专利名称：一种油页岩集成利用装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及油页岩资源综合利用技术领域，是一种包含油页岩不同干馏方式的干馏炼油、瓦斯燃烧发电及灰渣综合利用的集成利用装置。
背景技术：
油页岩是一种巨大的能源资源。在全世界化石燃料中，其储量折成发热量仅次于煤炭而列第2位；如折算成页岩油，储量为4750亿吨，相当于天然石油可采储量的5.4倍。我国是一个油页岩资源非常丰富的国家，远景储量约为2万亿吨，相当于800亿吨页岩油，仅次于美国、巴西和爱沙尼亚，居世界第4位。目前主要利用地上干馏技术对油页岩进行干馏炼油，其中主要采用气体热载体法和固体热载体法。油页岩气体热载体法干馏主要以爱沙尼亚的基维特干馏炉系统、巴西的佩特洛瑟克斯炉干馏炉系统和中国的抚顺炉干馏系统为典型代表。气体热载体法仅限于处理块状页岩，这将不仅存在干馏时间长等不足，同时还存在因油页岩内部受热量少而导致干馏不彻底的情况。于此同时，油页岩在破碎过程中无可避免地产生碎屑页岩，而这部分油页岩往往采取舍弃，而这种处理方式必将造成了资源的极度浪费，也有采用送至锅炉进行燃烧的方式加以处理，虽然利用了油页岩的热值，但未制取优质且高社会效益的液体燃料，违背了资源梯级利用的原则，在一定程度上也浪费了资源。对于固体热载体法干馏而言，则主要利用高温固体热载体与油页岩颗粒直接接触以实现快速传导热量，由此加热油页岩进行干馏，因此要求油页岩粒径较小以获得足够大的接触换热面积。固体热载体一般选用页岩半焦燃烧炉产生的高温热灰或者燃烧煤气的加热炉加热瓷球，利用他们将热量传递给油页岩。相对于气体热载体干馏法，固体热载体干馏法拥有导热效果好、干馏时间短、油收率高等优点，但也存在页岩破碎电耗大、系统单一等不足。以上两种不同的油页岩干馏方式都需要设置一个或多个加热炉来生产或加热热载体，这些加热炉往往存在容量低、效率低、污染大等诸多不足。同时灰作为固体废弃物若未加以妥当处理，还将造成较为严重的环境污染。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有技术之不足，并对现有技术进行实质性创新，提出一种集多种干馏技术和油页岩循环流化床燃烧技术为一体，并对页岩灰及瓦斯气等副产物加以充分利用，能够优化利用系统热能，达到炼油、产气、发电产量最大化的油页岩集成利用装置。本实用新型的目的是由以下技术方案来实现的:一种油页岩集成利用装置，其特征是:页岩储仓I的出口与破碎机2的入口连接，破碎机2的大粒径油页岩出口、小粒径油页岩出口分别与油页岩干燥预热器3大粒径油页岩入口、小粒径油页岩入口对应连接，油页岩干燥预热器3的大粒径油页岩出口与气体热载体干馏炉4a的油页岩入口连接，瓦斯燃烧炉21的循环热瓦斯出口与气体热载体干馏炉4a的循环热瓦斯入口连接，油页岩干燥预热器3的小油页岩出口与固体热载体混合器5的油页岩入口连接，循环流化床锅炉11的热灰出口与固体热载体混合器5的热灰入口连接，油气清涤器8的油渣出口与固体热载体混合器5的油渣入口连接，固体热载体混合器5的出口与螺旋给料机6的入口连接，螺旋给料机6的出口与固体热载体干馏炉4b的入口连接，气体热载体干馏炉4a的油气出口与油气清涤器8的油气入口连接，固体热载体干馏炉4b的出口与旋风除尘器7的入口连接，旋风除尘器7的油气出口与油气清涤器8的油气入口连接，油气清涤器8的油出口与页岩油储油罐9的入口连接，油气清涤器8的油渣出口与固体热载体混合器5的油渣入口连接，油气清涤器8的瓦斯出口与瓦