一種油頁巖半焦回收裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種油頁巖半焦回收裝置，包括燒焦罐、分流罐、第一導流管、熱源裝置和第二導流管。燒焦罐具有用于導入油頁巖半焦的進料管；分流罐設置于燒焦罐上方并具有煙氣出口，兩者通過第一導流管連通；沿水平方向上，分流罐的截面積大于第一導流管的截面積；熱源裝置與燒焦罐底部連通并包括第一工況，第一工況中熱源裝置提供加熱流化氣體，加熱流化氣體足以使油頁巖半焦燃燒形成固體熱載體，并使固體熱載體隨其沿第一導流管流動至分流罐；第二導流管用于連通分流罐和干餾爐，使固體熱載體在重力作用下由分流罐導入干餾爐。該回收裝置可實現油頁巖半焦回收再利用，從而可提高油頁巖的利用率，同時可降低直接廢棄油頁巖半焦造成的環境污染。
【專利說明】一種油頁巖半焦回收裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及油頁巖半焦的回收再利用【技術領域】，特別涉及一種油頁巖半焦回收裝置。
【背景技術】
[0002]油頁巖是指遠古時期的低等植物被埋藏于地下化石化形成的沉積巖。油頁巖又稱油母頁巖，是一種高灰分的含可燃有機質的沉積巖，它和煤的主要區別是灰分超過40%，與碳質頁巖的主要區別是含油率大于3.5%。除單獨成礦外，油頁巖還經常與煤形成伴生礦，一起被開采出來。油頁巖屬于非常規能源范疇，儲量巨大，是一種可以替代石油的潛在資源。
[0003]油頁巖經低溫干餾可以得到頁巖油，頁巖油類似原油，可以制成汽油、柴油或作為燃料油。
[0004]我國能源結構的特點是“貧油、少氣、富煤”，煤制油技術還未廣泛應用。但隨著經濟發展，對能源需求量越來越大，越來越高的對外依存度已經影響到我國能源安全，成為經濟發展的瓶頸。以石油、天然氣為代表的常規能源已不能滿足國民經濟發展需要，人們開始把目光轉向油頁巖等非常規能源的綜合加工利用，用以替代部分常規能源。
[0005]油頁巖干餾提取頁巖油技術已經成熟并得到廣泛應用。但是，干餾提取過程中絕大部分油頁巖轉化為油頁巖半焦。油頁巖半焦為高污染物，目前通常采用直接廢棄方式處理油頁巖半焦，顯然這樣不僅浪費了油頁巖資源，而且造成了環境污染。
[0006]有鑒于此，如何通過回收再利用油頁巖半焦，來提高油頁巖的利用率，是本領域技術人員亟待解決的技術問題。
實用新型內容
[0007]針對上述問題，本實用新型提供一種油頁巖半焦回收裝置，以提高油頁巖的利用率，降低直接廢棄油頁巖半焦而造成的環境污染。
[0008]本實用新型所提供的一種油頁巖半焦回收裝置，主要用于回收油頁巖干餾爐內干餾提取頁巖油后殘留的油頁巖半焦，該油頁巖半焦回收裝置包括:
[0009]燒焦罐，具有用于將所述油頁巖半焦導入的進料管；
[0010]分流罐，設置于所述燒焦罐上方，并具有煙氣出口 ；
[0011]第一導流管，用于連通所述燒焦罐和所述分流罐，且沿水平方向上，所述分流罐的截面面積大于所述第一導流管的截面面積；
[0012]熱源裝置，與所述燒焦罐底部連通并包括第一工況，所述第一工況中所述熱源裝置提供加熱流化氣體，所述加熱流化氣體足以使所述油頁巖半焦燃燒形成固體熱載體，并使所述固體熱載體隨其沿所述第一導流管流動至所述分流罐；
[0013]第二導流管，用于連通所述分流罐和所述干餾爐，并使所述固體熱載體在重力作用下由所述分流罐導入所述所述干餾爐。[0014]優選地,還包括:
[0015]第三導流管，用于連通所述燒焦罐和所述分流罐，以使所述固體熱載體在重力作用下由所述分流罐導入所述燒焦罐；
[0016]第一開關閥，用于控制第二導流管導通或斷開；
