小颗粒油页岩干馏烟气处理方法及其所采用的装置与流程

1.本发明属于烟气处理技术领域，尤其涉及一种小颗粒油页岩干馏烟气处理方法及其所采用的装置。


背景技术：

2.油页岩属于非常规油气资源，以资源丰富和开发利用的可行性而被列为21世纪非常重要的接替能源。我国已探明油页岩折合页岩油储量约为4400亿吨，位居世界第四，油页岩开发利用在我国应用潜力巨大。使用干馏技术可将油页岩加热得到页岩油，页岩半焦和热解气等产物。回转型卧式油页岩干馏装置以小颗粒油页岩为原料，油页岩在高温干馏后成为半焦，半焦含有约5%的固定碳，燃烧后作为干馏段和燃烧段的热源，半焦与循环页岩灰一起进入回转型卧式油页岩干馏装置的燃烧段，在燃烧段，半焦中的固定碳与预热后的空气燃烧产生热量，燃烧产生的高温烟气逆向返回至回转型卧式油页岩干馏装置的预热段，最终与预热段的油页岩换热。换热后的高温烟气需要排放至大气中，对高温烟气的成分进行分析，固体包含三部分，页岩，焦炭及脱硫剂cao，经测算原料页岩总量1/3的部分都进入到高温烟气之中，这部分页岩回收后仍可作为循环页岩灰，故需要在其被排放至大气前将其回收。气体部分包括蒸汽，硫化氢，二氧化硫，氨，氮氧化物，氧气，氮气，二氧化碳，一氧化碳，氢气以及c1-c3等碳化合物，从排放环保角度测算气体各部分含量，确定氨为主要处理对象。由此可见，从经济性与环保角度考虑，小颗粒油页岩干馏烟气中的页岩灰可循环利用，高温烟气可进行余热回收，含氨废气需要处理。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种小颗粒油页岩干馏烟气处理方法及其所采用的装置。针对回转型卧式油页岩干馏装置所产生烟气的特点，进行有针对的回收及处理，以确保油页岩原料利用率高，烟气排放达到环保要求，降低成本，提高效率。
4.为解决上述技术问题，本发明是这样实现的：小颗粒油页岩干馏烟气处理方法，包括以下步骤：步骤一：烟气分离将自回转型卧式油页岩干馏装置来的烟气引入烟气旋风分离器中，页岩细粉从烟气中分离出来，细粉通过烟气旋风分离器下设置的烟气旋分翼阀，在重力作用下下落至烟气旋风分离器下方烟气旋风分离器细粉螺杆输送器，细粉被输送至页岩加湿器；步骤二:烟气换热分离后的烟气从烟气旋风分离器顶部流出，垂直向下穿过烟气冷却器,鼓风机提供的空气从烟气冷却器下部进入,烟气与空气在烟气冷却器中完成热交换；步骤三：烟气过滤被冷却烟气进入烟气布袋过滤器，除去剩余粉尘微粒，过滤出的粉尘落到烟气布袋除尘器下方布袋过滤器细粉螺杆输送器，由布袋过滤器细粉螺杆输送器输送至烟气旋风
分离器细粉螺杆输送器，与步骤一烟气分离分离出的细粉汇合共同被输送至页岩加湿器；步骤四：烟气洗涤烟气排气机将烟气排至烟气洗涤塔,水围绕烟气洗涤塔循环，主要吸收烟气流中的氨，含氨废水送酸性水气提装置处理；步骤五：烟气排放洗涤后的烟气离开烟气洗涤塔并与来自预热焚烧器的废气混合在一起，共同流向烟气烟囱的底部，通过烟囱排放至大气中。
5.进一步地，本发明步骤四中，当驱动烟气排气机的主驱动电机断电时，可通过启动应急驱动模块中的应急电机带动烟气排气机进行最小工况运行。
6.小颗粒油页岩干馏烟气处理方法所采用的装置包括烟气旋风分离器、烟气冷却器、烟气布袋过滤器、烟气排气机、烟气洗涤塔和烟囱；所述烟气旋风分离器排出的烟气依次经过烟气冷却器、烟气布袋过滤器、烟气排气机及烟气洗涤塔后进入烟囱入气口；所述烟气旋风分离器底部设置一烟气旋分翼阀；所述烟气旋分翼阀下方设置一烟气旋风分离器细粉螺杆输送器；在所述烟气冷却器通风口处连接一鼓风机，用以通入空气进行热交换；所述烟气布袋过滤器下方设置一布袋过滤器细粉螺杆输送器；所述布袋过滤器细粉螺杆输送器与烟气旋风分离器细粉螺杆输送器相连接，用以输送分离出的页岩细粉。