斯压缩机10的入口连接，气体热载体干馏炉4a的半焦出口和旋风除尘器7的半焦出口均与循环流化床锅炉11的燃料入口连接，气体热载体干馏炉4a的半焦出口和旋风除尘器7的半焦出口与干式冷焦机19入口连接，干式冷焦机19的出口与储焦罐20的入口连接，循环流化床锅炉11的过热蒸汽出口与热电联产汽轮发电机组15的入口连接，循环流化床锅炉11的热灰出口与固体热载体混合器5的热灰入口连接，循环流化床锅炉11的热灰出口与灰泵12的入口连接，灰泵12的出口与灰渣深处理单元13的入口连接，瓦斯压缩机10的出口分别与气体热载体干馏炉4a的循环冷瓦斯入口、瓦斯燃烧炉21的燃料瓦斯入口、循环流化床锅炉11循环热瓦斯入口、燃气-蒸汽联合循环发电机组14入口连接，循环流化床锅炉11的循环热瓦斯出口与气体热载体干馏炉4a的循环热瓦斯入口连接，循环流化床锅炉11的循环热瓦斯出口或与瓦斯燃烧炉21的循环热瓦斯入口连接，瓦斯燃烧炉21的循环热瓦斯出口与气体热载体干馏炉4a的循环热瓦斯入口连接，助燃空气管道22与瓦斯燃烧炉21的空气入口连接，循环流化床锅炉11的烟气出口和瓦斯加热炉21的烟气出口均与油页岩干燥预热器3的烟气入口连接，油页岩干燥预热器3的烟气出口依次与静电除尘器16、引风机17和烟囱18的进口连接。本实用新型的油页岩集成利用装置通过油页岩干馏炼油、半焦燃烧、燃气发电、蒸汽发电供热和灰渣深利用等多重利用方式，使得油页岩产品由单一的页岩油拓展至页岩油、电能、热能和建材等多种产品。通过综合利用，不仅充分利用了油页岩资源，同时还优化了系统热能的利用方式，以此实现资源的“吃干榨净”，同时还减少了固体废弃物的排放以降低对环境的污染。本实用新型一种油页岩集成利用装置的优点体现在:(I)通过对两组不同的干馏方式进行集成，能够充分的利用大小不同颗粒的油页岩以提高资源的利用率，同时还提高了整体油收率，并且充分利用装置排放物中获得热量以减少热能损失；(2)相对单一干馏系统而言，通过集成利用装置能够共用多组设备，例如采矿运输设备、油页岩破碎机、循环流化床锅炉、油气清涤器等，以降低系统整体设备投资；(3)循环流化床锅炉在完成热载体生产任务的同时，还能生产高温高压蒸汽生产电能，以保证工艺正常生产的供电需求；(4)合理搭配和利用油页岩干馏和燃烧技术、灰渣和干馏副产品深利用技术，实现了矿物资源的梯级利用，提高了装置热能利用效率、并保证了半焦燃烧稳定性；(5)燃烧产生的页岩灰送往建材厂用以制取水泥、砌砖等建筑材料，有力地解决了固体废弃物的污染问题，同时还将带来可观的经济效益；(6)通过油页岩干馏炼油、半焦燃烧、燃气发电、蒸汽发电供热和灰渣深利用等多重技术集成，系统产品由单一的页岩油拓展为页岩油、电能、热能、建材等，实现了产品的多元化。
图1为一种油页岩集成利用装置的示意图。图中:1页岩储仓，2油页岩破碎机，3油页岩干燥预热器，4a气体热载体干馏炉，4b固体热载体干馏炉，5固体热载体混合器，6螺旋给料机，7旋风除尘器，8油气清涤器，9页岩油储油罐，10瓦斯压缩机，11循环流化床锅炉，12灰泵，13灰渣深处理单元，14燃气-蒸汽联合循环发电机组，15热电联产汽轮发电机组，16静电除尘器，17引风机，18烟囱，19干式冷焦机，20储焦罐，21瓦斯燃烧炉，22助燃空气管道。
具体实施方式
