专利名称：一种油页岩油砖联产方法及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种油页岩综合利用的方法及设备，尤其涉及一种利用油页岩进行干 馏炼油和烧结制砖的油页岩油砖联产方法及设备。
背景技术：
油页岩是一种重要的潜在能源，储量巨大，在化石燃料中折算成发热量仅次于煤 而被列为第二位，如果将它折算成页岩油，世界上的油页岩储量约为4750亿吨，相当于目 前世界天然原油探明可采储量的5. 4倍，油页岩的开发利用已有两百多年的历史。大连理工大学于1984年研制开发了颗粒页岩和煤的固体热载体干馏新工艺，称 为大工新法干馏技术。大工新法干馏工艺原理是油页岩与作为热载体的页岩灰在移动床干 馏反应器内混合而被加热干馏，生成页岩油气和半焦。半焦和页岩灰混合物在加热提升管 (喷射燃烧管)，被空气喷射上流，半焦含有固定碳等有机质而燃烧，生成页岩灰。部分页岩 灰自旋分器分出而循环去与页岩混合在干馏反应器中加热干馏页岩，构成连续循环系统。 干馏装置主要由加热提升管、热载体贮槽、混合器和干馏反应器等组成。大工新法的工艺流程为小颗粒油页岩(0 6mm或0 IOmm)预热到120 150°C，加热到单螺旋混合器，在此与3 5倍的页岩灰热载体(700°C )混合。由于粒子小 表面积大，混合均勻，传热快，迅速引发油页岩干馏过程。由混合器出来的页岩与页岩灰热 载体落到干馏反应器中。干馏反应器为混合物料提供充分的停留时间，使干馏进行完全，温 度达到500°C左右。干馏产生的油气经旋风分离器除尘，导入页岩油回收系统，获得页岩油 和干馏气等。油页岩在干馏反应器内完成干馏后变成页岩半焦，与页岩灰热载体成为混合 物以密相状态进入加热提升管的下部，被预热的空气燃烧并提升，进入到热载体贮槽。在此 提升分离过程中，半焦中有机质燃烧放热，页岩灰被加热。在热载体贮槽中气固分离后，部 分页岩灰作为热载体又以密相状态流入混合器。由热载体贮槽出来的烟气，经除尘器和余 热回收系统，并再除尘后排放。在加热提升管中，页岩半焦中的有机质燃烧是在大量物料粒子中进行的，所以燃 烧热立即被吸收。系统中过剩的物料，即在循环中形成的热页岩灰多余物料，在适当的位置 (例如由干馏反应器或热载体贮槽连续)排出。热页岩灰进入硫化换热器，与干燥用空气换 热，同时页岩灰中残余有机质被烧掉。热载体的循环量是由滑阀加以控制的，密相细粒固体 物料在导管中阻止烟气与干馏气体相混合。对于较高热值、高含油率的油页岩，其页岩半焦中的有机质在提升管中燃烧放热， 足够加热干馏页岩的需要，不需往加热提升管下部补充外来燃料。对于低热值油页岩，其页 岩半焦中的固定碳有机质的燃烧产生的热量不足以提供干馏所需，则需要在提升管下端的 燃烧室加入干馏气与空气，燃烧补充热量。但大工新法干馏炼油工艺只有炼油部分，没有烧砖部分，因此只适用于页岩油的生产。在现有技术中例如也已经公开了多种油页岩利用方法，例如在申请号为CN200810017683.6的专利申请中公开了一种油页岩干馏炉采油工艺，在专利申请号为 200910187607. 4的专利申请中也公开了一种油页岩干馏回收工艺。这两个专利申请的共同 之处在于干馏过程，它们都是在加热至50(TC左右的条件下，使油页岩热解生成页岩油，然 后再对所得到的页岩油加以过滤除杂等后续处理。然而，在对油页岩干馏之后，如何处理矿 渣，在这两份专利申请中都没有提出解决方案。同时，它们没有为干馏过程设置安全措施， 易于发生如爆炸、火灾这样的生产事故，并且产量很小。