[0017]第二開關閥，用于控制第三導流管導通或斷開；
[0018]所述熱源裝置還包括第二工況，所述第二工況中提供油頁巖半焦燃燒所需的助燃流化氣體；
[0019]所述熱源裝置啟動并處于第一工況，第一開關閥和第二開關閥均關閉；所述分流罐內所述固體熱載體的料位位于第一預定值，第一開關閥開啟；所述分流罐內固體熱載體的料位位于第二預定值，第二開關閥開啟，所述熱源裝置切換至第二工況；第一預定值小于第二預定值。
[0020]優選地，所述第三導流管包括中間段、上部連接段和下部連接段；所述中間段豎直設置，所述上部連接段連接于所述分流罐底部并相對于所述分流罐朝下傾斜，所述下連接部連接于所述燒焦罐的側壁并相對于所述燒焦罐朝上傾斜。
[0021]優選地，所述下部連接段和所述進料管相對于所述燒焦罐的中心線左右對稱設置。
[0022]優選地，所述下部連接段和所述進料管的軸線夾角為85°?95°。
[0023]優選地，還包括設置于所述分流罐內的固體熱載體分離器，所述固體熱載體分離器具有進料口和至少兩個出料口，所述進料口位于所述第一導流管的管口下方，兩個所述出料口分別位于所述第二導流管和所述第三導流管的上方。
[0024]優選地，還包括套設于所述輸送管并位于所述燒焦罐內的第一空氣分布器，所述第一空氣分布器位于每個所述出料口的下方。
[0025]優選地，所述燒焦罐和所述分流罐兩者中至少一者包括依次設置的外殼、隔熱層和耐磨層。
[0026]優選地，所述熱源裝置和所述燒焦罐通過第二空氣分布器連通，所述第二空氣分布器包括主管和若干個與所述主管連通的分支管，每個所述分支管具有若干個噴嘴，所述主管與所述熱源連通，所述分支管位于所述燒焦罐內。
[0027]優選地，還包括至少一個旋風分離器，所述旋風分離器設置于所述分流罐內并位于所述固體熱載體分離器的上方。
[0028]本方案所提供的一種油頁巖半焦的回收裝置，包括燒焦罐、分流罐、第一導流管、熱源裝置和第二導流管。其中，燒焦罐具有用于導入油頁巖半焦的進料管；分流罐設置于燒焦罐上方并具有煙氣出口，分流罐和燒焦罐兩者通過第一導流管連通；沿水平方向上，分流罐的截面積大于第一導流管的截面積；熱源裝置與燒焦罐底部連通并包括第一工況，第一工況中熱源裝置提供加熱流化氣體，加熱流化氣體足以使油頁巖半焦燃燒形成固體熱載體，并使固體熱載體隨其沿第一導流管流動至分流罐；第二導流管用于連通分流罐和干餾爐，并使固體熱載體在重力作用下由分流罐導入干餾爐。
[0029]上述回收裝置的工作原理為，由干餾爐導入的油頁巖半焦在熱源裝置作用下，在燒焦罐內燃燒生產固體熱載體并沿第一導流管流動至分流罐內，再在重力作用下沿第二導流管由分流罐導入至干餾爐內，以為油頁巖干餾提取工藝提供熱源。顯然，通過上述回收裝置可實現油頁巖半焦的回收再利用，從而提高了油頁巖的利用率，同時可降低直接廢棄油頁巖半焦引起的環境污染。
[0030]本實用新型的一優選方案中，在上述結構基礎上，該回收裝置還包括第三導流管、第一開關閥和第二開關閥，此外上述熱源裝置還包括第二工況，第二工況中熱源裝置僅提供油頁巖半焦燃燒和流化所需的助燃流化氣體。其中，第三導流管用于連通燒焦罐和分流罐，并使固體熱載體在重力作用下由分流罐導入燒焦罐；第一開關閥用于控制第二導流管的導通或斷開；第二開關閥用于控制第三導流管的導通或斷開；
[0031]熱源裝置啟動并處于第一工況，第一開關閥和第二開關閥均關閉；當分流罐內所述固體熱載體的料位位于第一預定值，第一開關閥開啟；當分流罐內固體熱載體的料位位于第二預定值，第二開關閥開啟，并熱源裝置切換至第二工況；第一預定值小于第二預定值。
