蒸馏器加热装置及方法

专利名称：蒸馏器加热装置及方法
技术领域：
本发明涉及用于实现新型蒸馏器加热装置的系统和方法。尤其是，本发明涉及使用蒸馏器加热装置从固体物质中具体从油页岩中产生碳氢化合物气体和液体及其它副产品的系统和过程。
背景技术：
在美国，油消耗量估计为大约2千万桶/天。相反，美国国内石油生产估计为大约6百万桶/天。一方面在消耗量和需求之间的这种不平衡，另一方面在和生产之间的这种不平衡加剧了对在替代燃料资源技术领域中的持续发展的需要。此外，国内资源应当被勘探，而不是依赖于外国油资源。例如，国家公园和其它游览区包含丰富的燃料资源，而其容量还没有被充分开发。通过石油供应的威胁和对外国石油供应的依赖，增强了在该地区的持续研究和开发的需要。再者，在美国的油田是稀少的，或者受法律保护的。从而，要求常规钻探的替代。
然而，相比于钻孔提炼处理，常规非钻孔油提炼处理的成本效益是不明显的。因此，需要用于非钻孔提炼的技术方案和新方法及处理。再者，相对于常规提炼处理，如果这些新型处理和系统是允许的则它们应当是有优势的，在诸如矿物和氮化合物的供给材料中，油提炼和其他产物的回收是现有的。
跨越东犹他州、西科罗拉多州和南怀俄明州的一带的绿河油页岩构造被估计为包含超过一万亿桶可回收的石油，这使这种构造称为世界上最富油的构造。理论上，这种构造可能提供整个世界石油供应大约150年。换言之，估计绿河页岩构造中的油量超过整个世界中已知油田中的石油和到目前为止已发现的石油的总量。在美国以及世界上其它国家中存在中，其它油页岩沉积是已知的。
油页岩包含被称为油母(kerogen)的丰富碳氢化合物资源。通过蒸馏处理，油母可被分解为油蒸汽和有机物液体。蒸馏是一种油母被分解为诸如油、气和其它混合物之类的衍生物的处理。蒸馏还被称为干馏(destructive distillation)，其是在密闭容器内通过加热对油母分解且收集产生的挥发性产品。
许多流化床蒸馏器已经被开发。一般地，各个这些系统允许粉碎的供给材料由于重力通过加热塔而向下流动，此时油蒸汽被从塔(column)中抽出。尽管大多数常规蒸馏器起到将油页岩转换为油的功能，但是常规系统具有很差的效率，以致于它们工作起来是不经济的。再者，许多常规系统具有系统性问题，该问题在不中断和清理蒸馏腔的情况下妨碍其连续工作。
例如，许多常规蒸馏器通过将热气向上通过粉碎的油页岩而工作。为了使热气在油页岩周围通过，油页岩必须具有相当大的颗粒。然而，这样的系统具有低生产效率，其在于难于充分加热大颗粒的中心以及油蒸汽难于从这样的颗粒中心逸出。此外，因为该颗粒在热空气从其上通过时相对于周围颗粒实质上处于停滞，所以该颗粒具有凝结或熔合在一起的趋势，从而进一步降低了油蒸汽提炼的效率。这种凝结还可堵塞材料通过蒸馏器的流动。加热的气体在运行中还是危险的，在于它们可是高爆炸性的且需要额外的措施以确保气体不从蒸馏器中泄漏。
在使用自由流动的加热气体的替代方案中，管道已经被配置在蒸馏器内。该管道由通过其中的加热气体加热。当颗粒通过该管道时，加热该颗粒以散发油蒸汽。该方案的主要问题是，管道没有均匀地加热该颗粒。例如，某些颗粒在甚至没有接触管道的情况下通过蒸馏器。另外的颗粒被堆积在管道的顶部，阻止它们通过蒸馏器的通道。由于缺少均匀加热，再次出现形成凝结和低效油蒸汽提炼的问题。
在一些常规蒸馏器中，油蒸汽产品在塔的顶部基本上与供给材料被供给的相同的地方被从蒸馏器中抽取出来。因为在蒸馏器的顶部温度一般比底部冷，所以这允许某些油蒸汽冷却和凝结。在油蒸汽的凝结过程中，油蒸汽可以与一些供给的材料相混合，形成堵塞流水床的供给材料块。


现在参考附图将论述本发明的多个实施例。理解的是这些附图仅仅说明典型的本发明的实施例，而不被当作对其范围的限制。
图1说明根据本发明的一个实施例的蒸馏具有有机母体(organicprecursor)的供给材料的方法的流程图；图2是根据本发明的实施例的蒸馏器的仰侧视图；图3是图2中所示的蒸馏器中模块单元的透视图；图4是图3中所示的模块单元中障板的透视图；图5是图4中所示的障板的仰侧视图；图5A-5I是图5中所示的障板的替代实施例的仰侧视图；图6是图4中所示的障板的替代实施例的透视图；图7是图4中所示的障板的透视图，其进一步包括绝缘塞；图8是图3中所示的模块单元的截面俯视图；图9是图4中所示的障板的另一替代实施例的透视图；图10是图3中所示的模块单元的隔断壁的仰侧视图；图10A是示出图10中所示障板的替代位置的仰侧视图；图11是图10中所示隔断壁中的通孔的透视图；图12是示出图3中的障板如何被悬挂和定位的截面侧视图；图13是示出替代蒸馏器设计的截面侧视图；图14是图12中所示蒸馏器的截面侧视图；图15是图4中示出的障板的仰侧视图，示出在其周围供给材料流动的示意性表示；图16是图8中所示的模块单元的替代实施例的截面俯视图；图17是用于凝结从图2中蒸馏器得到的油蒸汽的流程图的一个实施例；图18是流程图的替代实施例，示出从油蒸汽中分离灰尘颗粒；以及图19是用于凝结从图2中蒸馏器得到的油蒸汽的流程图的替代实施例。
具体实施例方式
本发明涉及蒸馏器系统及使用蒸馏器系统的方法，以从包含油、油母或其它有机材料的材料中提炼油和其它碳氢化合物。包含油母的材料的一个例子是油页岩。也就是，油页岩在其自然状态下不包含油，而是包含有机物，该有机物在通过诸如蒸馏器系统之类的处理时可被转换为油和碳氢化合物气体。示例类型的油页岩是发现于绿河油页岩构造中的赤褐色油页岩，该油页岩在东犹他州、西科罗拉多州和南怀俄明州的一带的蔓延。然而，本发明并不限于从油页岩中提炼油产品。而是，本发明实现使用在这里公开的方法和蒸馏器系统可以处理任意包含油、油母或其它有机材料的材料。可以被处理的这样的其它材料的例子包括玉米、谷物、植物、木材、稻草、动物废料、含油的污染土壤、煤和其它类似材料。
在图1中的描述是结合本发明的特征的蒸馏器系统10的一个实施例。蒸馏器系统10通过处理流程图被图示说明。为了论述蒸馏器系统10及相关方法，油页岩被作用示例性供给材料。理解的是，各种处理步骤和相关参数可以被改变、转换、替代，或者甚至取决于被使用的供给材料的类型而部分地被取消。基于在这里公开的，这种处理步骤和参数的改变对本领域技术人员而言是清楚的，并不限制或改变本发明的范围。
跟随在对各个部件和相关使用方法的详细论述之后，在下面的阐述是对蒸馏器系统10的简要概述。
I.概述最初，从场地得到供给材料12。例如，在油页岩的情况中，诸如通过采矿从油页岩矿中提炼供给材料12。该供给材料12然后被传送至尺寸分离器14，该尺寸分离器基于尺寸将供给材料分离12分离。过大的材料被送至粉碎机16，用于将材料的大小减少至想要的颗粒大小。较小的材料被送至造粒机18，该造粒机将教小的材料形成为合适颗粒大小的小球。具有理想大小的供给材料12可被送至清洗机20，该清洗机从供给材料12中去除灰尘和至少部分的任意水溶性矿物及其它成分。如下面进一步说明的，水溶性成分的去除增加了蒸馏器处理的效率。
清洗过的供给材料12被送至干燥机22，该干燥机22去除供给材料12的潮气。取决于使用的干燥机22的类型，在干燥的过程中典型地形成灰尘和水蒸气。分离器24去除和分离来自干燥机22的灰尘和水蒸气。然后，灰尘被送回至造粒机18，以被再循环入该系统。干燥的供给材料12由传送带26提升至存储柜28。然后，使用自动供给器30，从存储柜28选择性地将供给材料输送入蒸馏器32。
可编程逻辑控制器(PLC)34控制系统10的蒸馏器32和其他部件的操作。供给材料12被在蒸馏器32内加热，使油页岩内的油母转换为油蒸汽和各种碳氢化合物气体。在蒸馏器32中形成的油蒸汽、碳氢化合物气体、水蒸气及灰尘被吸出，且被送至分离器36。分离器36可包括许多用于分离油蒸汽、碳氢化合物气体、水蒸气及灰尘的步骤。油蒸汽被凝结为油，该油然后可称为固体形式，或者进一步处理为销售产品，诸如汽油、柴油燃料等等。碳氢化合物被分离为其多种成分，诸如甲烷、丙烷、丁烷等等。这些气体可以为固体或被用作蒸馏器系统10的燃料。分离的灰尘可被送回至造粒机18，以被重新循环入该系统中。水和其他产品(例如，氮产物)还可被提炼或从液态油产物中分离，如在下面将进一步说明的。
废料(或固体)出口蒸馏器32可被送至热交换器38，该热交换器38使用来自废料的热作为能源。然后，废料可被以各种不同方式使用。例如，废料可以被清洗或这被加工以去除所有剩余的矿物或其它想要的成分。具有残余碳含量的该废料还可作为燃料被燃烧，或者简单地用作回填充物。由于废弃油页岩材料的筛选性能，这种材料可被有效地回填入废弃矿中或其它区域中，以防止污染浸析。
可以理解的是，在蒸馏器32前后使用的上述处理步骤和相关装置仅仅是发明的蒸馏器系统的一个例子。在可替换的实施例中，各种步骤及相关装置可以被去除或由替代物取代。此外，步骤和相关装置可基于被处理的材料、处理位置和想要的终端产品而动态地改变。图1中所示的各个处理步骤和相关装置现在将详细被说明。
II.供给材料第一步骤是为了获得包含油、油母或其他有机物的供给材料12。这可以包括从矿源(source deposit)采集供给材料，从污染点回收土壤，收集废弃物，收获有机物等等。在供给材料为油页岩的实施例中，供给材料通常从油页岩矿采集。为了最小化运输成本，理想的是开矿过程和蒸馏过程在同一地区发生。可替换地，材料从一个地方采集，然后被运输至在另一地方的蒸馏系统10。
