一种块状四段移动床富氢环境干馏炉及其干馏方法
【技术领域】
[0001]本发明属于能源化工技术领域，具体涉及一种动力消耗低、能源利用率高、产油率高、油品质量好、油气粉尘量少、煤气热值高、资源利用率高的块状四段移动床富氢环境干馏炉及其干馏方法。
【背景技术】
[0002]低阶煤(如弱粘煤、不粘煤、长烟煤、褐煤、泥炭等)、油页岩开发，主要途径就是通过低温干馏获取高附加值的清洁能源一一油、气、半焦。由于两种有机矿物质的性质、组成、特性不同，干馏目的不同，所采用的干馏工艺技术也不尽相同。但多出油，出好油；煤气热值高，有利于开发利用；半焦质量(主要指挥发分)好，便于掌控，这才是好的干馏工艺技术所应具备的。
[0003]目前块状低温干馏技术较多，均采用气体热载体移动床方式，相对来讲比较成熟。如煤的低温干馏有三江炉、鲁奇三段炉，油页岩低温干馏有抚顺炉、茂名炉、吉林成大炉、爱沙尼亚基维特炉、巴西佩特洛瑟克斯炉等，每种干馏炉都有它的优缺点。如煤低温干馏的三江炉，是以半焦(兰炭)为主产品，焦油为副产品，煤气被烟气冲稀热值低；鲁奇三段炉，是以焦油为主产品，半焦为副产品，煤气同样被烟气冲稀，热值低不好利用。煤的低温干馏技术，主要存在问题:油品产率低、质量差，煤气热值低、不好利用。
[0004]油页岩低温干馏目的只是获取高产率、高质量的页岩油，如抚顺炉、茂名炉是带有发生段的干馏炉，是以循环煤气和发生炉煤气为热载体，可以利用部分半焦的化学潜热(由于油页岩块径较大，所以固定碳利用有限)，煤气被烟气冲稀，热值低不好利用；基维特炉，是以热烟作为干馏热载体，半焦化学潜热没有利用，煤气同样被烟气冲稀；吉林成大炉、巴西佩特洛瑟克斯炉，是以循环煤气为热载体，煤气热值高，便于加工利用。虽然回收了半焦的显热，但油页岩的半焦化学潜热没有利用。无论上述何种油页岩干馏炉，均存在干燥、干馏产生的气体相混，气体热载体冲淡了热解煤气，使热解煤气热值低，不利于后期利用；干燥产生的水蒸气混入油气中，使得油气回收系统相对庞大、复杂；另外，干燥、预热与干馏同炉，增加了干馏过程的供热；而且干馏炉内难以形成富氢环境，使得油品产率不高，质量较差。
【发明内容】
[0005]本发明的第一目的在于提供一种动力消耗低、能源利用率高、产油率高、油品质量好、油气粉尘量少、煤气热值高、资源利用率高的块状四段移动床富氢环境干馏炉；第二目的在于提供一种实现第一目的的干馏方法。
[0006]本发明的第一目的是这样实现的:包括自上而下依次设置的干燥预热段、密封段、干馏段、冷却段，所述干燥预热段上部设置有进料口和下部设置有进气口、上部远离进气口端设置有排气口，所述密封段通过内部设置的星形给料机连通上部的干燥预热段与下部的干馏段，所述干馏段中部或下部设置有高温煤气入口和上部设置有与油气回收系统连通的油气出口，所述冷却段与干馏段连通，所述冷却段底部设置出焦口与出焦系统连接且下部设置有冷煤气入口。
[0007]本发明的第二目的是这样实现的:包括干燥预热、密封、干馏、冷却步骤，具体包括:
A、干燥预热:将干馏原料逐渐投入干燥预热段中，自干燥预热段下部通入300?400°C热烟气对干馏原料进行升温加热干燥至水分< 1%和温度> 110°C，干燥废气收集后经上侧排出；
B、密封:A步骤干燥预热后的干馏原料逐渐落入密封段内设置的星形给料机上，通过星形给料机及干馏原料将干燥预热段与干馏段密封隔离；
C、干馏:B步骤中的干馏原料通过星形给料机的旋转经布料装置进入干馏段，自干馏段中部或下部通入650?750°C的高温煤气与自冷却段上升的加热煤气共同对干馏原料进行逐级升温加热热解，挥发份由干馏段上部的油气出口导出至油气回收系统分离和回收油气;
D、冷却:C步骤干馏后的半焦落入冷却段，自冷却段下部通入冷煤气对半焦进行降温和回收其显热，加热后的煤气上升至干馏段与通入的高温煤气一起作为干馏热源，冷却后的半焦由冷却段底部出焦。
