一种多管组合外热式热解装置的制作方法

本发明涉及能源化工技术领域，具体涉及一种多管组合外热式热解装置。

背景技术：

油砂，是一种含有沥青或焦油的砂或砂岩，属于非常规石油资源。我国油砂资源贮量丰富，总储量位属世界第四，多数油砂的含油率超过了10%，具备了较高的工程利用价值。研究利用油砂提取合成原油，对保障我国的能源供应具有战略意义。目前，国内外对油砂进行油气提取最为普遍及可行的途径是对其进行热解处理。但遗憾的是，由于油砂具有的较强粘结特性，现有的针对油砂，包括油页岩的各种热解装置均无法适应这一特性的要求。因未能解决好设备的抗粘结及堵塞问题，目前已有的立式、流化床式及回转式热解装置均无法实现规模化的油砂连续热解作业。如何经济、高效、可靠及规模化的实现对油砂的深加工，目前在我国还基本属于空白，亟待进行研究和开发。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有油砂热解装置易产生粘结堵塞以及不能实现规模化连续热解作业的问题，提供一种多管组合外热式热解装置。

为达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种多管组合外热式热解装置，包括外筒体，所述外筒体的外侧连接有传动器，所述外筒体的进口端外连接有窑头箱，所述窑头箱上设有下料器，外筒体的出口端外连接有集料筒，所述集料筒与外筒体的出口端之间设有集料箱端板，集料筒的外侧连接有窑尾箱，且集料筒通过通孔与窑尾箱连通，所述窑尾箱的上下端分别设有排气口和排料口，所述外筒体内部沿轴向分布有多个内筒体，外筒体内部还设有管板，管板靠近外筒体进口端，所述内筒体的进口端和出口端分别穿过管板和集料箱端板，使内筒体的外壁与外筒体的内壁之间形成一个封闭腔体，所述外筒体的外侧还设有烟气进气箱，所述烟气进气箱靠近外筒体的出口端，烟气进气箱与外筒体内的封闭腔体连通，所述外筒体的进口端内还设有导料锥，导料锥与管板形成一个进料腔，下料器的出口端和内筒体的进口端全部位于该进料腔内，所述窑头箱上还连接有排烟筒，所述排烟筒一端与外界连通，排烟筒另一端穿过管板与外筒体内的封闭腔体连通。

所述外筒体的进料端高于其出口端，且筒体轴线与水平面的夹角为1～5°。

所述外筒体的内壁上设置有保温层。

所述外筒体与窑头箱、烟气进气箱和集料筒之间设置有动密封。

所述外筒体的外侧设有支承轮。

所述多个内筒体沿圆周方向均匀分布于外筒体内，外筒体内壁上设有多个支架，支架通过短套管连接于内筒体的外壁上，各内筒体之间还通过加强杆连接。

所述内筒体的内壁上设置有扬料板。

所述内筒体的外壁上设置有多个自动清堵器，自动清堵器为一封闭的圆筒，圆筒内装多个钢球。

所述导料锥內设置有导料叶片。

本发明的有益效果：

(1)本发明提供的这种多管组合外热式热解装置结构简单，操作方便，利用大直径热解筒体结构，大大降低了油砂产生粘结和堵塞的风险，通过设置在回转外筒体内的若干内筒体，间接实现对油砂的热解，热效率高，热解气体有效成分含量高，也便于后续进行深度加工，采用多个内筒体同时进行分散热解的方法，扩大了装置的传热面积，有效利用了换热空间，提高了装置的热解效率和处理量，本装置同样适用于油页岩及煤的热解作业。

(2)本发明提供的这种多管组合外热式热解装置通过设置外筒体的进料端高于其出口端，且筒体轴线与水平面的夹角为1～5°，便于油砂流出。

(3)本发明提供的这种多管组合外热式热解装置通过在外筒体的内壁上设置保温层，保证油砂的热解温度。

(4)本发明提供的这种多管组合外热式热解装置通过在外筒体与窑头箱、烟气进气箱和集料筒之间设置有动密封，保证外筒体的密封，防止烟气散出，同时也进一步保证热解温度。

(5)本发明提供的这种多管组合外热式热解装置通过在外筒体的外侧设有支承轮，保证外筒体的稳定。

(6)本发明提供的这种多管组合外热式热解装置通过支架将内筒体固定于外筒体内壁上，支架通过短套管连接于内筒体的外壁上，短套管和内筒体间留有间隙，以适应内筒体的热膨胀要求，且各内筒体之间还通过加强杆连接，保证内筒体的稳固。

(7)本发明提供的这种多管组合外热式热解装置通过在内筒体的内壁上设置有扬料板，保证内筒体内的油砂受热充分。

(8)本发明提供的这种多管组合外热式热解装置通过在内筒体的外壁上设置有多个自动清堵器，使得粘结在内筒体内壁上的油砂掉落，避免堵塞，保证设备连续运行。

(9)本发明提供的这种多管组合外热式热解装置通过在导料锥內设置有导料叶片，有利于将油砂导入各内筒体中。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明多管组合外热式热解装置的简易结构图；

图2是图1中I-I面的剖视结构示意图；

图3是内筒体上的自动清堵器的结构示意图。

附图标记说明：1、排烟筒；2、窑头箱；3、下料器；4、外筒体；5、管板；6、传动器；7、内筒体；8、排气口；9、排料口；10、导料锥；11、集料箱端板；12、烟气进气箱；13、窑尾箱；14、集料筒；15、支架；16、加强杆；17、圆筒。