7.进一步地，本发明所述布袋过滤器设置一快动的环境空气排放气门作为备用，以确保布袋过滤器元件在所有工况下都免于受到过高温度的影响。
8.进一步地，本发明还设有应急驱动模块；所述应急驱动模块包括应急电机、齿轮减速器及超越离合器；所述应急电机的输出轴依次通过齿轮减速器及超越离合器与烟气排气机尾轴联接。
9.进一步地，本发明还设有高压变频调速装置；所述高压变频调速装置的信号传输端口分别与驱动烟气排气机的主驱动电机以及应急电机的信号传输端口相接。
10.本发明所公开的小颗粒油页岩干馏烟气处理方法，对回转型卧式油页岩干馏装置产生的烟气进行分离，换热，过滤，洗涤和排放等处理，可有效回收烟气中页岩细粉循环使用，回收高温烟气余热，除去烟气中的氨成分，在生产经济性与环保角度均具有积极意义。
附图说明
11.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。本发明的保护范围不仅局限于下列内容的表述。
12.图1为本发明小颗粒油页岩干馏烟气处理方法原理框图；图2为本发明应急驱动模块部分原理框图。
13.图中：1、烟气旋风分离器；2、烟气旋分翼阀；3、烟气旋风分离器细粉螺杆输送器；4、鼓风机；5、烟气冷却器；6、烟气布袋过滤器；7、布袋过滤器细粉螺杆输送器；8、烟气排气机；9、烟气洗涤塔；10、烟囱。
具体实施方式
14.如图1所示，本发明小颗粒油页岩干馏烟气处理工艺，包括以下几个步骤：
步骤一：将自回转型卧式油页岩干馏装置来的烟气引入烟气旋风分离器1中，利用烟气旋风分离器1将页岩细粉从烟气中分离出来，烟气旋风分离器1下设置有一烟气旋分翼阀2，细粉通过烟气旋分翼阀2，在重力作用下下落至烟气旋风分离器1下方烟气旋风分离器细粉螺杆输送器3，由烟气旋风分离器细粉螺杆输送器3将细粉输送至页岩加湿器。在烟气旋风分离器中大约82%的细粉被分离出来。由细粉螺杆输送器3将细粉输送回回转型卧式油页岩干馏装置循环利用。
15.步骤二:经步骤一分离后的烟气从烟气旋风分离器1顶部流出，此时烟气的温度较高，仍具有可利用热量，故设置一烟气冷却器进行余热回收，烟气垂直向下地穿过烟气冷却器5。从烟气中除去的热量可用于预热回转型卧式油页岩干馏装置燃烧段需要的燃烧空气，提高系统的整体热性能。鼓风机4提供的空气从烟气冷却器5下部进入。烟气与空气在烟气冷却器5中完成热交换。烟气冷却器5为一立式管壳式换热器，采用逆流换热，烟气从上至下走管程，燃烧空气从下至上走壳程，换热器内设置折流板，换热更充分。
16.步骤三：被冷却烟气进入烟气布袋过滤器6，以除去剩余粉尘微粒，过滤出的粉尘落到烟气布袋除尘器6下方布袋过滤器细粉螺杆输送器7，由布袋过滤器细粉螺杆输送器7输送至烟气旋风分离器1下方烟气旋风分离器细粉螺杆输送器3，与步骤一烟气分离分离出的细粉汇合共同被输送至页岩加湿器。
17.特别的，在烟气过滤系统部分设置一个快动的环境空气排放气门作为备用，以确保布袋过滤器元件在所有工况下都免于受到过高温度的影响。已除尘的烟气离开布袋过滤器，被吸入烟气排气机。该烟气排气机是一台变速设备，气体流量通过调节驱动排气机电机的交流变频驱动的速度来进行控制。该烟气排气机通过增大或减小烟气流动来控制回转型卧式油页岩干馏装置燃烧段环状空间压力。该烟气排气机配有一个能用应急发电驱动的慢速辅助应急电机。一旦发生停电，该辅助应急电机将以低速保持排气机旋转，这可维持对回转型卧式油页岩干馏装置外壳的少量通风。