[0008]本发明在干馏炉干燥预热段下部通入热烟气，干馏物料与热烟气直接接触进行干燥和预热，同样在干馏段中部或下部通入高温煤气，干馏物料与高温煤气直接接触进一步升温和热解，从而使干馏物料形成渐温过程，而不像流化床、气流床、固体热载体(热半焦或热灰等)干馏那样为“等温”过程，煤或油页岩中的水分、挥发分瞬间逸出造成热崩碎，从而能有效减少排放烟气和干馏油气中的粉尘量；本发明中的干馏物料粒径较大，而且在干馏炉内运行速度比较慢，颗粒之间和颗粒与设备之间发生摩擦几率小，物料破碎程度低，因此油气中的粉尘量小。因此，本发明通过干馏炉的特殊油气收集及导出结构，从而能有效减轻干馏油气中的气固分离技术难题。干馏物料在干馏前进行干燥脱水和预热，大大减轻了干馏段的供热量，且干燥、预热段对热源质量要求不高，可用普通、易得的烟气，拓宽了干燥、预热的热源，从而降低生产成本。在干燥预热段与干馏段间设置密封段，通过密封段内设置的星形给料机(或称之为叶轮闸)，既使干燥、预热段与干馏段相隔离，又能保证干馏过程的连续性，而且同比能够有效的减少干馏炉的高度，结构更加紧凑，且干馏段产生的热解煤气没有被干燥预热的其它惰性气体气体冲稀，热值高，便于后续加工利用；因煤或油页岩的游离水没有混入干馏产生的油气当中，而是从干燥预热段单独排出，减轻了油气回收系统负荷；因干馏油气当中，只是干馏物料的热解水，因此工艺废水量大幅度减少，所以也降低了废水处理负荷；同时相对提高了废水含酚量，增加了废水回收酚的经济价值。干馏后的热半焦经下部输入冷煤气进行直接冷却，然后加热后的煤气进入干馏段与高温煤气共同参与干馏，既回收了半焦的显热，又提高能源利用效率。此外，干馏热解产生的热解煤气，其中含氢量>30%，而干馏物料干馏热源为自身生产且经间接加热的富氢热解煤气，从而使干馏炉内形成富氢环境，使煤或油页岩、油砂等干馏物料在热解过程中形成的自由基容易与氢结合而得到饱和生成轻质油析出，避免形成大分子组分(重油或沥青)和半焦组分，并能提高干馏油品的饱和度，提供产油率和油品质量。而且在临氢、催化及一定温度作用下，煤焦油或页岩油发生加氢脱硫、加氢脱氮、加氢脱氧、加氢脱金属、烯烃和芳香烃加氢饱和以及加氢裂化(使转化的重油进一步裂化成轻组分，提高轻油收率)等反应，达到除掉油品中的硫、氮、氧等杂质及金属杂质并使烯烃饱和的目的，大大提高油品质量和使用性能。另外，本发明的干馏炉均为静体设备，并且干馏物料在炉中运行缓慢，所以，该干馏炉动力消耗低，设备磨损小。此外，本发明的干馏炉无论是干燥、预热，还是干馏、冷却，均为气体热载体与煤或油页岩直接接触，故传热效果好，装置效率高。因此，本发明具有动力消耗低、能源利用率高、产油率高、油品质量好、油气粉尘量少、煤气热值高、资源利用率高的特点。
【附图说明】
[0009]图1为本发明干馏炉结构示意图；
图2为图1之星形给料机局部剖视结构示意图；
图3为本发明干馏方法流程图；
图中:1-干燥预热段，11-进料口，12-进气口，13-烟气出口，14-排气口，2-密封段，21-星形给料机，211-叶轮，212-壳体，213-减速器，214驱动器，215-进料口，216-出料口，3-干馏段，31-高温煤气入口，32-油气出口，4-冷却段，41-出焦口，42-冷煤气入口，5-风机，6-油气通道，7-沉降室，71-粉尘出口，72-阀门，73-下隔板，74-上隔板，8-震动装置，9-角状盒，A-加热炉，Al-空气入口，A2-燃料口，A3-冷循环煤气口，A4-热循环煤气口，A5-热烟口。
【具体实施方式】
[0010]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变更或改进，均属于本发明的保护范围。
[0011]如图1所示，本发明的干馏炉包括自上而下依次设置的干燥预热段1、密封段2、干馏段3、冷却段4，所述干燥预热段I上部设置有进料口 11和下部设置有进气口 12、上部远离进气口 12端设置有排气口 14，所述密封段2通过内部设置的星形给料机22连通上部的干燥预热段I与下部的干馏段3，所述干馏段3中部或下部设置有高温煤气入口 31和上部设置有与油气回收系统连通的油气出口 32，所述冷却段4与干馏段3连通，所述冷却段4底部设置出焦口 41与出焦系统连接且下部设置有冷煤气入口 42。
[0012]所述干燥预热段I中部设置有烟气出口 13且其通过风机5与进气口 12连通。
[0013]所述干馏段3外侧设置有油气通道6和下侧设置有带隔板的沉降室7，所述油气出口 32与油气通道6上部连通，所述油气通道6下部经沉降室7与油气回收系统连通。
[0014]所述沉降室7呈“W”形结构且底部设置有粉