一种油页岩半焦回收装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种油页岩半焦回收装置，包括烧焦罐、分流罐、第一导流管、热源装置和第二导流管。烧焦罐具有用于导入油页岩半焦的进料管；分流罐设置于烧焦罐上方并具有烟气出口，两者通过第一导流管连通；沿水平方向上，分流罐的截面积大于第一导流管的截面积；热源装置与烧焦罐底部连通并包括第一工况，第一工况中热源装置提供加热流化气体，加热流化气体足以使油页岩半焦燃烧形成固体热载体，并使固体热载体随其沿第一导流管流动至分流罐；第二导流管用于连通分流罐和干馏炉，使固体热载体在重力作用下由分流罐导入干馏炉。该回收装置可实现油页岩半焦回收再利用，从而可提高油页岩的利用率，同时可降低直接废弃油页岩半焦造成的环境污染。
【专利说明】一种油页岩半焦回收装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及油页岩半焦的回收再利用【技术领域】，特别涉及一种油页岩半焦回收装置。
【背景技术】
[0002]油页岩是指远古时期的低等植物被埋藏于地下化石化形成的沉积岩。油页岩又称油母页岩，是一种高灰分的含可燃有机质的沉积岩，它和煤的主要区别是灰分超过40%，与碳质页岩的主要区别是含油率大于3.5%。除单独成矿外，油页岩还经常与煤形成伴生矿，一起被开采出来。油页岩属于非常规能源范畴，储量巨大，是一种可以替代石油的潜在资源。
[0003]油页岩经低温干馏可以得到页岩油，页岩油类似原油，可以制成汽油、柴油或作为燃料油。
[0004]我国能源结构的特点是“贫油、少气、富煤”，煤制油技术还未广泛应用。但随着经济发展，对能源需求量越来越大，越来越高的对外依存度已经影响到我国能源安全，成为经济发展的瓶颈。以石油、天然气为代表的常规能源已不能满足国民经济发展需要，人们开始把目光转向油页岩等非常规能源的综合加工利用，用以替代部分常规能源。
[0005]油页岩干馏提取页岩油技术已经成熟并得到广泛应用。但是，干馏提取过程中绝大部分油页岩转化为油页岩半焦。油页岩半焦为高污染物，目前通常采用直接废弃方式处理油页岩半焦，显然这样不仅浪费了油页岩资源，而且造成了环境污染。
[0006]有鉴于此，如何通过回收再利用油页岩半焦，来提高油页岩的利用率，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
实用新型内容
[0007]针对上述问题，本实用新型提供一种油页岩半焦回收装置，以提高油页岩的利用率，降低直接废弃油页岩半焦而造成的环境污染。
[0008]本实用新型所提供的一种油页岩半焦回收装置，主要用于回收油页岩干馏炉内干馏提取页岩油后残留的油页岩半焦，该油页岩半焦回收装置包括:
[0009]烧焦罐，具有用于将所述油页岩半焦导入的进料管；
[0010]分流罐，设置于所述烧焦罐上方，并具有烟气出口 ；
[0011]第一导流管，用于连通所述烧焦罐和所述分流罐，且沿水平方向上，所述分流罐的截面面积大于所述第一导流管的截面面积；
[0012]热源装置，与所述烧焦罐底部连通并包括第一工况，所述第一工况中所述热源装置提供加热流化气体，所述加热流化气体足以使所述油页岩半焦燃烧形成固体热载体，并使所述固体热载体随其沿所述第一导流管流动至所述分流罐；
[0013]第二导流管，用于连通所述分流罐和所述干馏炉，并使所述固体热载体在重力作用下由所述分流罐导入所述所述干馏炉。[0014]优选地,还包括:
