[发明专利]油页岩原位开采地上干馏与发电联产集成系统

摘要

一种油页岩原位开采地上干馏与发电联产集成系统，主要包括循环流化床锅炉及辅助设备、抽汽背压式汽轮机及辅助设备、气汽换热器、地下干馏循环泵母管、电力配套设施、沸腾式油页岩干馏炉、油页岩固体热载体法干馏炉。该发明的有益效果是将矿区的不同层位油页岩全面开采有效利用，用地面干馏油页岩产出的页岩半焦发电，用最节约的自产电能的方式辅助ICP原位开采技术，做到最大效率的收益；实现油页岩资源产气、产油、产电、产建筑材料的科学有效利用。

主权项

一种油页岩原位开采地上干馏与发电联产集成系统，主要包括循环流化床锅炉（1）及辅助设备、抽汽背压式汽轮机（2）及辅助设备、气汽换热器（3）、地下干馏循环泵母管（4）、电力配套设施(5)、沸腾式油页岩干馏炉(6)、油页岩固体热载体法干馏炉(7),其特征是：该系统的工作流程是，首先将加工油页岩原料粒度0～10 mm的页岩送至循环流化床锅炉(1)空负荷燃烧，启炉时产出的蒸汽温度压力不符合与汽轮机并汽条件，产出蒸汽对空排放，尾气同时并入油页岩颗粒预热器(8)，预热油页岩颗粒，为沸腾式油页岩干馏炉(6)干馏制油做准备工作，油页岩颗粒预热器(8)中的原料粒度在0～10 mm，正常运行的循环流化床锅炉尾气排烟温度约为150℃，将油页岩预热器中颗粒预热到100℃以上；待循环流化床锅炉床温达到500℃以上时与沸腾式油页岩干馏炉(6)并入，这时温度可以正常运转沸腾式油页岩干馏炉(6)，正常运行的循环流化床锅炉(1)的高温旋风分离器出口高温烟气在640℃～680℃，送至沸腾式油页岩干馏炉(6)的高温烟气应大于600℃，可快速干馏油页岩，15～30分钟完成一次干馏；沸腾式油页岩干馏炉(6)干馏后的页岩半焦送至循环流化床锅炉(1)中与未干馏油页岩或其他燃料共同燃烧，其他燃料包括未干馏油页岩、煤、可燃物料，待循环流化床锅炉(1)汽包蒸汽负荷达到与抽汽背压式汽轮机（2）并汽额定负荷时,循环流化床锅炉(1)额定压力在3.82MPa,额定温度在450℃；抽汽背压式汽轮机（2）额定压力在3.136～3.625，额定温度在420℃～445℃，并汽入蒸汽系统，带动抽汽背压式汽轮机（2）做功发电，抽汽背压式汽轮机（2）部分启机调速稳定后，并入电网，初期自产电能主要为矿区原位开采做冰屏障准备工作，和自身设备的厂用电，富裕电量上网外供；并网同时逐渐开启抽气门，根据机组负荷参数依据调整各部压力温度达到设备额定要求，即12MW抽汽背压式汽轮机（2）额定抽气压力在1.06～1.3MPa，额定温度在332℃，最大抽气量50/80th时，将已通入循环干馏气的气汽换热器（3）并入运行，气汽换热器（3）用于预热油页岩颗粒，将粒度小于0～10mm的油页岩预热到150～280℃后送入螺旋式混合器，再送入油页岩固体热载体法干馏炉(7)，与来自循环流化床锅炉（1）的450～750℃热页岩灰混合，干馏制油，15～30分钟完成一次干馏；混合物料从混合器下落到干馏反应器进行干馏后，页岩半焦经高温旋风分离器筛分后再送至循环流化床锅炉（1）再次燃烧，循环利用油页岩半焦以更好的利用半焦热量；背压蒸汽压力在0.392～0.686MPa，温度在238℃，与经气汽换热器（3）的余热蒸汽用于加热汽水换热器（9），换热后的水介质温度约为100℃，通过地下干馏循环泵母管（4）循环加热矿区深部油页岩，以配合ICP技术节约成本开发地下油页岩；蒸汽疏水送至疏水联箱（10），经除氧后再送入锅炉汽包循环生产；地面干馏油页岩经油气收集处理后提炼出页岩油气，页岩灰直接用于建筑材料，后期冰墙达标后，应用自产的电能将矿区深层油页岩原位干馏。