煙氣間接加熱油頁巖干餾工藝及均熱器的制造方法
【專利摘要】一種煙氣間接加熱油頁巖干餾工藝，用煙氣作為熱載體對油頁巖進行間接加熱，在干餾爐中設置均熱器，煙氣不和油頁巖直接接觸，油頁巖在干餾過程中，煙氣在均熱管內流動，干餾氣體在均熱管外流動，煙氣不和干餾氣體混合在一起；煙氣進入均熱器的溫度為650℃～750℃，其所提供的熱量能將油頁巖加熱到油頁巖干餾所需要的溫度500℃～550℃；使油頁巖能達到均勻干餾，完全干餾。本工藝最大特點是干餾爐出口氣體量小，可適用于小顆粒油頁巖干餾煉油，也適用于對油砂和煤炭的干餾。
【專利說明】煙氣間接加熱油頁巖干餾工藝及均熱器
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種用煙氣間接加熱的方法對油頁巖進行干餾煉油的工藝及能將油 頁巖均勻加熱的均熱器。
【背景技術】
[0002] 目前，國內的油頁巖干餾煉油主要有三種工藝，撫順工藝、茂名工藝和樺甸工藝。 三種工藝均采用氣體作為干餾的熱載體，首先將熱載體加熱到650°C以上，再用熱載體對油 頁巖進行直接加熱，將油頁巖加熱到500°C?550°C，使油頁巖發生干餾。直接加熱的方法 實際上就是將650°C以上熱載體和冷的油頁巖混合在一起，油頁巖吸收熱載體的熱量后升 溫到500°C?550°C，發生干餾。撫順工藝的氣體熱載體是煙氣和干餾產生瓦斯的混和物。 方法是從干餾爐下部通入空氣，使油頁巖燃燒，燃燒產生的l〇〇〇°C左右的高溫煙氣在上升 過程中和從干餾爐中部通入的被加熱到550°C?650°C的瓦斯混合，對爐子上部油頁巖進 行直接加熱，將油頁巖加熱到500°C?550°C，發生干餾。茂名工藝的氣體熱載體是煙氣。方 法是從干餾爐下部通入空氣和瓦斯，燃燒產生的800°C?1000°C左右的高溫煙氣對油頁巖 進行直接加熱，將油頁巖加熱到500°C?550°C，發生干餾。樺甸工藝的氣體熱載體是干餾 產生的瓦斯氣體，方法是在加熱爐中將瓦斯加熱到650°C?700°C，然后從干餾爐的中部通 入，對油頁巖進行直接加熱，將油頁巖加熱到500°C?550°C，發生干餾。
[0003] 這些干餾工藝的共同點是：高溫熱載體和油頁巖直接接觸，對油頁巖進行直接加 熱，將油頁巖加熱到500°C?550°C，發生干餾。其缺陷是：1、熱載體和干餾產生的油氣混合 在一起，難以分離。2、為了使油頁巖能被加熱到500°C?550°C以上，需要熱載體有較高的 溫度和一定的量。但高于700°C以上的溫度又會造成油的二次裂解，降低油的回收率，所以 只能用加大熱載體量的辦法來解決，從而導致干餾爐出口氣體量很大，油回收系統很龐大。 無論是撫順工藝還是茂名工藝和樺甸工藝，干餾爐出口氣體量都在l〇〇〇Nm 3 / t頁巖左右。 3、由于干餾爐出口氣體中混雜有大量的煙氣，所以出口氣體量大，使干餾爐出口氣體的發 熱值很低，有時候不到700kcal / Nm3,不能點燃，因此對含油率和含氣量低的油頁巖干餾煉 油時，不得不建設煤氣發生爐等為干餾爐補充熱源，不僅加大了初始投入，也增加了運行成 本。4、降低了油回收率。由于小量的干餾油氣混合在大量的熱載體中，攤薄了干餾爐出口 氣體中的含油比例，不僅使回收油比較困難，而且造成大量的熱載體中的低比例的含油不 能回收。5、不能用于小顆粒油頁巖干餾煉油。由于采取熱載體和油頁巖直接接觸換熱的工 藝，勢必要求干餾爐內透氣性要好，而小顆粒物料常常堵塞氣道，所以撫順工藝處理油頁巖 的粒度為12_75mm。茂名工藝處理粒度為30-120mm。樺甸工藝處理粒度為6-50mm。這些工 藝均不能處理小顆粒油頁巖，造成資源浪費。
