一种油基岩屑旋风热解系统的制作方法

本发明涉及油基岩屑处理，尤其是涉及一种油基岩屑旋风热解系统。

背景技术：

1、在页岩气开采领域，钻井作业会产生大量含矿物油的岩屑，简称油基岩屑。油基岩屑已列入国家危险废物名录，需经专业化的处理回收其中的矿物油，除油后的岩屑含油率达到国家相关标准要求后转变为一般工业固废或作为资源再利用。

2、本申请人发现现有技术中至少存在以下技术问题：目前油基岩屑处理工艺普遍采用焚烧工艺或回转窑间接热解工艺。焚烧工艺是将岩屑中的矿物油全部燃烧掉，不能回收其中宝贵的矿物油，实质是对不可再生资源的极大浪费。回转窑间接热解工艺是通过窑体筒壁间接传热，存在窑壁易结垢、传热效率低、热解时间长等缺点，并且由于回转窑系统存在大量转动部件，转动部件机械故障率较高并且需要消耗大量电能。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种油基岩屑旋风热解系统，以解决现有技术中存在的焚烧工艺不能回收矿物油，浪费资源，回转窑间接热解工艺传热效率低，转动部件多，热解时间长的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

2、为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

3、一种油基岩屑旋风热解系统，包括进料单元、旋风热解单元、旋风冷却单元、除尘单元和喷淋冷却单元，若干个所述旋风热解单元依次串联连通，第一级的所述旋风热解单元通过管路分别与所述进料单元和所述除尘单元相连通，最后一级的所述旋风热解单元连通有除氧高温烟气输入管路并且通过管路与所述旋风冷却单元相连通，所述旋风冷却单元通过烟气回流管路与所述喷淋冷却单元相连通，所述喷淋冷却单元通过管路与所述除尘单元相连通。

4、优选地，所述进料单元包括提升机、料斗和第一给料机，油基岩屑物料从所述提升机底部的入料口进入所述提升机内部，所述料斗与所述提升机顶部的出料口相连接，所述第一给料机连接在所述料斗的底部并且通过管路与第一级的所述旋风热解单元相连通。

5、优选地，所述旋风热解单元的数量为三个，分别为依次串联连通的一级旋风热解单元、二级旋风热解单元和三级旋风热解单元，所述一级旋风热解单元通过管路分别与所述进料单元和所述除尘单元相连通，所述三级旋风热解单元连通有所述除氧高温烟气输入管路并且通过管路与所述旋风冷却单元相连通。

6、优选地，所述一级旋风热解单元包括一级旋风热解器和第二给料机，所述一级旋风热解器的进风管路分别通过管路与所述进料单元和所述二级旋风热解单元的顶部中心管相连通，所述一级旋风热解器的顶部中心管通过管路与所述除尘单元相连通，所述第二给料机连接在所述一级旋风热解器的底部并且通过管路与二级旋风热解单元的进风管路相连通。

7、优选地，所述二级旋风热解单元包括二级旋风热解器和第三给料机，所述二级旋风热解器的进风管路分别通过管路与所述一级旋风热解单元和所述三级旋风热解单元的顶部中心管相连通，所述二级旋风热解器的顶部中心管通过管路与所述一级旋风热解单元的进风管路相连通，所述第三给料机连接在所述二级旋风热解器的底部并且通过管路与所述三级旋风热解单元的进风管路相连通。

8、优选地，所述三级旋风热解单元包括三级旋风热解器和第四给料机，所述三级旋风热解器的进风管路分别通过管路与所述二级旋风热解单元、所述旋风冷却单元的顶部中心管和所述除氧高温烟气输入管路相连通，所述三级旋风热解器的顶部中心管通过管路与所述二级旋风热解单元的进风管路相连通，所述第四给料机连接在所述三级旋风热解器的底部并且通过管路与所述旋风冷却单元的进风管路相连通。

9、优选地，所述旋风冷却单元包括旋风冷却器和第五给料机，所述旋风冷却器的进风管路分别通过管路与最后一级的所述旋风热解单元和所述喷淋冷却单元相连通，所述旋风冷却器的顶部中心管通过管路与最后一级的所述旋风热解单元相连通，所述第五给料机连接在所述旋风冷却器的底部并且连通有除油干渣排出管路。