在供给材料是油页岩的地方，一般使用机械采矿系统。该机械采矿系统可以包括“长壁式采矿系统”，用于典型地低于大约10m的油页岩的接缝。可替换地，机械采矿系统可以包括“房柱式采矿系统”，用于较大的接缝。在长壁式采矿系统中，中缝采矿机还可以被用于切割穿过固体岩石的通道。如将在下面说明的，在一个实施例中，在蒸馏系统10处理的供给材料具有相当小的直径。因此，任意采矿处理可以被使用，以在最初得到供给材料。某些常规蒸馏处理要求用于加工的大直径供给材料，从而在可被使用的采矿过程中受到限制。
III.制备供给材料挖掘的供给材料被运输至分离器14。在一个实施例中，分离器14包括筛网装置。该筛网装置将供给材料分离为尺寸不足的、最佳尺寸的和超过尺寸的。在一个实施例中，最佳尺寸的供给材料具有在大约1mm至大约15mm之间的最大直径，通常在大约2mm至大约10mm。理解的是，其他尺寸也可以被使用，并且优化尺寸供给材料的尺寸取决于蒸馏器32的设计和供给材料的类型而可以是不同的。优化尺寸的供给材料被从分离器14传递至清洗机20，该清洗机将在下面详细地被说明。
尺寸不足的供给材料被送至造粒机18。使用标准造粒过程，造粒机18使尺寸不足的供给材料的颗粒形成为最佳大小直径的小球。在一个实施例中，使用来源于本蒸馏系统的液体产物，油基黏合剂被用于形成小球。其他市售的粘合剂也可以被使用。在小球被形成之后，它们被传递回通过分离器14，或者直接送至清洗机20。
在一个替换例中，不够大小的供给材料最初与水相混合，或者使用其它常规溶剂加工，以从该材料中提炼想要的矿物。一旦矿物被去除，剩余的供给材料然后被做成粒状。在形成粒状之后，它们在已经经过清洗步骤之后被直接送至干燥器22。
超过尺寸的供给材料被送至粉碎机16。粉碎机16可包括能够粉碎油页岩的任何常规类型岩石粉碎机。可以被使用的粉碎机的例子包括锤式粉碎机、颚式粉碎机、滚筒等等。粉碎的材料被再次送至分离器14，以分离出最佳大小的供给材料、不够尺寸的材料和超过尺寸的材料。上述过程被重复直到所有的供给材料具有最佳尺寸。
可以理解的是，分离器14可以包括能够以尺寸分离供给材料颗粒的任意常规类型的筛网或分离系统。例如，在另一实施例中，分离器14可以包括旋风分离器，该旋风分离器基于尺寸和密度分离粉碎的材料。在使用旋风分离器的实施例中，最初的供给材料典型具有低于大约8cm的直径。
再次注意到，在供给材料具有初始设定直径的地方，诸如在处理谷物中，可以不要求分离器14、粉碎机16和造粒机14。
IV.清洗供给材料一旦供给材料是分有大小的，则使它通过清洗机20。尽管该步骤不是必要的，但是它通常使用在供给材料具有高矿物含量和/或高灰尘含量的地方。也就是，清洗机20被使用至少部分地从供给材料中去除矿物和细微颗粒，诸如灰尘。洗出的灰尘可以如上所述地被送回造粒机18，，以及在蒸馏系统10作为供给材料而重新循环。
从供给材料中洗出的矿物可以被进一步处理或净化，以生产适于销售的物品。在一个实施例中，在犹他州维尔纳(Vernal)发现的红褐色油页岩具有高碳酸钠(NaCO3)含量。使用热水清洗红褐色油页岩供给材料。水温部分地决定多少碳酸钠被从油页岩中析出。例如温度为100℃的水将去掉碳酸钠的大约10％，而200℃的水将去掉碳酸钠的大约20％。
清洗步骤还看起来增加了石油生产的产量。例如，在某些试验中，发现从油页岩中通过水对碳酸钠的部分去除增加了从油页岩中的大约25％或更多的油及气的产量。认识到，通过去除矿物和其他颗粒，先前油矿物和颗粒填充的孔隙现在被露出来。更多孔隙的供给材料允许热渗透该供给材料，以及允许油蒸汽更容易地逸出。
清洗机20可包括一个或多个喷洒器、浴池、洗涤器、气流或其他常规清洗机，用于去除灰尘或从岩石中提炼矿物。前述的组合还可以被使用。在矿物是水溶性的那里，清洗可以使用典型被加热的水来完成。在另外的实施例中，其他类型的溶液可被用于在襟翼处理前提炼矿物、清洁或其他方面处理供给材料。还应当理解的是，供给材料可被通过大量不同的使用相同或不同溶液的清洗机。
V.干燥供给材料一旦供给材料被清洗后，它就被送至干燥机22，以去除其中的潮气。该供给材料典型地被干燥至在大约100℃至大约200℃之间范围内的温度。该供给材料通常在没有暴露的情况下被干燥至直接火焰或至足够的升高温度，其能够引起供给材料中的油或油母燃烧。相反地，在一个实施例中，通过将热空气或气体注射入干燥器22中来完成干燥。可替换地，通过加热元件的使用可以干燥供给材料。在任一情况中，供给材料通常以这样的方式被干燥如果潮气被除去则供给材料的颗粒不粘接在一起。同样地，旋转式干燥机通常被使用。可以被使用的干燥机的例子包括气体干燥机、电干燥机、旋转窑式干燥机等等。干燥机22可以包括单个干燥机和被串行或并行设置的多个干燥机。
术语“干燥的供给材料”指的是其中所有的水分基本上被已经去除的供给材料。在一个实施例中，水含量被降低至低于供给材料和水的总重量的大约10％；在另一实施例中，水含量被降低至低于供给材料和水的总重量的大约5％；在又一实施例中，水含量被降低至低于供给材料和水的总重量的大约3％。如在下面更详细地所述，使用干燥机22去除水分，以防止在蒸馏器32内泥球的形成。
在本发明的内容中基本上去除所有水分表示，主要在干燥机的状况下，自然包含在供给材料中的水已经从这种材料中被去除。由于例如暴露于或吸收大气潮气而使参与水分仍可存在。即使供给材料没有被清洗，供给材料仍然通常被通过干燥机22，以使基本上去除周围的水分。
分离机24被提供以去除在干燥步骤期间形成的水蒸气和/或任意灰尘。水蒸气和灰尘的去除有助于阻止供给材料在干燥机22中的聚集。供给材料的聚集可是有害的，其在于它可在制备步骤14中产生大于最佳尺寸的制备的供给材料的颗粒。这种聚集的颗粒如下所述可以阻塞供给材料通过蒸馏器32的流动。
在一个实施例中，分离机24包括过滤系统，来自干燥机22的加热空气通过该过滤系统。过滤系统去除灰尘颗粒和水蒸气。这种过滤系统的一个例子包括本领域技术人员公知的常规袋滤捕尘室(bag house)。理解的是，在干燥之外与其他处理步骤相联系，还可以实现灰尘过滤装备。例如，与粉碎机16相关联还可使用灰尘过滤系统。
在另一实施例中，分离机24包括对来自干燥机22的水蒸气和灰尘抽真空的真空吸尘器。接下来，被抽真空的水蒸气和灰尘被送至用于分离的旋风分离机和/或静电除尘器。在另一实施例中，清洗机可被用于分离来自水蒸气的灰尘。灰尘通常被再循环回造粒机18。水蒸气可被通过热交换器或涡轮机以再被释放至大气之前产生能量。可替换地，水蒸气和灰尘可以被凝结为泥浆，并且被送至造粒机18，以将灰尘再循环进入蒸馏器。
还可使用另一常规的被用于去除灰尘和/或水蒸气的分离机。再者，在各种替代实施例中，理解的是，分离机24可被与干燥机22相结合或分离。
除了从供给材料中去除水蒸气之外，干燥机22还起到在供给材料被送入蒸馏器32之前初始加热供给材料的作用。对供给材料的初始加热增加了蒸馏器32的效率和工作。在进入蒸馏器32之前，供给材料应当冷却至在预定基准值之下，例如80℃，这对于再次加热供给材料以增加其基准温度且基本上驱赶出吸收的潮气可以是有成本效益的。
相比于使用与蒸馏器32相分离的干燥机22，干燥机22可被直接放置在蒸馏器22之上或邻近。这种实施例可是有优势的，在其中为了防止从周围大气中吸收潮气，而在潮湿环境中进行干燥。该实施例还将最小化供给材料的热量损失。在该实施例中，使用由蒸馏器32激励的热交换器或使用通过蒸馏器22的加热的蒸汽，可以获得用于干燥机22的热量。
VI.供给材料向蒸馏器输送和分配一旦供给材料被清洗和干燥后，它就被输送至存储柜，用于选择地馈送至蒸馏器32。更具体地，输送机26抬升供给材料至设置在蒸馏器32上方的存储柜28。自动送料机30控制从存储柜28至蒸馏器32的供给材料的传递。理解的是，输送机26、存储柜28和送料机30可以形成不同的配置，可以以不同次序防止，并且甚至在某些情况中可被取消。例如，如在下面详细所述的，在重力的作用下大块材料向下传递通过蒸馏器32。同样地，将存储柜28和送料机30设置在蒸馏器32上方可是有效的。然而干燥机22被抬升或蒸馏器32被降低的地方，不要求使用输送机26，供给材料可被直接从干燥机22输送至存储柜28。在另一实施例中，干燥机22可被直接送入存储柜28且输送机26可被用于在存储柜28和自动送料机30之间传送供给材料。
在图2中所述的一个实施例中，输送机26包括链斗升降机26A。链斗升降机26A将供给材料输送至存储柜28。在替代实施例中，输送机26可包括输送带、螺旋管或任意其它常规类型的输送机存储柜28包括设置在蒸馏器32上方的配料柜28A。配料柜28A通过自动送料机30送料入蒸馏器32。在一个实施例中，位于蒸馏器32上方的配料柜28A是大的，足以包含用于蒸馏器的一个小时工作的供给材料的供应。也就是，如果采矿和/或供给材料制备过程(例如，清洗和干燥)被关断，则蒸馏器32仍然能够在不得不关断之前工作大约1小时。
在本发明的一个实施例中，提供装置用于将供给材料送入蒸馏器32，同时防止空气自由流入蒸馏器32。作为例子而不是限制，描述在图2中的自动送料机30包括回转阀30A。回转阀30A有选择地工作以将供给材料传递入蒸馏器32，同时防止空气自由流入蒸馏器32。也就是，回转阀30A在蒸馏器32和大气之间提供了可旋转的密封。回转阀对本领域技术人员而言是公所周知的，在这里不进一步公开。回转阀30A可以以变化的速率工作，以增加或减少供给材料进入蒸馏器32的流动。
