[发明专利]直接间接并热式小颗粒页岩低温干馏炉

说明书

所属技术领域

本发明属于固体燃料热加工炉，特别是一种小颗粒页岩低温干馏炉

背景技术

我国经济增长持续快速发展，加大了能源供求关系的矛盾。高油价时代已经来临，2011年我国石油对外依存度已经达到56.5％，并将持续上升。石油生产供给已关系到我国今后相当长时期的重要战略安全问题。为此，我国目前正在多方面积极实施多元化的能源战略以保障能源供应的持续性，一方面大力研究可再生能源，另一方面也在推进非常规油气能源开发，诸如页岩油以及页岩气，油砂等。

油页岩一般是指干酪根含量高并足以分馏出相当数量页岩油的沉积岩，属于高灰分的固体可燃有机岩，灰分含量＞40％，一般含油率3.5～30％。世界油页岩资源量巨大，据推算世界油页岩的查明资源量为10万亿吨。相当于石油资源可开采储量的5.4倍。我国油页岩资源储量达7199亿吨，折合成页岩油为476亿吨，接近我国目前为止累计探明的天然石油储量的总和，占世界第四位。油页岩是一种重要的能源矿产，它可用于提炼页岩油、直接用作燃料燃烧、发电等。

世界上美国、俄罗斯、爱沙尼亚、中国、巴西、澳大利亚等国家对油页岩的利用进行过长期的研发工作，开发出多种多样的干馏工艺。

公知的页岩低温干馏炉，按热载体分有气体热载体炉和固体热载体两种，气体热载体炉按传热方式分有直接加热和间接加热两种。以气体为热载体的有抚顺式干馏炉、桦甸茂名气燃式方型炉、神木三江SJ型干馏方炉、爱沙尼亚的Kiviter(基维特)干馏炉、巴西的Petrosix(派特罗锡克斯)干馏炉、美国Paraha(帕拉厚)干馏炉等，使用固体做热载体的干馏炉有爱沙尼亚的Galoter(噶洛特)干馏炉、加拿大和澳大利亚的ATP干馏炉、美国的Tosco---干馏炉、我国大连工学院的DG干馏工艺茂名流化干馏工艺等。

以气体为热载体的低温干馏炉是一种的运行历史最长，技术最为成熟的工业炉。处理量有100～200T/d的抚顺式干馏炉、桦甸茂名气燃式方型炉、500T/d的神木三江SJ型干馏方炉；1000T/d的Kiviter基维特干馏炉；直到6000T/d的Petrosix干馏炉。

它们共同的缺点是只能处理8～125mm的块状页岩，小颗粒油页岩不能利用；炉子阻力降高达5000Pa左右；炉出口气体量大(为页岩单位自产燃气的三倍以上)，回收系统庞大，污染物排放量大；如以燃烧废气为热载体则自产燃气被稀释，热值低(如SJ型干馏方炉只有2750kj/m³)，如以热自产燃气热载体，热值虽高，但需另配自产燃气加热系统，尽管在炉内是直接加热，而这里却是间接加热(管式加热)或为不稳定的蓄热式加热；此外，由于页岩本身的导热性不良，对大块径页岩而言，加热时其表面与中心存在较大的温差，这种温差随着页岩块径的增大而增大。所以，在热载体温度一定时，大块状页岩比小颗粒页岩需要更长的加热时间才能完成干馏，这使得气体热载体竖井式干馏炉产品干馏均匀性不高，直接影响炉子的出油率。

为克服气体热载体竖井式干馏炉的上述缺点，从上世纪30年代开始，国内外开展了固体热载体低温干馏炉和小颗粒页岩低温干馏炉的研发工作，但大多数尚处于研发階段，只有两项进行了大规模的啇业化运作。

1.爱沙尼亚的Galotcr(噶洛特)固体热载体干馏炉，该炉为水平倾斜式圆筒型已工业化，在500℃下进行干馏，停留约30分钟，半焦和页岩灰进入气流式燃烧炉，以空气作流化剂，燃烧成700-800℃的页岩灰作热载体，处理量达3750T/d，页岩粒径＜25mm，收油率90％以上，该项技术工艺成熟，自产燃气热值较高，半焦中碳利用率高。

该项技术的缺点是：系统单元设备多，复杂；维修困难；投资大；圆筒型干馏炉端易泄漏；系统磨损严重。

吉林省能源交通总公司已买断该项在中国的使用权。

2.澳大利亚ATP(Alberta-Taciuk processor)干馏技术是一个水平放置的两层旋转圆筒，全长62.5m，直径8.2m，重2500t，炉体转速4r/min，页岩油日产量4500桶。采油率平均在75％-80％。由：燃烧段、干馏段、预热段和冷却段四个部分组成。

破碎后的小于8mm的油页岩进入由五根等距排列的大管子，由燃烧后750℃的页岩灰和烟气在管外间接加热，预热到250℃，进入干馏段(比外筒较小的密闭内筒)，和燃烧后的750℃高温页岩灰混合，页岩被快速升温干馏，干馏后的半焦进入燃烧器，通入空气在750℃下燃烧，一部分高温页岩灰返回干馏段作固体热载体，另外的页岩灰及烟气沿筒壁流向预热段，最后分别排出炉外。