專利名稱：用于從瀝青油砂礦中分離原油的加熱器的制作方法
用于從瀝青油砂礦中分離原油的加熱器技術領域
本發明屬于機械設備技術領域，涉及一種用于從浙青油砂礦中分離原油的加熱器。
背景技術：
油砂礦，是指地殼表層的碎屑物或巖石，與其中所含的水和浙青形成的混合油砂礦物質的統稱，它實質上是一種浙青、沙、富礦粘土和水的混合物，其中，浙青含量約為6 12%，沙和粘土等物質占75 85%，余下的為水，具有高密度、高粘度、高碳氫比和高金屬含量的特點。古剝蝕作用造成的油砂礦后期被深埋后常有后期形成的常規原油混入現象。
隨著全球經濟的快速發展，常規石油資源已不能滿足石油需求的快速增長，人們開始把目光轉向非常規石油資源，其中之一就是油砂，油砂屬于非常規油氣資源，是重要的油氣資源替代品。但至今除加拿大外，尚未形成規模。目前世界上油砂礦主要采用露天開采的方式采出，其關鍵技術是煉制中的油砂分離技術。針對油砂分離工藝需要考慮的技術問題如下
I)由于浙青油砂礦在常溫下具有一定的韌性，且小時產量較大(單臺設備小時產量達到100噸/小時)，常溫下無法完成對天然浙青油砂礦的機械或外力粉碎，需要解決原礦石粉碎的問題，才能完成天然浙青油砂礦的充分分散細化。
2)要解決浙青油砂礦石與分離藥劑在加熱混合過程中，保證浙青油砂礦石與裝置的加熱界面不存在物理性的死角和粘結現象。
3)由于浙青油砂礦的產地不同，含有的浙青和水分差別較大，因此，要設置較大的工藝調整范圍，來調整物料加熱、混合、反應、分離等不同的工藝要求和溫度要求，以滿足不同狀況的天然浙青礦石。
4)由于浙青油砂礦經過分離后，含有大量的砂石，對設備的磨損較嚴重，因此要盡可能減少設備的磨損，以滿足設備長期連續運行的需要；
5)在對浙青油砂礦加熱的過程中，原礦石在分離藥劑的作用下，會釋放出少量的低碳芳香烴，會造成對人體的傷害和具有爆炸的危險性，因此工藝過程中需要嚴格密閉，為此，需要解決裝置工作過程中的密封問題。
6)分離裝置盡可能做到結構簡單，操作方便，便于維修或更換部件。
7)由于浙青油砂礦石里含有一部分不含油的礦石，其中較大的石塊在流入下道工序后，會對設備造成損壞。因此，需要把不含油的大于50_的較大石塊排除到設備外面。
8)浙青礦石中的小塊石頭容易卡死在設備內。
目前還沒有用于從浙青油砂礦中分離原油的加熱器，因此，針對上述提到的技術問題，急需進行開發研制。發明內容
本發明的目的是提供一種用于從浙青油砂礦中分離原油的加熱器，克服了對浙青油砂礦的加熱、粉碎、分離等技術問題，實現了從浙青油砂礦中分離原油的目的。
本發明所采用的技術方案是，一種用于從浙青油砂礦中分離原油的加熱器，包括筒體組件，筒體組件安裝在兩組支承組件上，并且筒體組件與動力系統傳動連接；筒體組件內腔設置有加熱系統，筒體組件內腔的前端通過一組密封組件與進料口聯通，筒體組件內腔的后端通過另一組密封組件與出料箱聯通，筒體組件的前后端傾斜設置。
本發明的有益效果是
I)原礦石不需粉碎，直接將礦石加入到本發明裝置內，直接實施天然浙青油砂礦的充分分散細化。
2)本發明裝置采用以飽和蒸汽做熱源的間接加熱方式，從而增加了物料的比表面積，增加物料與裝置加熱界面的接觸面積，以提高對物料的熱量傳遞，滿足物料加熱升溫達到工藝要求的溫度，提高裝置的熱效率，降低裝置的運行成本和環境友好的要求。