[0004] 國外的氣體熱載體干餾爐，如巴西的佩特羅西克斯（Petrosix)工藝的油頁巖干餾 爐類似樺甸工藝。也是將干餾產生的瓦斯氣體，在加熱爐中加熱到650°C?700°C，然后從 干餾爐的中部通入，對油頁巖進行直接加熱，將油頁巖加熱到500°C?550°C，發生干餾。佩 特羅西克斯（Petrosix)工藝的油頁巖干餾爐只能處理油頁巖粒徑為8. 3mm以上的油頁巖， 也不能處理小顆粒油頁巖。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的在于解決目前國內油頁巖采取熱載體直接和油頁巖接觸，導致干餾 爐出口氣體量大，油回收系統龐大復雜，操作繁瑣，油回收率低，裝置透氣性要求高，日處理 量小，占地面積大，不能處理小顆粒油頁巖等問題，提供一種新的油頁巖干餾工藝，這種新 工藝干餾爐的日處理量大，干餾出口氣體量小，收油率高且油回收系統簡單、投資小，操作 簡便。
[0006] 本發明的技術關鍵在于：在油頁巖干餾時，熱載體不和油頁巖直接接觸，干餾產生 的油氣不和熱載體混合在一起，而且能將在干餾爐內各個位置的油頁巖都能均勻地被加熱 到500°C?550°C，實現完全干餾和均勻干餾。采取煙氣間接加熱和在干餾爐中安裝均熱器 的方法可以實現這一目標。
[0007] 煙氣間接加熱干餾油頁巖工藝的主要特征是：在干餾爐中設置均熱器，干餾油頁 巖的熱載體是煙氣；煙氣不和油頁巖直接接觸，油頁巖在干餾過程中，煙氣在均熱管內流 動，干餾氣體在均熱管外流動，煙氣不和干餾氣體混合在一起；煙氣進入均熱器的溫度為 650°C?750°C，其所提供的熱量將油頁巖加熱到油頁巖干餾所需要的溫度500°C?550°C， 使油頁巖能達到均勻干餾，完全干餾。具體特點分述如下： 1、 干餾油頁巖的熱載體是煙氣。如前所述，樺甸工藝、撫順工藝的熱載體是瓦斯或瓦 斯和煙氣的混合物，高溫瓦斯的制取很困難，不僅需要復雜的設備，而且需要一定的操作水 平。而煙氣的制取則很容易而且沒有危險性； 2、 煙氣不和油頁巖直接接觸，對油頁巖進行間接加熱，不是直接加熱。熱載體直接加熱 式干餾工藝從表象看，好像能把油頁巖很均勻地加熱，實際上并非如此，由于油頁巖在干餾 爐中的自然堆積，有些地方空隙大，氣流容易通過，有些地方空隙小，氣流很難通過。熱載體 直接加熱式干餾工藝盡管在均勻布料，均勻布氣上下了很多功夫，但爐內局部堵塞，偏流等 現象時有發生，使油頁巖不能得到均勻加熱。而在煙氣間接加熱干餾油頁巖工藝中，由于很 容易將均熱管布置在干餾爐的各個位置，只要和均熱管接觸的油頁巖都能得到均勻加熱， 從而實現均勻干餾； 3、 油頁巖在干餾過程中，煙氣在管內流動，干餾氣體在管外流動，煙氣不和干餾氣體混 合在一起。在熱載體直接加熱式干餾工藝中，由于熱載體和油頁巖直接接觸，油頁巖干餾產 生的干餾氣體就和熱載體混合在一起，無法分離，造成干餾爐出口氣量大，少量的頁巖油被 均攤在大量的出口氣體中，油回收難、油回收率低、油回收系統龐大等一系列弊病。