專利名稱：一體式干餾爐的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種將熱載體加熱和物料干餾集合在同一個干餾單元內的一體式干餾爐。適用于對油砂、油頁巖和煤等物料的低溫干餾煉油。
背景技術：
目前，國內對物料的低溫干餾工藝有三種，第一種是撫順式干餾工藝，主要設備有干餾爐和加熱爐，干餾爐為圓筒形結構，為內燃式爐，加熱爐為蓄熱式加熱爐。撫順式干餾工藝流程見圖1，工作時用鼓風機從干餾爐底部送入飽和空氣助燃，物料中的固定碳燃燒產生的煙氣對上部的油頁巖進行干餾，為防止爐內煙氣溫度過高而結焦，在干餾爐上部通入經加熱爐加熱到550°C 650°C的瓦斯進行調節，干餾爐處理物料粒度為12 75mm，單爐處理能力為100噸，該爐不能處理小顆粒物料。第二種是樺甸式干餾爐，主要設備有干餾爐和加熱爐，干餾爐為圓方形結構，上部為圓形，下部為方形，是全循環式干餾爐，爐內無燃燃裝置，依靠從干餾爐中部通入的650°C左右的熱循環瓦斯對上部的油頁巖進行干餾，收油率為90%左右，處理粒度為6 50mm，單爐處理能力為300噸/日。該爐是目前國內最先進的干餾爐，可處理比撫順干餾爐粒徑略小的物料。圖2為樺甸式干餾工藝流程圖，工作時經加熱爐加熱到650°C 700°C左右的熱循環瓦斯從干餾爐中部進入，經布氣裝置的噴氣孔噴出，將從上面下來的物料加熱到500°C 550°C，發生干餾，干餾產生的油氣經設置于干餾爐上部的陣傘收集，被干餾氣體導出管導出爐外，送油回收系統回收頁巖油。但因熱循環瓦斯的噴射距離有限，故干餾爐的處理能力受到限制。第三種是茂名式干餾工藝，干餾爐為方形結構，是內燃式爐，俗稱氣燃爐，沒有加熱爐，為一種一體式干餾爐。工作時從干餾爐底部通入可燃瓦斯和空氣，燃燒產生的煙氣在上升過程中對上部的物料進行干餾，收油率為70%左右，處理粒度為30 120mm，單爐處理能力為200噸/日。該干餾爐雖然加熱和干餾實現了一體式，但由于瓦斯在爐內燃燒時產生1000°C左右的高溫煙氣，常常造成爐內結焦被迫停爐清理，而且燃燒時又不可避免地燒掉了一部分油氣，油回收率較低，茂名式方爐開始用于油頁巖的干餾煉油，因上述問題和污染問題已于20世紀80年代全部停產。21世紀后有一些地區將該爐改造后用于煤的干餾，生產蘭碳。但這些缺陷依然存在。撫順式、樺甸式干餾工藝均為分體式干餾工藝，其共同缺陷是系統需要二次加熱，熱載體在輸送過程中熱量損耗較大，熱效率低，有的被干餾物料由于自身含氣量低，經過二次加熱后，系統熱量不能平衡，被迫從外部補充熱量，造成系統工藝復雜，投資加大，運行操作繁瑣。茂名式工藝雖然是一體式，但爐內溫度遠遠超出低溫干餾需要的溫度，造成爐內結焦、燒油氣等弊病。而且這幾種干餾爐的爐型均有處理量小，占地面積大等缺陷而受到限制，不適應大規模工業化生產的需要。目前在國外有巴西的佩特羅西克斯(Petrosix)爐，采用全循環工藝，干餾爐的日處理量為6000噸。但也是采取加熱和干餾分體的方式，而且因技術壁壘、造價昂貴、引進條件苛刻，到目前為止還不能引進。