在专利申请CN00128124.0中公开了一种隧道窑，这种隧道窑在制砖过程中具有 窑车运行阻力小、故障少、建窑费用低等特点。但是，这种隧道窑不适合用于干馏油页岩。在专利申请CN200920101849. 2中公开了一种油母页岩油砖联产炉，它包括立式 烧砖炉炉体和炉体下端所设的卸砖机构，其特征是所说炉体由下至上依次设有与炉膛连通 的水蒸气导入接口、煤气导入接口和油气导出接口，炉体上口上按有直筒形预热炉体，预热 炉体设有密封装置，且其中下部设有与其炉腔连通的烟道气导入接口，该实用新型既提高 了采油率，又不污染环境，有利环保且经济效益高。然而，该实用新型在干馏过程中没有采 取有效的氧气隔离措施，缺乏必要的安全措施，易于发生如爆炸、火灾这样的生产事故。而 且该实用新型采用立式烧砖炉炉体的形式，不利于连续批量生产，并且产量很小。
发明内容
基于上述现有技术，本发明的目的在于提供一种油页岩油砖联产方法以及一种用 于执行所述油页岩油砖联产方法的油页岩油砖联产设备，通过利用该方法和该设备能够在 同一条流水线中，既制备页岩油，又充分利用油页岩渣来制砖。根据本发明可以在制取页岩 油的同时，将页岩灰渣烧结生产页岩砖，实现炼油和制砖的连续生产，能够收到较大的经济 效益，实现干馏灰渣的零排放，减少环境污染，同时实现了高产量，并且安全可靠。根据本发明的第一方面，本发明公开了一种油页岩油砖联产方法，其依次包括下 列步骤-粉碎混合步骤，其中，将破碎后的油页岩与粘土掺水混合，得到油页岩粘土混合 材料；-预制砖坯步骤，其中，将所述油页岩粘土混合材料制成多孔砖坯，并将所述多孔 砖坯预热至100°c至150°C ；-输入段氧隔离步骤，在所述输入段氧隔离步骤中，使即将进入所述干馏砖坯步骤 的多孔砖坯所处的环境中氧气的体积百分比低于；-干馏砖坯步骤，其中，在400°C至600°C的条件下对预热后的所述多孔砖坯进行 干馏，并收集干馏出的呈气态形式的页岩油；-输出段氧隔离步骤，在所述输出段氧隔离步骤中，以使在经过了所述干馏砖坯步 骤之后的多孔砖坯被送入氧气的体积百分比低于的环境之中；-烧成步骤，其中，在700°C到1200°C的条件下，使干馏后并经历了所述输出段氧 隔离步骤的所述多孔砖坯烧结成砖；_冷却步骤，其中，将经过了所述烧成步骤的成砖冷却至常温。根据本发明的第二方面，在所述输入段氧隔离步骤中，通过采用还原法使得即将 进入所述干馏砖坯步骤的多孔砖坯所处的环境中氧气的体积百分比低于1%，和/或通过持续充入大量惰性气体使得即将进入所述干馏砖坯步骤的多孔砖坯所处的环境中氧气的 体积百分比低于1%。根据本发明的第三方面，在所述输出段氧隔离步骤中，通过采用还原法使得干馏 后的多孔砖坯在烧成步骤和干馏砖坯步骤之间处于氧气的体积百分比低于的环境之 中，和/或通过持续充入大量惰性气体使得干馏后的多孔砖坯在烧成步骤和干馏砖坯步骤 之间处于氧气的体积百分比低于的环境之中。根据本发明的第四方面，在所述干馏步骤中按照1. 360C /min的速率将经过预热 的多孔砖坯加热至500°C至550°C，并在500°C至550°C的条件下对多孔砖坯执行干馏2至5 个小时。1.36°C/min的升温速率保证了烧成后的砖中存在很少量的裂纹。现有技术中的 多个文献表明，在500°C至550°C的温度条件下和2至5个小时的时长能够干馏出砖坯中的 90%以上的页岩油。根据本发明的第五方面，在所述烧成步骤中按照1. 40C /min的速率将经过干馏的 所述多孔砖坯加热至90(TC，并在90(TC的条件下恒温1至3小时将所述多孔砖坯烧结成
