一种固体热载体油砂热解系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种固体热载体油砂热解系统，其中，该系统包括破碎机、干燥窑、热解窑、燃烧窑、第一烟气处理单元、热解气处理单元、第二烟气处理单元和气柜；本系统采用一小部分来自热解窑的尾渣用于在干燥窑中干燥预热油砂，其余热尾渣则在热解气和半焦中的残炭共同燃烧过程中，在燃烧炉中被加热作为热载体，并在热解窑内和油砂进行均匀混合后实现对油砂的加热热解，通过上述系统可有效解决粘结性油砂的热结难题。

A pyrolysis system of oil sand with solid heat carrier

The utility model discloses a solid heat carrier oil sand pyrolysis system, wherein the system comprises a crusher, a drying kiln, a pyrolysis kiln, a combustion kiln, a first flue gas treatment unit, a pyrolysis gas treatment unit, a second flue gas treatment unit and a gas holder; a small part of the tail slag from the pyrolysis kiln is used for drying and preheating the oil sand in the drying kiln, and the rest of the hot tail slag is in the pyrolysis gas In the process of CO combustion with the residual carbon in semi coke, the oil sand is heated as a heat carrier in the combustion furnace and uniformly mixed with the oil sand in the pyrolysis furnace to realize the heating and pyrolysis of the oil sand. The above system can effectively solve the problem of hot junction of the adhesive oil sand.

