油页岩半焦流化燃烧循环瓦斯加热工艺制造技术

一种油页岩半焦流化燃烧循环瓦斯加热工艺，其特点是，包括:将＞0~15mm油页岩半焦、剩余瓦斯送入流化床内低温燃烧；燃烧释放的热量一部分加膜式壁换热器内流动的循环瓦斯，一部分随燃烧产生的烟气与管式换热器换热后的烟气排出；半焦燃烧产生的高温灰渣进入流化床冷渣器冷却，冷却的低温灰渣运至渣场，燃烧产生的飞灰被烟气携带流经高温空气预热管式换热器、高、中温瓦斯加热加热管式换热器和低温空气预热管式换热器换热后的烟气排出；冷瓦斯主管线来的冷循环瓦斯通过膜式壁换热器加热后的循环瓦斯与冷瓦斯混合，混合后的循环瓦斯加热升温，使炉膛出口处的烟温为850~950℃，使热瓦斯出口的热循环瓦斯温度＜720℃。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及油页岩气体热载体干馏
是一种油页岩半焦流化燃烧循环瓦斯加热工艺，该工艺亦可用于煤、废旧轮胎、塑料、生物质。
技术介绍
油页岩是一种重要的能源资源，世界油页岩资源蕴藏量十分巨大，其储量高达(10～15)×1018kJ，约占全球各种能源总量(26～43)×1018kJ的35%，高于世界原油已知储量(8×1018～10×1018kJ)。油页岩的开发利用目前主要采用以干馏炉为主的工艺路线进行干馏炼油，现有以干馏炉为主的工艺路线以气体热载体为主：利用热循环瓦斯作为主要加热载体加入干馏炉中部加热干馏页岩，而热循环瓦斯由独立设置的加热炉来加热。目前国内油页岩干馏应用最广泛的抚顺式干馏炉，采用蓄热式加热炉。蓄热式加热炉的工作过程是间歇的，首先用冷瓦斯气和空气在炉内燃烧室燃烧，热烟气通过蓄热室，将填料格子砖加热一定时间后，即切断燃烧用瓦斯气和空气，然后通入冷循环瓦斯气，冷循环瓦斯气从填料格子砖中取得热量，成为热循环瓦斯气，进入干馏炉作为气体热载体加热干馏油页岩。蓄热式加热炉的填料格子砖逐渐被冷却后，再通入循环气和空气，重新燃烧以加热填料。如此循环加热、换热。因为蓄热式加热炉是间断式操作，使进入干馏炉的热循环瓦斯气温度在550~750℃范围内变化，由此造成干馏炉内温度周期变化，导致整个装置运转不稳定而影响油收率。管式加热炉可以稳定地连续操作，使热循环瓦斯的温度较恒定，有利于干馏炉的正常运转。国内外气体热载体干馏技术中使用的管式加热炉的热源主要都来自油页岩干馏所产生的剩余瓦斯，但对于大多数矿区的油页岩，剩余瓦斯燃烧所能发出的热量不足以提供油页岩干馏所需热量，需要另设煤气发生炉生产发生炉煤气作为热风炉的补充热源。气体热载体干馏后产生大量的半焦，目前尚未得到合理的利用。这些半焦热值低，含有较多的污染物，堆弃占用了大量土地，既浪费了能源，又对环境造成严重的污染。
技术实现思路
本专利技术的目的是，对现有以瓦斯气燃烧加热循环瓦斯的工艺路线进行实质性改进，将油页岩半焦流化床燃烧与炉内膜式壁换热器、尾部管式换热器有机的结合为一体形成油页岩半焦流化燃烧循环瓦斯加热工艺，既有效解决了油页岩干馏半焦燃烧问题，又实现了气体热载体所需热瓦斯的加热问题，具有综合利用程度高，成本低，科学合理等优点。本专利技术的目的是由以下技术方案来实现的：一种油页岩半焦流化燃烧循环瓦斯加热工艺，其特征是，它包括的内容有:将＞0~15mm油页岩半焦从进料口送入流化床炉膛，剩余瓦斯从剩余瓦斯燃烧器送入流化床炉膛，半焦及剩余瓦斯进入流化床炉膛后，在850~950℃下低温燃烧；半焦及剩余瓦斯在流化床炉膛内燃烧释放的热量一部分加热炉膛四周膜式壁换热器内流动的循环瓦斯，一部分随燃烧产生的烟气依次流经高温空气预热管式换热器、高温瓦斯加热管式换热器、中温瓦斯加热加热管式换热器和低温空气预热管式换热器，与管式换热器换热后的烟气温度为120~200℃，从烟气出口排出；半焦燃烧产生的高温灰渣从排渣溢流口进入