而在煙 氣間接加熱干餾油頁巖工藝中，由于熱載體不和油頁巖直接觸，干餾氣體和熱載體自然分 離，有效地解決了直接加熱式干餾工藝不能克服的缺陷； 4、 煙氣進入均熱管的溫度為650°C?750°C，其所提供的熱量能將油頁巖加熱到油頁 巖干餾所需要的溫度500°C?550°C。眾所周知，油頁巖只要被加熱到500°C?550°C就能 實現完全干餾，熱載體的溫度不需要太高，而在撫順工藝和茂名工藝中，燃燒獲得的熱載體 的溫度一般都在l〇〇〇°C左右，無法控制在750°C以下，所以干餾爐常常發生油二次裂解、燒 油、結焦等問題。樺甸工藝雖然能將熱載體的溫度控制在750°C以下，但存在制取困難，在 制取中又出現瓦斯析碳等令人頭痛的問題。而在本發明工藝中，通過混兌空氣或煙氣的方 法，很簡單、也很有效地將熱載體的溫度控制在750°C以下，而且沒有析碳等問題，解決了熱 載體直接加熱式干餾工藝無法解決的技術問題； 5、干餾爐中同一截面溫度相近，各處油頁巖受熱均勻。由于均熱管呈水平層狀布置， 在干餾爐中同一截面的各點溫度基本一致，干餾爐中不同層面的油頁巖受熱均勻，油頁巖 能達到均勻干餾，完全干餾。
[0008] 所述均熱器的主要特征是： 1、 均熱器由管板、均熱管、煙氣室、煙氣進口管、煙氣出口管等組成；管板直立設置，和 爐墻平行，管板和爐墻之間構成煙氣室，兩塊管板間形成油頁巖通道；均熱管為多層水平布 置的管束，均熱管從油頁巖通道中穿過，兩端固定在管板上；煙氣室中設置有隔板，隔板的 作用是引導煙氣流向，煙氣在隔板的作用下定向迂回流動； 2、 均熱管為多層水平布置的管束，每根均熱管的長度不大于800mm，均熱管的管間距不 小于油頁巖最大粒徑的4倍，層間距大于油頁巖最大粒徑的5倍，層與層之間的管子為錯 排，均熱管的層數不少于10層； 3、 煙氣進口管設置于煙氣室的下部，煙氣出口管設置于煙氣室的上部； 4、 均熱器是一個熱交換器，它的功能是將煙氣攜帶的熱量傳遞給油頁巖。熱載體煙氣 在均熱管中作水平方向流動，油頁巖在均熱管外作垂直方向運動，煙氣和油頁巖不直接接 觸，而是通過均熱管壁以及管板向油頁巖傳遞熱量； 5、 油頁巖干餾產生的油氣在均熱管外向上運動，通過干餾油氣排出管排出爐外，煙氣 不和油頁巖直接接觸，不和干餾氣體混合在一起，通過煙氣排出管排出爐外； 6、 煙氣進入均熱器的溫度為650°C?750°C，排出溫度為350°C?450°C ; 7、 同一根、同一層的均熱管內的煙氣進口和出口溫差不大于20°C，使干餾爐中同一截 面的油頁巖受熱均勻，溫度基本一致，油頁巖能達到均勻干餾，完全干餾。
[0009] 具體方案為：在干餾爐中設置均熱器，均熱器由多層水平布置的均熱管和煙氣室 等組成，均熱管入口煙氣溫度為650°C?750°C，出口煙氣溫度為350°C?450°C，同一層的 均熱管內的煙氣溫降不大于20°C，煙氣從設置于均熱器上部的煙氣排出管排出；均熱器兩 側的管板和均熱管同時向從均熱器中間通過的油頁巖供熱，傳熱的方式為輻射、傳導、對流 三種方式，將油頁巖加熱到500°C?550°C發生干餾。干餾產生的干餾油氣從設置于干餾爐 上部的干餾油氣排出管排出。圖1為安裝有均熱器的干餾爐示意圖。