【技术实现步骤摘要】
一种固体热载体油砂热解系统
本技术属油砂热解
，具体涉及一种固体热载体油砂热解系统。
技术介绍
能源是国民经济的重要基础，是社会和经济发展的重要保障。我国的一次能源消费结构的特点是富煤、贫油、少气，煤炭提供了70%以上的一次能源，但却易于产生污染。基于此及从国家能源安全考虑，大力发展非常规油气资源，符合我国能源发展战略的需要。非常规油气资源主要包括油页岩、重油和油砂矿等，以其储量巨大、分布集中、开发技术日趋进步等特点日益受到人们的关注。油砂，又称沥青砂或焦油砂，是一种含有沥青或焦油(固态或半固态烃类)的砂或砂岩。通常是由砂、沥青、矿物质、粘土和水组成的混合物。不同地区油砂矿的组成不同，一般沥青含量为3%~20%，砂和粘土占80%~85%，水占3%~16%。油砂经开采、热解分离后可以得到合成原油，热解后的尾砂可以用于生产建筑材料或回填处理。油砂的特点是具有较强的粘结性，因而使得其加工过程中的热解作业变得十分困难。目前现有的适用于煤或油页岩热解作业的流化床及回转床式热解设备，若直接用来处理油砂，将面临粘结严重、堵塞、传热性能恶化等一系列问题，无法实现热解生产线的长周期安全运行。因此必须开发更为适用的热解装备和工艺，这也是目前实现油砂热解亟待解决的一个现实问题。
技术实现思路
为了克服现有热解技术在处理粘性物料方面的不足,本技术提出了一种固体热载体油砂热解系统，能够适应高粘性油砂热解作业的要求，保证该系统的长周期安全运行。一种固体热载体油砂热解系统，该系统包括破碎机、干燥窑、热解窑、燃烧窑、第一烟气处理单元、热解气处理单元、第二烟气处理单元和气柜；该工艺系统采用一小部分来自热解窑的尾渣用于在干燥窑中干燥预热油砂，其余热尾渣则在热解气和半焦中的残炭共同燃烧过程中，在燃烧炉中被加热作为热载体，并在热解窑内和油砂进行均匀混合后实现对油砂的加热热解，通过上述工艺可有效解决粘结性油砂的热结难题。所述破碎机，用于将油砂进行破碎，之后送入所述干燥窑；所述干燥窑，用于对破碎后的油砂和来自所述热解窑的高温半焦进行干燥，同时使高温半焦冷却以便于送至堆场存放；所述热解窑，用于将来自燃烧窑的高温尾渣和来自干燥窑的油砂混合均匀后实现对油砂的加热热解；所述燃烧窑，用于将来自热解窑热解后的半焦尾渣混合体和来自气柜的热解气一并燃烧产生高温烟气，同时提升半焦温度；所述第一烟气处理单元，用于对干燥窑产生的烟气进行处理后排放；所述热解气处理单元，用于对热解窑产生的热解气进行气固分离和冷却净化，并将冷却净化后的热解气存入气柜中；所述第二烟气处理单元，用于对燃烧窑产生的烟气进行除尘和余热回收，并将回收的带有余热的空气送入燃烧窑和干燥窑。进一步地，所述第一烟气处理单元包括沿烟气输送方向依次连接的除尘器、逆喷器、脱硫脱硝反应器和烟囱。进一步地，所述热解气处理单元包括由热解气输送方向依次连接的粗滤器、精滤器、空冷器、逆喷器、电捕器和脱硫器，完成脱硫的热解气存入所述气柜中。进一步地，所述第二烟气处理单元包括除尘器和空气换热器，燃烧窑中产生的烟气先经过除尘器除尘，之后经由换热器对进燃烧窑的空气进行预热。进一步地，所述燃烧窑采用回转式结构，在喷入自产热解气燃烧的同时，窑体回转翻动高温半焦，在鼓入助燃空气的作用下，半焦中的残炭一并燃烧产生高温烟气，同时将半焦温度提升至800～900℃。进一步地，所述干燥窑为回转弧形腔干燥器，采用来自热解窑的部分热半焦干燥油砂，同时使尾渣冷却，便于送至堆场存放。进一步地，所述热解窑为回转分腔结构，采用来自燃烧窑的高温尾渣和来自干燥窑的油砂，使其混合均匀，油砂升温并完成热解作业。推荐优选专利号ZL201620641862.7中的分腔式结构。进一步地，所述换热器用来将空气预热后用于燃烧窑助燃，采用通常的热管换热器或管式换热器。进一步地，所述逆喷器为采用动力波原理的冷却器，利用冷却液和热解气高速逆流而产生的泡沫层进行高效充分的传热传质，以达到热解气冷却及热解油冷凝沉降的目的。本工艺系统的烟气冷凝收水也采用了逆喷器。进一步地，所述空冷器为采用空气作为冷却介质对热解气进行冷却。不同于一般的空冷器，本系统采用的空冷器为大管径及带有冲洗装置的空冷器，以消除热解气冷却过程中可能由冷凝物析出及易堵塞设备和管路的问题。进一步地，所述精滤器采用陶瓷或金属基高温滤管过滤器，可实现热解气颗粒物在高温条件下的高效过滤。进一步地，所述脱硫脱硝反应器为采用钙基吸收剂的脱硫脱硝反应器，用于脱除燃烧炉产生的烟气中硫氧化物和氮氧化物，同时还具有一定的颗粒物滤除能力。干法作业有效避免了传统湿法脱硫脱硝技术所产生的二次污染等问题。进一步地，所述破碎机采用齿辊式结构，用于油砂的选择性破碎。进一步地，所述干燥窑后的除尘器为湿式除尘器，用于将含有干燥蒸发水分的废气除尘、冷凝收水后达标排放。未述及的其它设备为采用市场上的常规通用设备。综上所述，本技术具有以下有益效果：（1）采用热解气与半焦燃烧升温加热的尾渣作为固体热载体，和粘性料油砂混合后完成热解，不仅大大简化了热解器的结构，还有效解决了油砂所带来的粘结堵塞难题。（2）燃烧炉、干燥窑和热解窑三窑组合方式有利于热解工艺系统中能量的合理循环和利用，可实现热解系统自身的能量平衡。附图说明图1是实施例的结构示意图，示意出了整个系统的具体结构组成，其中图中的箭头为热介质流向。图中，1、破碎机；2、干燥窑；3、热解窑；4、燃烧窑；5、第一烟气处理单元；51、第一烟气处理单元中的除尘器；52、第一烟气处理单元中的逆喷器；53、脱硫脱硝反应器；54、烟囱；6、热解气处理单元；61、粗滤器；62、精滤器；63、空冷器；64、热解气处理单元中的逆喷器；65、电捕器；66、脱硫器；7、第二烟气处理单元；71、第二烟气处理单元中的除尘器；72、换热器。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步详细说明。实施例1如图1所示，一种固体热载体油砂热解系统，该系统包括破碎机1、干燥窑2、热解窑3、燃烧窑4、第一烟气处理单元5、热解气处理单元6、第二烟气处理单元7和气柜8；该工艺系统采用一小部分来自热解窑3的尾渣用于在干燥窑2中干燥预热油砂，其余热尾渣则在热解气和半焦中的残炭共同燃烧过程中，在燃烧炉中被加热作为热载体，并在热解窑3内和油砂进行均匀混合后实现对油砂的加热热解，通过上述工艺可有效解决粘结性油砂的热结难题。所述破碎机1，用于将油砂进行破碎，之后送入所述干燥窑2；所述干燥窑2，用于对破碎后的油砂和来自所述热解窑3的高温半焦进行干燥，同时使高温半焦冷却以便于送至堆场存放；所述热解窑3，用于将来自燃烧窑4的高温尾渣和来自干燥窑的油砂混合均匀后实现对油砂的加热热解；所述燃烧窑4，用于将来自热解窑3热解后的半焦尾渣混合体和来自气柜8的热解气一并本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固体热载体油砂热解系统，其特征在于：该工艺系统包括破碎机、干燥窑、热解窑、燃烧窑、第一烟气处理单元、热解气处理单元、第二烟气处理单元和气柜；/n所述破碎机，用于将油砂进行破碎，之后送入所述干燥窑；/n所述干燥窑，用于对破碎后的油砂和来自所述热解窑的高温半焦进行干燥，同时使高温半焦冷却以便于送至堆场存放；/n所述热解窑，用于将来自燃烧窑的高温尾渣和来自干燥窑的油砂混合均匀后实现对油砂的加热热解；/n所述燃烧窑，用于将来自热解窑热解后的半焦尾渣混合体和来自气柜的热解气一并燃烧产生高温烟气，同时提升半焦温度；/n所述第一烟气处理单元，用于对干燥窑产生的烟气进行处理后排放；/n所述热解气处理单元，用于对热解窑产生的热解气进行气固分离和冷却净化，并将冷却净化后的热解气存入气柜中；/n所述第二烟气处理单元，用于对燃烧窑产生的烟气进行除尘和余热回收，并将回收的带有余热的空气送入燃烧窑和干燥窑。/n