流化床冷渣器，高温灰渣经冷却后成为低温灰渣，可直接运至渣场，燃烧产生的飞灰被烟气携带，依次流经高温空气预热管式换热器、高温瓦斯加热管式换热器、中温瓦斯加热加热管式换热器和低温空气预热管式换热器，最终120~200℃的温度从烟气出口排出；从一次风机来的冷一次风依次经过低温空气预热管式换热器及高温空气预热管式换热器加热成为热一次风送入炉膛，热一次风温度为350~450℃，高于油页岩半焦的着火温度，有利于半焦的着火及稳定燃烧，从二次风机来的冷二次风在流化床冷渣器内冷却高温灰渣后成为热二次风，从炉膛中部的二次风喷口送入，补充燃烧后期所需氧气，又充分利用了灰渣的物理显热；从冷瓦斯主管线来的冷循环瓦斯通过入口联箱均匀进入膜式壁换热器，从冷瓦斯主管线来的冷循环瓦斯通过调节阀进入混合联箱，经膜式壁换热器加热后150~300℃的循环瓦斯进入尾部的中温瓦斯加热加热管式换热器，循环瓦斯在中温瓦斯加热加热管式换热器中被加热至450~550℃，随后进入混合联箱，在混合联箱中与调节温度用的冷瓦斯混合，混合后的循环瓦斯进入高温瓦斯加热管式换热器；循环瓦斯在高温瓦斯加热管式换热器中被加热至600~720℃，进入热瓦斯出口联箱，通过调节一、二次风及半焦、剩余瓦斯的用量，使炉膛出口处的烟温为850~950℃，通过调节阀调节进入混合联箱的冷瓦斯流量，使热瓦斯出口联箱的热循环瓦斯温度＜720℃，从而避免循环瓦斯的裂解积碳。本专利技术的油页岩半焦流化燃烧循环瓦斯加热工艺的优点体现在：1.油页岩干馏时所需的热量源于半焦循环流化床燃烧，利用油页岩半焦，对所有页岩实现能量自给；2.炉膛燃烧产生的烟气温度是稳定的，炉膛出口处的烟温在850~950℃，循环瓦斯能够保持在＜720℃，有利于干馏炉的正常稳定运转；3.以干馏炉排出的半焦为主要燃料，剩余的瓦斯气为辅助燃料，采用流化床或者循环流化床燃烧方式，有效的利用低热值半焦，同时解决半焦堆放引起的环保问题；4.飞灰及灰渣含碳量低于2%，因此无需再进行焙烧，可直接作用建筑材料原料送到水泥建材厂制水泥、建材厂制陶粒和／或建筑砌块；5.燃烧用一次风预热至350~450℃送入炉膛，高于油页岩半焦的着火温度，有利于半焦的着火及稳定燃烧；6.高温瓦斯加热段和中温瓦斯加热段之间有混合联箱，通过调节进入混合联箱的冷瓦斯流量，使热循环瓦斯温度＜720℃，从而避免循环瓦斯的裂解积碳；7.二次风在流化床冷渣器内冷却高温灰渣后成为热空气，从炉膛中部送入，补充燃烧后期所需氧气，又充分利用了灰渣的物理显热。附图说明图1为油页岩半焦流化燃烧循环瓦斯加热工艺流程图。图中：1流化床炉膛，2膜式壁换热器，3进料口，4剩余瓦斯燃烧器，5二次风喷口，6冷瓦斯入口联箱，7冷瓦斯主管线，8排渣溢流口，9流化床冷渣器，10二次风机，11一次风机，12烟气出口，13低温空气预热管式换热器，14中温瓦斯加热管式换热器，15调节阀，16热瓦斯出口联箱，17高温瓦斯加热管式换热器，18混合联箱，19高温空气预热管式换热器。具体实施方式下面利用附图和实施例对本专利技术作进一步说明。参照图1，本专利技术的油页岩半焦流化燃烧循环瓦斯加热工艺， 将＞0~15mm油页岩半焦从进料口3送入流化床炉膛1，剩余瓦斯从剩余瓦斯燃烧器4送入流化床炉膛1，半焦及剩余瓦斯进入流化床炉膛1后在850~950℃下低温燃烧；半焦及剩余瓦斯在流化床炉膛1内燃烧释放的热量一部分加热炉膛四周膜式壁换热器2内流动的循环瓦斯，一部分随燃烧产生的烟气依次流经高温空气预热管式换热器19、高温瓦斯加热管式换热器17、中温瓦斯加热加热管式换热器14和低温空气预热管式换热器13，与管式换热器换热后的烟气温度为120~200℃，从烟气出口12排出。半焦燃烧产生的高温灰渣从排渣溢流口8进入流化床冷渣器9，高温灰渣经冷却后成为低温灰渣，可直接运至渣场。