為此，我國急需一種新型的日處理量大的可以大型化的干餾爐。發明內容本發明的目的在于提供一種耗能少，熱效率高，工藝簡單，處理能力大的干餾爐。為實現這一發明的目的，需要解決的關鍵技術問題是:1、取消干餾系統中的加熱爐，使熱載體的加熱和物料的干餾一體式，簡化系統流程，減少系統熱量損失；2、干餾爐內的布料、布氣要均勻，能使被干餾物料均衡干餾，完全干餾，油回收率高。干餾爐容量的擴大不能影響干餾爐內的均勻布料、均勻布氣，被干餾物料依然能均勻受熱，均衡干餾，爐內沒有死角。這一問題看似簡單，實際難度很大，撫順式干餾爐想把處理能力從100噸提高到200噸以上，經過幾十年的努力，由于解決不好干餾爐內的均勻布氣問題，至今未能實現。3、在滿足1、2兩項技術要求的前提下，干餾爐出口氣量最少，最大程度縮減油回收系統的設備容量，減少系統的動力消耗和運行成本。4、干餾爐適應性要強，能滿足多種用戶的需求和多種品質的物料干餾的需要。比如油砂、油頁巖和煤等物料的干餾，而且不論含油率高低，含水量的多少，含氣量的多少，都能適用；特別是應能適用于低品質油頁巖的干餾煉油，因為我國大多數產地的油頁巖都屬于低品質油頁巖。5、干餾爐的大小規格應可以根據需要選擇，處理量的大小可自由縮放，不因處理量增大而變更爐型。用戶可根據油頁巖儲量的大小進行選擇，自由度量，不要出現“大馬拉小車”或“小馬拉大車”的情況，造成設施不配套，能源消耗增加的現象。6、干餾爐能長周期安全、穩定運行，沒有嚴重的安全隱患。比如不能因設備本身的問題造成瓦斯泄漏，爐內結焦，爆炸等安全事故。7、干餾爐能應用于小顆粒物料的干餾。目前大多數干餾爐不能利用小于12_以下的物料干餾，造成運行成本升高，同時也浪費了不能再生的資源。本發明一體式干餾爐能較好地實現上述發明目的，其工藝特征是:用煙氣作為主要干餾熱載體，對物料進行間接加熱；利用在燃燒室燃燒瓦斯產生的煙氣作為干餾熱載體對干餾爐連續供熱，煙氣和被干餾物料不直接接觸，煙氣始終在封閉的煙氣室和管道內流動，通過輻射和傳導向被干餾物料輸送熱量；利用煙氣的余熱預熱空氣，降低排煙溫度，提高熱效率；利用高溫煙氣加熱空氣降低燃燒室出口煙氣的溫度，使進入均熱管的煙氣溫度低于750°C;利用均熱管均衡分布物料和均衡干餾爐內各部分的溫度；利用瓦斯和水蒸氣作為輔助熱載體回收半焦的余熱補充干餾需要的熱量，均衡干餾爐內各部分的溫度。本發明工藝流程是:1、煙氣熱載體的工藝流程:經過預熱的空氣和經過收油的燃燒瓦斯在燃燒室混合燃燒，燃燒產生的高溫煙氣為900°C 1000°C，高溫煙氣首先沖刷設置于燃燒室上部的第二級空氣預熱器，煙氣溫度被降低到750°C以下后，進入均熱管，均熱管設置于被干餾物料的料層中，煙氣在均熱管中作迂回運動，將熱量傳遞給被干餾物料，將物料加熱到500°C 550°C，使物料發生干餾。煙氣從均熱管排出溫度為350°C 400°C，然后進入第一級空氣預熱器，被冷卻到150°C 200°C后排出爐外。