3)在對浙青油砂礦加熱的過程中，使原礦石在分離藥劑的作用下，通過裝置的外力作用，能夠將較大塊的礦石，逐漸破碎分散成細小的顆粒；還能使物料與分離藥劑充分混合，增加固體物料與分離藥劑發生反應的速度，縮短反應時間，提高裝置的工作效率。
4)本發明裝置在浙青油砂礦石與分離藥劑的加熱混合過程中，使浙青油砂礦石物料在設備內處于不斷翻滾和攪拌狀態，保證浙青油砂礦石與裝置的加熱界面不存在物理性的死角和粘結現象。
5)本發明裝置能夠設置較大的工藝調整范圍，以滿足不同狀況的天然浙青礦石； 為調整物料加熱、混合、反應、分離等不同的工藝要求和溫度要求，本發明裝置設置了無級調速電動機，通過調整設備的轉速，來調整物料在設備內的停留時間，從而達到浙青油砂礦石含水量和含油量不同，來調整需要達到的工藝要求和溫度要求，以完成原油和砂石的完全分離。
6)在對浙青油砂礦加熱的過程中，原礦石在分離藥劑的作用下，會釋放出少量的低碳芳香烴，會造成對人體的傷害和具有爆炸的危險性，因此本發明裝置嚴格密閉，解決了密封的問題。
7)本發明裝置能夠把不含油的大于50mm的較大石塊排除到設備外面；同時解決了浙青礦石中的小塊石頭卡死在設備內的問題。
8)結構簡單，操作方便，便于維修或更換部件，通過采用鋼制件盡可能減少設備的磨損，以滿足設備長期連續運行的需要。
上述的特點，使本發明的加熱器熱效率高，加熱面積大，產量高，密封效果好，占地面積小，一次性投資小，設備磨損較小，操作維護簡單，大大降低了開采浙青油砂礦的成本。
圖I為本發明裝置的結構示意圖2為本發明裝置中的筒體組件結構示意圖3為圖3中的筒體組件C-C截面結構示意圖4為本發明裝置中的筒體組件篩分結構示意圖5為本發明裝置中的外筒體與加熱管的安裝截面示意圖6為本發明裝置中的加熱系統結構示意圖7為圖6中的加熱系統A-A截面結構示意圖8為圖6中的加熱系統B-B截面結構示意圖9為本發明裝置中的密封組件結構示意圖10為本發明裝置中的出料箱結構示意圖11為本發明裝置中的出料箱側視結構示意圖12為本發明裝置工作原理示意圖。
圖中，I.進料口，2.筒體組件，3.加熱系統，4.出料箱，5.支承組件，6.動力系統，7.密封組件；
20.走料通道，21.外筒體，22.保溫夾套，23.擋料板，24.錘擊裝置，25.篩分結構，26.篩眼，27.導流板，28.擋料板；
31.連接管，32.加熱管，33.冷凝水回水管，34.冷凝水總集管，35.加熱管集管， 36.蒸汽進管，37.冷凝水出水管，38.螺旋帶；
41.料箱，42.檢修口，43.排氣口，44.支架，45.出料口，46.廢料口 ；
71.調節螺栓，72.彈簧，73.靜環固定環，74.靜環，75.動環，76.波紋管。
具體實施方式
參照圖1，本發明用于從浙青油砂礦中分離原油的加熱器的總體結構是，包括筒體組件2，筒體組件2安裝在兩組支承組件5上，并且筒體組件2與動力系統6傳動連接；筒體組件2內腔設置有加熱系統3，筒體組件2內腔的前端通過一組密封組件7與進料口 I聯通，筒體組件2內腔的后端通過另一組密封組件7與出料箱4聯通，筒體組件2的前后端傾斜設置。其中，加熱系統3和筒體組件4、密封組件7是本發明加熱器的核心部件。
參照圖2、圖3、圖4，筒體組件2的結構是，包括作為主體的外筒體21，在外筒體21 的表面包裹有一層保溫夾套22，在外筒體21的前后端各設置有一同心的走料通道20 (見圖9)，在外筒體21的筒壁上(中段位置)安裝有錘擊裝置24，在外筒體21圓周方向均布四個錘擊裝置24，在外筒體21的后段設置有擋料板23，在擋料板23的后端設置有篩分結構 25 ；