[0015]第三导流管，用于连通所述烧焦罐和所述分流罐，以使所述固体热载体在重力作用下由所述分流罐导入所述烧焦罐；
[0016]第一开关阀，用于控制第二导流管导通或断开；
[0017]第二开关阀，用于控制第三导流管导通或断开；
[0018]所述热源装置还包括第二工况，所述第二工况中提供油页岩半焦燃烧所需的助燃流化气体；
[0019]所述热源装置启动并处于第一工况，第一开关阀和第二开关阀均关闭；所述分流罐内所述固体热载体的料位位于第一预定值，第一开关阀开启；所述分流罐内固体热载体的料位位于第二预定值，第二开关阀开启，所述热源装置切换至第二工况；第一预定值小于第二预定值。
[0020]优选地，所述第三导流管包括中间段、上部连接段和下部连接段；所述中间段竖直设置，所述上部连接段连接于所述分流罐底部并相对于所述分流罐朝下倾斜，所述下连接部连接于所述烧焦罐的侧壁并相对于所述烧焦罐朝上倾斜。
[0021]优选地，所述下部连接段和所述进料管相对于所述烧焦罐的中心线左右对称设置。
[0022]优选地，所述下部连接段和所述进料管的轴线夹角为85°?95°。
[0023]优选地，还包括设置于所述分流罐内的固体热载体分离器，所述固体热载体分离器具有进料口和至少两个出料口，所述进料口位于所述第一导流管的管口下方，两个所述出料口分别位于所述第二导流管和所述第三导流管的上方。
[0024]优选地，还包括套设于所述输送管并位于所述烧焦罐内的第一空气分布器，所述第一空气分布器位于每个所述出料口的下方。
[0025]优选地，所述烧焦罐和所述分流罐两者中至少一者包括依次设置的外壳、隔热层和耐磨层。
[0026]优选地，所述热源装置和所述烧焦罐通过第二空气分布器连通，所述第二空气分布器包括主管和若干个与所述主管连通的分支管，每个所述分支管具有若干个喷嘴，所述主管与所述热源连通，所述分支管位于所述烧焦罐内。
[0027]优选地，还包括至少一个旋风分离器，所述旋风分离器设置于所述分流罐内并位于所述固体热载体分离器的上方。
[0028]本方案所提供的一种油页岩半焦的回收装置，包括烧焦罐、分流罐、第一导流管、热源装置和第二导流管。其中，烧焦罐具有用于导入油页岩半焦的进料管；分流罐设置于烧焦罐上方并具有烟气出口，分流罐和烧焦罐两者通过第一导流管连通；沿水平方向上，分流罐的截面积大于第一导流管的截面积；热源装置与烧焦罐底部连通并包括第一工况，第一工况中热源装置提供加热流化气体，加热流化气体足以使油页岩半焦燃烧形成固体热载体，并使固体热载体随其沿第一导流管流动至分流罐；第二导流管用于连通分流罐和干馏炉，并使固体热载体在重力作用下由分流罐导入干馏炉。
[0029]上述回收装置的工作原理为，由干馏炉导入的油页岩半焦在热源装置作用下，在烧焦罐内燃烧生产固体热载体并沿第一导流管流动至分流罐内，再在重力作用下沿第二导流管由分流罐导入至干馏炉内，以为油页岩干馏提取工艺提供热源。显然，通过上述回收装置可实现油页岩半焦的回收再利用，从而提高了油页岩的利用率，同时可降低直接废弃油页岩半焦引起的环境污染。
[0030]本实用新型的一优选方案中，在上述结构基础上，该回收装置还包括第三导流管、第一开关阀和第二开关阀，此外上述热源装置还包括第二工况，第二工况中热源装置仅提供油页岩半焦燃烧和流化所需的助燃流化气体。其中，第三导流管用于连通烧焦罐和分流罐，并使固体热载体在重力作用下由分流罐导入烧焦罐；第一开关阀用于控制第二导流管的导通或断开；第二开关阀用于控制第三导流管的导通或断开；
