專利名稱：油頁巖下行循環(huán)流化床熱解液化設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供油頁巖下行循環(huán)流化床熱解液化設(shè)備，屬于石油加工領(lǐng)域。
2.
背景技術(shù)：
油頁巖屬于非常規(guī)油氣資源，以資源豐富和開發(fā)利用的可行性而被列為21世紀(jì)非常重要的接替能源。我國油頁巖資源豐富，技術(shù)可采資源量約2400億噸，理論上可回收干餾油約100億噸,產(chǎn)業(yè)化潛力巨大。目前，世界上許多國家都對油頁巖干餾方法進(jìn)行了研究，有的已形成工業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模。油頁巖干餾工藝按加熱方式可分為外熱式和內(nèi)熱式兩類外熱式熱效率低，油頁巖加熱不均，揮發(fā)產(chǎn)物的二次分解嚴(yán)重，焦油產(chǎn)量低，裝置難以大型化，因此這類技術(shù)一般只用 于實(shí)驗室，大型工業(yè)化油頁巖熱解過程很難實(shí)現(xiàn)；內(nèi)熱式工藝?yán)脷怏w熱載體或固體熱載體把熱量直接傳遞給油頁巖，使油頁巖發(fā)生熱解反應(yīng)，克服了外熱式的缺點(diǎn)，具有熱質(zhì)傳遞速度快、加熱均勻、揮發(fā)份二次分解少，焦油產(chǎn)量高，裝置易于大型化等優(yōu)勢。內(nèi)熱式工藝包括氣體熱載體熱解工藝和固體熱載體熱解工藝，其中氣體熱載體熱解工藝通常是將燃料燃燒的煙氣引入熱解室，代表性的有美國的COED工藝、ENCOAL工藝和波蘭的雙沸騰床工藝等。固體熱載體熱解工藝則利用高溫半焦或其他的高溫固體物料與油頁巖在熱解室內(nèi)混合，利用熱載體的顯熱將油頁巖熱解。與氣體熱載體熱解工藝相比，固體熱載體熱解避免了油頁巖熱解析出的揮發(fā)產(chǎn)物被煙氣稀釋，同時降低了冷卻系統(tǒng)的負(fù)荷，工藝優(yōu)勢明顯。但現(xiàn)有油頁巖固體熱載體快速熱解技術(shù)存在油中帶灰、機(jī)械運(yùn)動部件高溫磨損、裝置放大效應(yīng)以及設(shè)備長周期穩(wěn)定運(yùn)行等難題，成為制約油頁巖快速熱解的技術(shù)瓶頸，急需依據(jù)油頁巖熱解反應(yīng)特性開發(fā)能夠消除油中帶灰、熱傳遞好、能量利用合理的油頁巖熱解液化技術(shù)和設(shè)備。
3.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服現(xiàn)有油頁巖熱解液化技術(shù)存在的不足而提出的一種油頁巖下行循環(huán)流化床熱解液化設(shè)備，既解決了油頁巖流化床熱解提質(zhì)的油中帶灰難題，又合理利用了熱能，還得到了高附加值的焦油和燃?xì)?。本發(fā)明的技術(shù)方案油頁巖下行循環(huán)流化床熱解液化設(shè)備，由燒焦提升管、氣體分布器、進(jìn)氣管、熱灰一級氣固分離器、熱載體料倉、熱灰二級氣固分離器、冷卻料倉、下行熱解反應(yīng)器、油氣氣固分離器、油氣出口、返料器、輔助煤燃料入口、油頁巖粉入口、引風(fēng)機(jī)、煙氣提升管、油頁巖氣固分離器、上部料倉、旋轉(zhuǎn)進(jìn)料器、煙氣出口組成，其特征是燒焦提升管底部設(shè)有進(jìn)氣管和氣體分布器，底部側(cè)面設(shè)有輔助燃料入口和返料閥，頂部設(shè)有熱灰一級氣固分離器和熱灰二級氣固分離器，熱灰一級氣固分離器固體出口接入熱載體料倉，通過料閥接入下行熱解反應(yīng)器頂部，氣體出口與熱灰二級氣固分離器入口相連；熱灰二級氣固分離器固體出口接入冷卻料倉外排，氣體出口通過引風(fēng)機(jī)與煙氣提升管底部連通；煙氣提升管底部設(shè)有油頁巖粉入口，頂部設(shè)有油頁巖氣固分離器；油頁巖氣固分離器固體出口接入上部料倉，再經(jīng)旋轉(zhuǎn)進(jìn)料器連接在下行熱解反應(yīng)器頂端，氣體出口作為煙氣出口 ；下行熱解反應(yīng)器底部接入油氣氣固分離器；油氣氣固分離器的油氣出口接下游的分離系統(tǒng)，固體出口通過返料閥進(jìn)入燒焦提升管底部。