[发明专利]一种生物质废弃物挥发分催化油页岩干馏耦合系统及方法

说明书

本发明涉及一种生物质废弃物挥发分催化油页岩干馏耦合系统及方法，干馏耦合系统包括生物质废弃物挥发分生成子系统、油页岩干馏子系统以及分别与生物质废弃物挥发分生成子系统及油页岩干馏子系统进行热交换的换热子系统，生物质废弃物挥发分生成子系统包括生物质给料单元、固相收集单元、液相收集后处理单元、生物质固相干馏炉和焦炭收集仓，油页岩干馏子系统包括油页岩料仓、油页岩干馏炉、油页岩半焦收集仓、气相产物后处理单元、油污后处理单元和干馏固态组分后处理单元。与现有技术相比，本发明有效提升了油页岩的干馏效率，并实现生物质废弃物的资源化利用，有效减少了环境污染。

技术领域

本发明属于油页岩及生物质资源综合利用技术领域，具体涉及一种生物质废弃物挥发分催化油页岩干馏耦合系统及方法。

背景技术

油页岩是一种灰分高、燃烧热值低的黑色或棕色固体岩石，主要由无机矿物质和有机物质组成，属于可燃有机矿体，油页岩经过低温干馏方法获得的液态烃类称为页岩油。世界上已探明储量的页岩油为4000多亿吨(按油页岩原位储量计算)，远远高于世界原油探明可采储量。随着对油页岩资源的进一步开发、利用，页岩油的储量这一数字将继续增大。作为世界上为数不多的油页岩资源储量大国之一，我国油页岩的资源丰富，折算成页岩油的储量为476.44亿吨。近年来，油页岩作为石油的可替代能源受到了广泛关注并被大量研究。

关于油页岩热解方面的探索最早可以追溯至1830-1870年，法国、德国、英国相继进行油页岩热解以及燃烧利用研究。之后，伴随着第二次世界大战爆发、能源危机的出现和石油工业兴起，油页岩产业几度兴衰。现如今，由于各国高速发展，导致能源需求相比以往大大增加，面对日渐尖锐的石油供需矛盾，世界范围内再次兴起了对油页岩开采和利用技术的研究。对于油页岩干馏而言，如何在保证油产量的前提下，提高能源利用效率、减少污染物排放和提升干馏油品质等问题是该领域的研究重点。

此外，我国正在大力发展生态环境建设，我国生活垃圾中厨余垃圾(即湿垃圾)占60％，而关于厨余垃圾的已开发项目仅有5％。这类垃圾的特点是含水量高，另一特点是有强烈的的气味且容易腐烂，这给人们的健康和生活带来很大的影响。

鉴于上述问题，众多油页岩工作者们建议化工制油行业应采用集“混合热解炼油-发电-化工/材料”为一体的油页岩结合生物质的全面综合利用方法，以实现油页岩资源的高效、清洁利用以及生物质废弃物的资源化利用。

发明专利CN201110443734.3公开了油页岩回转窑干馏与循环流化床燃烧工艺，将页岩灰作为油页岩干馏炉的热载体，使油页岩回转窑干馏与循环流化床锅炉有机结合，但期间作为热载体的页岩灰会对油页岩的干馏产物造成很强的吸附作用，从而使得页岩油产率降低。发明专利CN201410158250.8公开了将油页岩干馏和半焦气化综合利用的系统及工艺，但该工艺干馏过程中产生的气体并没有得到有效回收利用，废气对于环境的污染无法降低。发明专利CN105295982A公开了一种油页岩伴生物质多联产综合利用系统及工艺，该系统将生物质与油页岩混合干馏，结合生物质“气多油少”与油页岩“气少油多”的热解特性，以瓦斯气与半焦燃烧后作为热源对干馏炉进行加热，实现油页岩的综合利用，但问题在于生物质与油页岩热解温度有一定差异，在混合干馏过程中，容易出现二次裂解以降低热解油的品质与产量，此外，生物质半焦多空隙的特性也容易吸附热解挥发组分，从而降低热解油的产量。综上，上述专利均采用固体废弃物以及瓦斯循环实现热量回收再利用，对于废气以及半焦的综合利用未见报道。

发明内容

本发明的目的就是提供一种生物质废弃物挥发分催化油页岩干馏耦合系统及方法，有效提升了油页岩的干馏效率，并实现生物质废弃物的资源化利用，有效减少了环境污染。

本发明的目的通过以下技术方案实现：