具有星型拱式布气装置的大容量油页岩干馏圆炉的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种具有星型拱式布气装置的大容量油页岩干馏圆炉，包括炉体，炉体内从上往下依次设有油气出口集箱、复合阵伞布料装置、热瓦斯布气管和冷瓦斯布气管，复合阵伞布料装置包括进料管，进料管穿过所述油气出口集箱与螺旋进料机的出料端相连，进料管下方通过吊挂杆安装有中心阵伞，中心阵伞周围通过吊挂杆安装有若干周围阵伞，中心阵伞和周围阵伞均通过导气管与油气出口集箱相连通，热瓦斯布气管两端穿过炉体两侧连接有热瓦斯进气联箱，冷瓦斯布气管两端端穿过炉体两侧连接有冷瓦斯进气联箱。本发明油收率在85％?95％左右，所排出的半焦经过循环流化床锅炉的燃烧，加热循环瓦斯，能量得以利用，布气更加均匀。
【专利说明】
具有星型拱式布气装置的大容量油页岩干馏圆炉
技术领域
[0001]本发明涉及星型拱式布气装置，具体涉及一种具有星型拱式布气装置的大容量油页岩干馈圆炉。
【背景技术】
[0002]油页岩是一种储量十分丰富但没有被很好利用的资源。全世界的油页岩折算成页岩油高达4000多亿吨，远较世界探明原油储量1700多亿吨多。我国油页岩预测高达7199亿吨，折算成页岩油资源为476亿吨。
[0003]国内现有的油页岩干馏设备以气体热载体干馏方式为主，主要有抚顺半气燃式干馏炉、茂名全气燃式干馏炉和桦甸式干馏炉。
[0004]抚顺半气燃式干馏炉在进行干馏页岩时，所需热源来自于循环热瓦斯和炉内气化段干馏半焦与空气不完全燃烧所产生的气化气，而茂名全气燃式干馏炉所需热源完全来自于干馏瓦斯燃烧所产生的热烟气。两种干馏工艺所产生的瓦斯中含有大量氮气和二氧化碳，大大降低了瓦斯热值，也影响了干馏油收率。
[0005]桦甸干馏炉则采用瓦斯全循环技术进行油页岩的干馏，所采用的热载体完全来自循环热瓦斯，该热瓦斯没有燃烧反应，所含氮气和二氧化碳极少，瓦斯热值高，同时由于炉内没有燃烧反应，不易出现炉内局部超温，油收率较高。目前桦甸干馏炉的单炉容量为300t/do
[0006]根据桦甸干馏炉现有的设计特点，其布料方式、布气方式和排焦均存在一定的局限性。
[0007]1.布料方式为单一阵伞布料，即干馏炉上部利用单个阵伞将物料沿圆周分布，阵伞下方中心处出现无料空间，即呈现中间低，周围高的现象。为了缓解这种料位不平整，桦甸炉在阵伞下部布置两层人字形板对物料进行二次分布。这种布料方式对较小处理量的干馏炉来说，布料不均现象不明显。但随着处理量增大，干馏炉内径也随着增大，单一阵伞结合人字形板的布料方式已不能满足要求。
[0008]2.桦甸干馏炉的布气方式采用了热瓦斯沿鼎形装置的周边向外喷出，冷瓦斯沿冷循环瓦斯从设置于炉子的下部的冷循环瓦斯进口管进入干馏炉的进气方式(CN201010237472.0，第9页)，300t/d炉的炉膛截面较小，气流较容易充满整个截面，炉内截面温度不均现象不明显。但随着处理量增大，干馏炉内截面也随之增大，该布气方式下热瓦斯气流已不能均匀充满炉内整个截面，容易造成截面温度不均现象加重。
[0009]3.桦甸干馏炉的排焦方式采用了常规的湿排焦方式，用水封解决炉体排焦的漏气问题，该排焦方式亦同样被国内外所有气体热载体干馏炉采用。原本热值不高的半焦增加了水分后，半焦的热值显著下降，燃烧利用已无价值。
【发明内容】