下面利用附图和实施例对本实用新型作进一步说明。本实用新型一种油页岩集成利用装置的页岩储仓1的出口与破碎机2的入口连接，将油页岩破碎成≤75mm并筛分成不同粒径<25mm和25 75mm的两种油页岩，破碎机2的大小两种不同粒径的油页岩出口与油页岩干燥预热器3两个不同粒径油页岩入口对应连接。油页岩干燥预热器3的大油页岩粒径25 75mm出口与气体热载体干馏炉4a的油页岩入口连接，瓦斯燃烧炉21的循环热瓦斯出口与气体热载体干馏炉4a的循环热瓦斯入口连接，为大颗粒页岩干馏提供热量；油页岩干燥预热器3的小油页岩粒径〈25_出口与固体热载体混合器5的油页岩入口连接，循环流化床锅炉11的热灰出口与固体热载体混合器5的热灰入口连接，同时油气清涤器8的油渣出口与固体热载体混合器5的油渣入口连接，固体热载体混合器5的出口与螺旋给料机6的入口连接，螺旋给料机6的出口与固体热载体干馏炉4b的入口连接，实现小颗粒油页岩的输入与干馏。气体热载体干馏炉4a的油气出口与油气清涤器8的油气入口连接，固体热载体干馏炉4b的出口与旋风除尘器7的入口连接，旋风除尘器7的油气出口也与油气清涤器8的油气入口连接，使得油气混合物依次经过净化、冷凝、捕油、脱硫化氢等处理。油气清涤器8的油出口与页岩油储油罐9的入口连接，将页岩油进行储存待售；油气清涤器8的油渣出口与固体热载体混合器5的油渣入口连接，实现油渣的回收再利用；油气清涤器8的瓦斯出口与瓦斯压缩机10的入口连接。气体热载体干馏炉4a的半焦出口和旋风除尘器7的半焦出口都与循环流化床锅炉11的燃料入口连接，同时气体热载体干馏炉4a的半焦出口和旋风除尘器7的半焦出口也与干式冷焦机19入口连接，干式冷焦机19的出口与储焦罐20的入口连接，以将多余的半焦进行储存待用。循环流化床锅炉11的过热蒸汽出口与热电联产汽轮发电机组15的入口连接进行发电和供热；循环流化床锅炉11的热灰出口与固体热载体混合器5的热灰入口连接，为后续的小颗粒油页岩提供固体热载体，循环流化床锅炉11的热灰出口也与灰泵12的入口连接，灰泵12的出口与灰渣深处理单元13的入口连接，实现将集成利用装置多余的热灰进行再利用以生产砌砖和陶粒等建筑材料。瓦斯压缩机10的出口与四个后续入口连接，第一，与气体热载体干馏炉4a的循环冷瓦斯入口连接，用于冷却气体热载体干馏炉4a落下的高温半焦以回收热量；第二，与瓦斯燃烧炉21的燃料瓦斯入口连接，根据需要实现瓦斯在炉内燃烧;第三，与循环流化床锅炉11循环热瓦斯入口连接，使得循环热瓦斯在循环流化床锅炉11内进行加热，当满足温度要求时循环流化床锅炉11的循环热瓦斯出口直接与气体热载体干馏炉4a的循环热瓦斯入口连接为大颗粒油页岩干馏提供热量，当温度不满足要求时，循环流化床锅炉11的循环热瓦斯出口与瓦斯燃烧炉21的循环热瓦斯入口连接，循环热瓦斯在炉内进行再次加热，瓦斯燃烧炉21)循环热瓦斯出口再与气体热载体干馏炉4a的循环热瓦斯入口连接，其中助燃空气管道22与瓦斯燃烧炉21的空气入口连接；第四，与燃气-蒸汽联合循环发电机组14入口连接，实现剩余瓦斯的高效利用。循环流化床锅炉11的烟气出口和瓦斯加热炉21的烟气出口与油页岩干燥预热器3的烟气入口连接，为油页岩干燥预热提供热量，油页岩干燥预热器3的烟气出口依次与静电除尘器16、引风机17和烟囱18的进出口连接，实现烟气对外排放。使用本实用新型的一种油页岩集成利用装置生产的最终产品包括页岩油、电能、热能和建材等，不仅充分利用了油页岩资源，优化了装置热能利用，同时也提高了装置的经济收益，减少各类污染物的排放。本实用新型的一种油页岩集成利用装置仅为具体实施例，并非穷举，本领域技术人员不经过创造性劳动的复制和改进应属于本实用新型权利要求所保护的范围。