燃烧产生的飞灰被烟气携带，依次流经高温空气预热管式换热器19、高温瓦斯加热管式换热器17、中温瓦斯加热加热管式换热器14和低温空气预热管式换热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种油页岩半焦流化燃烧循环瓦斯加热工艺，其特征是，它包括的内容有:将＞0~15mm油页岩半焦从进料口送入流化床炉膛，剩余瓦斯从剩余瓦斯燃烧器送入流化床炉膛，半焦及剩余瓦斯进入流化床炉膛后，在850~950℃下低温燃烧；半焦及剩余瓦斯在流化床炉膛内燃烧释放的热量一部分加热炉膛四周膜式壁换热器内流动的循环瓦斯，一部分随燃烧产生的烟气依次流经高温空气预热管式换热器、高温瓦斯加热管式换热器、中温瓦斯加热加热管式换热器和低温空气预热管式换热器，与管式换热器换热后的烟气温度为120~200℃，从烟气出口排出；半焦燃烧产生的高温灰渣从排渣溢流口进入流化床冷渣器，高温灰渣经冷却后成为低温灰渣，可直接运至渣场，燃烧产生的飞灰被烟气携带，依次流经高温空气预热管式换热器、高温瓦斯加热管式换热器、中温瓦斯加热加热管式换热器和低温空气预热管式换热器，最终120~200℃的温度从烟气出口排出；从一次风机来的冷一次风依次经过低温空气预热管式换热器及高温空气预热管式换热器加热成为热一次风送入炉膛，热一次风温度为350~450℃，高于油页岩半焦的着火温度，有利于半焦的着火及稳定燃烧，从二次风机来的冷二次风在流化床冷渣器内冷却高温灰渣后成为热二次风，从炉膛中部的二次风喷口送入，补充燃烧后期所需氧气，又充分利用了灰渣的物理显热；从冷瓦斯主管线来的冷循环瓦斯通过入口联箱均匀进入膜式壁换热器，从冷瓦斯主管线来的冷循环瓦斯通过调节阀进入混合联箱，经膜式壁换热器加热后150~300℃的循环瓦斯进入尾部的中温瓦斯加热加热管式换热器，循环瓦斯在中温瓦斯加热加热管式换热器中被加热至450~550℃，随后进入混合联箱，在混合联箱中与调节温度用的冷瓦斯混合，混合后的循环瓦斯进入高温瓦斯加热管式换热器；循环瓦斯在高温瓦斯加热管式换热器中被加热至600~720℃，进入热瓦斯出口联箱，通过调节一、二次风及半焦、剩余瓦斯的用量，使炉膛出口处的烟温为850~950℃，通过调节阀调节进入混合联箱的冷瓦斯流量，使热瓦斯出口联箱的热循环瓦斯温度＜720℃，从而避免循环瓦斯的裂解积碳。...

【技术特征摘要】
1.一种油页岩半焦流化燃烧循环瓦斯加热工艺，其特征是，它包括的内容有:将＞0~15mm油页岩半焦从进料口送入流化床炉膛，剩余瓦斯从剩余瓦斯燃烧器送入流化床炉膛，半焦及剩余瓦斯进入流化床炉膛后，在850~950℃下低温燃烧；半焦及剩余瓦斯在流化床炉膛内燃烧释放的热量一部分加热炉膛四周膜式壁换热器内流动的循环瓦斯，一部分随燃烧产生的烟气依次流经高温空气预热管式换热器、高温瓦斯加热管式换热器、中温瓦斯加热加热管式换热器和低温空气预热管式换热器，与管式换热器换热后的烟气温度为120~200℃，从烟气出口排出；半焦燃烧产生的高温灰渣从排渣溢流口进入流化床冷渣器，高温灰渣经冷却后成为低温灰渣，可直接运至渣场，燃烧产生的飞灰被烟气携带，依次流经高温空气预热管式换热器、高温瓦斯加热管式换热器、中温瓦斯加热加热管式换热器和低温空气预热管式换热器，最终120~200℃的温度从烟气出口排出；从一次风机来的冷一次风依次经过低温空气预热管式换热器及高温空气预热管式换热器加热成为热一次风送入...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洪鹏，王擎，贾春霞，柏静儒，张金然，黄兴伟，
申请(专利权)人：东北电力大学，汪清县龙腾能源开发有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林;22