[0031]热源装置启动并处于第一工况，第一开关阀和第二开关阀均关闭；当分流罐内所述固体热载体的料位位于第一预定值，第一开关阀开启；当分流罐内固体热载体的料位位于第二预定值，第二开关阀开启，并热源装置切换至第二工况；第一预定值小于第二预定值。
[0032]上述回收装置的工作机理为，首先通过热源装置提供的加热流化气体使油页岩半焦燃烧产生固体热载体，并使该固体热载体随其由第一导流管流入分流罐内，当分流罐内固体热载体的料位位于第一预定值时，开启第一开关阀，建立烧焦罐和分流罐间固体热载体的自循环，即分流罐内的固体热载体在重力作用下一部分回流至烧焦罐内，以为油页岩半焦燃烧提高热源；当分流罐内固体热载体的料位达到第一预定值时，开启第二开关阀，另一部分固体热载体由第三导流管流入干馏炉内，以为油页岩干馏提取工艺提高热源，从而形成干馏炉、烧焦罐和分流罐三者间的能量循环利用。
[0033]该实施方式不仅实现了固体热载体在烧焦罐、分流罐和干馏炉三者间的流动循环，而且建立固体热载体在烧焦罐和分流罐两者间的自循环，使热源装置仅提供助燃流化气体，即热源装置作为一个通道输送油页岩半焦燃烧和流化所需的空气，显然，这样可进一步的节省了能源。
【专利附图】
【附图说明】
[0034]图1示出了本实用新型所提供的油页岩半焦回收装置一【具体实施方式】的结构示意图；
[0035]图2示出了本实用新型所提供的油页岩半焦回收装置另一【具体实施方式】的结构示意图。
[0036]图1和图2中附图标记与各个部件名称之间的对应关系:
[0037]I烧焦罐、11进料管、2分流罐、21烟气出口、3第一导流管、4第二导流管、41第一开关阀、5第三导流管、51第二开关阀、6固体热载体分离器、7第一空气分布器、8旋风分离器、9第二空气分布器。
【具体实施方式】
[0038]本实用新型的核心目的在于，提供一种油页岩半焦回收装置，以回收利用油页岩干馏提取后形成的油页岩半焦，从而提高油页岩的利用率，进而减少资源浪费、降低环境污染。
[0039]现结合说明书附图，来说明本实用新型所提供的油页岩半焦回收装置具体结构示意图。需要说明的是，本文中所述及的“固体热载体”包括油页岩半焦充分燃烧后生成的热灰和/或尚未充分燃烧的油页岩半焦颗粒。此外，该回收装置主要适用于回收小颗粒油页岩半焦，即粒径小于20mm(毫米)。当然，在满足回收功能需要的基础上，依据实际需求对该回收装置的使用范围不加以限定。
[0040]请参见图1，该图示出了本实用新型所提供的油页岩半焦的回收装置一【具体实施方式】的结构示意图。
[0041]本方案所提供的油页岩半焦回收装置，主要用于回收油页岩干馏炉内干馏提取页岩油后残留的油页岩半焦。该油页岩半焦回收装置包括烧焦罐1、分流罐2、第一导流管3、热源装置(图中未示出)和第二导流管4。其中，烧焦罐I具有用于导入油页岩半焦的进料管11 ;分流罐2设置于烧焦罐I上方并具有烟气出口 21，且烧焦罐I和分流罐2通过第一导流管3连通；沿水平方向上，分流罐2的截面面积大于第一导流管3的截面面积；热源装置与烧焦罐I底部连通并包括第一工况，第一工况中热源装置提供加热流化气体，加热流化气体足以使油页岩半焦燃烧形成固体热载体，并使固体热载体随加热流化气体沿第一导流管3由烧焦罐I流入分流罐2内；第二导流管4用于连通分流罐2和干馏炉(图中未示出)，以在重力作用下将固体热载体沿第二导流管4由分流罐2导入干馏炉内。
[0042]上述回收装置的工作机理为，由干馏炉导入烧焦罐I的油页岩半焦，在热源装置作用下燃烧生产固体热载体，并克服自身重力而沿第一导流管3流入分流罐2内；再在重力作用下沿第二导流管4导入至干馏炉内，以为油页岩干馏提取工艺提高热源。显然，通过上述回收装置可实现油页岩半焦的回收再利用，提高了油页岩的利用率、减少了资源浪费，与此同时还可降低直接废弃油页岩半焦引起的环境污染。