[0032]上述回收裝置的工作機理為，首先通過熱源裝置提供的加熱流化氣體使油頁巖半焦燃燒產生固體熱載體，并使該固體熱載體隨其由第一導流管流入分流罐內，當分流罐內固體熱載體的料位位于第一預定值時，開啟第一開關閥，建立燒焦罐和分流罐間固體熱載體的自循環，即分流罐內的固體熱載體在重力作用下一部分回流至燒焦罐內，以為油頁巖半焦燃燒提高熱源；當分流罐內固體熱載體的料位達到第一預定值時，開啟第二開關閥，另一部分固體熱載體由第三導流管流入干餾爐內，以為油頁巖干餾提取工藝提高熱源，從而形成干餾爐、燒焦罐和分流罐三者間的能量循環利用。
[0033]該實施方式不僅實現了固體熱載體在燒焦罐、分流罐和干餾爐三者間的流動循環，而且建立固體熱載體在燒焦罐和分流罐兩者間的自循環，使熱源裝置僅提供助燃流化氣體，即熱源裝置作為一個通道輸送油頁巖半焦燃燒和流化所需的空氣，顯然，這樣可進一步的節省了能源。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0034]圖1示出了本實用新型所提供的油頁巖半焦回收裝置一【具體實施方式】的結構示意圖；
[0035]圖2示出了本實用新型所提供的油頁巖半焦回收裝置另一【具體實施方式】的結構示意圖。
[0036]圖1和圖2中附圖標記與各個部件名稱之間的對應關系:
[0037]I燒焦罐、11進料管、2分流罐、21煙氣出口、3第一導流管、4第二導流管、41第一開關閥、5第三導流管、51第二開關閥、6固體熱載體分離器、7第一空氣分布器、8旋風分離器、9第二空氣分布器。
【具體實施方式】
[0038]本實用新型的核心目的在于，提供一種油頁巖半焦回收裝置，以回收利用油頁巖干餾提取后形成的油頁巖半焦，從而提高油頁巖的利用率，進而減少資源浪費、降低環境污染。
[0039]現結合說明書附圖，來說明本實用新型所提供的油頁巖半焦回收裝置具體結構示意圖。需要說明的是，本文中所述及的“固體熱載體”包括油頁巖半焦充分燃燒后生成的熱灰和/或尚未充分燃燒的油頁巖半焦顆粒。此外，該回收裝置主要適用于回收小顆粒油頁巖半焦，即粒徑小于20mm(毫米)。當然，在滿足回收功能需要的基礎上，依據實際需求對該回收裝置的使用范圍不加以限定。
[0040]請參見圖1，該圖示出了本實用新型所提供的油頁巖半焦的回收裝置一【具體實施方式】的結構示意圖。
[0041]本方案所提供的油頁巖半焦回收裝置，主要用于回收油頁巖干餾爐內干餾提取頁巖油后殘留的油頁巖半焦。該油頁巖半焦回收裝置包括燒焦罐1、分流罐2、第一導流管3、熱源裝置(圖中未示出)和第二導流管4。其中，燒焦罐I具有用于導入油頁巖半焦的進料管11 ;分流罐2設置于燒焦罐I上方并具有煙氣出口 21，且燒焦罐I和分流罐2通過第一導流管3連通；沿水平方向上，分流罐2的截面面積大于第一導流管3的截面面積；熱源裝置與燒焦罐I底部連通并包括第一工況，第一工況中熱源裝置提供加熱流化氣體，加熱流化氣體足以使油頁巖半焦燃燒形成固體熱載體，并使固體熱載體隨加熱流化氣體沿第一導流管3由燒焦罐I流入分流罐2內；第二導流管4用于連通分流罐2和干餾爐(圖中未示出)，以在重力作用下將固體熱載體沿第二導流管4由分流罐2導入干餾爐內。
[0042]上述回收裝置的工作機理為，由干餾爐導入燒焦罐I的油頁巖半焦，在熱源裝置作用下燃燒生產固體熱載體，并克服自身重力而沿第一導流管3流入分流罐2內；再在重力作用下沿第二導流管4導入至干餾爐內，以為油頁巖干餾提取工藝提高熱源。顯然，通過上述回收裝置可實現油頁巖半焦的回收再利用，提高了油頁巖的利用率、減少了資源浪費，與此同時還可降低直接廢棄油頁巖半焦引起的環境污染。
