一种油页岩干馏与页岩半焦燃烧的干馏焚烧炉的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及干馏及气化设备领域，特别是用于完成从颗粒状油页岩中提取页岩油的全循环干馏及生成半焦后充分燃烧等工艺过程的一种油页岩干馏与页岩半焦燃烧的干馏焚烧炉。
【背景技术】
[0002]在页岩油制取过程中，干馏炉是为完成从油页岩中通过干馏工艺提取页岩油的关键设备。目前使用最为广泛的使用周期最长的当属抚顺式干馏炉，它是集油页岩预热、干馏、燃烧及气化于一身的干馏炉炉型，其干馏过程能够实现干馏系统自身的能量平衡，且还有剩余瓦斯(煤气)的余热(能)可资利用。同时在以此类炉型为核心的页岩油提取工艺也是最为简单者。该干馏炉炉型的不足之处在于出油率不高，需处理的干馏气流量偏大与回收的瓦斯发热值不高，因而使得其投资成本与运行费用也会相应升高。这又使得较为简单的工艺流程不能得到切实有效的发挥。如果采用全循环干馏工艺，虽然可以提高干馏效率、降低处理干馏气体的流量和提高煤气热值，但干馏后的半焦得不到充分利用，自身的能量平衡也需要外界补充能量的加入，尤其是在油页岩含油率较低的情况下更是如此。而且，目前采用的油页岩干馏炉在处理粒径小于1mm的小颗粒原料时，其对应的工艺路线都不成熟，仍然处在研发过程之中。因此，针对目前正在研发的O-1Omm粒径的小颗粒油页岩干馏炉，如何研制出一种能简化干馏工艺的干馏焚烧炉，将1-1Omm颗粒页岩的全循环干馏过程与产生的半焦在加入O-1mm粉状页岩后的燃烧过程，以及余热利用过程结合为一体，在实现全循环干馏的同时完成所产生的页岩半焦与页岩粉料(O-1mm颗粒)的再混合燃烧，以及燃烧余热的充分有效利用，是当前迫切要解决的问题。
【发明内容】
[0003]为实现小颗粒油页岩的全循环干馏与所产生半焦的完全燃烧，本发明提供一种油页岩干馏与页岩半焦燃烧的干馏焚烧炉。
[0004]本发明解决的技术方案是，干馏焚烧炉为矩形筒体，矩形筒体是由从上到下依次排列的相互连通的页岩预热室、页岩干馏室、半焦导流室、半焦焚烧室、灰渣冷却室和灰渣排放室构成，页岩预热室的墙体中环周向设置干馏气收集通道，干馏气收集通道的内侧墙体(靠近页岩预热室的内壁)下部有和页岩预热室相连通的干馏气收集口，干馏气收集通道的外侧墙体(靠近页岩预热室的外壁)上部有伸出页岩预热室的引出干馏气用的干馏气导出口，页岩预热室的底部设置第一支撑拱桥;第一支撑拱桥置于页岩干馏室内上部，页岩干馏室的下部墙体内环周向设置干馏瓦斯通道，干馏瓦斯通道的内侧墙体上设置连通页岩干馏室的干馏瓦斯喷入口，干馏瓦斯通道的外侧墙体上设置有伸出页岩干馏室的干馏瓦斯的导入口，页岩干馏室的底部设置第二支撑拱桥;第二支撑拱桥的下方为半焦导流室，半焦导流室的中下部设置有对旋棘轮送焦器，半焦导流室的底部有半焦导流出口；半焦导流出口向下连通半焦焚烧室，半焦焚烧室的上部有相连通的伸出半焦焚烧室的燃烧烟气排出口，燃烧烟气排出口的下方在半焦焚烧室的外侧设置有和半焦焚烧室连通的向上伸出的页岩细灰料斗，页岩细灰料斗底部设置的细灰导入槽倾斜向下经混合燃烧口连通半焦焚烧室；细灰导入槽内平行设置一次风喷嘴管，一次风喷嘴管的下喷口朝向半焦焚烧