砖。根据本发明的第六方面，在所述冷却步骤之后还设有时效硬化步骤，在所述时效 硬化步骤中对烧成后的砖进行精整。精整使得烧成的砖能够具有理想的形状，便于后续使用。根据本发明的第七方面，在所述粉碎混合步骤中，使油页岩与粘土混合，它们的混 合比例为油页岩粘土为80重量％ 20重量％ 70重量％ 30重量％。此外，本发明还公开了一种油页岩油砖联产设备，其适于执行如本发明第一至第 七方面所述的油页岩油砖联产方法，所述油页岩油砖联产设备包括粉碎混合单元、预制砖 坯单元、隧道窑和承载输送部，其中，所述粉碎混合单元用于粉碎油页岩并将破碎后的油页 岩与粘土掺水混合，得到油页岩粘土混合材料，所述预制砖坯单元用于将所述油页岩粘土 混合材料制成多孔砖坯并将所述多孔砖坯送入所述隧道窑进行预热，所述承载运输部在多 孔砖坯经过所述隧道窑期间负责运输所述多孔砖坯，其特征在于，所述隧道窑依次设有预热段、输入段氧隔离间、干馏段、输出段氧隔离间、烧成段 和冷却段，其中，所述预热段以100°C至150°C的温度预热所述多孔砖坯；所述输入段氧隔离间具有输入闸门、输出闸门、氧传感器和除氧单元；所述输出段氧隔离间具有输入闸门、输出闸门、氧传感器和除氧单元；所述干馏段具有页岩油收集单元和惰性气体输入口。根据本发明的一个优选实施方式，所述干馏段的页岩油收集单元类似于抚顺式干 馏炉、茂名圆炉、茂名方炉、基维特干馏炉和佩特洛瑟克斯炉中采用的油回收系统。关于抚 顺式干馏炉、茂名圆炉、茂名方炉、基维特干馏炉和佩特洛瑟克斯炉中采用的油回收系统的 说明，请参阅中国石化出版社于2008年7月出版的《油页岩-石油的补充能源》。根据本发明的油页岩油砖联产设备的一个有利实施方式，所述输入段氧隔离间的 除氧单元包括惰性气体输入口和供隔离间内气体溢出的气体出口 ；并且所述输出段氧隔离间的除氧单元包括惰性气体输入口和供隔离间内气体溢出的气体出口。根据本发明的油页岩油砖联产设备的一个有利实施方式，所述输入段氧隔离间的除氧单元利用还原剂来除氧，和/或所述输出段氧隔离间的除氧单元利用还原剂来除氧。本发明的有益效果在于，由于油页岩在无氧干馏条件下制取页岩油时会产生大量 页岩灰渣，不但浪费资源，而且污染环境，因此可以将页岩灰渣经过在有氧环境下烧结制取 页岩砖，由于干馏炼油和烧结制砖属于两个不同的工艺过程，而本发明所提供的方法可以 使这两个原本彼此无关的工艺过程同时实现，从而实现炼油的同时完成烧砖的目的。本发 明不但可以大大提高经济效益及生产效率，而且可以实现自身热量的基本平衡，节约大量 的能源。为了实现油砖联产的目的，本发明采用了独特的油页岩油砖联产设备，使干馏装置 得到了氧气隔绝，从而确保了安全生产。干馏后的气体进入油回收系统制取页岩油，干馏后 的页岩灰渣进入烧结系统进行制砖。在油页岩的开发及生产领域中，本发明不同于以往任 何工艺路线，它将炼油和制砖两种不同工艺有机地结合起来，从而形成一种新型的工艺路 线。由于在炼油的同时，可以将产生的页岩灰渣经过加工生产页岩砖。而页岩砖具有良好的 抗压、抗折和保温性能，是污染严重的实心粘土砖的理想替代品，具有广阔的市场前景。因 此，本发明不但可以减少污染废弃物的排放量，还可以带来较大的经济效益。本发明提供的 技术方案为油砖联产的连续生产，即干馏产生的高温页岩灰渣直接进行烧结制砖，而无需 经过冷却后再送往烧结系统，因此大大提高了生产效率并且节约了能源。
下面结合附图举例说明本发明。其中图1是本发明方法的流程图；图2是根据本发明方法的油页岩油砖联产设备中的隧道窑。附图标记A预热段；B输入段氧隔离间；C干馏段；D输出段氧隔离间；E烧成段；F 冷却段；N2惰性气体输入口 ；02气体出口 ；M砖坯输送方向