[0043]本实用新型的另一【具体实施方式】中，具体结构请参见图2，该图示出了本实用新型所提供的油页岩半焦回收装置另一【具体实施方式】的结构示意图。
[0044]如图2所示，在第一实施方式的回收装置基础上，这一方案所提供的回收装置还包括第三导流管5、第一开关阀41和第二开关阀51，此外上述热源装置还包括第二工况，第二工况中热源装置仅提供油页岩半焦燃烧和流化所需的助燃流化气体。其中，第三导流管5用于连通烧焦罐I和分流罐2，并使固体热载体在重力作用下沿第三导流管5导入烧焦罐I内；第一开关阀41用于控制第二导流管4的导通或断开；第二开关阀51用于控制第三导流管5的导通或断开。
[0045]热源装置启动并处于第一工况，第一开关阀41和第二开关阀51均关闭；当分流罐2内所述固体热载体的料位位于第一预定值，第一开关阀41开启；当分流罐2内固体热载体的料位位于第二预定值，第二开关阀51开启，并使热源装置切换至第二工况；第一预定值小于第二预定值。
[0046]上述回收装置的工作机理为，首先通过热源提供的加热流化气体使油页岩半焦燃烧产生固体热载体，并使该固体热载体随加热流化气体由第一导流管3流入分流罐2内；当分流罐2内固体热载体的料位达到第一预定值时，开启第一开关阀41，建立固体热载体在烧焦罐I和分流罐2间的自循环，即分流罐2内的固体热载体在重力作用下一部分回流至烧焦罐I内，以为油页岩半焦燃烧提高热源；当分流罐2内固体热载体料位达到第一预定值时，开启第二开关阀51，另一部分固体热载体流入干馏炉内，以为油页岩干馏提取工艺提高热源，从而形成干馏炉、烧焦罐I和回收分流罐2三者间的能量循环利用。
[0047]该实施方式不仅实现了固体热载体在烧焦罐1、分流罐2和干馏炉三者间的流动循环，而且建立固体热载体在烧焦罐I和分流罐2两者间的自循环，使热源装置仅提供助燃流化气体，即热源装置作为一个通道输送油页岩半焦燃烧和流化所需的空气，显然，这样可进一步的节省能源。
[0048]需要说明的是，分流罐2的固定热载体料位的第一预定值和第二预定值是由安全运行的要求确定的，不同性质的油页岩其料位高度不同，这个料位高度可以通过理论计算得出，再加以试验校正。而料位高度的理论计算过程、检测及试验校正手段均为本领域技术人员常用的技术，故而在此不再赘述。固定热载体料位的第一预定值小于第二预定值，且两者间的差值足以使烧焦罐I和分流罐2两者形成自循环。
[0049]此外，需要说明的是，本方案中的热源装置具体为热风炉，第一工况时，热风炉内燃料气产生的高温烟气流入烧焦罐I内加热油页岩半焦并使其燃烧形成固体热载体；第二工况时，热风炉作为一个通道提供油页岩半焦燃烧和流化所需的空气。当然那，在满足上述功能要求的基础上，本方案中的热源亦可采用本领域常用的其他装置。
[0050]进一步，如图1所示，上述回收装置还包括设置于分流罐2内的固体热载体分离器6，固体热载体分离器6具有进料口和至少两个出料口，进料口位于第一导流管3的管口下方，两个出料口分别位于第二导流管4和所述第三导流管5的上方。
[0051]可以理解，本方案通过增设固体热载体分离器6，可将由第一导流管3流出的固体热载体快速分流，并直接输入至第二导流管4和所述第三导流管5的上方，从而可避免其堆积于分流罐2其他位置而无法充分利用，从而进一步地提高了固体热载体的利用率。
[0052]更进一步地，上述回收装置还包括第一空气分布器7，该第一空气分布器7套设于输送管，并位于分离器两个出料口与第二导流管4和第三导流管5之间。