2、被干餾物料的工藝流程:經過預熱和初步干燥的物料從干餾爐上部加入，進入預熱干燥室，物料被從干餾爐下部升上來的干餾氣體加熱到200°C 250°C，物料含有的水分全部蒸發，物料繼續下行至安裝有均熱管的干餾室，物料在干餾室中吸收干餾室兩側煙氣輻射和均熱管傳導過來的熱量，溫度上升到500°C 550°C，實現完全干餾。干餾后的半焦繼續下行，被下部通入的冷瓦斯和從水封池蒸發出來的水蒸氣冷卻到250°C 300°C，再經過冷卻水套被冷卻到150°C 180°C排入水封池，最后被設置于水封池底部的刮板運輸機刮出爐外。3、干餾瓦斯的工藝流程:干餾過程中產生的含油氣體，從干餾爐下部通入的冷瓦斯、從水封池蒸發并進入干餾爐的水蒸氣在干餾爐上部匯合在一起，統稱干餾瓦斯，經設置于干餾爐頂部的導出管排出，經過回收其中含有的油類物質和分離水分后被冷卻到35°C 40°C，一部分由瓦斯風機送入燃燒室作為燃料使用，多余部分送入瓦斯氣柜貯存另作它用。煙氣熱載體的工藝流程、被干餾物料的工藝流程、干餾瓦斯的工藝流程相互結合起來構成了一體式干餾工藝的流程，形成完整、連續的干餾工藝。本發明一體式干餾爐，其結構特征是:加熱熱載體的燃燒室、煙氣室、和干餾物料的預熱干燥室、干餾室在同一腔體內；干餾爐由多個干餾子單元組合而成；每個干餾子單元相對獨立，一個燃燒室對應一個干餾室，形成一個干餾子單元；多個干餾子單元組成的干餾爐上部相互連通，兩個干餾子單元之間用煙氣室進行分隔，多個干餾子單元下部共用一個水封池和排焦裝置；干餾子單元包括對熱載體加熱的燃燒室、煙氣室、均熱管、空氣預熱器和對物料干餾的預熱干燥室、干餾室，均熱管安裝在干餾室內。本發明一體式干餾爐，其結構特征是:加料裝置設置于干餾爐爐體的頂部，由料斗、閘板閥、給料機組成；油氣導出裝置設置于干餾爐爐體上部，由氣室和干餾氣體導出管組成；排焦裝置設置于干餾爐下部的水封池內，由推焦機和刮板運輸機組成；多個干餾子單元共用一套推焦設備；水封池設置于干餾爐的底部，水封池在運行時充滿水，高度為600 900mm。本發明一體式干餾爐，其結構特征是:干餾爐的主要部件，包括預熱干燥室、干餾室、煙氣室、空氣預熱器、均熱管、燃燒室、排焦通道、半焦冷卻裝置、冷卻水套等包覆在一個爐體內，四周由耐火保溫材料砌成，外面覆蓋鋼板。所述預熱干燥室設置于干餾爐的上部，整個預熱干燥室相互聯通，上部和給料通道及氣室相通，下部和干餾室相通。所述干餾室設置于預熱干燥室的下部，煙氣室的兩側，上部和預熱干燥室相通，下部和排焦通道相連，干餾室的中間有均熱管通過。一臺干餾爐的干餾室數量根據處理量的大小決定。干餾室數量越多，干餾爐的處理量越大。所述煙氣室設置于干餾爐燃燒室的上面，中間有若干分隔，煙氣室內安裝有空氣預熱器，其中第一級空氣預熱器安裝于煙氣室的頂部，第二級空氣預熱器安裝于煙氣室的下部，燃燒室的上部。煙氣室兩側設有均熱管的管板，將煙氣室和干餾室分隔開。所述燃燒室設置于煙氣室的下部，半焦冷卻裝置的上部，排焦通道的兩側。燃燒室的下部設有瓦斯噴咀，燃燒室的上部設有第二級空氣預熱器。所述空氣預熱器設置于煙氣室內，其中第一級空氣預熱器安裝于煙氣室的頂部，第二級空氣預熱器安裝于煙氣室的下部，燃燒室的上部。空氣預熱器的進口管和鼓風機相連，出口管和瓦斯燒嘴相通。