燒焦提升管由下部的湍流流化床和上部的攜帶反應(yīng)器組成，湍流流化床直徑為提升管氣化反應(yīng)器當(dāng)量直徑的2-4倍，攜帶反應(yīng)器是由直徑為提升管氣化反應(yīng)器當(dāng)量直徑不同倍數(shù)的大小直管通過大小頭管件連接而成，大小直管的直徑比值為1.2 2 I。燒焦提升管底部向上200mm-1500mm為返料閥的返料口和輔助煤燃料入口，返料閥為為L型返料器、U型返料器、J型返料器和N型返料器等非機(jī)械閥和液壓滑動塞閥、電動滑動塞閥等機(jī)械閥中的一種，最佳選擇為U型返料器?！峄覛夤谭蛛x器為立式旋風(fēng)分離器、臥式旋分器、慣性分離器中的一種，熱灰一級氣固分離器最佳選擇為慣性分離器，熱灰二級氣固分離器最佳選擇為立式旋分器。下行熱解反應(yīng)器高徑比為15-100，上部設(shè)有格柵式的靜態(tài)混合器，靜態(tài)混合器的高度為 300mm-5000mm。油氣氣固分離器為立式旋風(fēng)分離器、臥式旋分器、慣性分離器中的一種，最佳選擇為立式旋分器。油頁巖氣固分離器為立式旋風(fēng)分離器、臥式旋分器、慣性分離器中的一種，最佳選擇為慣性分離器。本發(fā)明將實(shí)施例來詳細(xì)敘述本發(fā)明的特點(diǎn)。
4.


附圖為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖的圖面設(shè)明如下1、燒焦提升管2、氣體分布器3、進(jìn)氣管4、熱灰一級氣固分離器5、熱載體料倉6、熱灰二級氣固分離器7、冷卻料倉8、下行熱解反應(yīng)器9、油氣氣固分離器10、油氣出口 11、返料器12、輔助煤燃料入口 13、油頁巖粉入口 14、引風(fēng)機(jī)15、煙氣提升管16、油頁巖氣固分離器17、上部料倉18、旋轉(zhuǎn)進(jìn)料器19、煙氣出口。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例來詳述本發(fā)明的工藝特點(diǎn)。
5.
具體實(shí)施例方式油頁巖下行循環(huán)流化床熱解液化設(shè)備，由燒焦提升管(I)、氣體分布器(2)、進(jìn)氣管(3)、熱灰一級氣固分離器(4)、熱載體料倉(5)、熱灰二級氣固分離器(6)、冷卻料倉(7)、下行熱解反應(yīng)器(8)、油氣氣固分離器(9)、油氣出口(10)、返料器(11)、輔助煤燃料入口
(12)、油頁巖粉入口(13)、引風(fēng)機(jī)(14)、煙氣提升管(15)、油頁巖氣固分離器(16)、上部料倉(17)、旋轉(zhuǎn)進(jìn)料器(18)、煙氣出口(19)組成，其特征是燒焦提升管(I)底部設(shè)有進(jìn)氣管
(3)和氣體分布器(2)，底部側(cè)面設(shè)有輔助燃料入口(12)和返料閥(11)，頂部設(shè)有熱灰一級氣固分離器(4)和熱灰二級氣固分離器(6)，熱灰一級氣固分離器(4)固體出口接入熱載體料倉(5)，通過料閥接入下行熱解反應(yīng)器(8)頂部，氣體出口與熱灰二級氣固分離器(6)入口相連；熱灰二級氣固分離器(6)固體出口接入冷卻料倉(7)夕卜排，氣體出口通過引風(fēng)機(jī)(14)與煙氣提升管(15)底部連通；煙氣提升管(15)底部設(shè)有油頁巖粉入口(13)，頂部設(shè)有油頁巖氣固分離器(16);油頁巖氣固分離器(16)固體出口接入上部料倉(17)，再經(jīng)旋轉(zhuǎn)進(jìn)料器(18)連接在下行熱解反應(yīng)器(8)頂端，氣體出口作為煙氣出口(19);下行熱解反應(yīng)器(8)底部接入油氣氣固分離器(9);油氣氣固分離器(9)的油氣出口接下游的分離系統(tǒng)，固體出口通過返料閥(11)進(jìn)入燒焦提升管底部(I)。