[发明专利]一种多孔介质外热式油页岩干馏炉

说明书

技术领域

本发明属于油页岩干馏炼油领域，涉及一种多孔介质外热式油页岩干馏炉，具体是指一种应用外热式加热技术和多孔介质预混燃烧技术对油页岩进行干馏炼油的干馏炉。

背景技术

目前，自由火焰为特征的空间燃烧仍然是油页岩干馏炉燃烧室燃气燃烧的主要方式，这种方式导致火焰面附近温度梯度较大而且分布不均匀，局部的高温造成大量的氮氧化物的生成，即使是当前比较先进的烧嘴依然会存在燃烧不充分、燃烧不稳定和燃烧效率低而产生大量一氧化碳的情况。

针对上述问题，国内外学者对油页岩干馏炉的燃烧室结构已经做了大量的研究，也包括对喷嘴的选择做了很多工作。然而至今还没有学者把多孔介质燃烧技术引进到油页岩干馏炼油领域。多孔介质中的预混燃烧有很多优点：较高的燃烧效率和稳定性、负荷调节范围广、燃烧室结构紧凑、燃烧极限扩大等，而且燃烧产物中氮氧化物和硫化物等污染物的含量减少。因此，多孔介质中的预混燃烧应用在油页岩干馏炼油领域具有很大的发展前景。

外热式干馏工艺的油页岩干馏炉是将燃烧烟气的热量间接的传递给油页岩，烟气不与油页岩接触，因此，干馏煤气纯度和热值以及煤气中页岩油的浓度都很高，有利于页岩油的回收；同时可以缩小辅助的回收系统。近年来国内提出了一些外热式油页岩干馏工艺的专利，虽然在干馏炉热效率和产量问题上有所改善，但是均采用自由火焰的燃烧方式，这样势必造成干馏室温度分布不均，半焦固定碳利用率较低等问题。有的干馏炉炉内设置蓄热室和/或设置烧嘴，会产生维修困难的问题，也会带来漏气串气的隐患。

因此，亟需开发一种能克服上述存在的问题，并且热效率高、能充分利用半焦潜热和显热，维修方便，同时日处理油页岩量大的外热式油页岩干馏炉。

发明内容

本发明为解决上述现有技术存在的问题，而提供一种利用多孔介质燃烧技术对油页岩进行干馏炼油的油页岩干馏炉，且该干馏炉结构稳定，能充分利用半焦潜热和显热，同时当燃气为浓度低于爆炸极限下限、热值低于250Kca1/m3～420Kca1/m3或粉尘含量较高的燃气时，能够实现低浓度、低热值完全燃烧，提高加热的均匀性，热效率高，并且解决了多孔介质的更换和清理问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种多孔介质外热式油页岩干馏炉，该干馏炉分为上、中、下三部分，分别为：进料系统和预热段组成的上部，燃烧室和干馏室组成的中部，排渣装置、气化段、冷却段组成的下部；所述干馏炉体上部的进料系统与预热段连通；所述干馏炉体上部的进料系统设有上料钟、下料钟和三角挡板；所述干馏炉体中部为燃烧干馏区域，间隔布置有燃烧室和干馏室，且间隔布置的燃烧室和干馏室为多排结构，燃烧室布置在干馏室两侧；每排燃烧室是一个多孔介质燃烧器。

所述的上料钟为双料钟结构，采用上下方式配置，以提高干馏炉的密封性。

所述的预热段设有集气系统的排气口。

所述三角挡板外安装烧嘴，用于点燃气体。

所述干馏炉体中部的燃烧室布置在干馏室两侧并建筑在由钢梁支撑的钢结构上；两排相邻燃烧室的导热墙外侧墙面之间围成干馏室，且干馏室的上方与炉内上部的预热段连通；每排燃烧室相互独立，既能提供所需热能，又能保证干馏炉的稳定性；所述每排燃烧室相互独立，既能提供所需热能，又能保证干馏炉的稳定；燃烧室数量为5～20排。

本发明干馏炉炉体中部设有多排间隔排列的燃烧室和干馏室；每排燃烧室由一个方型多孔介质燃烧器组成，在功能上整个多孔介质燃烧器从下至上依次为气体混合区、预热区、燃烧区。燃烧室产生的热量通过燃烧区的导热墙以热辐射和热传导的方式传给干馏室的油页岩，且预热区所传递的热量也可对油页岩残渣进行二次蒸馏。

在结构上整个多孔介质燃烧器从下至上包括预混气体供气管、阻焰屏障板、上方抽换层、下方抽换层。燃烧区由上方抽换层构成，其内为陶瓷小球，用以燃烧产热同时传热至预热区预热气体；预热区由阻焰屏障板和下方抽换层组成，下方抽换层内为多孔介质，用以增强燃料和空气的混合和输运，有利于提高燃烧速度。阻焰屏障板的作用是防止回火；气体混合区由预混气体供气管组成，用于通入混合气体。

预热区可以有效储存燃烧区产生的热量，同时由于多孔介质特有的流道桥路和弥散作用能够增强燃料和空气的混合和输运，有利于提高燃烧速度，同时由于流道是不同的，因此可以有效过滤粉尘等杂质，并放在阻焰屏障板上面。多孔介质和阻焰屏障板可以迅速把热量导出去，防止由于操作不当引起回火的发生，同时可以促进燃料和空气混合。