具体实施例方式图1是本发明方法的流程图。图2是用于执行本发明方法的油页岩油砖联产设备 中的隧道窑。油页岩油砖联产设备包括粉碎混合单元、预制砖坯单元和隧道窑，其中，粉碎 混合单元和预制砖坯单元设置在隧道窑上游，其中预制砖坯单元优选与隧道窑的预热段A 直接相邻。该隧道窑主要包括预热段A、输入段氧隔离间B、干馏段C、输出段氧隔离间D、烧 成段E和冷却段F。预热段A可以采用在制砖工艺中各种现有技术中常见的预热方法。输 入段氧隔离间B具有输入闸门、输出闸门、氧传感器和除氧单元。干馏段C可以采用各种油 页岩干馏技术，例如由CN 87103384公开的设备和方法，并且可以采用类似于抚顺式干馏 炉、茂名圆炉、茂名方炉、基维特干馏炉和佩特洛瑟克斯炉中采用的油回收系统(参见中围 石化出版社于2008年7月出版的《油页岩-石油的补充能源》)。输出段氧隔离间D具有 输入闸门、输出闸门、氧传感器和除氧单元。烧成段E可以采用如CN00128124.0中的烧成 工艺，或者其他制砖技术中常见的烧成工艺。冷却段F可以采用制砖工艺中常见的各种冷 却方法。下面结合图1来说明根据本发明的油页岩油砖联产方法，该方法依次包括下列步骤粉碎混合步骤，其中，在粉碎混合单元中，将破碎后的油页岩与粘土掺水混合，得到油页 岩粘土混合材料；预制砖坯步骤，其中，在预制砖坯单元中将所述油页岩粘土混合材料制成 多孔砖坯，并在隧道窑的预热段A中将所述多孔砖坯预热至100°C至150°C ；输入段氧隔离 步骤，在所述输入段氧隔离步骤中，使即将进入所述干馏砖坯步骤的多孔砖坯所处的环境 中氧气的体积百分比低于1%，也就是说，利用输入段氧隔离间B的除氧单元去除输入段氧 隔离间B中的氧气，以使在多孔砖坯进入输入段氧隔离间B之后，输入段氧隔离间B中的氧 气的体积百分比低于；输入段氧隔离步骤之后，打开输入段氧隔离间B的输出闸门使得 多孔砖坯进入干馏段C，然后在干馏砖坯步骤中，在干馏段C中在400°C至600°C的条件下 对预热后的所述多孔砖坯进行干馏，并利用页岩油收集单元收集干馏出的呈气态形式的页 岩油；在干馏结束之后进入输出段氧隔离步骤，在所述输出段氧隔离步骤中利用除氧单元 使得输出段氧隔离间D的氧气的体积百分比低于1%，随后打开输出段氧隔离间D的输入 闸门，使干馏后的多孔砖坯被送入氧气的体积百分比低于1 %的环境之中，随后关闭输入闸 门，稍后打开输出闸门；接下来，这些经历了输出段氧隔离步骤的多孔砖坯进入烧成步骤， 在烧成段E中，在700°C到1200°C的条件下，使干馏后并经历了所述输出段氧隔离步骤的 所述多孔砖坯烧结成砖；冷却步骤，在冷却段F中，将经过了所述烧成步骤的成砖冷却至常
ilm ο根据一个优选实施方式，在干馏段C中，在500°C至550°C的温度条件下对预热后 的这些多孔砖坯进行干馏，通过采用现有技术中公开的收油工艺来收集干馏出的页岩油。 根据《油页岩_石油的补充能源》书中公开的干馏工艺，在500°C至550°C的温度条件下经 过3个小时的时间就可以干馏出超过90%的页岩油。根据一个优选实施方式，在烧成步骤中以1. 1°C至1. 60C /min每分钟的速度在烧 成段E中将干馏后的多孔砖坯加热至900°C左右，并在900°C的温度恒温1至3小时，以便 将这些多孔砖坯烧制成砖。根据一个优选实施方式，按照1. 40C /min的速率将经过干馏的 所述多孔砖坯加热至900°C。根据另一个优选实施方式，在900°C的温度下恒温1. 5 2小 时，以便将这些多孔砖坯烧制成砖。