在另一实施例中，送料机30包括一系列开口的栅格，该栅格有选择地在开和关位置之间滑动。该开口的栅格限制至少一个隔室。在工作期间，第一栅格打开，允许存储柜28内的供给材料通过开口送至隔室中。一旦想要的数量供给材料进入该隔室，则第一栅格关闭。然后，第二栅格打开，允许供给材料从该隔室传递至蒸馏器32。一旦该隔室是空的，第二栅格关闭，并且第一栅格打开，再次允许供给材料进入该隔室。该过程被不断地重复，以在蒸馏器32的内部没有暴露在空气的自由流动的情况下使供给材料可被传递至蒸馏器32。再者，栅格可以以这样的速率工作，以保持想要的供给流速。用于自动将供给材料送入蒸馏器32的其它机械包括螺旋输送机、推进加料器等等。执行类似功能的这种部件的另一实施例在本发明的范围内被实现。
在本发明的一个替代实施例中，供给材料在被输运至蒸馏器32上的配料柜28A之前可被存储在主存储容器。该主存储容器可比一个蒸馏器更有用。在该实施例中，通过多个链斗升降机或其它输送机械将材料输送至位于各个蒸馏器之上的配料柜。
在另一实施例中，存储柜28可包括成对或系列配料柜。供给材料被从第一配料柜送入后续的配料柜，直到它达到想要的蒸馏器。在一种方案中，系列配料柜被以随后的较低值固定，以使可以使用重力将供给材料从一个配料柜传递给下一配料柜。可替换地，链斗升降机或其它输送机械可以将材料从一配料柜抬升至下一配料柜。综前述，存在不同配置用于将供给材料输送和送料至蒸馏器32。
VII.模块化蒸馏器如上所述，图2中所描绘的使结合本发明特征的蒸馏器32的一个实施例。如这里所使用的，术语“蒸馏器”指的是加热单元，用于对各种形式的碳氢化合物加热。在描述的实施例中，蒸馏器32包括垂直堆积的多级、基本上相同的模块单元102A-10F。
各个模块单元102具有基本上类似的块状结构。以使在一个实施例中模块单元102可是可互换的。该模块组件和匀称的形状使蒸馏器32易于组装、移动和拆分。该模块组件还简化制造，并且实现对蒸馏器32的以与调整，以包容对不同参数的不同供给材料的处理。也就是，部分基于将被加工的供给材料的成分和想要的产物，选择蒸馏器32中模块单元102的数量。
现在主要参考模块单元102B，描述模块单元102A-10F的构成。然而，理解的是，剩余模块单元102A和102C-F均具有基本上相同的结构。如图3中所述，模块单元102B具有顶端113和相对的底端115。在相对端113和115之间延展的是外壳体106和共中心放置的内壳体110。各个外壳体106和内壳体110具有大致上矩形或方形截面。然而，理解的是，壳体106和110可以为任意想要的结构，诸如但不限于圆形、卵形、不规则的或其它多边形状。外壳体106和内壳体110典型地由诸如钢、不锈钢或铸铁之类的金属制造。然而，其他材料也可被使用。在一个实施例中。壳体106和110各个包括不锈钢薄片，该不锈钢薄片具有大约3mm至大约10mm之间范围内的厚度。
设置在外壳体106和内壳体110之间的是绝热层108。在一个实施例中，绝缘层108由耐火材料构成，该耐火材料具有在大约10cm至大约30cm之间范围内的厚度。该耐火材料可以由砖或本领域公知的其它耐火材料构成。理解的是，在替换实施例中，内壳体110可以被取消，以使绝缘层108开口暴露在蒸馏器32内。
壳体106和110和绝缘层108组合形成周边壁117。周边壁117限制中心间隔116，并且包括前壁119、后壁121和一对在其间展开的相对侧壁123及125。中心间隔116由垂直设置的在前壁119和后壁121之间展开的隔断壁118分开。隔断壁118相对于内壳体110可以由如前所述的相同的材料构成。隔断壁118将中心间隔116分隔为加热腔120和蒸汽腔122。在一个实施例中，加热腔120和蒸汽腔122在前壁119和后壁121之间均具有在大约2m至大约3m之间范围内的深度，以及在隔断壁118和对应侧壁之间展开的在大约0.5m至1m之间范围内的宽度。同样地，各个模块典型地具有在大约2m至大约3m之间范围内的高度。当然，上述尺寸仅仅是一个例子，其它尺寸还可以被使用。
在本发明的一个实施例中，装置被提供用于加热周边壁117和/或隔断壁118。作为例子且不作为限制，电加热部件109(图8)被设置在邻近内壳体110的绝缘层108内。加热部件109可被全部沿内壳体110设置，以及还可被设置在隔断壁109上或在隔断壁109内，用于加热周边壁117和隔断壁118。在另一实施例中，管道可以被形成在周边壁117和隔断壁118上或在周边壁117和隔断壁118内，以使加热的气体和加热的液体可通过其中。其它常规机构还可以被使用以加热周边壁117和/或隔断壁118。
在侧壁125和隔断壁118之间延伸以被设置在加热腔120内的是间隔开的障板126阵列。如图4中所述，各个障板126包括伸长本体138，该伸长体具有倒置的基本上V形状截面。本体138具有顶表面135和相对底表面137，各个表面展开在第一端139和相对第二端141之间。第一端139中止在第一端面140，而第二端141中止在第二端面142。
如图5中所述，体38还具有每个在大约5cm至大约15cm之间范围内的高度h和宽度w。体38还具有在顶表面135和底表面137之间的厚度/展开，其在大约2cm至大约4cm之间范围内。其他尺寸也可以被使用。顶表面135具有第一侧面50和相对的第二侧面52，它们各个被设置在叉开的平面内，以具有基本上倒置的V型结构。在一个实施例中，各个侧面50和52被设置在相对于水平线形成内角α的平面内，该α在大约45°至大约85°之间的范围内，通常在大约55°至大约75°之间，更经常在大约63°。侧面50和52还可以在面之间形成内角，该内角在大约1 °至大约70°之间的范围内，通常在大约20°至大约60°之间。
侧面50和52沿着窄脊53交叉。窄脊53确保供给材料移动至侧面50和52之下，如相对的垂直堆积在脊53的顶部。尽管窄脊53可以是略微圆的，但它不应当是那么圆或平坦的，以使供给材料垂直堆积在其上。
如在下面更详细地所述，顶表面135部分地起到使供给材料偏转的作用，在供给材料向下通过加热通道120时，以使该供给材料保持为连续且动态混合的流动。尽管顶表面135可以具有各种不同结构，但是如果顶表面135的顶点变得太平坦，则很少供给材料额颗粒可停留和停滞在其上。由于施加至淤积颗粒的热量，而使该颗粒熔合在一起，产生大表面积，在该表面积上可以熔合更多的颗粒。熔合的颗粒持续增长，直到它们堵塞通过障板126的供给材料的流动。从而，拆卸和清理蒸馏器32是必需的。还应注意到，在供给材料通过顶表面135时，顶表面135的某些弯曲的或不规则部分引起供给材料以不同速度行进。再者，这种速度的改变可导致一些供给材料在蒸馏器32内的堆积。
相对照地，使顶表面135的顶点或脊53变窄施加力在供给材料上以向下流过侧面50或52，从而消除淤塞的颗粒。脊53可以为圆的范围取决于多种因素，诸如供给材料的尺寸和供给材料通过蒸馏器32的速度。脊53的圆度还可以基于外力的施加而被调整，诸如蒸馏器32的振动。作为例子，在一个实施例中，脊53具有小于供给材料的最大直径的四倍的曲率半径，通常地小于供给材料的两倍最大直径，更通常地小于供给材料的两倍最大直径。在另一实施例中，曲率半径或脊53可以等于或小于大约0.5倍供给材料的最大直径。还可以使用其它尺寸。
图5A-5I中所述的是大量不同本体138A-I，每个具有脊53的相应的顶表面135。如图5A中所述，理解的是，顶表面135可具有倒置的大致上U型结构。相对于图5B和5C注意到，该体不必是对称的。可替代的体还说明单体可由各种不同形状组成。再者，如图51中所注意到的，该体在使用过程中不必被垂直定位，而可以被定位至任意想要的角度。综前述，理解的是各种其它形状也可以被使用。
回到图5，底表面137也具有大致上倒置的V型截面。因此，底表面137至少部分限制收集通道149，该收集通道149沿本体138的长度展开。底表面137被配置部分地俘获从供给材料发射的油蒸汽和气体。为了实现这些功能，底表面137可具有(come in)各种不同结构。此外，底表面137可具有倒置的大致上U型结构，或者可具有形成能够俘获气体和油蒸汽的杯状表面的任意数量额弯曲的、圆滑的、斜面的、不规则的或者组合的表面。
在本发明的一个实施例中，装置被提供用于选择性加热障板126。作为例子且不作为限制，多个间隔开的通道144从本体138的第一端面140展开至或向第二端面142。设置在通道144中的是常规电阻丝146。在可替换实施例中，丝146可被设置在底表面137或者设置在本体138上以加热本体138。在用于加热障板126的装置的另一实施例中，在本体138内形成流体管道。加热的气体或流体被泵吸，或者通过流体管道一家热本体138。
选择用于本体138的材料，以支持想要的工作温度范围。在一个实施例中，本体138被加热至在大约400℃至大约600℃之间范围内的温度。可被用于本体138的材料的例子包括铸铁、铁合金、不锈钢、铍、铍合金、陶瓷、使用碳酸钡表面处理的石墨、或者诸如包括99％铜和大约1％其它元素诸如Cr、Be或其组合物的铜合金。具有理想参数的其它材料还可以被使用。在不同障板126可被加热至不同温度且受到不同载荷力作用时，不同本体138可以由不同材料制造且具有不同大小。