燃燒室設置于均熱 器的下部，油頁巖從均熱器的中間通道通過。這種煙氣間接加熱干餾油頁巖的工藝使用的 熱載體是煙氣，煙氣是在工業生產中最容易獲得的一種熱載體，將經過收油后的干餾氣體 (即干餾瓦斯)和助燃空氣引入燃燒室中燃燒即可獲得高溫煙氣。燃燒室可以設置在干餾爐 內，也可以設置在干餾爐外。圖1為燃燒室設置于干餾爐內的煙氣制取方法，燃燒室內設有 瓦斯燒嘴，將助燃空氣和瓦斯引入燃燒室燃燒。通常燃燒產生的高溫煙氣溫度在800°C? 1000°C，而均熱器需要的煙氣溫度為650°C?750°C，因此在燃燒室上部設有混兌氣體管， 混兌一部分空氣或煙氣使其降低到需要的溫度。混兌氣體可以是空氣，也可以使用均熱器 排放的煙氣。圖2為燃燒室設置于干餾爐外的煙氣制取方法，燃燒室內設有瓦斯燒嘴，將助 燃空氣和瓦斯引入燃燒室燃燒，燃燒產生的高溫煙氣在燃燒室上部與混兌氣體相遇，混兌 氣體可以是空氣，也可以使用均熱器排放的煙氣。混兌后溫度降低到650°C?750°C，再通 過煙氣管道送入干餾爐的均熱器。油頁巖從常溫加熱到干餾溫度500°C?550°C需要有一 定的時間，均熱管將熱量傳遞給油頁巖需要一定的長度，而為了保證干餾均勻，每根均熱管 的長度又不能大于800_，因此均熱管要求有足夠的層數，一般不能少于10層。當均熱器排 煙溫度過高時，可增加均熱管的層數。
[0010] 干餾爐內設置的均熱器的數量根據處理量的大小決定，處理量大時可設置多個均 熱器；干餾爐內設置多個均熱器時設置方式是并列。當需要大處理量的干餾爐時，可將多個 均熱器并列在一起。由于每個均熱器的功能是一樣的，都能使經過其中間通道的油頁巖實 現均勻干餾和完全干餾，干餾油氣在上部匯集后排出，不會發生直接加熱式干餾爐經常出 現的氣流分布不均，從而導致干餾過火或干餾不完全的情況。一般有一個均熱器的干餾爐 日處理量為100?150t，當設置10個均熱器時，干餾爐的日處理量就可達到1000?1500t。
[0011] 本發明工藝的技術關鍵是保證油頁巖在干餾爐中被均勻加熱到500°C?550°C， 實現均勻干餾和完全干餾。如果油頁巖不能被加熱到500°C?550°C就不能實現完全干餾； 如果有部分油頁巖不能被加熱到500°C?550°C，就不能實現均勻干餾。因此本發明采取了 在干餾爐中加裝均熱器的措施，均熱器的兩塊直立管板之間構成油頁巖通道，油頁巖從上 而下運動時，經過多層水平布置的均熱管時吸收在均熱管中迂回流動的煙氣的熱量，所以 每一塊油頁巖都能得到均勻的加熱。油頁巖在均熱器中，雖然從上而下溫度逐漸升高，但同 一截面的油頁巖溫度基本上是相同的，可以視為均勻受熱。當干餾爐內油頁巖抵達均熱器 末端時，正是均熱器中煙氣溫度的最高處，最高溫度達到650°C?750°C時，可以將油頁巖 全部加熱到500°C?550°C，油頁巖被完全干餾。所以在干餾爐中設置均熱器后，能夠均勻 地將全部油頁巖都加熱到干餾所需要的溫度。
[0012] 本發明工藝適用于小顆粒油頁巖干餾煉油，也適用于對油砂和煤炭的干餾。
[0013] 煙氣間接加熱干餾油頁巖工藝和直接加熱干餾油頁巖工藝相比，具有如下明顯的 優點： 1、熱載體和干餾產生的油氣不混合在一起，各走各的通道，干餾油氣最大限度地純凈 化，體積降到最小。