1. 1°C至1. 6°C /min每分钟的升温速度有利于减少烧成 的砖中的裂纹，其中，1.4°C /min的速率是特别优选的。在烧成步骤中，残余在多孔砖坯中 的其余有机物质在高温下被氧化。下面，详细说明粉碎混合步骤。在该步骤中使油页岩与粘土混合，它们的混合比例 为油页岩粘士为80重量％ 20重量％ 70重量％ 30重量％。当油页岩粘土为80 重量％ 20重量％时，最终烧成的砖在保温方面具有良好性能，而当油页岩粘土为70重 量％ 30重量％时，最终烧成的砖在承重方面具有良好性能。在混合后，经多级粉碎至一 定粒度后制成多孔油页岩砖坯。优选先多级粉碎油页岩，而后再与粘土混合。接下来，将砖坯送入本发明的油页岩油砖联产设备的隧道窑。首先这些砖坯进入 预热段A，其中以100°C至150°C的温度预热这些多孔砖坯，在这些多孔砖坯整体被预热至 大约150°C之后，完成预热步骤。随后，将温度为150°C左右的多孔砖坯经由输入段氧隔离间B的输入闸门送入输 入段氧隔离间B，此时输入段氧隔离间B的输入闸门和输出闸门均保持关闭，启动除氧单 元，使得输入段氧隔离间B内的氧气含量降低，利用氧传感器检测输入段氧隔离间B内的氧 气浓度，直到氧气所占的体积百分比在几分钟内始终低于1 %之时，才打开输出闸门。
根据一个优选实施方式，该除氧单元利用还原剂去除输入段氧隔离间B内的氧 气，使得即将进入所述干馏砖坯步骤的多孔砖坯所处的环境中氧气的体积百分比低于1%。 还原剂可以是任意类型的用于消耗氧气的材料。根据另一个优选实施方式，该除氧单元通过惰性气体输入口 N2持续向输入段氧隔离间B充入大量惰性气体(如氮气、氩气、氙气等)，使得即将进入所述干馏砖坯步骤的多 孔砖坯所处的环境中的气体从气体出口 02排出，从而使得其中氧气的体积百分比低于1%。 具体来说，通过充入大量惰性气体，驱使输入段氧隔离间B内原有的气体离开该输入段氧 隔离间B，从而降低其中的氧气含量。上述这两种优选实施方式可以彼此结合地应用，以实 现最佳效果。按照GB 50028-2006和GB 6222-2005的规定，氧气的体积百分比低于1 %符 合安全生产规范，不会发生爆炸。在输入段氧隔离间B的输出闸门打开之后，将多孔砖坯送入该隧道窑的干馏段C， 在干馏步骤中按照1. 1°C /min至1. 6°C /min的速率、或者按照优选为1. 36°C /min的速率 将经过预热的多孔砖坯加热至500°C至550°C，并在500°C至550°C的条件下对多孔砖坯执 行干馏2至5个小时，优选执行干馏2. 5个小时。该干馏步骤使页岩油以气态形式在干馏 区从砖坯中脱除，然后通过伞状油回收系统(未示出)进行收集，收集的气体再通过氨水喷 淋的急冷管(未示出)冷却后进入气液分离器(未示出)，所得液体经焦油水分离器(未示 出)，分离出的油份进入收油罐(未示出)即为页岩油产品，分离出的废水进入废水处理系 统(未示出)，焦油渣可进行回收。气液分离器(未示出)所得的气体先经过初冷器(未示 出)冷却，然后用泵打入电捕焦油(未示出)除去油份，再进入终冷器(未示出)降温，降 温后的气体进入脱硫塔(未示出)除硫，最后再将气体用泵打到煤气柜中作为干馏工序所 需的热量来源之一。在干馏完成之后，将这些多孔砖坯经由输出段氧隔离间D的输入闸门送入输出段 氧隔离间D。在这些多孔砖坯进入输出段氧隔离间D之前使得输出段氧隔离间D中氧气的 体积百分比低于1%。换言之，通过采用还原法使得干馏后的多孔砖坯在烧成段E和干馏 段C之间处于氧气的体积百分比低于的环境之中，和/或通过惰性气体输入口 N2持续 充入大量惰性气体使得干馏后的多孔砖坯烧成段E和干馏段C之间处于氧气的体积百分比 低于的环境之中。