10、优选地，所述除尘单元包括袋式除尘器和第六给料机，所述第六给料机连接在所述袋式除尘器的底部，所述袋式除尘器通过管路分别与第一级的所述旋风热解单元和所述喷淋冷却单元相连通，第六给料机连通有除油干灰排出管路。

11、优选地，所述喷淋冷却单元包括喷淋冷却塔、循环泵、换热器、喷嘴和引风机，所述喷淋冷却塔通过管路分别与所述除尘单元、所述循环泵和所述引风机相连通，所述循环泵通过管路与所述换热器相连通，所述换热器通过管路与设置在所述喷淋冷却塔内部的所述喷嘴相连通，所述循环泵与所述换热器之间的管路连通有油水混合液排出管路，所述油水混合液排出管路上设置有第一调节阀，所述引风机通过所述烟气回流管路与所述旋风冷却单元的进风管路相连通，所述引风机连通有烟气外排管路，所述烟气外排管路上设置有第二调节阀。

12、优选地，所述喷淋冷却塔连通有碱液补加管路。

13、本发明的有益效果为：通过设置有多个依次串联连通的旋风热解单元，能够形成多级旋风热解，旋风热解能够有效增大气体和颗粒间的相对速度，增大传热面积，从而极大的强化了热解过程；

14、除氧高温烟气与旋风冷却器出口的预热烟气混合作为热解载热体，具有节能的效果，同时，利用烟气回流冷却，因其氧含量极低，安全性很高；

15、高温烟气经串联的多级热解器向上流动，与向下流的油基岩屑物料逆流接触换热，烟气温度由下至上逐渐降低，岩屑温度由下至上逐渐升温，蒸发油份水分，具有较大的平均传热温差，传热效率高，同时排烟温度低，节能效果明显；

16、多级串联的旋风热解单元的热解时间极短，热解效率显著提高；

17、通过大量采用静置设备，与间接加热回转窑工艺相比，减少了很多转动设备，设备维护维修成本低，运转电耗大量降低，具有明显的成本优势；

18、通过采用了上下布置的方式，由下至上依次设置的旋风冷却单元和多级旋风热解单元，并且搭配具有提升机的进料单元辅助进料，有效减少了占地面积，系统结构更加简单，小型化优势特别明显。

技术特征：

1.一种油基岩屑旋风热解系统，其特征在于，包括进料单元(1)、旋风热解单元、旋风冷却单元(5)、除尘单元(6)和喷淋冷却单元(7)，若干个所述旋风热解单元依次串联连通，第一级的所述旋风热解单元通过管路分别与所述进料单元(1)和所述除尘单元(6)相连通，最后一级的所述旋风热解单元连通有除氧高温烟气输入管路(43)并且通过管路与所述旋风冷却单元(5)相连通，所述旋风冷却单元(5)通过烟气回流管路(77)与所述喷淋冷却单元(7)相连通，所述喷淋冷却单元(7)通过管路与所述除尘单元(6)相连通。

2.根据权利要求1所述的油基岩屑旋风热解系统，其特征在于，所述进料单元(1)包括提升机(11)、料斗(12)和第一给料机(13)，油基岩屑物料从所述提升机(11)底部的入料口进入所述提升机(11)内部，所述料斗(12)与所述提升机(11)顶部的出料口相连接，所述第一给料机(13)连接在所述料斗(12)的底部并且通过管路与第一级的所述旋风热解单元相连通。

3.根据权利要求1所述的油基岩屑旋风热解系统，其特征在于，所述旋风热解单元的数量为三个，分别为依次串联连通的一级旋风热解单元(2)、二级旋风热解单元(3)和三级旋风热解单元(4)，所述一级旋风热解单元(2)通过管路分别与所述进料单元(1)和所述除尘单元(6)相连通，所述三级旋风热解单元(4)连通有所述除氧高温烟气输入管路(43)并且通过管路与所述旋风冷却单元(5)相连通。

4.根据权利要求3所述的油基岩屑旋风热解系统，其特征在于，所述一级旋风热解单元(2)包括一级旋风热解器(21)和第二给料机(22)，所述一级旋风热解器(21)的进风管路分别通过管路与所述进料单元(1)和所述二级旋风热解单元(3)的顶部中心管相连通，所述一级旋风热解器(21)的顶部中心管通过管路与所述除尘单元(6)相连通，所述第二给料机(22)连接在所述一级旋风热解器(21)的底部并且通过管路与二级旋风热解单元(3)的进风管路相连通。