取决于用于本体138的材料的硬度，对容纳丝146的通道144钻孔可是困难的，乃至令人望而却步地废弃时间。如图6中所示，本体138可以包括多个具有类似截面结构的小段156。在段156中形成通道144。随后，段156被组装在一起，以形成障板126的本体138。可替换地，在本体138中钻孔的通道144的区域可以由软金属构成，诸如铜，其可以使用常规装备钻孔。
在如图6所示的另一替换实施例中，绝缘层158被形成，或者另外固定在底表面137上。从而，绝缘层158部分地限制收集通道149。绝缘层158在操作过程中具有低于顶表面135的温度，以使在油蒸汽被收集和通过收集通道149时，油蒸汽不过热，并且被转变为非可凝集的气体。如果油蒸汽被过度加热，则它们可能热爆裂。这产生非可凝集气体，进而还使碳(焦炭)沉积剩余在障板表面。绝缘层158可包括可以支持该工作温度的陶瓷，其它耐火材料或者其它绝缘材料。
在如图6所示的又一可替换实施例中，一个或多个间隔开的翼片155可以被形成，以从本体138的顶表面135向外凸起。翼片155被设置以使横向在体138上展开且被用于更高效地将热能传导至供给材料。翼片155可以由与本体138相同的材料制造。
在图7所示实施例中，绝缘插头150被固定在本体138的第一端139。插头150典型地由耐火材料或能够支持工作温度的其它绝缘材料构成。在可替换实施例中，插头150可具有任意理想的截面形状。通道154伸展通过插头150。与电阻丝146相连接的绝缘接线148伸展154通过通道154，并且从插头150中伸出。如在下面更详细地所述的，接线148伸展至可编程逻辑控制(PLC)34(图1)，该接线148提供用于选择加热丝146的电流。
在一个实施例中，可使用另外通道144和154以将插头150固定至本体138。例如，通过在本体138上螺纹通道144，可使螺栓通过插头150上的相应通道154，然后旋进螺纹通道144，以使插头150固定至本体138。本领域技术人员所理解的其他连接组件也可以被使用。此外，插头150可以直接形成在本体上138上，或者本体138可以有摩擦地保持在形成在插头150的相应细槽中。
转到图8，多个间隔开的插座143被形成在侧壁143上，以伸展通过外客提106脊至少部分的绝缘层108。插座143具有与插头150互补的结构。通孔145伸展通过内壳体110，与各个插座143相对齐。通孔145具有与本体138的截面结构互补的结构。此外，如在下面将详细所述的，多个大致上三角形通孔166(图3)伸展通过隔断壁118，与通孔145相对齐。在组装过程中，各个障板126的第二端141通过相应的插座143和通孔145，然后向前进入或穿过隔断壁118上的通孔166。因此，插头150被接收在插座143内，以及障板126被悬挂且支撑在隔断壁118和侧壁123之间。在该结构中，各个障板126的本体138被水平的设置在加热腔120内。插头150基本上与插座143是互补的，以最小化其间的热量损耗，以及最小化通过其间且进入加热腔120的任意空气。
在一个实施例中，障板126可移动地保持设置在插座134和通孔145、166内。在该结构中，障板166可从周边壁117的外侧存取且去除。同样地，障板126可被单独地移开，调换和/或取代，障板126还可被存取，用于许多任务，诸如清洗和温度测试。此外，该设计允许去除障板126，以去除加热腔120内的阻碍，诸如渣块或泥球。在可替换实施例中，障板126可以被整体形成或另外刚性固定至侧壁123和/或隔断壁118。在另一实施例中，一些障板被刚性固定至侧壁123和隔断壁118，以相模块单元102提供结构支撑，同时其它障板126可被可移动地安装。以类似方式，理解的是某些障板126可被加热，而其它不被加热。同样理解的是，某些障板126可被设计没有收集通道149。例如参见图5B-5E。在这些实施例中，选择的障板被设计用于加热和/或混合。在相同蒸馏中，选择的障板可被设计具有收集通道149，但不可能被加热。这些障板被设计用于混合供给材料和收集蒸汽。因此，可以设计具有大量不同型号、尺寸和结构的障板的单蒸馏器。
图9中所述的是障板162中另一可替换的实施例。在该实施例中，障板162包括具有顶表面135A和相对的底表面137A的管状体163。各个管状体163展开在隔断壁118和侧壁123中。表面135A和137A具有与在前面所述的障板126中表面135和137的同样的结构和选择，以使障板162还起到偏转供给材料和收集气体和/或油蒸汽的作用。然而，本体163还具有限定间隔160的内表面165，该间隔160沿本体163的长度展开。
用于加热障板162的装置的一个实施例包括将本体138插入障板162的间隔160，进而加热本体138，使用如前所述的一个实施例。使用障板162的益处之一在于用于与插头150相连接的本体138可以被可取出地设置在间隔160内。由于供给材料接触障板162，而不接触本体138，所以本体138在蒸馏器32工作期间可以有选择地取出用于替换、清洁、检测等等。
在所述实施例中，本体138直接搁置在顶表面135A上，用于对顶表面137A最优加热。尽管没有要求，但是在本体138和底表面137A之间形成间隙164，间隙164在本体138和底表面137A之间提供了绝缘层，以防止被收集在收集通道149内的油蒸汽过热。在另外实施例中，物理绝缘层可被设置在本体138和底表面137A之间。因为本体138不再直接接触供给材料，因此理解的是本体138可以包括任意数量的能够加热当帮162的加热元件的可选择结构。障板162可以由任意材料组成，诸如能够支持工作负荷和温度的不锈钢、铸铁、陶瓷、石墨等等。
形成在隔断壁118上三角形孔166在图10中被进一步描述。如这里所示，各个孔166具有倒置的大致上V型顶边缘151和大致上平坦底边缘153。顶边缘151具有与障板126的顶表面135互补的周线。因此，当障板126的第二二端被容纳在孔166内时，障板126被支撑在底边缘153上，而严格公差被形成在障板126的顶表面135和孔166的顶边缘151之间。没有由障板166占用的孔166的剩余部分形成伸展通过隔断壁118的开口170。开口170使障板126的收集通道149实现通过隔断壁118的通信。如图11中所示，没有直接支撑障板126的底边缘153部分被锥缩为细微边缘，以阻止灰尘或颗粒在底边缘153上不想要的聚集。
图10还公开了一种加热腔120内用于已安排好的障板126的组列的结构。具体地，图10是隔断壁118的侧视图，示出以错开排列设置的孔166。第一排185被示出，其中孔166和因此障板126水平隔开距离D1。在一个实施例中，距离D1为在大约5cm至大约15cm之间的范围内，并且典型地等于本体138的宽度w。其它尺寸也可以被使用。具有与第一排185相同水平间隔的孔166/障板126的第二排187被垂直设置在第一排185下面，距离垂直距离D2。距离D2展开在第一排185的底部和第二排187的顶部之间。在一个实施例中，距离D2为在大约5cm至大约40cm之间的范围内，通常地为大约5cm至大约10cm，尽管其它尺寸也可以被使用。尽管没有要求，在一个实施例中，距离D2等于障板126的高度h。
第二排187中的孔166被居中设置在第一排185的孔166之间。接下来，孔166的第三排189被垂直设置在第二排187下面，以与第一排185的孔166相对齐。交错排列的这种交叉被重复用于孔166的其它排。
为了确保供给材料没有沿限制加热腔120的前壁119和后壁121自由下落，在排185、187和189的交互端形成半孔174。包括障板126中一条腿的半障板176被设置在各个半通孔174内。半障板176可以被加热或不被加热。在任一种情况中，半障板176定时地将供给材料偏离前壁119和后壁121，以啮合下一个低障板126。除了将喘流将提供给油页岩和避免临近该壁的静止油页岩之外，半障板176减轻了蒸汽向上的垂直运动，从而旁路该收集器。
如上所提到的及在下面所详细说明的，在操作期间，供给材料向下通过加热腔120，以使供给材料接触和经过障板126。在供给材料由障板126加热时，油和油母被转换为随后被收集的气体和/或油蒸汽。障板126的尺寸、结构、空间、交错和其他参数被设计，部分确保供给材料在向下途径蒸馏器32时被均匀加热和混合。尽管，障板126的参数还被设定，以确保供给材料在重力的作用下可以想要的速度自由向下流动通过障板126，而没有明显的堆积、堵塞或熔合在一起。
例如，通过使障板间距离D1等于障板126的宽度w，此后如上所述使障板排列交错，则没有向下通过障板126的直通道。而是，供给材料需要持续地围绕障板126接触和运动，以获得想要的加热。此外，通过如上所述垂直间隔障板126的排列，供给材料的运动和混合基本上是恒定的。因此，供给材料被均匀加热，并且没有两个颗粒被保持接触于允许它们熔合在一起以形成渣块的足够的时限。最后，障板126的参数还防止供给材料颗粒的部分堆积或另外停滞在蒸馏器32内。如上所述，停滞的供给材料颗粒最后可以堵塞供给材料的流动或产生堵塞通过障板126的流动的渣块。
可以理解的是，障板126的多种不同参数组合可被用于获得最佳性能，并且用于不同供给材料和供给材料的不同大小的最佳参数可以是不同的。再者，其他替代的使用，诸如模块单元102的振动可以影响最佳参数。
