專利名稱：油頁巖外燃式干餾工藝熱載體制取和加熱裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及是一種在油頁巖干餾外燃式工藝中對油頁巖干餾提供熱載體的 裝置。
背景技術：
目前油頁巖干餾工藝普遍采用內燃方式，撫順式工藝中干餾爐的下部設有汽 化燃燒段，通入空氣和半焦發生燃燒反應，由于內燃方式半焦燃燒不完全，不能
保證干餾爐的熱量需要，因此又用熱瓦斯作為熱載體，將瓦斯加熱到70(TC左右， 從干餾爐的中部引入，以補充干餾爐的熱量。為獲得700'C左右的熱瓦斯，采用 蓄熱式加熱爐來加熱瓦斯熱載體，由錢家麟、尹亮主編的《油頁巖一石油的補充 能源》(中國石化出版社2008年7月第一版)詳細介紹了撫順式工藝及干餾爐、 蓄熱式加熱爐的結構及原理，并且在第148頁公開了蓄熱式加熱爐的結構，該加 熱爐如圖3所示，包括燃燒室304、蓄熱室303、安全蓋301、循環氣入口 305、 循環氣出口 306，蓄熱室303內填滿了格子磚302，該工藝不能向干熘爐提供連 續均衡的熱載體，常造成干餾爐溫度波動。另外，使用蓄熱式加熱爐為間歇工作， 一般設三臺蓄熱式加熱爐， 一臺燃燒， 一臺加熱熱載體， 一臺備用，內燃式干餾 爐產生的半焦，發熱值大多低于500Kcal/Kg，難于利用，只能用來燒磚或被廢 棄，造成環境污染。
發明內容
本發明的目的在于為油頁巖干餾外燃式工藝提供一種熱載體的制取和加熱裝置，不但能燃用半焦，熱效率高，而且能向干餾爐提供連續均衡的熱載體，并 能保證干餾爐安全運行。本發明的技術關鍵是 一、能使低熱值半焦較好燃燒，
其熱值能得到有效利用，二、能向干餾爐連續穩定供應溫度在70(TC左右的千餾
熱載體，熱載體中含氧量低于安全極限1%，三、熱載體提供的熱量能滿足干餾 爐的熱量需要。從而能使用先進的外燃式工藝處理低品位油頁巖，解決制約油頁 巖工業發展的技術瓶頸問題。
這種油頁巖干餾熱載體制取和加熱裝置包括半焦瓦斯混燒爐和余熱鍋爐，鼓
風機，以及相應的聯接管道和調節閥，其特征是瓦斯半焦瓦斯混燒爐5和余熱
鍋爐7中間有煙氣通道25相連，翻轉爐排2設置在半焦瓦斯混燒爐5爐膛的下 部、一次瓦斯燒嘴3設置在翻轉爐排的上部，二次瓦斯燒嘴6設置在爐膛的上部， 料斗4設置在混燒爐的外側，煙氣出口 25將瓦斯半焦瓦斯混燒爐和余熱鍋爐連 接起來；與煙氣出口25連接的余熱鍋爐7設置飽和蒸汽引出管17，蒸汽引出管 上設調節閥16，煙氣排出口 18設在余熱鍋爐的后部，所述的余熱鍋爐的進水管 9設置于上鍋筒8的一側，余熱鍋爐產生的飽和蒸汽和煙氣在混合管10中混和， 余熱鍋爐7的煙氣排出口 18和煙氣混合管10相連，飽和蒸汽和煙氣在混合管 10中混和后作為熱載體被送至干餾爐，鼓風機26將空氣經送入管21送入，空 氣送入管21設置在翻轉爐排尾部的上方，空氣被灰渣預熱后經預熱空氣入口 24 進入瓦斯半焦瓦斯混燒爐翻轉爐排2的下部，作助燃空氣用，燃盡的灰渣排入水 封池23，由刮板運輸機22排出爐外。所述的余熱鍋爐7由上鍋筒8、下鍋筒20 和換熱管束19組成。
工作原理和工藝流程是低熱值半焦從爐的上方給料裝置給入，落到翻轉爐 排上，燃料瓦斯和空氣從翻轉爐排上部的一次瓦斯燒咀中噴出，迅速燃燒，產生 高溫，當爐膛溫度達到65(TC以上時，低熱值半焦達到燃點以上也開始燃燒，翻 轉爐排不斷地將上面的半焦翻到下面，下面的半焦翻到上面，同時將半焦往前推 送，使半焦在行進過程中逐漸燃盡。正常燃燒時爐膛中溫度能達到1050。C左右， 為防止過剩氧的存在，在爐膛上部設有二次瓦斯噴咀，該瓦斯噴咀只噴瓦斯，沒 有空氣，可將煙氣中的殘氧全部消耗盡，燃燒產生的煙氣進入余熱鍋爐，橫向沖 刷換熱管束，將在管束流動的水加熱成蒸汽。