[0053]本方案增设该第一空气分布器7具有两方面的作用；其一，提供油页岩半焦燃烧的助燃气体，使夹杂于固体热载体并未充分燃烧的部分油页岩半焦在分流罐2内二次燃烧气，以提高回收装置的烧焦能力，从而进一步地提高油页岩半焦的利用率；其二，通入空气后可提高固体热载体的流化能力，以保证固体热载体流动畅通性，从而提高其回收装置内固定热载体的循环效率。
[0054]接下来，继续结合图2来具体说明上述回收装置的组件部件的具体结构。
[0055]如图2所示，第三导流管5包括上部连接段、中间段和上部连接段，中间段竖直设置，上部连接段连接于分流罐2底部并相对于分流罐2朝下倾斜，下连接部连接于烧焦罐I的侧壁并相对于烧焦罐I朝上倾斜。上述第三导流管5可由输送管折弯成型，具有结构简单的特点，当然，在满足连通烧焦罐I和分流罐2，并可使分流罐2内固体热载体在重力作用下沿其沉降至烧焦罐I内功能、加工及装配工艺要求的基础上，该第三导流管5亦可采用本领域常用的其他结构。
[0056]此外，下部连接段和进料管11相对于烧焦罐I的中心线左右对称设置，并且两者轴线所成夹角为85°?95°。最佳方案为90°。
[0057]经分析得知，下部连接段和进料管11采用上述方式布置时，可使来自于干馏炉内的油页岩半焦和来自于分流罐2内的固体热载体在重力作用下沉降至烧焦罐I内同一位置，可使两者混合率最大化，从而可提高烧焦罐I的烧焦能力，进而提高油页岩半焦的利用率。此外，通过限定两者的轴线夹角具体数值范围，可减小固体热载体流动时所受到的管壁摩擦阻力，从而减小了能量损失，进而可提高固体热载体的利用率。[0058]当然，在满足油页岩半焦和固体热载体在重力作用下沉降至烧焦罐I功能、加工工艺要求的基础上，第二导流管4和进料管11亦可采用本领域技术人员常用的其他结构。
[0059]进一步，需要说明的是，烧焦罐I和热源装置通过第二空气分布器9连通，该第二空气分布器9包括主管和与该主管连通的若干个支管，并且在每个支管具有若干个喷嘴，主管与热源装置连通，分支管位于烧焦罐I内。可以理解，通过上述结构的空气分布器可均匀分布，从而可提高油页岩半焦的燃烧效率，进而提高油页岩半焦的利用率。
[0060]更进一步地，为了提高烧焦罐I和分流罐2的使用寿命，并减少固体热载体流动过程中的热量损失，本方案中的烧焦罐I和分流罐2至少一者包括依次设置的外壳体、隔热层和耐磨层，并且隔热层和耐磨层的厚度分别为95?105mm(毫米)，20?30mm(毫米)。可以理解，在满足使油页岩半焦燃烧及硫化温度需求功能基础上，两者厚度亦可采用其他数值。
[0061]最后，需要说明的是，本方案中还包括旋风分离器8，该旋风分离器8设置于分流罐2内并位于分离器上方。其目的在于，分离烟气中夹杂的部分固体热载体，并使其在重力作用下沉降至固体热载体分离器6的进料口或者烧焦罐I底部，从而避免固体热载体随烟气由烟气出口 21排出而造成的流失量，从而更进一步的提高了固体热载体的利用率。
[0062]以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。
【权利要求】
1.一种油页岩半焦回收装置，主要用于回收油页岩干馏炉内干馏提取页岩油后残留的油页岩半焦，其特征在于，包括: 烧焦罐(I)，具有用于将所述油页岩半焦导入的进料管(11)； 分流罐(2)，设置于所述烧焦罐(I)上方，并具有烟气出口(21)； 第一导流管(3)，用于连通所述烧焦罐(I)和所述分流罐(2)，沿水平方向上，所述分流罐(2)的截面积大于所述第一导流管(3)的截面积； 热源装置，与所述烧焦罐(I)底部 连通并包括第一工况，所述第一工况中所述热源装置提供加热流化气体，所述加热流化气体足以使所述油页岩半焦燃烧形成固体热载体，并使所述固体热载体随其沿所述第一导流管(3)流动至所述分流罐(2); 第二导流管(4)，用于连通所述分流罐(2)和所述干馏炉，以使所述固体热载体在重力作用下由所述分流罐(2)导入所述所述干馏炉。