[0014] 2、均熱器的使用，使油頁巖能被均勻加熱到500°C?550°C，而且最高溫度不超過 550°C，所以既不會造成油的二次裂解，又不可能造成油頁巖結焦，穩定了干餾過程，提高了 油的回收率。
[0015] 3、干餾爐出口氣體量小。無論是撫順工藝還是茂名工藝和樺甸工藝，干餾爐出口 氣體量都在l〇〇〇Nm 3 / t頁巖左右。由于煙氣間接加熱干餾油頁巖工藝，沒有煙氣混入，干 餾爐出口氣體只有干餾產生的油氣和水蒸氣，沒有熱載體，其體積僅為直接加熱工藝的十 分之一，使油回收系統大大簡化，動力消耗大大降低。
[0016] 4、提高了干餾爐出口氣體的發熱值。由于干餾爐出口氣體為純凈的干餾瓦斯，一 般發熱值都能達到7000kcal / Nm3,甚至更高，是直接干餾工藝的十倍左右，為瓦斯利用創 造了條件。
[0017] 5、干餾爐熱量能實現自平衡。由于無須建設熱載體的加熱裝置，減少了熱載體制 取過程和輸送過程中的熱量損失，大大提高了熱能利用的效率，對含油率和含氣量低的油 頁巖干餾煉油時，也不需要建設煤氣發生爐等為干餾爐補充熱源，節省了初始投入，降低了 運行成本。
[0018] 6、可用于小顆粒油頁巖干餾煉油。由于采取熱載體和油頁巖間接接觸換熱的工 藝，對干餾爐內透氣性沒有嚴格要求，均熱器又保證了油頁巖均勻受熱的要求，所以能處理 小顆粒油頁巖的干餾煉油。
[0019] 7、干餾爐處理能力加大。由于直接加熱式干餾爐受均勻布氣和均勻布料要求的限 制，目前國內直接加熱式干餾爐的最大日處理量為500噸，而間接加熱式干餾爐的日處理 量可以達到5000噸甚至更高，是直接式干餾爐的10倍以上，為油頁巖干餾煉油設備大型化 和油頁巖干餾煉油現代化創造了條件。
[0020] 本發明的工藝流程如下：油頁巖從干餾爐的上部連續加入，從干餾爐的下部連續 排出；650°C?750°C的煙氣熱載體從均熱器下部進入均熱器的煙氣室，煙氣室兩側的管板 和均熱管相連接，煙氣室中間設有隔板，使煙氣在均熱管中作迂回流動，在流動過程中將熱 量傳遞給油頁巖。同時煙氣室兩側的管板也向從均熱器中間通道通過的油頁巖輻射和傳 導熱量。煙氣向油頁巖傳遞熱量后溫度降低到350°C?450°C，從煙氣室上部排出爐外。 油頁巖加入干餾爐后依靠自身重力從上往下運動，在經過均熱器時被逐步加熱，最后達到 500°C?550°C，實現干餾。干餾產生的油氣在爐內自然上升，在升到干餾爐頂部時經油氣 排出管排出爐外，送油回收系統回收頁巖油。回收頁巖油后的干餾氣體又被送入燃燒室燃 燒，燃燒產生的高溫煙氣溫度在800°C?1000°C，經混兌一部分空氣或煙氣后溫度降低到 650°C?750°C，進入均熱器對油頁巖進行干餾。如此循環，形成連續的干餾工藝。
[0021] 本發明和國內現在普遍使用的內燃式撫順式油頁巖干餾工藝和樺甸全循環工藝 相比，具有如下明顯的優點。一是處理量大，撫順爐日處理量為100噸，樺甸爐為300噸， 本發明多個均熱器并列的干餾爐日處理量可以達到5000噸以上；二是油的回收率高，由于 采用煙氣間接加熱油頁巖，爐內無燃燒反應，油氣在爐內不會被燒掉，提高了油的回收率， 撫順式干餾爐油的回收率為60 - 65%，本發明收油率在90%以上；三是節能，雖然本工藝 為煙氣間接加熱，但實際上是煙氣的熱量直接用于干餾，取消了蓄熱式加熱爐(加熱爐流程 是：瓦斯燃燒產生的煙氣加熱格子磚，格子磚再加熱循環瓦斯，循環瓦斯再加熱油頁巖)，減 少了熱能轉換次數，提高了熱效率。