這時煙氣溫度降到75(TC左右，因 干餾爐只需要70CTC左右的熱載體，可在熱載體混合管中根據需要摻入少量的130。C左右的水蒸氣，將溫度控制在700'C左右再送往干餾爐。半焦燃盡后在半 焦瓦斯混燒爐后部排出，通入的空氣回收灰渣的物理顯熱并得到預熱，同時將灰 渣冷卻，灰渣排入水封池，再用刮板運輸機運出。預熱后的空氣被送入爐膛底部 作助燃空氣用。余熱鍋爐產生的水蒸氣一部分用作調控熱載體的溫度， 一部分被 送入蒸汽母管，通入千餾爐的下部，用于冷卻半焦。
該裝置能為干餾爐提供連續均衡且滿足熱量要求的熱載體，又能充分利用干 餾副產品半焦中固定炭的熱值，和現有的撫順工藝相比,本發明具有明顯的優點。 一是撫順工藝用瓦斯作為熱載體，工藝復雜、設備龐大、安全性差，本裝置用煙 氣和水蒸氣的混和物作為油頁巖千餾的熱載體，并用水蒸氣來調節熱載體的溫 度，使其達到70(TC左右，滿足干餾工藝的溫度和熱量要求。這一方法不僅降低 了傳熱損失，保證了干餾所需要的熱量，解決了低品位油頁巖干餾煉油熱量不足 的關鍵問題，而且簡化了現有的干餾煉油工藝，減少了設備和動力消耗。二是干 餾所用熱載體的熱量完全來源于干餾的副產品——瓦斯和半焦，無須另行尋找熱 源，提高了熱效率。三是采用瓦斯半焦瓦斯混燒技術，解決了低熱值半焦不好利 用的問題，半焦燃燒產生的熱值得到利用，有效地補充了干餾爐的熱量需要，使 外燃式干餾工藝可以用于低品位油頁巖的干餾，為我國低品位油頁巖的干餾煉油 提供了重要設備。四是用煙氣和水蒸氣作為熱載體，水蒸氣從干餾爐出口排出后 就凝結為水，不但回收了半焦的熱值，而且有效地降低了干餾爐后部油回收系統 的處理壓力，節能環保。五是采用了燃燒瓦斯二次噴入技術，確保熱載體中氧含 量低于1%，保證了系統的安全性。六是該裝置結構簡單、操作方便、安全可靠、 投資節省，該加熱裝置的投資約為撫順式加熱爐的三分之一左右。
圖1是外燃式干餾工藝熱載體制取和加熱裝置原理圖； 圖2是外燃式干餾工藝熱載體加熱裝置結構圖1和圖2中所示各部分分別是1、給料裝置，2翻轉爐排，3、 一次瓦斯燒嘴，4料斗，5、瓦斯半焦混燒爐，6、 二次瓦斯燒嘴、7、余熱鍋爐，8、上鍋 筒，9、進水管，10、熱載體混合管，11、控制閥，12、熱載體入口， 13、干餾 爐，14、半焦出口， 15、水蒸汽入口， 16、調節閥，17、飽和蒸汽引出管，18、 余熱鍋爐煙氣排出口， 19、換熱管束，20、下鍋筒，21、空氣經送入管，22、刮 板運輸機，23、水封池，24、預熱空氣入口， 25、混燒爐煙氣出口， 26、鼓風機
圖3是撫順式加熱爐的立面圖；301安全蓋、302格子磚，303蓄熱室、304 燃燒室、305循環氣入口、 306循環氣出口
具體實施例方式
油頁巖干鎦熱載體加熱裝置包括瓦斯和半焦混燒爐5，余熱鍋爐7、鼓風機 26以及相應的連接管道和調節閥；所述余熱鍋爐、鼓風機采用市場出售的通用 設備，按實際需要選定；所述瓦斯和半焦混燒爐其特征是混燒爐一側設給料裝置 1，由千餾爐排出的半焦經輸送裝置被加到瓦斯和半焦混燒爐5的下部翻轉爐排 2上面，翻轉爐排2的上面有一次瓦斯燒嘴3，空氣和瓦斯混合噴出，發生燃燒， 當爐膛溫度超過650'C時半焦達到燃點，也開始燃燒，翻轉爐排不斷地將上面的 半焦翻到下面，下面的半焦翻到上面，同時將半焦往前推送，使半焦在行進過程 中逐漸燃盡。正常燃燒時爐膛中溫度能達到105(TC左右，為防止過剩氧的存在， 在爐膛上部設有二次瓦斯噴咀6，該瓦斯噴咀只噴瓦斯，沒有空氣，可將煙氣中 的殘氧全部消耗盡，燃燒產生的煙氣經煙氣出口 25進入余熱鍋爐7，橫向沖刷 換熱管束19,將在管束中流動的水加熱成蒸汽。