[0010]本发明提供了一种具有星型拱式布气装置的大容量油页岩干馏圆炉，一方面避免了抚顺半气燃式干馏炉和茂名全气燃式干馏炉瓦斯中含有大量氮气和二氧化碳气体，另一方面解决了桦甸干馏炉存在的布料均匀性、瓦斯布气均匀性、所排半焦热值不理想等问题。[0011 ]为实现上述目的，本发明采取的技术方案为:
[0012]具有星型拱式布气装置的大容量油页岩干馏圆炉，包括炉体，所述炉体上端连接有螺旋进料机，所述螺旋进料机上端依次连接有密封料斗、加料斗，所述加料斗与密封料斗之间设有进料阀门，所述密封料斗与螺旋进料机之间设有密封阀门，所述炉体内从上往下依次设有油气出口集箱、复合阵伞布料装置、热瓦斯布气管和冷瓦斯布气管，所述复合阵伞布料装置包括进料管，所述进料管穿过所述油气出口集箱与螺旋进料机的出料端相连，所述进料管下方通过吊挂杆安装有中心阵伞，所述中心阵伞周围通过吊挂杆安装有若干周围阵伞，所述中心阵伞和周围阵伞均通过导气管与油气出口集箱相连通，所述热瓦斯布气管两端穿过炉体两侧连接有热瓦斯进气联箱，所述冷瓦斯布气管两端端穿过炉体两侧连接有冷瓦斯进气联箱，所述炉体上还开设有热瓦斯边壁进气孔和冷瓦斯边壁进气孔，所述热瓦斯边壁进气孔倾斜开设于炉体边壁内，一端与炉体相通，另一端与热瓦斯进气联箱相连，所述冷瓦斯边壁进气孔倾斜开设于炉体边壁内，一端与炉体相通，另一端与冷瓦斯进气联箱相连，所述炉体下端连接有螺旋出焦机，所述螺旋出焦机下端设有出焦斗。
[0013]优选地，所述螺旋出焦机与出焦斗之间设有密封电动阀门。
[0014]优选地，所述出焦斗下端设有带出焦电动阀门的出料口。
[0015]优选地，所述周围阵伞的数量为4-6个。
[0016]优选地，每根布气管斜下方两侧分别加工若干进气孔和喷孔。
[0017]优选地，所述热瓦斯布气管和冷瓦斯布气管上连接相应加强管，加强管上设有若干进气孔和喷孔。
[0018]优选地，炉体的冷却段为圆台型
[0019]本发明具有以下有益效果:
[0020]1、抚顺式干馏炉的油收率只有60%-65%左右，本发明油收率在85%-95%左右；
[0021]2、抚顺式干馏炉炉底排出的干馏炉渣落入水封之前尚具有一定发热值350-800kcal/kg，占油页岩发热值的30 %左右，热损失大;本发明炉底排出的半焦经过循环流化床锅炉的燃烧，加热循环瓦斯，能量得以利用。
[0022]3、本发明干馏炉的布气部分分成边壁进气和星型拱式布气管进气，其中，热瓦斯布气管有八根拱形气管和八根加强管，冷瓦斯布气管有四根拱形气管。上述设计使布气更加均匀。
【附图说明】
[0023]图1为本发明实施例具有星型拱式布气装置的大容量油页岩干馏圆炉的结构示意图。
[0024]图2为图1中A-A的剖面图。
[0025]图3为图1中B-B的剖面图。
[0026]图4为图1中C-C的剖面图。
[0027]图5为图1中D-D的剖面图。
[0028]图6为图1中E-E的剖面图。
[0029]图7为图1中热瓦斯布气管中进气孔分布图。
[0030]图8为图7中A-A的放大图。
[0031]图9为图1中加强管的结构示意图。
【具体实施方式】
[0032]为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0033]如图1-图9所示，本发明实施例提供了具有星型拱式布气装置的大容量油页岩干馏圆炉，包括炉体，所述炉体上端连接有螺旋进料机5，所述螺旋进料机5上端依次连接有密封料斗3、进料料斗I，所述进料料斗I与密封料斗3之间设有进料阀门2，所述密封料斗3与螺旋进料机5之间设有密封阀门4，所述炉体内从上往下依次设有油气出口集箱6、中心阵伞8、周围阵伞9、热瓦斯布气管11和冷瓦斯布气管14，所述中心阵伞8和周围阵伞9作为干馏炉内主要布料装置，装置的中心焊接有进料管7，所述进料管7穿过所述油气出口集箱6与螺旋进料机5的出料端相连。