[0043]本實用新型的另一【具體實施方式】中，具體結構請參見圖2，該圖示出了本實用新型所提供的油頁巖半焦回收裝置另一【具體實施方式】的結構示意圖。
[0044]如圖2所示，在第一實施方式的回收裝置基礎上，這一方案所提供的回收裝置還包括第三導流管5、第一開關閥41和第二開關閥51，此外上述熱源裝置還包括第二工況，第二工況中熱源裝置僅提供油頁巖半焦燃燒和流化所需的助燃流化氣體。其中，第三導流管5用于連通燒焦罐I和分流罐2，并使固體熱載體在重力作用下沿第三導流管5導入燒焦罐I內；第一開關閥41用于控制第二導流管4的導通或斷開；第二開關閥51用于控制第三導流管5的導通或斷開。
[0045]熱源裝置啟動并處于第一工況，第一開關閥41和第二開關閥51均關閉；當分流罐2內所述固體熱載體的料位位于第一預定值，第一開關閥41開啟；當分流罐2內固體熱載體的料位位于第二預定值，第二開關閥51開啟，并使熱源裝置切換至第二工況；第一預定值小于第二預定值。
[0046]上述回收裝置的工作機理為，首先通過熱源提供的加熱流化氣體使油頁巖半焦燃燒產生固體熱載體，并使該固體熱載體隨加熱流化氣體由第一導流管3流入分流罐2內；當分流罐2內固體熱載體的料位達到第一預定值時，開啟第一開關閥41，建立固體熱載體在燒焦罐I和分流罐2間的自循環，即分流罐2內的固體熱載體在重力作用下一部分回流至燒焦罐I內，以為油頁巖半焦燃燒提高熱源；當分流罐2內固體熱載體料位達到第一預定值時，開啟第二開關閥51，另一部分固體熱載體流入干餾爐內，以為油頁巖干餾提取工藝提高熱源，從而形成干餾爐、燒焦罐I和回收分流罐2三者間的能量循環利用。
[0047]該實施方式不僅實現了固體熱載體在燒焦罐1、分流罐2和干餾爐三者間的流動循環，而且建立固體熱載體在燒焦罐I和分流罐2兩者間的自循環，使熱源裝置僅提供助燃流化氣體，即熱源裝置作為一個通道輸送油頁巖半焦燃燒和流化所需的空氣，顯然，這樣可進一步的節省能源。
[0048]需要說明的是，分流罐2的固定熱載體料位的第一預定值和第二預定值是由安全運行的要求確定的，不同性質的油頁巖其料位高度不同，這個料位高度可以通過理論計算得出，再加以試驗校正。而料位高度的理論計算過程、檢測及試驗校正手段均為本領域技術人員常用的技術，故而在此不再贅述。固定熱載體料位的第一預定值小于第二預定值，且兩者間的差值足以使燒焦罐I和分流罐2兩者形成自循環。
[0049]此外，需要說明的是，本方案中的熱源裝置具體為熱風爐，第一工況時，熱風爐內燃料氣產生的高溫煙氣流入燒焦罐I內加熱油頁巖半焦并使其燃燒形成固體熱載體；第二工況時，熱風爐作為一個通道提供油頁巖半焦燃燒和流化所需的空氣。當然那，在滿足上述功能要求的基礎上，本方案中的熱源亦可采用本領域常用的其他裝置。
[0050]進一步，如圖1所示，上述回收裝置還包括設置于分流罐2內的固體熱載體分離器6，固體熱載體分離器6具有進料口和至少兩個出料口，進料口位于第一導流管3的管口下方，兩個出料口分別位于第二導流管4和所述第三導流管5的上方。
[0051]可以理解，本方案通過增設固體熱載體分離器6，可將由第一導流管3流出的固體熱載體快速分流，并直接輸入至第二導流管4和所述第三導流管5的上方，從而可避免其堆積于分流罐2其他位置而無法充分利用，從而進一步地提高了固體熱載體的利用率。
[0052]更進一步地，上述回收裝置還包括第一空氣分布器7，該第一空氣分布器7套設于輸送管，并位于分離器兩個出料口與第二導流管4和第三導流管5之間。
