[发明专利]一种油页岩热解工艺能量利用装置系统与方法

说明书

本发明提供了一种油页岩热解工艺能量利用装置系统与方法，所述装置系统包括油页岩热解单元、页岩半焦烧炭单元、油气回收单元、余热回收单元和发电单元；所述油页岩热解单元的固体出口与页岩半焦烧炭单元的入口连接；所述油页岩热解单元的油气出口与油气回收单元的入口连接；所述油气回收单元的顶部气体出口分别独立地与余热回收单元和发电单元的入口连接；所述余热回收单元的气体出口与油页岩热解单元的入口连接；所述余热回收单元的蒸汽出口与发电单元的入口连接。本发明所述装置系统可对油页岩进行高效干馏得到页岩油产品，同时利用热解过程产生的热量与能量，一方面能够满足工艺所需动力，另一方面进行发电，实现了系统整体效益最优化。

技术领域

本发明属于化石能源利用技术领域，尤其涉及一种油页岩热解工艺能量利用装置系统与方法。

背景技术

油页岩是一种高灰分的含可燃有机质的沉积岩，油页岩和煤的主要区别是灰分超过40％，与碳质页岩的主要区别是含油率大于3.5％，其是一种储量丰富且分布广泛的新型化石能源，被认为是石油的接替资源。因此，油页岩的开发利用对于缓解能源危机，具有重要的战略意义。

因油页岩有机质具有不溶、不熔的性质，所以很难用普通的溶剂提取，主要采用热化学转化技术进行油页岩制油。目前油页岩的开发利用主要是在隔绝空气的条件下，将油页岩加热到500℃左右，从而使油页岩热解生成油和气的过程。

CN113416568A公开了一种可处理小颗粒原料自热式油页岩地上干馏工艺，所述干馏工艺利用油页岩与含氧气体发生部分氧化反应原位放热，提供部分热量，同时在干馏炉周围设置数个燃烧室和均热器，燃烧室燃烧产生的高温烟气通过这些装置向干馏油页岩辐射和传导热量；提高了资源的利用率，但所述干馏工艺能量利用不彻底、干馏炉存在能耗。

目前已运行的油页岩干馏热解工艺存在着一些问题需要解决，如页岩灰残炭含量高、页岩干馏装置能耗、能量回收不充分、能量利用效率低等。传统电力工业以燃煤发电为主，高耗能、尤其耗煤为主换取发展，造成严重的生态环境影响。将油页岩的干馏热解与发电相结合，提高综合能效，同时解决短缺能源需求。

CN101117584A公开了一种油页岩干馏炼油、半焦燃烧发电集成工艺，所述工艺通过将循环流化床锅炉循环灰作为固体热载体，油页岩与循环灰的混合物送入滚筒式干馏炉形成了油页岩炼油、半焦与油页岩混合流化燃烧发电一体化，但并没有利用循环流化床锅炉产生的烟气以及底部的热灰渣，不能实现油页岩综合利用的最大化。

因此，如何进一步实现油页岩综合利用，并提高油页岩炼油过程经济性能，已成为油页岩行业的亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种油页岩热解工艺能量利用装置系统与方法，所述装置系统有效利用油页岩热解过程产生的热量与能量，部分转化成动能用于驱动装置系统内压缩装置，并将富裕能量转化为电能，实现了油页岩的综合利用。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种油页岩热解工艺能量利用装置系统，所述装置系统包括油页岩热解单元、页岩半焦烧炭单元、油气回收单元、余热回收单元和发电单元；

所述油页岩热解单元的固体出口与页岩半焦烧炭单元的入口连接；

所述油页岩热解单元的油气出口与油气回收单元的入口连接；

所述油气回收单元的顶部气体出口分别独立地与余热回收单元和发电单元的入口连接；

所述页岩半焦烧炭单元的顶部气体出口与余热回收单元的烟气入口连接；

所述余热回收单元的干气出口与油页岩热解单元的入口连接；

所述余热回收单元的蒸汽出口与发电单元的入口连接。