下面所阐述的是如图5和10中所阐述的参数中的一个例子α＝63°w＝7.5cmh＝9cmD1＝7.5cmD2＝10cm障板126还可以多种其他结构被固定和交错排列。例如，与在其中障板126的交替排列垂直交迭的图10相对照，在图10A中所述的障板126的交替排列可以被布置以使障板126的外端1230相对于交迭而被垂直对齐。在同一图中，还描绘了可以布置障板126的交替排列，以使在临近障板的垂直排列的外端230之间形成小垂直间隙167。间隙167具有小于供给材料的最小直径的宽度。结果是，在各个上面的实施例中，当供给材料向下通过障板126时，所有的供给材料仍然需要在水平分量上被移动和混合。
在图12所述中的另一实施例中，障板126不必展开在相对侧壁之间，而可能作为来自一侧壁的悬臂而展开。同样地，不同障板126可以悬臂形式从不同侧壁展开。各个障板126可以起到相同的作用，或者不同障板126可以起到不同作用。例如，一些障板126可被设计用于加热，同时其他被设计以收集蒸汽。在本发明的各种实施例中，还想象到，在相同方向不需要全部展开。例如，一些障板可被水平旋转，以相对于其他障板为90°或其他角度。
最后，图13中所述的是蒸馏器32A的另一替换实施例，该蒸馏器32A具有限制加热腔120A的相对侧壁178和179。从侧壁178和179向内和向下伸出的是障板175。障板175是垂直交错的，且从交替侧壁伸出。障板175互相展开，以使自由端是垂直对齐的或重叠的。因此，当供给材料通过加热腔120时，供给材料被作用以围绕各个障板175行进，以提供供给材料的大致上均匀的混合。
在一个实施例中，障板175被如上所述加热。当加热的供给材料在一个接一个的障板上通过时，从供给材料散发的油蒸汽由上障板的底表面所俘获。由于障板175的斜度，油蒸汽被收集至口181，在那里它被提炼用于随后的处理。
在本发明的一个实施例中，装置被提供用于加热蒸馏器的加热腔内的供给材料。作为例子而不是限制，用于加热的装置的一个实施例包括如在这里所述的用于加热障板的各种装置。在另一实施例中，用于加热的装置包括如这里所述的用于加热蒸馏器的侧壁的各种装置。在另一实施例中，理解的是，各种管或管筒可以被设置在加热腔内。然后，加热的气体或液体可能通过该管或管筒以加热该供给材料。电子管道还可以被直接设置在加热腔内。在另一实施例中，加热的气体可以被输送入加热腔，以加热供给材料。本发明还想象到，其它常规系统可以被用于加热加热腔内的供给材料。在可替换实施例中上面系统的任一或组合可以被使用以加热加热腔内的供给材料，以提炼出油蒸汽和其他气体。
返回至图3，蒸汽腔122在外观上连同伸展穿过侧壁123的蒸汽口128。收集盘130被设置在蒸汽腔122内。收集盘130具有顶表面129和相对的底表面131，各个在相对侧缘132和133之间展开。侧缘132和133展开且可分别与前壁119和后壁121相接触。收集板130还包括外缘134和内缘136，以及相对于水平以内侧角β被设置(图14)。在一个实施例中，角度β在大约50°至大约75°的范围内，更通常为大约60°至大约65°，尽管其它角度也可以被使用。
收集盘130的外缘134延伸且可以在蒸汽口128或低于蒸汽口128的位置与侧壁123相连接。内缘136被设置在隔断壁118的底端之下，以使在隔断壁118和收集盘130的内缘136之间形成返回槽(return slot)210。返回槽210典型地具有在大约1cm至大约6cm之间范围内的高度，并且提供加热腔120和蒸汽腔122之间的流体连通。
如相对于图2中前面所述，蒸馏器32的结构限定了以塔形式的模块单元102的垂直堆积。在本发明的一个实施例中，装置被提供用于连接相邻的模块单元102。作为例子，凸缘111在各个单元102的顶端113和底端115向外伸出。凸缘111可以与外壳体106整体形成或连接至那里。一旦单元102被堆积，来自相邻模块单元102的凸缘111使用本领域公知的装置被连接，但不限于螺栓、夹子、螺钉等。密封垫圈(未显示)还可被设置在各个模块单元102之间，以防止其间空气的泄漏。
在图1 4所示实施例中，在各个模块单元102的底端115，绝缘层108展开在外壳体106和内课题110的下面，以形成榫(tenon)112。在各个模块单元102的顶端113，绝缘层108展开在外壳体106和内科体110的下面，以形成榫眼(mortise)114。各个模块单元102的榫112被配置以容纳在相邻模块单元102的相应榫眼114内，以在堆积时提供模块单元102之间的可靠的啮合固定。
可以理解的是，任意数量的常规支架、凸缘、夹子、连接器等等可被用于将相邻模块单元102固定在一起。尽管没有要求，但装配的组件102典型地固定至框架(未显示)，诸如建筑或支撑架，以增强支撑和结构稳固性。在一些实施例中，框架独立于模块单元102，并且在蒸馏器32被组装期间或之后被装配。在另一实施例中，框架被与模块单元102整体形成，并且被链接至相邻模块单元102的框架，以形成蒸馏器堆。
由堆积的模块单元102形成的蒸馏器32起作用，且具有基本上与单个模块单元102基本上相同的特征。例如，蒸馏器32还包括隔断壁118′、加热腔120′和蒸汽腔122′，它们仅仅分别包括堆积的模块单元102的对齐的隔断壁118、对齐的加热腔120和对齐的蒸汽腔122。为在蒸馏器32和单模块单元102之间共同的元件将由具有用于蒸馏器32的进一步包括“”的共同标记的相同的标记字符所表示。
尽管由多个模块单元102组成的蒸馏器32被示出和描述，蒸馏器32可被形成具有整体连续的周边壁117′，或者可以由可以去除的或永久性固定在一起的任意数量的分离部件形成。
如图14中所述，加热腔120′以连续的方式延伸于蒸馏器32的整个高度。如图2中所示的供给材料30被直接安装在加热加热腔120′上方，以可选择地将供给材料送入加热腔120′的顶部。如在下面详细地所述的，排放机构33被设置在蒸馏器32的底座上，以与加热腔120′相连通。排放机构33将耗费的供给材料从加热腔120′以想要的速率排出，以产生通过加热腔120′的供给材料的流动。排放机构33通常被设计以使它堆耗费的材料的连续抽出，同时防止任意显著的外部空气流进入加热腔120′。
再次回到图4，与连续地展开蒸馏器32的全部高度的加热腔120′不一样，蒸汽腔122′由收集盘130以间隔的间隔所隔断。因此，蒸汽腔122′包括多个蒸汽间隔212，该蒸汽间隔由虚线所表示。各个收集间隔212在上面由收集盘130的底表面131限定，以及在下面由收集盘130的顶表面129所限定。再者，各个收集间隔212具有相应的蒸汽口128和返回槽210。还理解的是，蒸汽腔122′的顶和底被覆盖，以防止在那里的蒸汽逸出。
蒸馏器32的操作最初使用供给材料填充加热腔120′。尽管供给材料可以由供给机构30简单地输送入孔加热腔120′的顶部，但是初始的供给材料将会快速地落入空的加热腔120′、撞击障板126。结果是，最初的供给材料将至少部分裂变蒸馏器32内的散布的灰尘和其他细微颗粒。在一个实施例中，理想的是，当这种颗粒妨碍和可能堵塞蒸馏器32的工作时，最小化蒸馏器32内灰尘和其他细微颗粒的构成。
因此，为了避免上述面问题，在一个实施例中，加热腔120′在最初由惰性填充材料填充。当填充材料通过诸如供给机构30弥散入加热腔120′时，填充材料是干净的且是将不会裂变的足够坚硬。此外，当受到蒸馏器32的加工时，填充材料将不会裂变或放出不想要得蒸汽。作为例子，填充材料可包括utelite、蛭石、pearllite或其他形式的陶瓷。其他坚硬惰性材料，诸如金属、石墨片等等还可以被使用。填充材料通常与供给材料处于相同的大小范围内，但也可是较大或较小的。
一旦加热腔120′被填充填充材料，则加热腔120′还被填充惰性重气体，诸如二氧化碳或氮，以从加热腔120′中基本上去除所有的空气，更重要地为氧气。去除空气，以使当填充材料被送入加热腔120′时，来自障板126的热量不会引起供给材料燃烧。一旦空气被去除，排放机构33开始从加热腔120′的底部排放填充材料。同时地，供给机构30开始将供给材料配发入加热腔120′的顶部。因此，供给材料开始下降通过加热腔120′。如前述，供给机构30和排放机构33均操作供给或排放供给材料，同时基本上防止外部空气自由流入加热腔120′。由于缺氧，供给材料不能在加热腔120′内燃烧。
使用排放机构33从加热腔120′中抽取供给材料及随后耗费的供给材料的速率确定供给材料通过加热腔120′的流速。该流速被调整，以使在没有任何静止的供给材料矿袋形成的情况下供给材料不断地流过蒸馏器32。作为例子且不作为限制，在一个实施例中，供给材料以大约908千克/小时(每小时2000磅)的速率流过加热腔120′。这相当于每分钟大约15cm的行进(每分钟六英寸)。想象到，在一个实施例中，全长的蒸馏器32将每天处理大约765立方米的供给材料(每天1000立方码)。
当供给材料向下行进通过加热腔120′时，供给材料在障板126上及周围通过。周围的供给材料和加热腔120′的内部结构使下降的供给材料一般遵循曲线路径，诸如近似的螺旋路径、正弦路径、波浪路径。不规则弯曲路径和/或其他曲线路径。使用两种供给材料颗粒下降通过加热腔120′，通过障板126的供给材料的动态流动均匀地混合了供给材料，并且最小化任意恒定接触。通过最小化颗粒的恒定接触，两个或多个颗粒粘结在一起处的渣块的形成可被最小化或取消。渣块的形成可堵塞供给材料通过障板126的流动，从而降低油蒸汽提炼的效率。