权利要求1.一种油页岩集成利用装置，其特征是:页岩储仓(I)的出口与破碎机(2)的入口连接，破碎机(2)的大粒径油页岩出口、小粒径油页岩出口分别与油页岩干燥预热器(3)大粒径油页岩入口、小粒径油页岩入口对应连接，油页岩干燥预热器(3)的大粒径油页岩出口与气体热载体干馏炉(4a)的油页岩入口连接，瓦斯燃烧炉(21)的循环热瓦斯出口与气体热载体干馏炉(4a)的循环热瓦斯入口连接，油页岩干燥预热器(3)的小油页岩出口与固体热载体混合器(5)的油页岩入口连接，循环流化床锅炉(11)的热灰出口与固体热载体混合器(5)的热灰入口连接，油气清涤器(8)的油渣出口与固体热载体混合器(5)的油渣入口连接，固体热载体混合器(5 )的出口与螺旋给料机(6 )的入口连接，螺旋给料机(6 )的出口与固体热载体干馏炉(4b)的入口连接，气体热载体干馏炉(4a)的油气出口与油气清涤器(8)的油气入口连接，固体热载体干馏炉(4b)的出口与旋风除尘器(7)的入口连接，旋风除尘器(7)的油气出口与油气清涤器(8)的油气入口连接，油气清涤器(8)的油出口与页岩油储油罐(9)的入口连接，油气清涤器(8)的油渣出口与固体热载体混合器(5)的油渣入口连接，油气清涤器(8)的瓦斯出口与瓦斯压缩机(10)的入口连接，气体热载体干馏炉(4a)的半焦出口和旋风除尘器(7)的半焦出口均与循环流化床锅炉(11)的燃料入口连接，气体热载体干馏炉(4a)的半焦出口和旋风除尘器(7)的半焦出口与干式冷焦机(19)入口连接，干式冷焦机(19)的出口与储焦罐(20)的入口连接，循环流化床锅炉(11)的过热蒸汽出口与热电联产汽轮发电机组(15)的入口连接，循环流化床锅炉(11)的热灰出口与固体热载体混合器(5)的热灰入口连接，循环流化床锅炉(11)的热灰出口与灰泵(12)的入口连接，灰泵(12)的出口与灰渣深处理单元(13)的入口连接，瓦斯压缩机(10)的出口分别与气体热载体干馏炉(4a)的循环冷瓦斯入口、瓦斯燃烧炉(21)的燃料瓦斯入口、循环流化床锅炉(11)循环热瓦斯入口、燃气-蒸汽联合循环发电机组(14 )入口连接，循环流化床锅炉(11)的循环热瓦斯出口与气体热载体干馏炉(4a)的循环热瓦斯入口连接，循环流化床锅炉(11)的循环热瓦斯出口或与瓦斯燃烧炉(21)的循环热瓦斯入口连接，瓦斯燃烧炉(21)的循环热瓦斯出口与气体热载体干馏炉(4a)的循环热瓦斯入口连接，助燃空气管道(22)与瓦斯燃烧炉(21)的空气入口连接，循环流化床锅炉(11)的烟气出口和瓦斯加热炉(21)的烟气出口均与油页岩干燥预热器(3)的烟气入口连接，油页岩干燥预热器(3)的烟气出口依次与静电除尘器(16 )、引风机(17 )和烟囱(18 )的进口连接。
专利摘要本实用新型是一种油页岩集成综合利用装置，将气体热载体炉和固体热载体干馏炉进行集成，通过利用油页岩循环流化床燃烧干馏过程中得到的半焦来加热循环瓦斯和生产高温页岩灰分别送至气体热载体干馏炉和固体热载体干馏炉中，并对产生的多余瓦斯气体和页岩灰加以充分利用。循环流化床锅炉在承担加热或生产两种不同热载体的同时，也利用多余的热量生产高温高压蒸汽，并送入热电联产机组中生产电能和热能；排放的循环流化床锅炉生产的多余页岩灰将送至灰渣深处理单元作为建筑材料；干馏产生的多余瓦斯气体作为高热值气体燃料则借助燃气轮机组加以高效利用。能够实现炼油、产气、发电产量最大化。
文档编号C10B57/00GK202953994SQ20122060701
公开日2013年5月29日 申请日期2012年11月16日 优先权日2012年11月16日
发明者柏静儒, 白章, 王擎, 刘洪鹏, 贾春霞, 秦宏, 张立栋 申请人:东北电力大学