǎng)，并且每個(gè)溫度場(chǎng)的溫度是均勻的，由此，在熱解區(qū)形成溫度梯度。
[0020] 例如，在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，所述熱解區(qū)自上而下形成預(yù)熱段、快速熱解 段和完全熱解段。（即，形成了 3個(gè)溫度場(chǎng)）
[0021] 溫度場(chǎng)的個(gè)數(shù)W及溫度梯度可根據(jù)需要設(shè)置。
[0022] 溫度場(chǎng)的溫度可通過多種方式調(diào)節(jié)，例如，調(diào)整蓄熱式福射管在水平方向和/或 豎直方向上的個(gè)數(shù)；蓄熱式福射管的層數(shù)；蓄熱式福射管彼此之間的間距（豎直方向和/ 或水平方向）；各蓄熱式福射管本身的溫度；等等。
[0023] 在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，蓄熱式福射管上設(shè)置有燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥，用于調(diào)整通 入蓄熱式福射管的燃?xì)獾牧髁?，從而能夠精確控制蓄熱式福射管的溫度。
[0024] 蓄熱式猛射管
[0025] 蓄熱式福射管在管體的兩端分別具有燃燒器，在一端燃燒器燃燒產(chǎn)生的火焰在噴 出時(shí)形成溫度梯度，即，從燃燒器向外溫度逐漸降低。類似的是，在另一端燃燒器燃燒產(chǎn)生 的火焰在噴出時(shí)也形成溫度梯度。當(dāng)兩端的燃燒器交替進(jìn)行燃燒時(shí)，所形成的兩個(gè)溫度梯 度疊加，使得溫度互補(bǔ)，導(dǎo)致整個(gè)蓄熱式福射管整體的溫度均勻。例如，單根所述蓄熱式福 射管上的溫度差不大于30°C。
[0026] 本實(shí)用新型的油頁巖快速熱解反應(yīng)系統(tǒng)使用本實(shí)用新型的蓄熱式福射管的布置 方式，由于蓄熱式福射管本身固有的屬性（如上所述，在蓄熱式福射管兩端的燃燒器能夠 快速交替燃燒，實(shí)現(xiàn)蓄熱式燃燒），允許根據(jù)需要在反應(yīng)器布置一個(gè)或多個(gè)不同的溫度場(chǎng)， 實(shí)現(xiàn)溫度梯度并且確保每個(gè)溫度場(chǎng)具有均勻的溫度。
[0027] 在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方案中，各蓄熱式福射管的溫度相同或不同，只要確保 溫度場(chǎng)的溫度均勻即可。
[0028] 在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方案中，介于相鄰蓄熱式福射管之間的間距可W相同或 不同，只要確保溫度場(chǎng)的溫度均勻即可。例如，相鄰所述蓄熱式福射管外壁間的水平距離和 豎直距離分別獨(dú)立地為100~500mm，例如200~300mm，例如200mm，例如300mm。
[0029] 在所述熱解區(qū)自上而下形成預(yù)熱段、快速熱解段和完全熱解段的實(shí)施例中，在預(yù) 熱段中的各蓄熱式福射管的溫度相同或不同，優(yōu)選相同，只要確保預(yù)熱段的溫度均勻即可。
[0030] 在所述熱解區(qū)自上而下形成預(yù)熱段、快速熱解段和完全熱解段的實(shí)施例中，在快 速熱解段中的各蓄熱式福射管的溫度相同或不同，優(yōu)選相同，只要確?？焖贌峤舛蔚臏囟?均勻即可。
[0031] 在所述熱解區(qū)自上而下形成預(yù)熱段、快速熱解段和完全熱解段的實(shí)施例中，在完 全熱解段中的各蓄熱式福射管的溫度相同或不同，優(yōu)選相同，只要確保完全熱解段的溫度 均勻即可。