作为例子，当供给材料向下行进通过如图15中所述的加热腔122′时，供给材料部分沿障板126的第一排的加热顶表面135直接接触和运动。在一个实施例中，蒸馏器32内的所有障板126为同样的温度，或者处于大约400℃至大约600℃之间的温度范围。供给材料从干燥机22以升高的温度被引入，然后当它下降在加热腔122′内时被持续加热直到供给材料在加热腔122′的底端处为大约400℃至大约600℃。因为干燥机22的先前使用，加热腔122′内水蒸气的数量被最小化。巨大数量的水蒸气是有害的，在于水蒸气可与灰尘颗粒相组合，以形成泥球或者另外地聚集供给材料颗粒，此后它们堵塞攻击材料的流动。
通过直接接触障板126的顶表面135，供给材料的部分迅速吸收用于加热供给材料和/或将油、油母及其他有机物转化为油蒸汽和碳氢化合物气体的能量。当供直接接触顶表面135的给材料通过障板126时，供给材料在障板126的第一排下面自由地滚动。直接在障板126下的加热的供给材料被暴露于开口空间152，与收集通道149垂直对齐。由于数排障板126的聚集，没有直接接触障板126的第一排的其余供给材料颗粒现在被排列用于接触加热障板126的下一排。因此，供给材料以液态方式移动通过该障板124阵列，以使供给材料被连续地混合且周期性接触加热的障板126。因此，供给材料在加热腔122′的各个竖直阶段具有均匀的温度。
尽管没有必要要求，对沿加热腔120′的基本上均匀加热仍具有大量优点。首先，对供给材料的均匀加热确保从所有供给材料中油蒸汽和碳氢化合物气体的最佳提炼。此外，对沿加热腔120′的供给材料的均匀加热确保，在相同垂直阶段发射基本上相同类型的油蒸汽和碳氢化合物气体。这实现油蒸汽和碳氢化合物气体在形成时的至少部分分级挥发。例如，当供给材料被加热时，供给材料最初以水蒸气的形式发散出任意保留的潮气。供给材料保持在大约100℃的温度，直到所有的潮气被去除。一旦潮气去除，当不同类型的油蒸汽产生时供给材料增加温度级别。在供给材料是油页岩的地方，连续以较高温度生成的不同类型的油蒸汽典型是轻萘、重萘、轻煤油、重煤油、轻柴油、重柴油和残留的汽油。超过残留的汽油蒸汽之外的较高温度处，碳氢化合物连续形成诸如丁烷、甲烷和丙烷。至供给材料达到排放机构33时，基本上全部的油蒸汽被去除供给材料。
从供给材料中产生的油蒸汽和碳氢化合物气体出现在加热腔120′内，并且在形成在障板126(图5)中底表面137的收集通道149内被俘获。由于供给材料在直接接触障板126(图5)之后自由地滚入障板126下的开口空间，所以具有最高能量的供给材料被暂时暴露，以更容易地散发油蒸汽和气体。此外，因为这些颗粒直接在障板126之下，它们被垂直与相应障板的收集通道149垂直对齐。因此，在加热供给材料的障板126处，有对油蒸汽和碳氢化合物气体的收集的增加的效率。接下来，气体和油蒸汽沿收集通道149前进，通过隔断壁118中的响应开口170，进入相应的收集间隔212(图14)。真空源可以被用于有助于从收集通道149中将气体和油蒸汽吸入收集间隔212。此外，与各个收集通道149对齐的气体喷射147(图14)可被用于推动或另外地引导气体和油蒸汽进入收集间隔212。
当供给材料被加热且向下通过障板126时，产生少量灰尘。该灰尘经常由气体和油蒸汽载入蒸汽间隔212。因为理想的是在对气体和油蒸汽加工之前分离灰尘和气体以及理想的是保留灰尘在加热腔120′内用于随后通过排放机构33排放，在本发明的一个实施例中，装置被提供用于在从蒸汽腔122′起初气体和油蒸汽之前减少气体和油蒸汽中的灰尘。
作为例子而不是限制，蒸汽间隔212如上所述由收集盘130在上面和在下面被限制。当含有灰尘的气体和油蒸汽进入收集间隔212时，气体和油蒸汽的速度降低，在重力的作用下引起至少部分灰尘沉淀在下收集盘130中的顶表面129上的收集间隔212内。接下来，灰尘滑落收集盘130，进而通过相应的返回槽210回到加热腔120′内。尽管当灰尘落入加热腔120′时灰尘可以被重新夹带在气体和油蒸汽中，至少大多数这种灰尘现在将进入下一个低收集间隔212。因此，灰尘继续向下进入蒸汽腔212，直到它移动通过排放机构33。
在一个实施例中，收集盘130包括盖住整个收集间隔212的金属平片。可替换地，收集盘130可以盖住收集间隔212的部分或大部分。在组装过程中，收集盘130可以提供与模块单元102的隔离，随后被连接在其上。可替换地，收集盘130可被同时构造为内壳体110和隔断壁118，并且被保持作为模块单元102的永久固定。收集盘130可以被连接至内壳体110和/或隔断壁118，使用本领域任意已知的装置，诸如但不限于焊接、螺栓连接、铆接、钎焊等等。此外，相比于被设置在隔断壁118的底端下面的各个收集盘130，收集盘130可被直接连接至隔断壁118，以及返回槽可被形成通过收集盘130。
收集盘130还可以被用于分散从供给材料中产生的气体和油蒸汽。如前所述，均匀加热的供给材料在加热腔120′内不同垂直阶段产生不同的油蒸汽和碳氢化合物气体。因此，通过选择地将收集盘130放置在产生不同气体和油蒸汽的不同垂直区域，一个或多个收集间隔212可以被用于根本上收集离散的气体和油蒸汽。各个分离的气体或油蒸汽然后被传递通过相应的蒸汽口128至离散的分离机36，用于进一步如下所述的处理。在生产的时候将油蒸汽和气体分为几部分使随后处理的成本最小化。可替换地，然而，所有或部分蒸汽口可连接至单线，该单线将气体或油蒸汽的全部或选择部分传递至单个分离机36。油蒸汽可被单独凝结，以产生具有不同油含量的液体。可替换地，油蒸汽可被组合和凝结在一起，产生可由已知的提炼处理进一步提炼的液体产品。
综前所述，可以理解的是，用于各个收集盘130的位置可以是不同的，基于供给材料、过程参数和想要的分级挥发用于各个模块单元102。在一个实施例中，单模块单元102可具有两个或多个蒸汽口128和收集盘130，而在另外实施例中，可以从至少一些模块单元102中消除蒸汽口128和收集盘130。
如图1中所示的过程逻辑控制(PLC)34可被用于控制各级蒸馏器32的温度。至少间接地将障板126连接至过程逻辑控制34，以控制各个障板126的温度。过程逻辑控制34可包括反馈环，以调整障板的温度以得到某温度曲线。
其他过程变量还可以由过程逻辑控制34控制。例如，过程逻辑控制34可控制通过蒸馏器32的供给材料的流速，以产生最佳生产率。这可以通过控制供给机构30、排放机构33来实现，以及还可使用蒸馏的温度曲线来校正。例如，如果供给材料没有变得足够热以使气体和油蒸汽提炼最佳，则过程逻辑控制34也可增加障板126的温度和/或减缓供给材料通过加热腔120′的流量。
可以理解的是，蒸馏器系统10的所有部件可以使用过程逻辑控制34连接。接下来，过程逻辑控制34可以被在视野内(on-sight)或在视野外(off-sight)定位，用于蒸馏器系统10的远程操作。
图16中所示的是模块单元214的替换实施例。模块单元102和214之间的相同部件由相同参考字符来标示。模块单元214包括由中央蒸汽腔122隔开的第一加热腔120A和第二加热腔120B。第一隔断壁118A被设置在第一加热腔120A和蒸汽腔122之间，而第二隔断壁118B被设置在第二加热腔120B和蒸汽腔122之间。障板126阵列被设置在各个加热腔120A和120B中。收集盘130可被定位在蒸汽腔122内，以倾向加热腔120A和120B。此外，收集盘130可具有大致上倒置的V型截面，以使一侧倾斜向加热腔120A，而另一侧倾斜向加热腔120B。
因为使两个加热腔与单蒸汽腔一起工作，模块单元214增加了产出，同时最小化材料成本和要求的操作空间。再者，两个或多个模块单元214可被堆积以形成蒸馏器。可替换地，可形成具有模块单元214的结构的整体蒸馏器。
理解的是，蒸馏器32和那里的替换物可被独立地使用，或者并行使用一个或多个其他蒸馏器。因此，基于形成的蒸馏器数量可以建立具有理想生产率的设备。
VIII.废弃供给材料的排放机构和处置如上所述，通过排放机构33从蒸馏器33中去除废弃供给材料。如图2中所述，排放机构33包括与回转阀33B相连接的工作的料斗196。回转阀33B基本上与回转阀30A相同，并且工作于移除废弃供给材料，同时防止空气流入加热腔120′。作为回转阀33B的替代，可以使用如前所述的回转阀30A的替代的移动式炉排。回转阀30A的其他替代也可以被使用。若理想的，排放机构33还可以被配置有液体抽取出口(未显示)，用于在加热腔120′内凝结的任意液体油。
在供给材料包括绿河油页岩的一个实施例中，废弃供给材料以大约400℃至大约600℃的温度被排放。为了回收至少部分热能，从蒸馏器32排放的废弃供给材料如图1中所示通过一个或多个热交换器。
在图2中所示的一个实施例中，带有排放机构33的料斗196的热交换器38被构成。具体地，料斗196具有外侧壁198和内侧壁200。热交换管202被盘绕或另外地被设置在外侧壁198和内侧壁200之间。任意适合的热交换流体流过交换管202，以使当废弃供给材料通过料斗196时流体从废弃供给材料吸收热能。然后，来自热交换管202的流体可悲用于蒸馏器系统的其他部分，诸如，例如在蒸馏器32进口处的干燥机22中，或这可被用于产生操作蒸馏器系统10的电能。