整個干餾煉油所需熱量完全來源于油頁巖本身，不需要 從外部補充熱源，降低了系統的熱量消耗；四是提高了資源利用率。本工藝對爐內氣體的通 透性要求不高，可以利用小顆粒油頁巖進行干餾煉油。而撫順和樺甸全循環工藝均不能利 用小顆粒油頁巖，資源利用率只能達到70%?80%。五是環保，本發明干餾工藝排放的是 煙氣，只需要通過常規處理就可以達到國家環保要求；六是投資省。本發明干餾工藝流程 中取消了加熱爐和煤氣發生爐，而且由于出口氣體量小，大大縮減了油回收系統，節省了投 資；七是經濟效益好，由于動力消耗降低，油收率提高，經濟效益明顯增加。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022] 圖1是煙氣間接加熱干餾油頁巖工藝示意圖。圖中所示各部分分別是：1、油頁巖 給料裝置，2、干餾氣體排出管，3、干餾爐，4煙氣排出管，5、均熱器煙氣室隔板，6、均熱器管 板，7、均熱管，8、混兌氣體進入管，9、助燃空氣進入管，10、燃料瓦斯進入管，11、燃燒室，12、 煙氣室。
[0023] 圖2是燃燒室設置于均熱器外的熱載體制取和均熱器結構示意圖；圖中所示各部 分分別是：1、油頁巖給料裝置，2、干餾氣體排出管，3、干餾爐，4煙氣排出管，5、均熱器煙氣 室隔板，6、均熱器管板，7、均熱管，8、混兌氣體進入管，9、助燃空氣進入管，10、燃料瓦斯進 入管，11、燃燒室，12、煙氣室，13、煙氣輸送管。
[0024] 圖3是均熱器管束排列示意圖；圖中所示各部分分別是：6、均熱器管板，7、均熱 管。
【具體實施方式】
[0025] 本發明煙氣間接加熱干餾油頁巖工藝流程如圖1所示，其特征是：熱載體煙氣在 均熱器的均熱管7中作水平方向流動，油頁巖在均熱器的均熱管7外作垂直方向運動，煙氣 和油頁巖不直接接觸，而是通過均熱器的管板6和均熱管7的管壁向油頁巖傳遞熱量；油頁 巖干餾產生的油氣在均熱器的均熱管7外向上運動，通過干餾氣體排出管2排出爐外；煙 氣不和油頁巖直接接觸，不和干餾氣體混合在一起，通過煙氣排出管4排出爐外；煙氣進入 均熱器的溫度為650°C?750°C，排出溫度為350°C?450°C。圖中：油頁巖從干餾爐的上 部的給料裝置1連續加入干餾爐3內，向下經過均熱器的中間通道，最后從下部連續排出； 650°C?750°C的煙氣熱載體從均熱器下部進入均熱器的煙氣室12，煙氣室12兩側的管板6 與均熱管7連接，煙氣室12中間設有煙氣室隔板5,使煙氣在均熱管7中作迂回流動，在流 動過程中將熱量傳遞給油頁巖；同時煙氣室12兩側的管板6也向從均熱器的中間通道通過 的油頁巖福射和傳導熱量。煙氣向油頁巖傳遞熱量后溫度降低到350°C?450°C，從煙氣室 上部的煙氣排出管4排出爐外。油頁巖加入干餾爐后依靠自身重力從上往下運動，在經過 均熱器時被逐步加熱，最后達到500°C?550°C，實現干餾。干餾產生的油氣在爐內自然上 升，在升到干餾爐3的頂部時經油氣排出管2排出爐外，送油回收系統回收頁巖油。收油后 的干餾氣體送到設置于均熱器下部的燃燒室12,從燃料瓦斯進入管10進入，助燃空氣從助 燃空氣進入管9進入，在燃燒室12中燃燒，燃燒產生的高溫煙氣為800°C?1000°C，上升到 燃燒室12上部時，與從混兌氣體進入管8進入的混兌氣體相遇，混兌氣體可以是空氣，也可 以是均熱器排放的煙氣，將高溫煙氣混兌成650°C?750°C，煙氣進入均熱器后，在均熱管7 中作迂回流動，重復上述的干餾過程。