篩分結構25包括一個擋料板28，在擋料板28上密布有篩眼26，在擋料板28上還設置有傾斜的導流板27，導流板27數目為至少一道。
參照圖5、圖6、圖7、圖8，加熱系統3的結構是，在外筒體21內腔中以同心圓方式， 從內至外排列有兩至四圈加熱管32，每圈加熱管32均沿圓周均勻設置有多根，每根加熱管 32均沿外筒體21縱向排列，在其中一圈加熱管32內部均設置有一圈冷凝水回水管33，每圈冷凝水回水管33均沿圓周均勻設置有多根，每根冷凝水回水管33均沿外筒體21縱向排列；在外筒體21的后端面設置有同心的兩個主軸管，外圈的主軸管作為冷凝水出水管37， 內圈的主軸管作為蒸汽進管36，所有加熱管32通過加熱管總集管35與蒸汽進管36聯通， 所有加熱管32的另一端通過連接管31與冷凝水回水管33聯通，所有冷凝水回水管33通過冷凝水總集管34與冷凝水出水管37聯通，實現蒸汽的通入和冷凝水的排出；另外，在加熱管32及冷凝水回水管33外表面上共同設置有一個貫通前后的螺旋帶38，用于推動物料向后(蒸汽進管36 —端)移動。
參照圖9，密封組件7的結構是，在伸出外筒體21的走料通道20的外圓上同時套裝有調節支板和波紋管76，波紋管76沿圓周外沿設置有一個靜環固定環73，該靜環固定環 73上固定有一個靜環74，靜環74與外筒體21端面上的動環75對應套裝，且保持滑動配合； 調節支板優選圓盤形，在調節支板上設置有至少一組調節螺栓71，每組調節螺栓71與波紋管76之間設置有一個彈簧72，用于向外筒體21方向擠壓波紋管76，使得靜環74與動環75 保持緊S接觸。
參照圖10、圖11，出料箱4的結構是，包括料箱41，料箱41上端設置有排氣口 43， 用于排出加熱過程中的部分水分，料箱41下端設置有出料口 45，料箱41后端設置有廢料口 46，料箱41另外還設置有檢修口 42及支架44。
參照圖12，本發明加熱器的工作原理是蒸汽由蒸汽進管36進入后通過加熱管總集管35分配給各加熱管32，各加熱管32與物料進行熱交換后，冷凝水則匯集至冷凝水回水管33，再由冷凝水回水管通過冷凝水總集管34、冷凝水出水管37排出；物料在加熱器內受到加熱管32和螺旋帶38的升舉和攪拌作用而被加熱，并借助加熱器的傾斜度和螺旋帶38 從進料口向出料口方向翻動前進，最后從設在尾部的出料箱4分類排出，其中，分離出的含油油砂通過篩分結構25的篩選從出料口 45排出，分離出的不含油的廢料由篩分結構25的隔擋從廢料口 46排出。
本發明的加熱器在進行油、砂和水的分離工藝中，需要將含有一定水分和浙青的浙青油砂礦石與一定比例的油砂分離藥劑加熱到工藝需要的溫度范圍內，同時完成和油砂分離藥劑的充分混合、攪拌、反應，使得物料和分離藥劑充分接觸，并發生反應，將含有一定水分和浙青的浙青油砂礦石充分破碎，最終將大塊的浙青油砂礦石分解成小顆粒的油砂石子，或分散成為極其微小的油砂顆粒，實現浙青油砂礦石中的包覆在砂石周圍的原油和砂石的完全剝離，由于原油的密度小于分離藥劑和砂石的密度，原油將飄浮于混合物上層，從而完成浙青油砂礦石中的原油與砂石分離，達到提煉原油的目的。
綜上所述，本發明的裝置，具體采取了以下技術措施