在用于热交换器38的另一个实施例中，料斗196将废弃供给材料送入具有边界壁222的管220中。热交换管224被盘绕在边界壁222内以围绕管220。螺旋推运器226被设置在管220中用于选择性地沿管220移动废弃供给材料。因此，当废弃供给材料沿管220移动时，来自废弃供给材料的热能被传递至通过热交换管224的热交换流体。废弃供给材料可被通过多级热交换器或其他常规能量回收系统。
在一些实施例中，剩余在热交换器38内的冷却的废弃供给材料另外通过燃烧被发电。废弃油页岩供给材料可以有大约1400 BTU/磅的能量值。这种材料可因此被燃烧以使常规发电厂工作，诸如蒸汽发电厂。接下来，发出地电能可被销售或者被用于操作蒸馏器系统12。在一个替换中，热废弃供给材料在没有通过热交换器情况下可以被直接燃烧用于发电。废弃供给材料地较高温度将有助于便于碳的完全燃烧。
在冷却的废弃供给材料燃烧或处置之前，废弃供给材料通常被进行提炼保留在其内的任一矿物质。例如，在位于Vernal、犹他州的红褐色页岩中，在废弃材料中发现有铝和碳酸钠。可以对废弃材料中的铝处理，以生产低成本的可以在市场上销售的纯铝产品。此外，另外的碳酸钠可以从废弃供给材料中提炼。有利的，在蒸馏器32的出口处废弃材料被粉碎为细微颗粒，以允许对废弃材料清洗，从而提炼这些有价值的矿物。
得到的废弃供给材料还具有良好的过滤性能。同样地，废弃的材料可被用作填充材料，例如在矿井或垃圾掩埋中，以防止诸如重金属之类的不想要的材料的过滤。
IX.加工气体和油蒸汽如图1中所述，从蒸馏器32中产生的油蒸汽被送至通常表示为分离机36的分离和凝结过程，以从油蒸汽产生各种想要的油产品。现在将进一步详细描述用于加工油产品的机构。
如前所述，在一个实施例中，蒸馏器32可被设计为大致上将油蒸汽分成几部分，以使不同等级油蒸汽被收集在不同收集腔122中。例如，如前所述，轻萘、重萘、轻煤油、重煤油、轻柴油、重柴油和残留的汽油的油蒸汽可在从供给材料中生产时被单独地收集。然而，对分离等级油蒸汽的这种初始划分和收集通常不是完美的。在一个实施例中，不同等级的油蒸汽的单独收集的蒸汽包括在体积上至少60％，通常为至少75％，更优选地为至少90％的被收集的主要等级油蒸汽。
此外，诸如水蒸气、碳氢化合物和/或灰尘的二级成分还可以与油蒸汽相混合。这种成分的混合在这里被称为“烟雾”。还如前所述，该烟雾可以被进一步作为分离的蒸汽处理，因此需要用于各种蒸汽的离散的分离机和凝结器，或者在进一步处理前一个或多个烟雾蒸汽可被合成。
为了产生更精炼的油产品，理想的是从油蒸汽中最初分离出任一灰尘和水蒸气。参照图17，在一个实施例中，在蒸汽腔122中收集的烟雾被以蒸汽的形式由真空吸尘器180通过蒸馏器32的蒸汽口128吸出。该烟雾被传递至清洗机182。清洗机182通过使用水或其它液体的喷射的直接接触而捕获悬浮的颗粒。在一个实施例中，清洗机182包括喷射塔、合适的液体喷射可包括水或油基材料，例如柴油、汽油或从页岩自身产生的油。优选地，喷射液体是在当前蒸馏器中快速形成的液体，以及可以从液体产品中分离且可再循环入该系统中的液体。
包含来自清洗机182的喷射液体和灰尘颗粒的液体产品被送至离心分离机184，以从喷射液体中分离灰尘颗粒。其它分离技术还可以被使用，以从灰尘中分离喷射液体，诸如但不限于旋风分离、过滤方法、吸收方法等等。喷射液体可被再循环回清洗机182。灰尘可被送至造粒机及作为供给材料再循环通过该系统。理解的是，清洗机182中喷射液体的数量将取决于系统设计要求。此外，大量清洗机182可被串联使用，以从油蒸汽中移除灰尘。清洗机182只不过是这种步骤的表示。
图18中所示的是用于灰尘颗粒的分离的改进的方法和系统。在第一步骤250中，从蒸汽腔122中通过的烟雾被冷却或接近碳氢化合物中混合物在气相中的气泡点。这种冷却可以以多种方法实现。例如，可以使用热交换器、通过引入冷却的气流、通过将液态碳氢化合物喷射为烟雾以使部分液态碳氢化合物蒸发以冷却烟雾来实现冷却，或者其它常规技术。
在步骤252中，一旦烟雾被冷却，则液态碳氢化合物气流被引入，以使产生在烟雾中存在的温度和压力下不蒸发的液滴。在一个实施例中，通过喷雾嘴或喷雾器添加液态碳氢化合物气流来形成液滴。还可以通过离心力的应用来形成液滴。如在上面例子中，合适的液体喷射可以包含水或任意油基材料，例如柴油、汽油。优选地，喷射液体为容易在现有蒸馏器中形成的液体并且可以从液体产品中分离及再循环回该系统中的液体。
接下来，在步骤254中，为了确保灰尘颗粒有添加的液滴润湿，气流被加速。加速增加了灰尘颗粒和液滴之间的碰撞。该加速可以由大量不同方法来实现。例如，通过减少烟雾行进的路线的截面积、改变流动方向或施加离心力，可以产生加速。
最后，在步骤256中，湿润的灰尘颗粒被从气流的剩余物中分离。该分离可以使用任意数量常规技术来实现，诸如重力沉淀、离心或加速分离、过滤等等。接下来，湿润的颗粒可如上所述被再处理，同时剩余的气流将如下所述被处理。
回到图17，油蒸汽和一些水蒸气退出清洗机182且进入冷凝器186。冷凝器186优选包括各种封装材料中之一，例如陶瓷球、金属帽或钢绒。优选地，封装材料使用油基液体被冷却。这防止了封装材料变得太热积形成不想要的焦炭产品。油蒸汽和水蒸气凝结为液态产品，并且被从凝结器的底部吸出。可通过通常描述为分离机188的已知倾析或蒸馏处理来分离液态油和液态产品。
此外，液态油包含大约2％氮混合物。这些氮混合物可通过现有技术中已知的处理被进一步提炼，以在分离机188中产生纯氮产品。例如，在Vernal、犹他州发现的红褐色油页岩中，气态油产品含有吡啶氮，该吡啶氮含有使提炼的产物为高质量沥青的抗成条成分。该吡啶氮可以使用已知的溶解提炼过程提炼。
常规油提炼处理导致含氮凝结油的节制，以及该氮含量使随后的油提炼变得困难。这些常规的方法依赖于对凝结油的氢化处理，以破坏氮。该实事增加了提炼处理的成本和复杂度，并进一步破坏了另外可被有益地使用的氮混合物。相反地，根据本发明的提炼处理的实施例导致高质量油的提炼，以及还有以更简化和成本效益处理的方式对氮混合物的回收。
没有凝结的任意易燃气体有真空机190被吸出凝结器的顶部。已然气体的成分依赖于供给材料的类型。具有惰性气体的甲烷和丙烷通常为在蒸馏器32中产生的易燃气体的主要成分。这种易燃气体可被燃烧以产生能量。发电优选使用在蒸馏器中释放的易燃气体，并且这种产生的能量在蒸馏系统12的处理中被再循环，诸如产生被供给给蒸馏器32和蒸馏系统12中任意其他设备的热量和/或电能。这种电能还可在市场上销售。可替换地，未凝结的油蒸汽可以被收集且在市场上被分割销售。
在一个实施例中，使用上述分离处理，由该处理产生的油为大约10％萘、40％煤油、40％柴油和10％汽油。提炼的油包括优质油、该优质油已经被分析，且被确定为具有比怀俄明州甜果(Wyoming Sweet.)更好的质量。
在另一实施例中，图19中所示，分离机36包括旋风分离机192，该旋风分离机从水蒸气和灰尘中分离水蒸气。然后灰尘和水蒸气被输送通过静电沉降器194。该静电沉降器194从油蒸汽中分离灰尘。可替换地，清洗机可被使用以从油蒸汽中分离灰尘。该油蒸汽然后进入凝结器186。此后，液态油可由分离机188进一步处理为其组成部分。易燃气体被真空机190吸出，以及被处理为能量。
本发明可以在不脱离其宗旨或实质特征的情况下以其它具体实现形式被体现。所述实施例在所有方面被认为是说明性的而不是限制。因此，本发明的范围由附加的权利要求所指示，而不是由前述的说明书。在权利要求的等效装置和范围内的所有改变将被包含在其范围内。
权利要求
1.一种用于在蒸馏器内加热和混合供给材料的障板，所述障板包括伸长的本体，其具有顶表面和相对的底表面，至少部分顶表面具有倒置的大致上V型结构；以及至少部分安装在伸长的本体上、内或直接相邻的装置，用于选择性加热所述伸长的本体。
2.如权利要求1所述的障板，其中底表面至少部分限制适用于收集气体或蒸汽的收集通道。
3.如权利要求2所述的障板，其中底表面具有倒置的大致U或V型横截面，所述横截面至少部分限制收集通道。
4.如权利要求1所述的障板，其中顶表面包括被以分叉平面形式设置的大致上平面的第一侧面和大致上平面的第二侧面。
5.如权利要求4所述的障板，其中至少第一侧面或第二侧面被设置在一平面内，所述平面具有相对于水平线具有在大约40°至大约80°范围内的内角。
6.如权利要求4所述的障板，其中第一侧面或第二侧面形成在大约1°至大约70°范围内的内角。
7.如权利要求4所述的障板，其中垂直平面沿其长度展开通过本体，形成在第一侧面和垂直平面之间的第一内角不同于形成在第二面和垂直平面之间的第二内角。
8.如权利要求1所述的障板，其中具有倒置的大致上V型结构的顶表面终止在顶点，所述顶点具有小于大约20mm的曲率半径。
9.如权利要求1所述的障板，其中具有倒置的大致上V型结构的顶表面终止在顶点，所述顶点具有小于大约5mm的曲率半径。
10.如权利要求1所述的障板，其中顶表面包括包含倒置的大致V型结构的上部分和倾斜或弯曲离开上部分的下部分。
11.如权利要求1所述的障板，其中障板由能够承受至少500℃的温度的材料构成。
12.如权利要求1所述的障板，其中用于选择性加热的装置包括至少一个电加热丝，所述电加热丝至少部分安装在所述本体上、内或直接相邻。
13.如权利要求1所述的障板，其中本体是管状的，且具有限制成腔的内表面。