[0053]本方案增設該第一空氣分布器7具有兩方面的作用；其一，提供油頁巖半焦燃燒的助燃氣體，使夾雜于固體熱載體并未充分燃燒的部分油頁巖半焦在分流罐2內二次燃燒氣，以提高回收裝置的燒焦能力，從而進一步地提高油頁巖半焦的利用率；其二，通入空氣后可提高固體熱載體的流化能力，以保證固體熱載體流動暢通性，從而提高其回收裝置內固定熱載體的循環效率。
[0054]接下來，繼續結合圖2來具體說明上述回收裝置的組件部件的具體結構。
[0055]如圖2所示，第三導流管5包括上部連接段、中間段和上部連接段，中間段豎直設置，上部連接段連接于分流罐2底部并相對于分流罐2朝下傾斜，下連接部連接于燒焦罐I的側壁并相對于燒焦罐I朝上傾斜。上述第三導流管5可由輸送管折彎成型，具有結構簡單的特點，當然，在滿足連通燒焦罐I和分流罐2，并可使分流罐2內固體熱載體在重力作用下沿其沉降至燒焦罐I內功能、加工及裝配工藝要求的基礎上，該第三導流管5亦可采用本領域常用的其他結構。
[0056]此外，下部連接段和進料管11相對于燒焦罐I的中心線左右對稱設置，并且兩者軸線所成夾角為85°?95°。最佳方案為90°。
[0057]經分析得知，下部連接段和進料管11采用上述方式布置時，可使來自于干餾爐內的油頁巖半焦和來自于分流罐2內的固體熱載體在重力作用下沉降至燒焦罐I內同一位置，可使兩者混合率最大化，從而可提高燒焦罐I的燒焦能力，進而提高油頁巖半焦的利用率。此外，通過限定兩者的軸線夾角具體數值范圍，可減小固體熱載體流動時所受到的管壁摩擦阻力，從而減小了能量損失，進而可提高固體熱載體的利用率。[0058]當然，在滿足油頁巖半焦和固體熱載體在重力作用下沉降至燒焦罐I功能、加工工藝要求的基礎上，第二導流管4和進料管11亦可采用本領域技術人員常用的其他結構。
[0059]進一步，需要說明的是，燒焦罐I和熱源裝置通過第二空氣分布器9連通，該第二空氣分布器9包括主管和與該主管連通的若干個支管，并且在每個支管具有若干個噴嘴，主管與熱源裝置連通，分支管位于燒焦罐I內。可以理解，通過上述結構的空氣分布器可均勻分布，從而可提高油頁巖半焦的燃燒效率，進而提高油頁巖半焦的利用率。
[0060]更進一步地，為了提高燒焦罐I和分流罐2的使用壽命，并減少固體熱載體流動過程中的熱量損失，本方案中的燒焦罐I和分流罐2至少一者包括依次設置的外殼體、隔熱層和耐磨層，并且隔熱層和耐磨層的厚度分別為95?105mm(毫米)，20?30mm(毫米)。可以理解，在滿足使油頁巖半焦燃燒及硫化溫度需求功能基礎上，兩者厚度亦可采用其他數值。
[0061]最后，需要說明的是，本方案中還包括旋風分離器8，該旋風分離器8設置于分流罐2內并位于分離器上方。其目的在于，分離煙氣中夾雜的部分固體熱載體，并使其在重力作用下沉降至固體熱載體分離器6的進料口或者燒焦罐I底部，從而避免固體熱載體隨煙氣由煙氣出口 21排出而造成的流失量，從而更進一步的提高了固體熱載體的利用率。
[0062]以上所述僅為本實用新型的優選實施方式，并不構成對本實用新型保護范圍的限定。任何在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的權利要求保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種油頁巖半焦回收裝置，主要用于回收油頁巖干餾爐內干餾提取頁巖油后殘留的油頁巖半焦，其特征在于，包括: 燒焦罐(I)，具有用于將所述油頁巖半焦導入的進料管(11)； 分流罐(2)，設置于所述燒焦罐(I)上方，并具有煙氣出口(21)； 第一導流管(3)，用于連通所述燒焦罐(I)和所述分流罐(2)，沿水平方向上，所述分流罐(2)的截面積大于所述第一導流管(3)的截面積； 熱源裝置，與所述燒焦罐(I)底部 連通并包括第一工況，所述第一工況中所述熱源裝置提供加熱流化氣體，所述加熱流化氣體足以使所述油頁巖半焦燃燒形成固體熱載體，并使所述固體熱載體隨其沿所述第一導流管(3)流動至所述分流罐(2); 第二導流管(4)，用于連通所述分流罐(2)和所述干餾爐，以使所述固體熱載體在重力作用下由所述分流罐(2)導入所述所述干餾爐。