5.根据权利要求3所述的油基岩屑旋风热解系统，其特征在于，所述二级旋风热解单元(3)包括二级旋风热解器(31)和第三给料机(32)，所述二级旋风热解器(31)的进风管路分别通过管路与所述一级旋风热解单元(2)和所述三级旋风热解单元(4)的顶部中心管相连通，所述二级旋风热解器(31)的顶部中心管通过管路与所述一级旋风热解单元(2)的进风管路相连通，所述第三给料机(32)连接在所述二级旋风热解器(31)的底部并且通过管路与所述三级旋风热解单元(4)的进风管路相连通。

6.根据权利要求3所述的油基岩屑旋风热解系统，其特征在于，所述三级旋风热解单元(4)包括三级旋风热解器(41)和第四给料机(42)，所述三级旋风热解器(41)的进风管路分别通过管路与所述二级旋风热解单元(3)、所述旋风冷却单元(5)的顶部中心管和所述除氧高温烟气输入管路(43)相连通，所述三级旋风热解器(41)的顶部中心管通过管路与所述二级旋风热解单元(3)的进风管路相连通，所述第四给料机(42)连接在所述三级旋风热解器(41)的底部并且通过管路与所述旋风冷却单元(5)的进风管路相连通。

7.根据权利要求1所述的油基岩屑旋风热解系统，其特征在于，所述旋风冷却单元(5)包括旋风冷却器(51)和第五给料机(52)，所述旋风冷却器(51)的进风管路分别通过管路与最后一级的所述旋风热解单元和所述喷淋冷却单元(7)相连通，所述旋风冷却器(51)的顶部中心管通过管路与最后一级的所述旋风热解单元相连通，所述第五给料机(52)连接在所述旋风冷却器(51)的底部并且连通有除油干渣排出管路(53)。

8.根据权利要求1所述的油基岩屑旋风热解系统，其特征在于，所述除尘单元(6)包括袋式除尘器(61)和第六给料机(62)，所述第六给料机(62)连接在所述袋式除尘器(61)的底部，所述袋式除尘器(61)通过管路分别与第一级的所述旋风热解单元和所述喷淋冷却单元(7)相连通，第六给料机(62)连通有除油干灰排出管路(63)。

9.根据权利要求1所述的油基岩屑旋风热解系统，其特征在于，所述喷淋冷却单元(7)包括喷淋冷却塔(71)、循环泵(72)、换热器(73)、喷嘴(74)和引风机(75)，所述喷淋冷却塔(71)通过管路分别与所述除尘单元(6)、所述循环泵(72)和所述引风机(75)相连通，所述循环泵(72)通过管路与所述换热器(73)相连通，所述换热器(73)通过管路与设置在所述喷淋冷却塔(71)内部的所述喷嘴(74)相连通，所述循环泵(72)与所述换热器(73)之间的管路连通有油水混合液排出管路(76)，所述油水混合液排出管路(76)上设置有第一调节阀(761)，所述引风机(75)通过所述烟气回流管路(77)与所述旋风冷却单元(5)的进风管路相连通，所述引风机(75)连通有烟气外排管路(78)，所述烟气外排管路(78)上设置有第二调节阀(781)。

10.根据权利要求9所述的油基岩屑旋风热解系统，其特征在于，所述喷淋冷却塔(71)连通有碱液补加管路(711)。

技术总结
本发明提供了一种油基岩屑旋风热解系统，涉及油基岩屑处理技术领域。它包括进料单元、旋风热解单元、旋风冷却单元、除尘单元和喷淋冷却单元，若干个旋风热解单元依次串联连通，第一级的旋风热解单元通过管路分别与进料单元和除尘单元相连通，最后一级的旋风热解单元连通有除氧高温烟气输入管路并且通过管路与旋风冷却单元相连通，旋风冷却单元通过烟气回流管路与喷淋冷却单元相连通，喷淋冷却单元通过管路与除尘单元相连通，旋风热解能够增大传热面积，从而极大的强化了热解过程，系统热解时间极短，热解效率显著提高，设备维护维修成本低，运转电耗大量降低，具有明显的成本优势，系统结构更加简单，有效减少了占地面积。

技术研发人员：张宇,邓俊
受保护的技术使用者：四川君和环保股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14