I)本發明的加熱器采用以飽和蒸汽做熱源的間接傳導加熱方式，在加熱器容器內部環形均布內通蒸汽的加熱管。采用回轉的外圓筒做支撐載體，外圓筒做加熱器的容器部分，能夠滿足小時產量大的要求；同時加熱管在外圓筒內部，加熱管內通蒸汽，蒸汽匯集在筒體內部，不向外流失，全部用來提供給物料加熱，提高傳熱效率。由于傳熱效率的大大提高，顯著減少設備的體積即減小了設備的占地面積，大大降低了開采成本。
2)本發明加熱器采用了在加熱界面(加熱管)沿長度方向上纏繞螺旋帶的形式，每兩個相鄰的加熱管之間的間距經過預先設定，能使進入筒體內部的浙青油砂礦石隨著筒體轉動，盡快升溫。螺旋帶一方面將加熱管與加熱器外筒體連接為一體，使加熱管與外筒體同時旋轉，保證物料與分離藥劑的攪拌充分、混合均勻、加快油砂分離速度；另一方面又推動物料向后方出料口處移動。為保證工藝要求的需要，動力系統中的主電機采用無級調速的形式。
3 )本發明加熱器采用在筒體外部安裝錘擊裝置的結構，在筒體圓周方向均布四個錘擊裝置，隨著外筒體的轉動，錘擊裝置里面的鋼球在外筒體轉動至最上方時自由落下，敲擊在外筒體上，由于鋼球有一定的重量，就形成了一定的敲擊力，能夠給較大塊的礦石一定的震動，加快破碎分散成細小顆粒的進程，從而增加物料的比表面積，增加物料與裝置加熱界面的接觸面積，以提高對物料的熱量傳遞，滿足物料加熱升溫達到工藝要求的溫度。另外，還可以有效防止小塊的石頭卡死在加熱管內。
4)為解決設備傳熱面積的問題，本發明加熱器充分考慮到設備在較小的空間內布置了較大的傳熱面積，提高生產能力。由于采用鋼管作為加熱界面，使物料與加熱界面的接觸面積減小，既能使物料有足夠的加熱面積，又能使物料不會粘結在加熱管上，減小了電機運行功率。同時由于物料在筒體內部的快速升溫，迅速分散，也降低了對設備的磨損，滿足設備能長期運行。
5)為使容器內部不發生溫降，將外筒體外表面制作成帶保溫套的結構。
6)為解決設備的密封問題，本發明加熱器采用特殊的密封組件結構，保證在加熱過程中釋放出的少量的低碳芳香烴不泄露，無危害。
7)為了把天然浙青油砂礦內的不含油的、大于50mm的較大石塊排出到設備之外， 本發明加熱器在筒體尾部增加一個篩分結構，篩網板上設置有導流板和擋料板，分散后的細小礦石通過篩網流入到出料口，較大的石塊浮在篩網板上，這部分石塊和一部分細小礦石隨著導流板匯至篩網尾部，擋料板位于在篩網尾部，細小礦石被擋料板攔截下來返回篩網孔流入出料口 ；石塊被導流板導流出篩網之外，通過廢料口排出。
8)為減少礦石對設備的磨損，凡與礦石接觸部分的設備材質均采用耐磨材料，且適當增加材料厚度，保證設備長期連續運行。
9)本發明加熱器結構簡單，各個部件均可拆卸更換，便于維修，減少了設備的機加工量，制造費用較低。權利要求
1.一種用于從浙青油砂礦中分離原油的加熱器，其特征在于包括筒體組件(2)，筒體組件(2)安裝在兩組支承組件(5)上，并且筒體組件(2)與動力系統(6)傳動連接；筒體組件(2)內腔設置有加熱系統(3)，筒體組件(2)內腔的前端通過一組密封組件(7)與進料口(1)聯通，筒體組件(2)內腔的后端通過另一組密封組件(7)與出料箱(4)聯通，筒體組件(2)的前后端傾斜設置。