[0026] 圖2是燃燒室設置于均熱器外的熱載體制取和均熱器結構示意圖，燃料瓦斯從燃 料瓦斯進入管10進入，助燃空氣從助燃空氣進入管9,在燃燒室12中燃燒，燃燒產生的高 溫煙氣為800°C?1000°C，混兌氣體從混兌氣體進入管8進入，混兌氣體可以是空氣，也可 以使用均熱器排放的煙氣，將高溫煙氣混兌成650°C?750°C，經煙氣輸送管13送入煙氣室 12。煙氣進入均熱器后的工藝流程同圖1所作的說明。很明顯，這一方式由于煙氣在輸送 過程中有熱量損失，熱能利用率不如圖1所示的方案，但當生產現場有可以利用的煙氣時， 也是可取的一種方法。
[0027] 圖3為均熱管7在均熱器管板6上的排列方法，層與層之間的排列方式為錯排。 這主要是考慮油頁巖通過均熱管時會發生方向改變，可以起到松動料層和使油頁巖均勻受 熱，從而達到均勻干餾的目的。同一層均熱管的管間距不小于油頁巖最大粒徑的4倍，可 以防止油頁巖在通過均熱管時發生搭橋現象，造成物料流通不暢，甚至堵塞干餾爐；均熱管 上下兩層的層間距大于油頁巖最大粒徑的5倍，主要是考慮使油頁巖在下落過程時流通順 暢，既能充分吸收均熱管傳遞的熱量，又不會因管子過密而影響物料的下移。均熱管長度不 大于800_，因為如果均熱管長度太長的話，均熱管首端和末端的溫降會較大，將會出現在 同一截面油頁巖受熱不均，干餾不完全的現象。
[0028] 均熱管的層數根據油頁巖在干餾中消耗熱量的多少決定。消耗熱量大的層數多一 些，消耗熱量小的層數少一些。一般，均熱管的層數不少于10層。不同品質的油頁巖在干 餾過程中消耗的熱量不相同，特別是含水量大的油頁巖干餾時消耗熱量很大，需要均熱管 傳遞的熱量也多，因此對含水量大于5%的油頁巖干餾時，均熱管的層數要大于12層。
[0029] 附圖1只表述了有一個均熱器的干餾爐的工藝流程和工作原理，通常有一個均熱 器的干餾爐日處理量為l〇〇t?150t。如需要加大干餾爐的處理量只需要將若干個均熱器 并聯排列即可，比如需要干餾爐的處理量達到l〇〇〇t以下上，那將10個均熱器并聯排列在 一起即可實現。
[0030] 本發明具體實施需要注意五個問題。一是在熱載體進入均熱管時，溫度應控制在 650°C?750之間，不宜過高，也不宜過低，高了會導致油頁巖溫度超過550°C，油品質量下 降，低了，油頁巖達不到干餾所需溫度，油回收率下降。二是當使用多個均熱器并列的干餾 爐時，可能出現燃燒室工況不一樣，均熱管進口煙氣溫度不一樣，當溫度誤差在20°C以內 時，不要調整，以免頻繁調整，使干餾爐工況更不協調。當溫度誤差超過20°C以上時，可適 當調整混兌氣體量，使爐內溫度盡量保持均衡。三是對不同粒徑的油頁巖進行干餾煉油時， 對均熱管的管間距、層間距應作相應調整，避免棚料和堵料。四是對含水量高的油頁巖進行 干餾煉油時，對油頁巖應進行干燥除塵等預處理。五是煙氣的排出溫度要控制在350°C? 450°C之間，不宜過高，否則將降低系統的熱利用效率。
【權利要求】