按照GB 50028-2006和GB 6222-2005的规定，氧气的体积百分比低 于符合安全生产规范，不会发生爆炸。如上所述，在干馏段C之前和之后分别设有氧隔离间B和D。其作用在于使得干馏 段C中的氧气体积百分比低于1%，从而避免生产安全事故。同时，为了确保安全，在干馏段 C中可以额外地输入惰性气体，如氮气、氩气、氚气等。或者，在干馏段C中可以额外地设置 氧气消耗单元，以便消耗过量的氧气。在输出段氧隔离步骤之后，在烧成段E中执行烧成步骤，其中优选按照1. 40C /min 的速率将经过干馏的多孔砖坯加热至900°C，并在900°C的条件下恒温1至3小时将所述多 孔砖坯烧结成砖。根据一个优选实施方式，在900°C的条件下恒温1. 5 2小时，使得多孔 砖坯被烧结成砖。随后，将烧结成的砖以1 °C /min至3 °C /min的降温速率冷却，优选按照2°C /min 的降温速率冷却，然后出炉。根据一个优选实施方式，在冷却步骤之后还设有时效硬化步 骤，在所述时效硬化步骤中可以对烧成后的砖进行精整；或者，可以额外地对烧成的砖进行其他处理。精整使得烧成的砖能够具有理想的形状，便于后续使用。在本发明的方法中，油页岩砖坯从油页岩油砖联产设备的隧道窑的炉头(图2左侧)进入，沿方向M前进，在干馏区干馏炼制页岩油并回收，在烧成区烧结成砖从炉尾(图2 右侧)出炉。如此，这种附有油回收系统和氧隔离间的隧道窑可实现页岩油和页岩多孔砖 两种产品的同步生产。本发明还公开了一种油页岩油砖联产设备，其适于执行前述的油页岩油砖联产方 法，所述油页岩油砖联产设备包括粉碎混合单元、预制砖坯单元、隧道窑和承载输送部，其 中，所述粉碎混合单元用于粉碎油页岩并将破碎后的油页岩与粘士掺水混合，得到油页岩 粘土混合材料，所述预制砖坯单元用于将所述油页岩粘土混合材料制成多孔砖坯并将所述 多孔砖坯送入所述隧道窑进行预热，所述承载运输部在多孔砖坯经过所述隧道窑期间负责 运输所述多孔砖坯。在此，所述隧道窑依次设有预热段A、输入段氧隔离间B、干馏段C、输出 段氧隔离间D、烧成段E和冷却段F。所述预热段以100°C至150°C的温度预热所述多孔砖 坯。输入段氧隔离间B具有输入闸门、输出闸门、氧传感器和除氧单元。输出段氧隔离间D 具有输入间门、输出间门、氧传感器和除氧单元。干馏段C具有页岩油收集单元和惰性气体 输入口。通过该干馏段C的惰性气体输入口也可以在干馏期间喷入惰性气体，以进一步保 障生产安全。如图2所示，在执行油砖联产生产过程中，通过承载输送部沿方向M输送砖坯前 进。根据一个未示出的优选实施方式，所述承载输送部包括窑车和供窑车行驶的轨道，该窑 车表面上设有耐火砖作为多孔砖坯的承放面。该油页岩油砖联产设备的重点在于采用了独特的隧道窑，以解决无氧干馏和有氧 烧成两工序的有效衔接，即干馏区和预热、烧成两区的有效隔离，首要问题在于阻止预热区 和烧成区的氧进入干馏区以免造成安全事故或烧油现象。对此优选采用的方法是排氧法或 者还原法。即在干馏区和预热、烧成区连接处设置氧隔离间，具体方法是以窑车为单位进 入氧隔离间B或D，然后关闭输入闸门充入惰性气体(或还原性烟道气)使来自预热区或烧 成区的气体在惰性气体(或还原性烟道气)的排挤下自气体出口排出，当氧传感器显示氧 含量达标后即可停止充气，然后打开输出闸门，窑车进入干馏段或烧成段。按照一个优选实 施方式，此处可通过减少氧隔离间B或D的体积来减少惰性气体(或烟道气)的用量，降低 生产成本。