燒焦提升管(I)由下部的湍流流化床和上部的攜帶反應(yīng)器組成，湍流流化床直徑為提升管氣化反應(yīng)器當(dāng)量直徑的2-4倍，攜帶反應(yīng)器是由直徑為提升管氣化反應(yīng)器當(dāng)量直徑不同倍數(shù)的大小直管通過大小頭管件連接而成，大小直管的直徑比值為1.2 2 I。燒焦提升管⑴底部向上200mm-1500mm為返料閥(11)的返料口和輔助煤燃料入口(12)，返料閥(11)為為L型返料器、U型返料器、J型返料器和N型返料器等非機(jī)械閥和液壓滑動塞閥、電動滑動塞閥等機(jī)械閥中的一種， 最佳選擇為U型返料器。熱灰氣固分離器為立式旋風(fēng)分離器、臥式旋分器、慣性分離器中的一種，熱灰一級氣固分離器最佳選擇為慣性分離器，熱灰二級氣固分離器最佳選擇為立式旋分器。下行熱解反應(yīng)器(8)高徑比為15-100，上部設(shè)有格柵式的靜態(tài)混合器，靜態(tài)混合器的高度為300mm-5000mm。油氣氣固分離器(9)為立式旋風(fēng)分離器、臥式旋分器、慣性分離器中的一種，最佳選擇為立式旋分器。油頁巖氣固分離器(16)為立式旋風(fēng)分離器、臥式旋分器、慣性分離器中的一種，最佳選擇為慣性分離器。具體操作時，將大量小于6mm的油頁巖經(jīng)油頁巖粉入口(13)進(jìn)入煙氣提升管(150干燥和提升，油頁巖顆粒被油頁巖氣固分離器(16)分離，煙氣從煙氣出口(19)外排，油頁巖顆粒進(jìn)入上部料倉(17)經(jīng)旋轉(zhuǎn)進(jìn)料器(18)在下行熱解反應(yīng)器(8)頂端與通過料閥下落的高溫循環(huán)熱灰迅速實(shí)現(xiàn)自混合、升溫、熱解，在下行反應(yīng)器(8)立管下部油氣、熱灰與半焦在油氣氣固分離器(9)作用下快速分離；熱解油氣從油氣出口(10)排出經(jīng)冷凝器獲得液體產(chǎn)品和干氣，熱灰和半焦通過空氣輸送的返料閥(11)進(jìn)入燒焦提升管(I)和從輔助煤燃料入口(12)來的煤一起與進(jìn)氣管(3)和氣體分布器(2)來的空氣混合、燃燒加熱；加熱后的高溫?zé)峄医?jīng)熱灰一級氣固分離器(4)和熱灰二級氣固分離器(6)與煙氣分離后，煙氣被引風(fēng)機(jī)(14)引到煙氣提升管(15)底部提升和干燥從從油頁巖粉入口(13)小于6_的油頁巖粉，大中顆粒熱灰進(jìn)入熱載體料倉(5)流入下行熱解反應(yīng)器(8)頂部作為高溫循環(huán)熱灰，實(shí)現(xiàn)熱灰循環(huán)供熱，細(xì)灰進(jìn)入冷卻料倉(7)后外排綜合利用，既從源頭上解決了流化床熱解熱解的油中帶灰難題，又合理利用了熱能，還得到了高附加值的焦油和干氣。燒焦提升管⑴反應(yīng)溫度為850°C _1200°C。高溫?zé)峄遗c油頁巖粉的混合比例為4-10 I。下行熱解反應(yīng)器(8)出口反應(yīng)溫度為450°C -600°C。本發(fā)明所提供的油頁巖下行循環(huán)流化床熱解液化設(shè)備，通過將熱灰分級分離，大中顆粒熱灰通過下行熱解反應(yīng)器熱解、微小顆粒熱灰外排，達(dá)到快速混合、傳熱、熱解和分離，從源頭上消除油中帶灰，焦油收率為理論出油率的95% -120%，油中雜質(zhì)含量小于
0.5%，熱量利用合理。
權(quán)利要求
1.油頁巖下行循環(huán)流化床熱解液化設(shè)備，由燒焦提升管、氣體分布器、進(jìn)氣管、熱灰一級氣固分離器、熱載體料倉、熱灰二級氣固分離器、冷卻料倉、下行熱解反應(yīng)器、油氣氣固分離器、油氣出口、返料器、輔助煤燃料入口、油頁巖粉入口、引風(fēng)機(jī)、煙氣提升管、油頁巖氣固分離器、上部料倉、旋轉(zhuǎn)進(jìn)料器、煙氣出口組成，其特征是燒焦提升管底部設(shè)有進(jìn)氣管和氣體分布器，底部側(cè)面設(shè)有輔助燃料入口和返料閥，頂部設(shè)有熱灰一級氣固分離器和熱灰二級氣固分離器，熱灰一級氣固分離器固體出口接入熱載體料倉，通過料閥接入下行熱解反應(yīng)器頂部，氣體出口與熱灰二級氣固分離器入口相連；熱灰二級氣固分離器固體出口接入冷卻料倉外排，氣體出口通過引風(fēng)機(jī)與煙氣提升管底部連通；煙氣提升管底部設(shè)有油頁巖粉入口，頂部設(shè)有油頁巖氣固分離器；油頁巖氣固分離器固體出口接入上部料倉，再經(jīng)旋轉(zhuǎn)進(jìn)料器連接在下行熱解反應(yīng)器頂端，氣體出口作為煙氣出口 ；下行熱解反應(yīng)器底部接入油氣氣固分離器；油氣氣固分離器的油氣出口接下游的分離系統(tǒng)，固體出口通過返料閥進(jìn)入燒焦提升管底部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所提述的油頁巖下行循環(huán)流化床熱解液化設(shè)備，其特征在于燒焦提升管由下部的湍流流化床和上部的攜帶反應(yīng)器組成，湍流流化床直徑為提升管氣化反應(yīng)器當(dāng)量直徑的2-4倍，攜帶反應(yīng)器是由直徑為提升管氣化反應(yīng)器當(dāng)量直徑不同倍數(shù)的大小直管通過大小頭管件連接而成，大小直管的直徑比值為1.2 2 I。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所提述的油頁巖下行循環(huán)流化床熱解液化設(shè)備，其特征在于燒焦提升管底部向上200mm-1500mm為返料閥的返料口和輔助煤燃料入口，返料閥為為L型返料器、U型返料器、J型返料器和N型返料器等非機(jī)械閥和液壓滑動塞閥、電動滑動塞閥等機(jī)械閥中的一種，最佳選擇為U型返料器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所提述的油頁巖下行循環(huán)流化床熱解液化設(shè)備，其特征在于熱灰氣固分離器為立式旋風(fēng)分離器、臥式旋分器、慣性分離器中的一種，熱灰一級氣固分離器最佳選擇為慣性分離器，熱灰二級氣固分離器最佳選擇為立式旋分器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所提述的油頁巖下行循環(huán)流化床熱解液化設(shè)備，其特征在于下行熱解反應(yīng)器高徑比為15-100，上部設(shè)有格柵式的靜態(tài)混合器，靜態(tài)混合器的高度為 300mm-5000mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所提述的油頁巖下行循環(huán)流化床熱解液化設(shè)備，其特征在于油氣氣固分離器為立式旋風(fēng)分離器、臥式旋分器、慣性分離器中的一種，最佳選擇為立式旋分器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所提述的油頁巖下行循環(huán)流化床熱解液化設(shè)備，其特征在于油頁巖氣固分離器為立式旋風(fēng)分離器、臥式旋分器、慣性分離器中的一種，最佳選擇為慣性分離器。
全文摘要
本發(fā)明提供油頁巖下行循環(huán)流化床熱解液化設(shè)備，燒焦提升管底部設(shè)有進(jìn)氣管、氣體分布器、輔助燃料入口和返料閥，頂部設(shè)有熱灰氣固分離器，熱灰一級氣固分離器固體出口接入熱載體料倉，通過料閥接入下行熱解反應(yīng)器頂部，氣體出口與熱灰二級氣固分離器入口相連；熱灰二級氣固分離器固體出口接入冷卻料倉外排，氣體出口通過引風(fēng)機(jī)與煙氣提升管底部連通；煙氣提升管底部設(shè)有油頁巖粉入口，頂部設(shè)有煙氣氣固分離器；煙氣氣固分離器固體出口接入上部料倉，再經(jīng)旋轉(zhuǎn)進(jìn)料器連接在下行熱解反應(yīng)器頂端，氣體出口作為煙氣出口；下行熱解反應(yīng)器底部接入油氣氣固分離器；油氣氣固分離器的油氣出口接下游的分離系統(tǒng)，固體出口通過返料閥進(jìn)入燒焦提升管底部。
文檔編號C10G1/00GK102994136SQ201210387738
公開日2013年3月27日 申請日期2012年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月11日
發(fā)明者田原宇, 喬英云 申請人:田原宇