1. 一種煙氣間接加熱油頁巖干餾工藝，其特征是：在干餾爐中設置均熱器，干餾油頁 巖的熱載體是煙氣；煙氣不和油頁巖直接接觸，油頁巖在干餾過程中，煙氣在均熱管內流 動，干餾氣體在均熱管外流動，煙氣不和干餾氣體混合在一起；煙氣進入均熱器的溫度為 650°C?750°C，其所提供的熱量將油頁巖加熱到油頁巖干餾所需要的溫度500°C?550°C， 使油頁巖能達到均勻干餾，完全干餾。
2. 根據權利要求1所述的煙氣間接加熱油頁巖干餾工藝，其特征是：煙氣通過在燃燒 室中燃燒收油后的干餾氣體獲得；燃燒室可以設置在干餾爐內，也可以設置在干餾爐外； 燃燒室內設有瓦斯燒嘴，將助燃空氣和瓦斯引入燃燒室燃燒，燃燒產生的高溫煙氣溫度在 800°C?1000°C，在燃燒室上部設有混兌氣體管，燃燒產生的高溫煙氣在燃燒室上部與混兌 氣體相遇，溫度降低到650°C?750°C，再送入設置于干餾爐內的均熱器；混兌氣體是空氣 或均熱器排放的煙氣。
3. 根據權利要求1所述的煙氣間接加熱油頁巖干餾工藝，其特征是：熱載體煙氣在均 熱器的均熱管中作水平方向流動，油頁巖在均熱器的均熱管外作垂直方向運動，煙氣通過 均熱器的管板和均熱管的管壁向油頁巖傳遞熱量；油頁巖干餾產生的油氣在均熱器的均熱 管外向上運動，通過干餾氣體排出管排出爐外；煙氣通過煙氣排出管排出爐外，排出溫度為 350°C ?450°C。
4. 根據權利要求1所述的煙氣間接加熱油頁巖干餾工藝，其特征是：進入均熱器的煙 氣溫度的控制通過混兌氣體量來調節，最高溫度控制在750°C以下，干餾爐內的干餾段溫度 保持在500°C?550°C之間。
5. 根據權利要求1所述的煙氣間接加熱油頁巖干餾工藝，其特征是：適用于對油砂和 煤炭的干餾。
6. 根據權利要求1所述的煙氣間接加熱油頁巖干餾工藝，其特征是：干餾爐內設置的 均熱器的數量根據處理量的大小決定，處理量大時可設置多個均熱器；干餾爐內設置多個 均熱器時設置方式是并列。
7. -種可實現煙氣間接加熱油頁巖干餾工藝的均熱器，其特征是：均熱器由管板、均 熱管、煙氣室、煙氣進口管、煙氣出口管等組成；管板直立設置，和爐墻平行，管板和爐墻之 間構成煙氣室，兩塊管板間形成油頁巖通道；均熱管為多層水平布置的管束，均熱管從油頁 巖通道中穿過，兩端固定在管板上；煙氣室中設置有隔板，隔板的作用是引導煙氣流向，煙 氣在隔板的作用下定向迂回流動；煙氣進口管設置于煙氣室的下部；煙氣出口管設置于煙 氣室的上部。
8. 根據權利要求7所述的均熱器，其特征是：均熱管為多層水平布置的管束，同一根 均熱管內的煙氣進口和出口溫差不大于20°C ;均熱管的管間距不小于油頁巖最大粒徑的4 倍，層間距大于油頁巖最大粒徑的5倍，層與層之間的管子排列方式為為錯排。
9. 根據權利要求7所述的均熱器的均熱管，其特征是：均熱管的層數根據油頁巖在干 餾中消耗熱量的多少決定；消耗熱量大的層數多一些，消耗熱量小的層數少一些；均熱管 的層數不少于10層。
【文檔編號】C10B53/06GK104140830SQ201310169518
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2013年5月10日 優先權日:2013年5月10日
【發明者】吳冠峰 申請人:沈陽海源干餾設備技術開發有限公司