這時煙氣溫度降到750'C左右， 因干餾爐只需要700。C左右的熱載體，可在熱載體混合管10中根據需要摻入少 量的13(TC左右的水蒸氣，將溫度控制在70(TC左右再送往干餾爐。半焦燃盡后 在爐后部排出，鼓風機26將空氣從空氣入口 21送到混燒爐尾部翻轉爐排的上方, 通入的空氣因回收灰渣的物理顯熱而得到預熱，同時將灰渣冷卻，灰渣排入水封 池23，再用刮板運輸機22運出。預熱后的空氣從入口 24被送入爐膛底部作助 燃空氣用。余熱鍋爐產生的水蒸氣一部分用作調控熱載體的溫度，用調節閥16 進行調節， 一部分被送入蒸汽母管，通入干餾爐的下部，用于冷卻半焦。
本發明的具體實施時需要注意的是 一、爐膛應保持不低于100(TC的溫度，
6如溫度過低，可適當加大燃料瓦斯的供應量；二、為使半焦在爐排上燃盡，應保 證半焦在爐膛中有足夠的停留時間，可調整爐排的行進速度，當燃燒不完全時， 可降低爐排的行進速度，加大瓦斯的供應量，直至半焦全部燃盡。三、干餾工藝 不允許煙氣中氧含量超過1%，應在煙氣管道上安裝氧含量在線監測儀，當煙 氣中氧含量偏高時，可加大二次瓦斯噴入量，使殘氧在爐膛中燃盡。
權利要求
1、一種在油頁巖干餾外燃式工藝中為油頁巖干餾提供熱載體的裝置，其特征是由瓦斯和半焦混燒爐，余熱鍋爐、鼓風機以及相應的連接管道，調節閥組成。
2、 根據權利要求1所述的為油頁巖干餾提供熱載體的加熱裝置，其 特征是熱載體是煙氣和水蒸氣的混和物，并用水蒸氣來調節熱載 體的溫度，使其達到70(TC左右，滿足干餾工藝的溫度和熱量要求。
3、 根據權利要求1所述的瓦斯和半焦混燒爐其特征是瓦斯半焦瓦 斯混燒爐5和余熱鍋爐7中間有煙氣通道25相連，翻轉爐排2設 置在半焦瓦斯混燒爐5爐膛的下部、 一次瓦斯燒嘴3設置在翻轉 爐排的上部，二次瓦斯燒嘴6設置在爐膛的上部，料斗4設置在 混燒爐的外側，煙氣出口 25將瓦斯半焦瓦斯混燒爐和余熱鍋爐連 接起來；鼓風機26將空氣經送入管21送入，空氣送入管21設置 在翻轉爐排尾部的上方，預熱空氣入口 24設置于瓦斯半焦瓦斯混 燒爐翻轉爐排2的下部，水封池23設置于余熱鍋爐7的下部，刮 板運輸機22設置于水封池的底部；
4、 根據權利要求1所述的余熱鍋爐其特征是所述的余熱鍋爐7由 上鍋筒8、下鍋筒20和換熱管束19組成，余熱鍋爐進水管9設置 于上鍋筒8的一側，余熱鍋爐7設置飽和蒸汽引出管17，蒸汽引 出管上設調節閥16，煙氣排出口 18設在余熱鍋爐的后部，所述的 余熱鍋爐產生的飽和蒸汽和煙氣在混合管10中混和，余熱鍋爐的 煙氣排出口 18和煙氣混合管10相連；
5、 根據權利要求1所述的瓦斯和半焦混燒爐，其特征是采用燃燒瓦 斯二次噴入技術，確保熱載體中氧含量低于1%,保證了系統的安 全性。
全文摘要
一種在油頁巖干餾外燃式工藝中為油頁巖干餾提供熱載體的加熱裝置，不但能燃用半焦，熱效率高，而且能向干餾爐提供連續均衡溫度為700℃左右的熱載體，并能保證干餾爐安全運行。其特征是由瓦斯和半焦混燒爐，廢熱鍋爐、鼓風機以及相應的連接管道、調節閥組成，熱載體是煙氣和水蒸氣的混和物，并用水蒸氣來調節熱載體的溫度，滿足干餾工藝的溫度和熱量要求。這一裝置采用瓦斯半焦混燒和二次瓦斯噴入技術，不但能使低熱值的半焦基本燃盡，熱效率高，而且能向干餾爐提供氧含量低于1％，能保證干餾爐安全運行。本加熱裝置結構簡單、操作方便、投資節省、安全可靠。
文檔編號C10B53/00GK101649215SQ200910013240
公開日2010年2月17日 申請日期2009年8月18日 優先權日2009年8月18日
發明者吳啟成 申請人:吳啟成