2.如权利要求1所述的油页岩半焦回收装置，其特征在于，还包括: 第三导流管(5)，用于连通所述烧焦罐(I)和所述分流罐(2)，以使所述固体热载体在重力作用下由所述分流罐(2)导入所述烧焦罐(I)； 第一开关阀(41)，用于控制第二导流管(4)导通或断开； 第二开关阀(51)，用于控制第三导流管(5)导通或断开； 所述热源装置还包括第二工况，所述第二工况中提供油页岩半焦燃烧并流化所需的助燃流化气体； 所述热源装置启动并处于第一工况，第一开关阀(41)和第二开关阀(51)均关闭；所述分流罐(2)内所述固体热载体的料位位于第一预定值，第一开关阀(41)开启；所述分流罐(2)内固体热载体的料位位于第二预定值，第二开关阀(51)开启，所述热源装置切换至第二工况；第一预定值小于第二预定值。
3.如权利要求2所述的油页岩半焦回收装置，其特征在于，所述第三导流管(5)包括中间段、上部连接段和下部连接段；所述中间段竖直设置，所述上部连接段连接于所述分流罐(2)底部并相对于所述分流罐(2)朝下倾斜，所述下连接部连接于所述烧焦罐(I)的侧壁并相对于所述烧焦罐(I)朝上倾斜。
4.如权利要求3所述的油页岩半焦回收装置，其特征在于，所述下部连接段和所述进料管(11)相对于所述烧焦罐(I)的中心线左右对称设置。
5.如权利要求4所述的油页岩半焦回收装置，其特征在于，所述下部连接段和所述进料管(11)的轴线夹角为85°~95°。
6.如权利要求2至5中任一项所述的油页岩半焦回收装置，其特征在于，还包括设置于所述分流罐(2)内的固体热载体分离器(6)，所述固体热载体分离器(6)具有进料口和至少两个出料口，所述进料口位于所述第一导流管(3)的管口下方，两个所述出料口分别位于所述第二导流管(4)和所述第三导流管(5)的上方。
7.如权利要求6所述的油页岩半焦回收装置，其特征在于，还包括套设于所述输送管并位于所述烧焦罐(I)内的第一空气分布器(X)，所述第一空气分布器(X)位于每个所述出料口的下方。
8.如权利要求2至5中任一项所述的油页岩半焦回收装置，其特征在于，所述烧焦罐(I)和所述分流罐(2)两者中至少一者包括依次设置的外壳、隔热层和耐磨层。
9.如权利要求2至5中任一项所述的油页岩半焦回收装置，其特征在于，所述热源装置和所述烧焦罐(I)通过第二空气分布器(9)连通，所述第二空气分布器(9)包括主管和若干个与所述主管连通的分支管，每个所述分支管具有若干个喷嘴，所述主管与所述热源装置连通，所述分支管位于所述烧焦罐(I)内。
10.如权利要求2至5中任一项所述的油页岩半焦回收装置，其特征在于，还包括至少一个旋风分离器(8)，所述旋风分离器(8)设置于所述分流罐(2)内并位于所述固体热载体分离器(6 )的上方。
【文档编号】C10B49/16GK203820707SQ201420217334
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年4月29日 优先权日:2014年4月29日
【发明者】尚新立, 朱文坚, 马春梅, 蒋孟源 申请人:庆华集团新疆和丰能源化工有限公司, 中国庆华能源集团有限公司