其中，中心阵伞8和周围阵伞9通过各自每一根吊挂杆21在炉内吊挂固定，此外，中心阵伞8和周围阵伞9均通过导气管22与油气出口集箱6相连通。所述热瓦斯布气管11穿过炉膛和炉墙，其相应高度炉墙外侧安装有热瓦斯进气联箱12。所述冷瓦斯布气管14穿过炉膛和炉墙，其相应高度炉墙外侧连接有冷瓦斯进气联箱15。所述炉体上还开设有热瓦斯边壁进气孔13和冷瓦斯边壁进气孔16，所述热瓦斯边壁进气孔13倾斜开设于炉体边壁内，水平较低一端与炉膛相通，水平较高一端与热瓦斯进气联箱12相连。所述冷瓦斯边壁进气孔16倾斜开设于炉体边壁内，水平较低一端与炉膛相通，水平较高一端与冷瓦斯进气联箱15相连。所述炉体下端连接有螺旋出焦机17，所述螺旋出焦机17下端设有出焦斗19。
[0034]所述螺旋出焦机17与出焦斗19之间设有密封电动阀门18。
[0035 ]所述出焦斗19下端设有带出焦电动阀门20的出料口。
[0036]所述周围阵伞9的数量为4-6个。
[0037]每根布气管斜下方两侧分别加工若干进气孔。
[0038]所述热瓦斯布气管11和冷瓦斯布气管14上连接相应加强管10，加强管上设有若干进气孔和喷孔。
[0039]炉体的冷却段为圆台型。
[0040]本具体实施的工作原理为:粉碎成13-75mm的油页岩颗粒，经给料斗1、上部气封2和布料管3，进入干馏炉的干燥段。700°C的热循环瓦斯从弧形布气管7和边壁进气孔9被均衡连续的送入炉体的干馏段，与通过布料管3和人字形分布板5的油页岩颗粒均衡接触，发生干馏，干馏产生热解气和瓦斯从炉顶的油气排出口 4排出干馏炉。80 °C冷循环瓦斯从冷却段的边壁进气孔13进入炉体，将400°C左右的半焦冷却至250°C左右。冷循环瓦斯吸热后与热循环瓦斯在干馏段的底部会合，使干馏段的温度维持在520°C左右，避免结焦和干馏不完全。降温到250°C左右的半焦经螺旋出焦机15排出炉体。排出炉体的热解气和瓦斯气经降温，油气形成页岩油。
[0041 ]本具体实施在进料段布置复合阵伞布料装置，在上部炉内顶层中心进料口下方设置一个中心阵伞，在该阵伞下方周围均匀布置4-6个周围阵伞，周围阵伞数量视炉内直径而定。物料由炉顶中心进入，落至上部阵伞时向下向圆周方向落到下部阵伞，物料经下部每个阵伞周围落至炉内料位层，这样上层阵伞下方形成的无料空间被下方阵伞的布料作用有效填充，可大大缓解料位不均现象。经过该布料方式，料位整体趋于均匀，不必设置其他如人字形板等布料装置，节省了炉体高度。为实现干馏炉内热循环瓦斯布气均匀的问题，在炉内干馏段设置星型拱式布气管装置，同时在相近高度处圆周炉墙周围加工边壁进气孔，在相应高度处，干馏炉的炉墙外设置上下两层热瓦斯进气联箱。热循环瓦斯分为两部分进入干馏炉内，一部分热瓦斯经上层瓦斯联箱进入星型拱式布气管内，每根布气管斜下方两侧分别加工若干进气孔，使热瓦斯气体经这些进气孔喷入炉内；由于随着截面半径增加，相邻角度布气管的距离也随之加大，在每根布气管下方和边壁处气流充满度不高，为解决此问题，在靠近边壁附近，星型布气管上连接相应加强管，在加强管上相应位置加工若干进气孔，热瓦斯经由这些进气孔向边壁处喷射；另一部分热瓦斯经下层瓦斯联箱进入边壁进气孔，向炉内圆心方向斜向下入。干馏炉内，流过中心管进入布气管中，通过设在布气管上的喷孔，喷入干馈炉内，热瓦斯在相邻的布气管之间连接有加强管，在布气管和加强管上设有喷孔，热循环瓦斯通过布气管和加强管上的喷孔喷到干馏炉内，干馏油页岩，为实现冷循环瓦斯的均匀布气问题，冷却段设置为圆台型，在内壁上设置有喷孔，喷孔外联有联箱，联箱有四个。