根据本发明的油页岩油砖联产设备的一个有利实施方式，所述输入段氧隔离间B 的除氧单元包括惰性气体输入口 N2和供隔离间内气体溢出的气体出口 O2 ；并且所述输出段 氧隔离间的除氧单元包括惰性气体输入口 N2和供隔离间内气体溢出的气体出口 02。根据本发明的油页岩油砖联产设备的一个有利实施方式，所述输入段氧隔离间B 的除氧单元利用还原剂来除氧，和/或所述输出段氧隔离间D的除氧单元利用还原剂来除 氧。根据一个未示出的优选实施方式，在经过清洁处理的惰性气体被输入到输入段氧 隔离间B或输出段氧隔离间D之前，可以首先使得该惰性气体经过铺设于冷却段内的管路 来升温。从而一方面在冷却段充分利用烧成后的砖的热辐射来升温，另一方面在预热段与 干馏段之间，以及在干馏段与烧成段之间，使砖坯保持在恰当的温度。本发明的有益效果在于，由于油页岩在无氧干馏条件下制取页岩油时会产生大量页岩灰渣，不但浪费资源，而且污染环境，因此可以将页岩灰渣经过在有氧环境下烧结制取 页岩砖，由于干馏炼油和烧结制砖属于两个不同的工艺过程，而本发明所提供的方法可以 使这两个原本彼此无关的工艺过程同时实现，从而实现炼油的同时完成烧砖的目的。本发 明不但可以大大提高经济效益及生产效率，而且可以实现自身热量的基本平衡，节约大量 的能源。为了实现油砖联产的目的，本发明采用了独特的油页岩油砖联产设备，使干馏装置 得到了氧气隔绝，从而确保了安全生产。干馏后的气体进入油回收系统制取页岩油，干馏后 的页岩灰渣进入烧结系统进行制砖。在油页岩的开发及生产领域中，本发明不同于以往任 何工艺路线，它将炼油和制砖两种不同工艺有机的结合起来，从而形成一种新型的工艺路 线。由于在炼油的同时，可以将产生的页岩灰渣经过加工生产页岩砖。而页岩砖具有良好的 抗压、抗折和保温性能，是污染严重的实心粘土砖的理想替代品，具有广阔的市场前景。因 此，本发明不但可以减少污染废弃物的排放量，还可以带来较大的经济效益。本发明提供的 技术方案为油砖联产的连续生产，即干馏产生的高温页岩灰渣直接进行烧结制砖，而无需 经过冷却后再送往烧结系统，因此大大提高了生产效率并且节约了能源。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领 域的技术人员可以对所描述的具体实施方式
做各种各样的修改或补充或采用类似的方式 替代，而且可以单独地或组合地采用上述各个特征，并不偏离本发明的精神，也不超出所附 权利要求书限定的范围.
权利要求
一种油页岩油砖联产方法，其依次包括下列步骤-粉碎混合步骤，其中，将破碎后的油页岩与粘土掺水混合，得到油页岩粘土混合材料；-预制砖坯步骤，其中，将所述油页岩粘土混合材料制成多孔砖坯，并将所述多孔砖坏干燥预热至100℃至150℃；-输入段氧隔离步骤，在所述输入段氧隔离步骤中，使即将进入所述干馏砖坏步骤的多孔砖坯所处的环境中氧气的体积百分比低于1％；-干馏砖坯步骤，其中，在400℃至600℃的条件下对预热后的所述多孔砖坯进行干馏，并收集干馏出的呈气态形式的页岩油；-输出段氧隔离步骤，在所述输出段氧隔离步骤中，使经过了所述干馏砖坏步骤之后的多孔砖坯被送入氧气的体积百分比低于1％的环境之中；-烧成步骤，其中，在700℃到1200℃的条件下，使干馏后并经历了所述输出段氧隔离步骤的所述多孔砖坯烧结成砖；-冷却步骤，其中，将经过了所述烧成步骤的成砖冷却至常温。