室，一次风喷嘴管的上喷口伸出页岩细灰料斗和一次风通道相连通，一次风通道为沿半焦焚烧室外周设置的水平状的环形通道，一次风通道的外环上有水平引入管口；半焦焚烧室的下方为灰渣冷却室，灰渣冷却室内设置水冷炉箅子，水冷炉箅子的结构是，水蒸气引出管依次串联在多片带夹层空间的板片的上部，冷却水引入管依次串联在多片带夹层空间的板片的下部，构成多板片叠合互通结构，冷却水引入管和水蒸气引出管分别伸出灰渣冷却室连通冷却水集管和蒸汽出口集管;灰渣冷却室的下部为灰渣排放室，灰渣排放室的底部有伸出灰渣排放室的灰渣排出口，灰渣排出口内有对旋棘轮排渣器，灰渣排放室的上部有伸出灰渣排放室的二次风引入口。
[0005]本发明是在现有干馏炉炉型结构基础上按照页岩干馏过程与页岩半焦燃烧过程分别进行而又集中在一个炉体中完成的创新性的一种干馏焚烧炉型。该炉型工作时，页岩颗粒从预热室顶部进入后依次进入页岩预热室和干馏室，在这里与高温干馏瓦斯进行充分的热质交换，使油页岩变成页岩半焦，页岩油蒸汽与热瓦斯一起在预热页岩后离开干馏焚烧炉，而页岩半焦向下进入半焦燃烧室，在这里与未干馏的页岩细灰混合，在助燃空气加入下完成燃烧过程，之后通过冷却炉箅子冷却下来，通过灰渣排放室排除，产生的高温烟气通过燃烧烟气排出口连接余热锅炉、或者空气预热器、或者瓦斯预热器。这样就在同一个炉体内既完成了页岩的全循环工艺流程，又完成了页岩半焦的燃烧。从而有效减少了热瓦斯的循环流量和提高了瓦斯的热值与减少了瓦斯中的氮含量，还能因页岩半焦的充分燃烧与利用而收到节能降耗的经济效益与社会效益。
【附图说明】
[0006]图1为本发明的剖面主视图。
[0007]图2为本发明图1中A-A截面图。
[0008]图3为本发明图1中B-B截面图。
[0009]图4为本发明图1中C-C截面图。
[0010]图5为本发明图1中D-D截面图。
【具体实施方式】
[0011]以下结合附图对本发明的【具体实施方式】作详细说明。
[0012]如图1-图5所示，本发明干馏焚烧炉为矩形筒体，矩形筒体是由从上到下依次排列的相互连通的页岩预热室1、页岩干馏室2、半焦导流室3、半焦焚烧室4、灰渣冷却室5和灰渣排放室6构成，页岩预热室I的墙体中环周向设置干馏气收集通道12，干馏气收集通道的内侧墙体(靠近页岩预热室的内壁)下部有和页岩预热室相连通的干馏气收集口 11，干馏气收集通道的外侧墙体(靠近页岩预热室的外壁)上部有伸出页岩预热室的引出干馏气用的干馏气导出口 10，页岩预热室I的底部设置第一支撑拱桥Ia;第一支撑拱桥Ia置于页岩干馏室2内上部，页岩干馏室的下部墙体内环周向设置干馏瓦斯通道8，干馏瓦斯通道的内侧墙体上设置连通页岩干馏室2的干馏瓦斯喷入口 9，干馏瓦斯通道的外侧墙体上设置有伸出页岩干馏室的干馏瓦斯的导入口 7，页岩干馏室2的底部设置第二支撑拱桥2a;第二支撑拱桥的下方为半焦导流室3，半焦导流室的中下部设置有对旋棘轮送焦器21，半焦导流室的底部有半焦导流出口 3a;半焦导流出口向下连通半焦焚烧室4，半焦焚烧室的上部有相连通的伸出半焦焚烧室的燃烧烟气排出口 17，燃烧烟气排出口的下方在半焦焚烧室的外侧设置有和半焦焚烧室连通的向上伸出的页岩细灰料斗13，页岩细灰料斗底部设置的细灰导入槽13a倾斜向下经混合燃烧口 