【技术特征摘要】
1.一种固体热载体油砂热解系统，其特征在于：该工艺系统包括破碎机、干燥窑、热解窑、燃烧窑、第一烟气处理单元、热解气处理单元、第二烟气处理单元和气柜；
所述破碎机，用于将油砂进行破碎，之后送入所述干燥窑；
所述干燥窑，用于对破碎后的油砂和来自所述热解窑的高温半焦进行干燥，同时使高温半焦冷却以便于送至堆场存放；
所述热解窑，用于将来自燃烧窑的高温尾渣和来自干燥窑的油砂混合均匀后实现对油砂的加热热解；
所述燃烧窑，用于将来自热解窑热解后的半焦尾渣混合体和来自气柜的热解气一并燃烧产生高温烟气，同时提升半焦温度；
所述第一烟气处理单元，用于对干燥窑产生的烟气进行处理后排放；
所述热解气处理单元，用于对热解窑产生的热解气进行气固分离和冷却净化，并将冷却净化后的热解气存入气柜中；
所述第二烟气处理单元，用于对燃烧窑产生的烟气进行除尘和余热回收，并将回收的带有余热的空气送入燃烧窑和干燥窑。


2.根据权利要求1所述的固体热载体油砂热解系统，其特征在于：所述第一烟气处理单元包括沿烟气输送方向依次连接的除尘器、逆喷器、脱硫脱硝反应器和烟囱。


3.根据权利要求2所述的固体热载体油砂热解系统，其特征在于：所述热解气处理单元包括由热解气输送方向依次连接的粗滤器、精滤...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵玉良，王广收，姜永涛，谢凡，徐鸿钧，郭居，
申请(专利权)人：中国重型机械研究院股份公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61