2.如权利要求1所述的油页岩油砖联产方法，其特征在于，在所述输入段氧隔离步骤 中，通过采用还原法使得即将进入所述干馏砖坯步骤的多孔砖坏所处的环境中氧气的体积 百分比低于1%，和/或通过持续充入大量惰性气体使得即将进入所述干馏砖坯步骤的多 孔砖坯所处的环境中氧气的体积百分比低于1%。
3.如权利要求1或2所述的油页岩油砖联产方法，其特征在于，在所述输出段氧隔离步 骤中，通过采用还原法使得干馏后的多孔砖坯在烧成步骤和干馏砖坯步骤之间处于氧气的 体积百分比低于的环境之中，和/或通过持续充入大量惰性气体使得干馏后的多孔砖 坯在烧成步骤和干馏砖坯步骤之间处于氧气的体积百分比低于1%的环境之中。
4.如权利要求1至3之一所述的油页岩油砖联产方法，其特征在于，在所述干馏步骤中 按照1. 36°C /min的速率将经过预热的多孔砖坯加热至500°C至550°C，并在500°C至550°C 的条件下对多孔砖坯执行干馏2至5个小时。
5.如权利要求1至3之一所述的油页岩油砖联产方法，其特征在于，在所述烧成步骤中 按照1. 40C /min的速率将经过干馏的所述多孔砖坯加热至900°C，并在900°C的条件下恒温 1至3小时将所述多孔砖坯烧结成砖。
6.如权利要求1至3之一所述的油页岩油砖联产方法，其特征在于，在所述冷却步骤之 后还设有时效硬化步骤，在所述时效硬化步骤中对烧成后的砖进行精整。
7.如权利要求1至3之一所述的油页岩油砖联产方法，其特征在于，在所述粉碎混合 步骤中，使油页岩与粘土混合，它们的混合比例为油页岩粘土为80重量％ 20重量％ 70重量％ 30重量％。
8.一种用于执行如权利要求1至7之一所述的油页岩油砖联产方法的油页岩油砖联产 设备，所述油页岩油砖联产设备包括粉碎混合单元、预制砖坯单元、隧道窑和承载输送部， 其中，所述粉碎混合单元用于粉碎油页岩并将破碎后的油页岩与粘土掺水混合，得到油页 岩粘土混合材料，所述预制砖坯单元用于将所述油页岩粘土混合材料制成多孔砖坯并将所 述多孔砖坏送入所述隧道窑进行预热，所述承载运输部在多孔砖坯经过所述隧道窑期间负 责运输所述多孔砖坯，其特征在于，所述隧道窑依次设有预热段(A)、输入段氧隔离间(B)、干馏段(C)、输出段氧隔离间 (D)、烧成段(E)和冷却段(F)， 其中，所述预热段(A)以100°C至150°C的温度预热所述多孔砖坯； 所述输入段氧隔离间(B)具有输入闸门、输出闸门、氧传感器和除氧单元； 所述输出段氧隔离间(D)具有输入闸门、输出闸门、氧传感器和除氧单元； 所述干馏段(C)具有页岩油收集单元和惰性气体输入口。
9.如权利要求8所述的油页岩油砖联产设备，其特征在于，所述输入段氧隔离间(B)的 除氧单元包括惰性气体输入口和供隔离间内气体溢出的气体出口 ；并且所述输出段氧隔离 间(D)的除氧单元包括惰性气体输入口和供隔离间内气体溢出的气体出口。
10.如权利要求8所述的油页岩油砖联产设备，其特征在于，所述输入段氧隔离间(B) 的除氧单元利用还原剂来除氧，和/或所述输出段氧隔离间(D)的除氧单元利用还原剂来 除氧。
全文摘要
本发明涉及一种油页岩油砖联产方法及设备，根据本发明的方法和设备结合了油页岩干馏炼油和烧结制砖工艺，在一个生产流程中同时实现了炼油和制砖。由于在炼油的同时，可以将产生的页岩灰渣经过加工生产页岩砖，因此根据本发明的方法和设备不但可以减少污染废弃物的排放量，还可以带来较大的经济效益，并且在生产过程中保障了安全。
文档编号F27B9/02GK101812306SQ201010156918
公开日2010年8月25日 申请日期2010年4月27日 优先权日2010年4月27日
发明者马国利 申请人:北京成功易驰科技有限公司