[0042]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.具有星型拱式布气装置的大容量油页岩干馏圆炉，包括炉体，其特征在于，所述炉体上端连接有螺旋进料机(5)，所述螺旋进料机(5)上端依次连接有密封料斗(3)、进料料斗(I)，所述进料料斗(I)与密封料斗(3)之间设有进料阀门(2)，所述密封料斗(3)与螺旋进料机(5)之间设有密封阀门(4)，所述炉体内从上往下依次设有油气出口集箱(6)、复合阵伞布料装置(8、9)、热瓦斯布气管(11)和冷瓦斯布气管(14)，所述复合阵伞布料装置(8)包括进料管(7)，所述进料管(7)穿过所述油气出口集箱(6)与螺旋进料机(5)的出料端相连，所述进料管(7)下方通过吊挂杆(21)安装有中心阵伞(8)，所述中心阵伞(8)下部周围通过吊挂杆(21)安装有若干周围阵伞(9)，所述中心阵伞(8)和周围阵伞(9)均通过导气管(22)与油气出口集箱(6)相连通，所述热瓦斯布气管(11)向外端穿过炉体两侧连接有热瓦斯进气联箱(12)，所述冷瓦斯布气管(14)向外端穿过炉体两侧连接有冷瓦斯进气联箱(15)，所述炉体上还开设有热瓦斯边壁进气孔(13)和冷瓦斯边壁进气孔(16)，所述热瓦斯边壁进气孔(13)倾斜开设于炉体边壁内，水平较低一端与炉膛相通，较高一端与热瓦斯进气联箱(13)相连，所述冷瓦斯边壁进气孔(16)倾斜开设于炉体边壁内，水平较高一端与炉膛相通，另一端与冷瓦斯进气联箱(16)相连，所述炉体下端连接有螺旋出焦机(17)，所述螺旋出焦机(17)下端设有出焦斗(19)。2.根据权利要求1所述的具有星型拱式布气装置的大容量油页岩干馏圆炉，其特征在于，所述螺旋出焦机(17)与出焦斗(19)之间设有密封电动阀门(18)。3.根据权利要求1所述的具有星型拱式布气装置的大容量油页岩干馏圆炉，其特征在于，所述出焦斗(19)下端设有带出焦电动阀门(2 O)的出料口。4.根据权利要求1所述的具有星型拱式布气装置的大容量油页岩干馏圆炉，其特征在于，所述周围阵伞(9)的数量为4-6个。5.根据权利要求1所述的具有星型拱式布气装置的大容量油页岩干馏圆炉，其特征在于，每根布气管斜下方两侧分别加工若干进气孔。6.根据权利要求1所述的具有星型拱式布气装置的大容量油页岩干馏圆炉，其特征在于，所述热瓦斯布气管(11)上连接相应加强管(10)，加强管(10)上设有若干进气孔(22)。7.根据权利要求1所述的具有星型拱式布气装置的大容量油页岩干馏圆炉，其特征在于，炉体的冷却段为圆台型。
【文档编号】C10B53/06GK106085483SQ201610637978
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月8日 公开号201610637978.8, CN 106085483 A, CN 106085483A, CN 201610637978, CN-A-106085483, CN106085483 A, CN106085483A, CN201610637978, CN201610637978.8
【发明人】秦宏, 王擎, 张立栋, 刘洪鹏, 王智超, 潘朔, 柏静儒, 贾春霞
【申请人】东北电力大学