2.根據權利要求I所述的用于從浙青油砂礦中分離原油的加熱器，其特征在于所述的筒體組件(2)包括外筒體(21)，在外筒體(21)的表面包裹有一層保溫夾套(22)，在外筒體(21)的前后端各設置有一同心的走料通道(20)，在外筒體(21)的筒壁上安裝有錘擊裝置(24)，在外筒體(21)的后段設置有擋料板(23)，在擋料板(23)的后端設置有篩分結構(25)。
3.根據權利要求2所述的用于從浙青油砂礦中分離原油的加熱器，其特征在于所述的篩分結構(25 )包括一個擋料板(28 )，在擋料板(28 )上密布有篩眼(26 )，在擋料板(28 )上還設置有傾斜的導流板(27)。
4.根據權利要求I所述的用于從浙青油砂礦中分離原油的加熱器，其特征在于所述的加熱系統(3)的結構是，在外筒體(21)內腔中以同心圓方式，從內至外排列有兩至四圈加熱管(32)，每圈加熱管(32)均沿圓周均勻設置有多根，每根加熱管(32)均沿外筒體(21)縱向排列，在其中一圈加熱管(32)內部均設置有一圈冷凝水回水管(33)，每圈冷凝水回水管(33)均沿圓周均勻設置有多根，每根冷凝水回水管(33)均沿外筒體(21)縱向排列；在外筒體(21)的后端面設置有同心的兩個主軸管，外圈的主軸管作為冷凝水出水管(37)，內圈的主軸管作為蒸汽進管(36)，所有加熱管(32)通過加熱管總集管(35)與蒸汽進管(36)聯通，所有加熱管(32)的另一端通過連接管(31)與冷凝水回水管(33)聯通，所有冷凝水回水管(33)通過冷凝水總集管(34)與冷凝水出水管(37)聯通； 在加熱管(32)及冷凝水回水管(33)外表面上共同設置有一個貫通前后的螺旋帶(38)。
5.根據權利要求I所述的用于從浙青油砂礦中分離原油的加熱器，其特征在于所述的密封組件(7)的結構是，在伸出外筒體(21)的走料通道(20)的外圓上同時套裝有調節支板和波紋管(76)，波紋管(76)沿圓周外沿設置有一個靜環固定環(73)，該靜環固定環(73)上固定有一個靜環(74)，靜環(74)與外筒體(21)端面上的動環(75)對應套裝，且保持滑動配合；在調節支板上設置有至少一組調節螺栓(71)，每組調節螺栓(71)與波紋管(76)之間設置有一個彈簧(72 )。
6.根據權利要求I所述的用于從浙青油砂礦中分離原油的加熱器，其特征在于所述的出料箱(4 )的結構是，包括料箱(41)，料箱(41)上端設置有排氣口( 43 )，料箱(41)下端設置有出料口( 45 )，料箱(41)后端設置有廢料口( 46 )。
7.根據權利要求6所述的用于從浙青油砂礦中分離原油的加熱器，其特征在于所述的料箱(41)另外還設置有檢修口(42)及支架(44)。
全文摘要
本發明公開了一種用于從瀝青油砂礦中分離原油的加熱器，包括筒體組件，筒體組件安裝在兩組支承組件上，并且筒體組件與動力系統傳動連接；筒體組件內腔設置有加熱系統，筒體組件內腔的前端通過一組密封組件與進料口聯通，筒體組件內腔的后端通過另一組密封組件與出料箱聯通，筒體組件的前后端傾斜設置。本發明的用于從瀝青油砂礦中分離原油的加熱器，克服了對瀝青油砂礦的加熱、粉碎、分離等技術問題，實現了從瀝青油砂礦中分離原油的目的。
文檔編號C10G1/00GK102977908SQ20121050906
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月3日 優先權日2012年12月3日
發明者梁金亞, 楊建民 申請人:楊建民