具体实施方式

实施例1：

为了克服现有油砂热解装置易产生粘结堵塞以及不能实现规模化连续热解作业的问题，本实施例提供了一种如图1所示的多管组合外热式热解装置，包括外筒体4，所述外筒体4的外侧连接有传动器6，所述外筒体4的进口端外连接有窑头箱2，所述窑头箱2上设有下料器3，外筒体4的出口端外连接有集料筒14，所述集料筒14与外筒体4的出口端之间设有集料箱端板11，集料筒14的外侧连接有窑尾箱13，且集料筒14通过通孔与窑尾箱13连通，所述窑尾箱13的上下端分别设有排气口8和排料口9，所述外筒体4内部沿轴向分布有多个内筒体7，外筒体4内部还设有管板5，管板5靠近外筒体4进口端，所述内筒体7的进口端和出口端分别穿过管板5和集料箱端板11，使内筒体7的外壁与外筒体4的内壁之间形成一个封闭腔体，所述外筒体4的外侧还设有烟气进气箱12，所述烟气进气箱12靠近外筒体4的出口端，烟气进气箱12与外筒体4内的封闭腔体连通，所述外筒体4的进口端内还设有导料锥10，导料锥10与管板5形成一个进料腔，下料器3的出口端和内筒体7的进口端全部位于该进料腔内，所述窑头箱2上还连接有排烟筒1，所述排烟筒1一端与外界连通，排烟筒1另一端穿过管板5与外筒体4内的封闭腔体连通。

本发明提供的这种多管组合外热式热解装置的工作原理如下：

系统工作时，传动器6驱动外筒体4连续回转，内筒体7与外筒体4同步回转，前端干燥过的油砂通过窑头箱2上的下料器3进入导料锥10与管板5形成的进料腔，再通过导料锥10将油砂均匀导入到内筒体7中，同时，650～750℃的热烟气通过烟气进气箱12进入至外筒体4内壁和内筒体7外壁之间的封闭腔体内，热烟气由单独设置的热风炉提供，热风炉可采用热解后的油砂半焦直接燃烧，热量不足时再另外补充如煤等其它辅助燃料。在风机的作用下，热烟气由外筒体4的的出口端向进口端运动，内筒体7中的油砂在回转过程中逐渐向出口端移动，同时借助于封闭腔体内的热烟气进行热交换，温度逐步升至450～500℃实现热解，形成热解气和油砂半焦，并在出口端汇集于集料筒14內，通过集料筒14上的通孔进入窑尾箱13，热解气和油砂半焦分布通过窑尾箱13的排气口8和排料口9分别排出，热烟气则在移动过程中温度不断下降，至外筒体4进口端时温度降至300～350℃，经由排烟筒1排出，排出的烟气部分可用于热风炉回风，也可用于工艺前端油砂的干燥。

通过上述过程，可充分实现油砂的连续热解作业，并得到高有效成分含量的热解气和油砂半焦，而且对热解气进行冷凝分离可得到焦油和纯净热解气，用于进一步的深加工。

本发明的这种多管组合外热式热解装置结构简单，操作方便，利用大直径热解筒体结构，大大降低了油砂产生粘结和堵塞的风险，通过设置在回转外筒体内的若干内筒体，间接实现对油砂的热解，热效率高，热解气体有效成分含量高，也便于后续进行深度加工，采用多个内筒体同时进行分散热解的方法，扩大了装置的传热面积，有效利用了换热空间，提高了装置的热解效率和处理量，本装置同样适用于油页岩及煤的热解作业。

实施例2：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种如图1所示的多管组合外热式热解装置，为了便于油砂流出，所述外筒体4的进料端高于其出口端，且筒体轴线与水平面的夹角为1～5°。

为了保证油砂的热解温度，所述外筒体4的内壁上设置有保温层。

进一步的，为了保证外筒体4的密封，所述外筒体4与窑头箱2、烟气进气箱12和集料筒14之间设置有动密封，防止烟气散出，同时也进一步保证热解温度。

所述外筒体4的外侧设有支承轮，保证外筒体4的稳定。

实施例3：

在实施例2的基础上，本实施例提供了一种如图1和图2所示的多管组合外热式热解装置，为了保证内筒体7的稳固，所述多个内筒体7沿圆周方向均匀分布于外筒体4内，外筒体4内壁上设有多个支架15，支架15通过短套管连接于内筒体7的外壁上，各内筒体7之间还通过加强杆16连接，短套管和内筒体间留有间隙，以适应内筒体的热膨胀要求。

所述内筒体7的内壁上设置有扬料板，保证内筒体7内的油砂受热充分。

所述内筒体7的外壁上设置有多个自动清堵器，自动清堵器为一封闭的圆筒17，圆筒17内装多个钢球。由于油砂容易粘结在内筒体7的内壁上，在圆筒17通过支杆连接于内筒体7的外壁上，圆筒17一端与内筒体7的外壁接触，当内筒体7随着外筒体4一起旋转时，圆筒17内的钢球来回在圆筒17内移动，圆筒17震击内筒体7，使得粘结在内筒体7内壁上的油砂掉落，避免堵塞，保证设备连续运行。

另外，所述导料锥10內设置有导料叶片，有利于将油砂导入各内筒体7中。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。