2.如權利要求1所述的油頁巖半焦回收裝置，其特征在于，還包括: 第三導流管(5)，用于連通所述燒焦罐(I)和所述分流罐(2)，以使所述固體熱載體在重力作用下由所述分流罐(2)導入所述燒焦罐(I)； 第一開關閥(41)，用于控制第二導流管(4)導通或斷開； 第二開關閥(51)，用于控制第三導流管(5)導通或斷開； 所述熱源裝置還包括第二工況，所述第二工況中提供油頁巖半焦燃燒并流化所需的助燃流化氣體； 所述熱源裝置啟動并處于第一工況，第一開關閥(41)和第二開關閥(51)均關閉；所述分流罐(2)內所述固體熱載體的料位位于第一預定值，第一開關閥(41)開啟；所述分流罐(2)內固體熱載體的料位位于第二預定值，第二開關閥(51)開啟，所述熱源裝置切換至第二工況；第一預定值小于第二預定值。
3.如權利要求2所述的油頁巖半焦回收裝置，其特征在于，所述第三導流管(5)包括中間段、上部連接段和下部連接段；所述中間段豎直設置，所述上部連接段連接于所述分流罐(2)底部并相對于所述分流罐(2)朝下傾斜，所述下連接部連接于所述燒焦罐(I)的側壁并相對于所述燒焦罐(I)朝上傾斜。
4.如權利要求3所述的油頁巖半焦回收裝置，其特征在于，所述下部連接段和所述進料管(11)相對于所述燒焦罐(I)的中心線左右對稱設置。
5.如權利要求4所述的油頁巖半焦回收裝置，其特征在于，所述下部連接段和所述進料管(11)的軸線夾角為85°~95°。
6.如權利要求2至5中任一項所述的油頁巖半焦回收裝置，其特征在于，還包括設置于所述分流罐(2)內的固體熱載體分離器(6)，所述固體熱載體分離器(6)具有進料口和至少兩個出料口，所述進料口位于所述第一導流管(3)的管口下方，兩個所述出料口分別位于所述第二導流管(4)和所述第三導流管(5)的上方。
7.如權利要求6所述的油頁巖半焦回收裝置，其特征在于，還包括套設于所述輸送管并位于所述燒焦罐(I)內的第一空氣分布器(X)，所述第一空氣分布器(X)位于每個所述出料口的下方。
8.如權利要求2至5中任一項所述的油頁巖半焦回收裝置，其特征在于，所述燒焦罐(I)和所述分流罐(2)兩者中至少一者包括依次設置的外殼、隔熱層和耐磨層。
9.如權利要求2至5中任一項所述的油頁巖半焦回收裝置，其特征在于，所述熱源裝置和所述燒焦罐(I)通過第二空氣分布器(9)連通，所述第二空氣分布器(9)包括主管和若干個與所述主管連通的分支管，每個所述分支管具有若干個噴嘴，所述主管與所述熱源裝置連通，所述分支管位于所述燒焦罐(I)內。
10.如權利要求2至5中任一項所述的油頁巖半焦回收裝置，其特征在于，還包括至少一個旋風分離器(8)，所述旋風分離器(8)設置于所述分流罐(2)內并位于所述固體熱載體分離器(6 )的上方。
【文檔編號】C10B49/16GK203820707SQ201420217334
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年4月29日 優先權日:2014年4月29日
【發明者】尚新立, 朱文堅, 馬春梅, 蔣孟源 申請人:慶華集團新疆和豐能源化工有限公司, 中國慶華能源集團有限公司