14连通半焦焚烧室4;细灰导入槽13a内平行设置一次风喷嘴管15a，一次风喷嘴管的下喷口朝向半焦焚烧室4，一次风喷嘴管15a的上喷口伸出页岩细灰料斗和一次风通道15相连通，一次风通道为沿半焦焚烧室外周设置的水平状的环形通道，一次风通道的外环上有水平引入管口 15b;半焦焚烧室的下方为灰渣冷却室5，灰渣冷却室内设置水冷炉箅子20，水冷炉箅子的结构是，水蒸气引出管19a依次串联在多片带夹层空间的板片的上部，冷却水引入管18a依次串联在多片带夹层空间的板片的下部，构成多板片叠合互通结构，冷却水引入管18a和水蒸气引出管19a分别伸出灰渣冷却室连通冷却水集管18和蒸汽出口集管19;灰渣冷却室的下部为灰渣排放室6，灰渣排放室的底部有伸出灰渣排放室的灰渣排出口6a，灰渣排出口内有对旋棘轮排渣器22，灰渣排放室的上部有伸出灰渣排放室的二次风引入口 16。
[0013]所述的矩形筒体还可以为多筒体并列的组合结构，当矩形筒体为多筒体并列的组合结构时，相互水平并列的多个页岩预热室I之间、相互水平并列的多个页岩干馏室2之间、相互水平并列的多个半焦导流室3之间、相互水平并列的多个灰渣冷却室5之间均设置有隔墙23，相互水平并列的多个半焦焚烧室4之间设置有相互连通的烟气连通孔道23a，相互水平并列的多个灰渣排放室6之间设置有相互连通的二次风连通孔道23b。
[0014]所述的矩形筒体为金属壳体内壁上用耐温工作温度在1200°C以上的耐火材料砌筑的构成的筒状结构。
[0015]所述的页岩预热室I下部两侧的内墙面上对称分布有多个上下排列的干馏气收集口 11，干馏气收集口为自外向内呈逐渐扩张状的横截面呈矩形的管口，即干馏气收集口在靠近页岩预热室I内壁的一端纵截面大，在连接干馏气收集通道12的一端纵截面小。
[0016]所述的第一支撑拱桥Ia和第二支撑拱桥2a均是由耐火材料砌筑构成的向上凸起的弧形，第一支撑拱桥Ia和第二支撑拱桥2a分别有I个或多个，其数量根据干馏焚烧炉的尺寸大小设定。
[0017]所述的页岩干馏室2的下部两侧内墙面上对称分布有多个上下排列的干馏瓦斯喷入口9，干馏瓦斯喷入口为自外向内呈逐渐扩张状的横截面呈矩形的管口，即干馏瓦斯喷入口在靠近页岩干馏室内壁的一端纵截面大，在连接干馏瓦斯通道8的一端纵截面小。
[0018]所述的页岩细灰料斗13为矩形截面的长条槽型结构，沿半焦焚烧室4的长度方向分别对称分布在半焦焚烧室的两侧，沿页岩细灰料斗的长度方向依次分割成多个独立的承载页岩细灰的分料斗，每个分料斗的底部连通有倾斜状的细灰导入槽13a，细灰导入槽的下端和混合燃烧口 14的外端连通，混合燃烧口的内端伸进半焦焚烧室，和半焦焚烧室连通。
[0019]所述的一次风喷嘴管15a的下喷口置于混合燃烧口和细灰导入槽的连接处，一次风喷嘴管的数量和细灰导入槽的数量相一致。
[0020]所述的混合燃烧口14为自外向内呈逐渐扩张状的横截面呈矩形的管口，即靠近半焦焚烧室4的一端纵截面大，连接细灰导入槽的一端纵截面小。
[0021]所述的水冷炉箅子20为耐热铸铁或者耐热钢制成，多片带夹层空间的板片叠合连接部位分别经冷却水引入管18a和水蒸气引出管19a构成相互贯通的流体通道。<