[0032] 雖然并不限于理論，但據(jù)信，如果油頁巖在熱解區(qū)不能均勻受熱，局部溫度過高則 導(dǎo)致熱解過程中局部油頁巖發(fā)生高溫裂解，使熱解產(chǎn)物中部分能產(chǎn)頁巖油的高分子物質(zhì)直 接生成了燃?xì)夂桶虢?，或者局部溫度過低則導(dǎo)致熱解過程中局部油頁巖熱解不充分，致使 油頁巖中的揮發(fā)分不能釋放出來，從而降低了頁巖油產(chǎn)率。
[0033] 在本實(shí)用新型中，當(dāng)蓄熱式福射管被布置成形成一個(gè)或多個(gè)溫度場(chǎng)時(shí)，由于溫度 場(chǎng)各自的溫度是大致均勻的，因此，油頁巖在落入各溫度場(chǎng)時(shí)均勻受熱，發(fā)生反應(yīng)的程度大 體相同。由此，順而避免頁巖油產(chǎn)率下降。
[0034] 熱解氣的快巧導(dǎo)m
[0035] 利用本實(shí)用新型的油頁巖快速熱解反應(yīng)系統(tǒng)，能夠在油頁巖熱解之后實(shí)現(xiàn)熱解氣 的快速導(dǎo)出。具體而言，在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方案中，油頁巖快速熱解反應(yīng)系統(tǒng)的反應(yīng) 器在熱解區(qū)的側(cè)壁和/或分散區(qū)的頂壁上設(shè)有一個(gè)或多個(gè)熱解氣出口。在熱解反應(yīng)過程 中，產(chǎn)生熱解氣，使得該反應(yīng)器內(nèi)部的壓力升高。產(chǎn)生的熱解氣在升高的壓力的驅(qū)使下快速 從熱解氣出口導(dǎo)出。
[0036] 在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，在反應(yīng)器外部設(shè)有與熱解氣出口連通的抽 氣裝置，有利于將熱解氣從該反應(yīng)器中快速導(dǎo)出。
[0037] 熱解過程中產(chǎn)生的熱解氣從反應(yīng)器側(cè)部導(dǎo)出，而位于熱解氣出口處、反應(yīng)器內(nèi)側(cè) 的熱解氣與上方落下來的物料接觸，把進(jìn)入反應(yīng)器側(cè)部的熱解氣中的細(xì)塵在所述物料重力 作用下被攜帶下落，使得導(dǎo)出的熱解氣中含塵率低，從而冷卻后得到的頁巖油中含塵率低。
[0038] 熱解氣出口是至少 2 個(gè)，例如 2-100 個(gè)，3-80 個(gè)，5-70 個(gè)，10-50, 20-40, 30-40 個(gè)。 更具體而言，熱解氣出口是8個(gè)、15個(gè)、22個(gè)或28個(gè)。本實(shí)用新型并不限于此。
[0039] 熱解氣的快巧冷卻
[0040] 從熱解氣出口導(dǎo)出的熱解氣通過冷卻裝置被快速冷卻，由此將不可凝氣體與頁巖 油分離。
[0041] 巧料
[0042] 另外本實(shí)用新型通過使用布料器，可W使得油頁巖在熱解區(qū)中均勻分散，進(jìn)而顯 著提高裝置的運(yùn)行穩(wěn)定性。
[0043] 油巧巖
[0044] 通過設(shè)置的布料系統(tǒng)使小顆粒油頁巖分散的、均勻的進(jìn)入熱解反應(yīng)器，小顆粒油 頁巖在均勻的溫度場(chǎng)中經(jīng)換熱，每個(gè)油頁巖顆粒都受熱均勻，避免了油頁巖團(tuán)聚造成升溫 速率不均勻和降低進(jìn)而導(dǎo)致油氣產(chǎn)率下降的問題。例如油頁巖粒徑小于3mm。
[004引 效果
[0046] 由于采用本實(shí)用新型的蓄熱式福射管布置方式，油頁巖在熱解過程中在反應(yīng)器內(nèi) 能夠被快速升溫。同時(shí)產(chǎn)生的熱解氣能夠被快速導(dǎo)出反應(yīng)器并且被快速冷卻。由此減少了 在熱解過程、導(dǎo)出過程和冷卻過程中可能發(fā)生的二次反應(yīng)（該反應(yīng)會(huì)降低頁巖油產(chǎn)率），因 此