18.如图2所示，烟气排气机工作原理如下，烟气排气机吸入布袋除尘器流出烟气并将其排向烟气洗涤塔。烟气排气机露天布置，同轴布置依次为主驱动电机，烟气排气机，超越离合器，齿轮减速器和应急电机，其中主驱动电机和应急电机均为变频调速，由布置于室内的高压变频调速装置控制。通过高压变频装置可改变电机转速进而改变进入烟气排气机的烟气流量，同时烟气排气机入口导叶也可作为流量的辅助调节。主驱动电机与应急电机的离合控制依靠超越离合器完成。应急电机与齿轮减速器通过超越离合器连接在烟气排气机尾轴，作为辅助驱动。正常运作时，主驱动电机启动，超越离合器自动分离辅助驱动，确保辅助电机传动机构或电机不会超速。当主驱动电机断电，风机做自由旋转时,应急电机自动启动，超越离合器结合辅助驱动，在应急电机带动下烟气排气机在最小工况运行。其中，风机型号为sgtyno34f,主驱动电机型号为yb710-6w，应急电机型号为yb315-8w，高压变频调速装置型号为blgbp-2000/6（plc控制）。
19.步骤四：烟气排气机8将过滤后的烟气排至烟气洗涤塔9。水围绕烟气洗涤塔9循环，主要吸收烟气流中的氨，含氨废水送酸性水气提装置处理。
20.步骤五：洗涤后的烟气离开烟气洗涤塔9并与来自预热焚烧器的废气混合在一起，共同流向烟气烟囱10的底部，通过烟囱10排放至大气中。
21.其中，烟气旋风分离器1、烟气冷却器5、烟气布袋过滤器6、烟气排气机8、烟气洗涤
塔9和烟囱10依次连接。
22.其中，烟气旋风分离器1下部设有烟气旋分翼阀2，烟气旋风分离器下方为烟气旋风分离器细粉螺杆输送器3。
23.其中，烟气冷却器5与鼓风机4相连。
24.其中，烟气布袋过滤器6下方为布袋过滤器细粉螺杆输送器7，布袋过滤器细粉螺杆输送器7与烟气旋风分离器细粉螺杆输送器3相连接。
25.小颗粒油页岩干馏烟气处理方法所采用的装置，主体部分包括烟气旋风分离器1、烟气冷却器5、烟气布袋过滤器6、烟气排气机8、烟气洗涤塔9和烟囱10；所述烟气旋风分离器1排出的烟气依次经过烟气冷却器5、烟气布袋过滤器6、烟气排气机8及烟气洗涤塔9后进入烟囱10入气口；所述烟气旋风分离器1底部设置一烟气旋分翼阀2；所述烟气旋分翼阀2下方设置一烟气旋风分离器细粉螺杆输送器3；在所述烟气冷却器5通风口处连接一鼓风机4，用以通入空气进行热交换；所述烟气布袋过滤器6下方设置一布袋过滤器细粉螺杆输送器7；所述布袋过滤器细粉螺杆输送器7与烟气旋风分离器细粉螺杆输送器3相连接，用以输送分离出的页岩细粉。
26.本发明所述布袋过滤器6设置一快动的环境空气排放气门作为备用，以确保布袋过滤器6元件在所有工况下都免于受到过高温度的影响。
27.根据实际设计需要，本发明还设有应急驱动模块及高压变频调速装置；所述应急驱动模块包括应急电机、齿轮减速器及超越离合器；所述应急电机的输出轴依次通过齿轮减速器及超越离合器与烟气排气机尾轴联接。所述高压变频调速装置的信号传输端口分别与驱动烟气排气机8的主驱动电机以及应急电机的信号传输端口相接。烟气排气机8是一台变速设备，气体流量通过调节驱动排气机电机的交流变频驱动的速度进行控制，烟气排气机通过增大或减小烟气流动控制回转型卧式油页岩干馏装置燃烧段环状空间压力，排气机配有一个能用应急发电驱动的慢速应急电机，停电时，应急电机以低速保持排气机旋转，维持对回转型卧式油页岩干馏装置外壳的少量通风，排气机设置消音器。
28.在本发明的描述中，需要理解的是，术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
29.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语
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设置”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
30.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。