14.如权利要求13所述的障板，其中用于选择性加热的装置包括可拆除地设置在管状体内的次级主体。
15.如权利要求14所述的障板，其中所述管状体包括顶表面形成在其上的顶壁和底表面形成在其上的相对的底面，次级主体被设置在管状体的腔内，以使所述次级主体偏置在管状体的顶壁上，以及次级主体与管状体的底壁隔开。
16.如权利要求14所述的障板，其中电加热丝被安装在次级主体上。
17.如权利要求1所述的障板，其中本体由多个相互连接的部分组成。
18.如权利要求1所述的障板，其中本体具有第一端和相对的第二端、被安装至本体的第一端的绝缘插头。
19.如权利要求18所述的障板，其中本体由金属组成，以及绝缘插头由耐火材料组成。
20.如权利要求1所述的障板，其中本体的顶表面由第一材料组成，以及本体的底表面由第二材料组成，第二材料不同于第一材料，以使在所述本体加热时底表面比顶表面冷。
21.一种用于处理供给材料的蒸馏器加热装置，所述蒸馏器加热装置包括至少部分由侧壁限定的加热腔，所述侧壁具有多个水平和垂直间隔的形成在其上的通孔，以提供通过所述侧壁的流体流通；多个垂直和水平间隔的障板，其至少部分被设置在加热腔内，各个障板包括具有顶表面的伸长的本体，至少部分顶表面具有倒置的大致上V型结构；以及多个收集通道，其被设置在加热腔内，各个收集通道与对应通孔对准，所述收集通道适于收集蒸汽且将所述蒸汽引导至对应的通孔。
22.如权利要求21所述的蒸馏器加热装置，其中具有倒置的大致上V型结构的顶表面部分包括被设置在分叉平面内的大致上平面的第一侧面和大致上平面的第二侧面。
23.如权利要求22所述的蒸馏器加热装置，其中第一侧面和第二侧面形成在大约1°至大约70°之间范围内的内角。
24.如权利要求21所述的蒸馏器加热装置，其中具有倒置的大致上V型结构的顶表面终止于顶点，所述顶点具有小于通过加热腔的供给材料的最大直径两倍的曲率半径。
25.如权利要求21所述的蒸馏器加热装置，其中具有倒置的大致上V型结构的顶表面终止于顶点，所述顶点具有小于大约10mm的曲率半径。
26.如权利要求21所述的蒸馏器加热装置，其中以多个垂直间隔的排列设置多个障板，相邻的排列彼此水平交错。
27.如权利要求21所述的蒸馏器加热装置，其中各个本体具有底表面，至少部分障板的底表面至少部分地限定对应的收集通道。
28.如权利要求21所述的蒸馏器加热装置，进一步包括用于加热加热腔内供给材料的装置。
29.如权利要求28所述的蒸馏器加热装置，其中用于加热加热腔内供给材料的装置包括电加热丝，所述电加热丝至少部分地被设置在各个障板上、内或直接相邻处。
30.如权利要求21所述的蒸馏器加热装置，进一步包括形成在邻近加热腔的蒸汽腔，侧壁中的各个通孔提供加热腔和蒸汽腔之间流体流通。
31.如权利要求30所述的蒸馏器加热装置，进一步包括收集盘，其以向下弯曲或倾斜定位设置在蒸汽腔内，所述收集盘具有邻近侧壁设置的低端和远离侧壁设置的相对上端；以及返回槽，其通过侧壁形成在收集盘的低端或邻近，所述返回槽提供加热腔和蒸汽腔之间的流体流通。
32.如权利要求30所述的蒸馏器加热装置，其中使用第一向下倾斜的收集盘在上面限定蒸汽腔，以及使用第二向下倾斜的收集盘在下面限定蒸汽腔。
33.一种用于处理供给材料的蒸馏器加热装置，所述蒸馏器加热装置包括至少部分通过侧壁限定加热腔；至少部分地设置在加热腔内的多个垂直和水平间隔的障板，各个障板包括具有顶表面的伸长本体，至少部分顶表面包括被设置在分叉平面内的大致上平面的第一侧面和大致上平面的第二侧面；以及用于加热所述加热腔内的供给材料的机构。
34.如权利要求33所述的蒸馏器加热装置，其中各个本体的顶表面包含设置在第一侧面和第二侧面的伸长窄脊。
35.一种用于处理供给材料的蒸馏器加热装置，所述蒸馏器加热装置包括至少部分通过侧壁限定的加热腔；至少部分地设置在加热腔内的多个障板，各个障板包括具有顶表面的伸长本体，至少部分顶表面为弧形的，所述多个障板被垂直和水平间隔开，以使挡供给材料经过障板时垂直通过加热腔的基本上所有供给材料被水平设置；以及用于加热所述加热腔内的供给材料的机构。
36.如权利要求35所述的蒸馏器加热装置，其中为弧形的顶表面的部分具有倒置的大致上U或V型结构。
37.如权利要求35所述的蒸馏器加热装置，进一步包括用于将供给材料输送入加热腔、同时防止空气自由流入加热腔的机构。
38.如权利要求35所述的蒸馏器加热装置，进一步包括多个延伸通过侧壁的通孔。
39.如权利要求38所述的蒸馏器加热装置，其中各个障板的本体具有底表面，至少部分障板的底表面至少部分地限定收集通道，各个收集通道于相应孔相流通。
40.如权利要求38所述的蒸馏器加热装置，进一步包括相对加热腔的形成在侧壁的侧面上的蒸汽腔，侧壁中的各个孔提供加热腔和蒸汽腔之间的流体流通。
41.如权利要求40所述的蒸馏器加热装置，进一步包括收集盘，其以向下弯曲或倾斜定位设置在蒸汽腔内，所述收集盘具有邻近侧壁设置的低端和远离侧壁设置的相对上端；以及返回槽，其通过侧壁形成在收集盘的低端或邻近，所述返回槽提供加热腔和蒸汽腔之间的流体流通。
42.如权利要求35所述的蒸馏器加热装置，其中各个本体是管状的，并且具有限定腔的内表面。
43.如权利要求35所述的蒸馏器加热装置，其中用于加热供给材料的机构包括可拆除地设置在管状体内的次级主体。
44.如权利要求35所述的蒸馏器加热装置，其中用于加热供给材料的机构包括至少一个电加热丝，所述电加热丝至少部分被设置在各个本体上、内或邻近处。
45.如权利要求35所述的蒸馏器加热装置，其中以多个垂直的堆积排列设置所述多个障板，各个排列相对于邻近的垂直排列水平交错。
46.如权利要求35所述的蒸馏器加热装置，其中用于选择的本体，顶表面由第一材料组成，以及底表面由不同于第一材料的第二材料组成，以使在本体被加热时底表面比顶表面冷。
47.如权利要求39所述的蒸馏器加热装置，进一步包括与选择障板的收集通道相对准的喷气嘴。
48.如权利要求35所述的蒸馏器加热装置，其中多个障板各个具有共同最大宽度，所述多个障板包括第一排障板各个水平分隔开第一距离，所述第一距离等于共同最大宽度；以及第二排障板与第一排垂直分隔开第二距离，第二排中的各个障板居中被设置在第一排中相应障板之间的中间。
49.如权利要求48所述的蒸馏器加热装置，其中所述障板的最大宽度处于大约5cm至大约15cm之间的范围内。
50.如权利要求48所述的蒸馏器加热装置，其中所述第二距离处于大约5cm至大约10cm之间的范围内。
51.如权利要求35所述的蒸馏器加热装置，进一步包括多个垂直堆积的模块单元，各个模块单元具有限定加热腔部分的周边壁，各个模块单元的周边壁还包括第一壁和第二壁的部分。
52.一种用于处理供给材料的方法，所述方法包括向下传递供给材料通过蒸馏器的加热腔，所述加热腔具有被设置在这里的多个垂直和水平间隔的障板；加热所述障板，以使当供给材料向下传递通过加热腔时，供给材料被加热以散发油蒸汽，所述油蒸汽出现在加热腔内且进入多个收集通道之一；聚集来自收集通道的油蒸汽；以及将油蒸汽凝结为油。
53.如权利要求52所述的方法，进一步包括在将供给材料传送如加热腔之前根据大小分离供给材料，以使供给材料具有在大约2mm至大约10mm之间范围的最大直径。
54.如权利要求52所述的方法，进一步包括在将供给材料传送如加热腔之前清洗供给材料。
55.如权利要求54所述的方法，其中供给材料被清洗，以去除供给材料内的至少部分矿物，从而增加供给材料的孔隙度。
56.如权利要求52所述的方法，进一步包括干燥供给材料，以使供给材料中的水含量被减少至至少小于供给材料和水的总重量的5％。
57.如权利要求52所述的方法，进一步包括在将供给材料向下传递通过蒸馏器中的加热腔之前，加热供给材料至至少100℃的温度。
58.如权利要求52所述的方法，其中从供给材料中散发出的油蒸汽包括多种不同类型油蒸汽，聚集的动作包括将油蒸汽聚集为多个离散油蒸汽流，各个油蒸汽流包括不同类型油蒸汽中之一中的至少60％。
59.如权利要求58所述的方法，其中不同类型油蒸汽包括轻萘、重萘、轻煤油、重煤油、轻柴油、重柴油及残留气。
60.如权利要求58所述的方法，进一步包括单独地凝结各个不同油蒸汽流。
61.如权利要求58所述的方法，其中在相应障板的底侧上形成各个收集通道。
62.一种用于处理供给材料的方法，所述方法包括向下传递供给材料通过蒸馏器的加热腔，所述加热腔具有被设置在这里的多个垂直和水平间隔的障板，以使在供给材料经过所述障板时垂直向下通过加热腔的基本上所有的供给材料被水平地设置；加热所述加热腔内的供给材料，以使供给材料散发出油蒸汽；聚集来自加热腔内的油蒸汽；以及将油蒸汽凝结为油。
全文摘要
一种用于处理供给材料的蒸馏器加热装置，其包括至少部分地由侧壁限定的加热腔。多个障板被至少部分地设置在加热腔内。各个障板包括具有顶表面的伸长本体，该顶表面的至少部分为弧形的。多个障板为垂直和水平间隔开的，以使在供给材料经过障板时垂直通过加热腔的基本上所有的供给材料被水平设置。系统还被用于加热所述加热腔内的供给材料。
文档编号C10G1/00GK1993162SQ200580003596
公开日2007年7月4日 申请日期2005年1月21日 优先权日2004年1月29日
发明者拜伦·G·莫里尔, 迈克尔·R·凯勒, 罗杰·K·诺贝尔 申请人:石油技术公司