所述均熱管設置于干餾室內，均熱管兩端通過管板和煙氣室相連，均熱管安裝在管板上，同時管板也是煙氣室的外壁。所述排焦通道設置于干餾室下部，和干餾室相連，排焦通道下部為水封池。所述半焦冷卻裝置設置于燃燒室的下部，為中空結構，半焦冷卻裝置的兩側外壁上開有瓦斯噴孔，半焦冷卻裝置外部和冷瓦斯管道相連，半焦冷卻裝置的兩側為排焦通道。所述冷卻水套設置于半焦冷卻裝置下部，兩側為排焦通道，冷卻水套外部和循環水系統相連。[0018]本發明一體式干餾爐，其結構特征是:一個燃燒室對應一個干餾室，形成一個干餾子單元，由若干個干餾子單元組合成一個完整的干餾爐。多個干餾子單元組成的干餾爐上部相互連通，下部共用一個水封池和排焦裝置。圖4是由4個干餾子單元組成的干餾爐結構和工作原理圖。一體式干餾爐的干餾子單元的數量根據干餾爐需要的處理量來選擇。需要的處理量大時，干餾子單元可多設一些，需要干餾爐處理量小時，干餾子單元可少設一些。一般，I個干餾子單元的日處理量為100 150噸。比如，如想使干餾爐的日處理量達到2000噸左右，則需設置15 20個干餾子單元。本發明一體式干餾爐和撫順、樺甸式干餾爐相比，有如下特點:1、本發明一體式干餾爐將熱載體加熱和物料干餾合為一體。干餾爐的主要部件，包括預熱干燥室、干餾室、煙氣室、空氣預熱器、均熱管、燃燒室、排焦通道、半焦冷卻裝置、冷卻水套等包覆在一個爐體內。這種結構取消了傳統干餾工藝中的加熱爐。由于不再需要單獨建設加熱爐與熱載體輸送管道，不僅降低了建設費用，更重要的是降低了干餾的能源消耗和運行費用。2、本發明一體式干餾爐采用了均熱管技術，使干餾爐中同一截面的物料溫度基本相同、均衡，從而使物料實現了均衡干餾。撫順式干餾爐僅用陣傘作為布料裝置，布料、布氣都不均勻，偏流現象經常發生，樺甸式干餾爐雖然采用新型布氣裝置，比撫順式干餾爐有很大改進，但偏流、干餾不均衡現象仍時有發生。3、本發明一體式干餾爐采用了高溫煙氣作為熱載體間接加熱物料的技術。煙氣熱載體和被加熱物料不直接接觸，大大降低了干餾爐出口氣量，從而也大大降低了油回收系統的負荷。撫順干餾工藝的熱載體是干餾瓦斯和煙氣的混合物，樺甸干餾工藝的熱載體是干餾瓦斯，兩種干餾工藝的熱載體均和被干餾物料直接接觸。一體式干餾爐的干餾熱載體為高溫煙氣，但高溫煙氣不直接接觸物料，對物料的加熱方式為間接加熱。撫順干餾工藝的煙氣熱載體的入爐溫度為1000°c左右，常常導致爐內結焦和燒油氣，因而油回收率低，由于高溫煙氣和被干餾物料直接接觸，這一現象無法避免。樺甸干餾工藝的瓦斯熱載體是在爐外加熱，入爐溫度控制在650°c左右，但熱載體輸送過程中的熱損失很大。另外撫順、樺甸干餾工藝均有大量的氣體熱載體進入干餾爐，最后隨干餾產生的瓦斯一起排出爐外，因而干餾爐出口氣量很大，造成后部油回收系統負荷增大，而一體式干餾爐對這些弊病均可避免。撫順、樺甸式干餾爐出口氣量比本發明一體式干餾爐多50% 70%，因而油回收系統的負荷也比本發明大50% 70%。4、本發明一體式干餾爐對助燃空氣采用了二級空氣預熱的技術。空氣預熱是工業上常用的一種技術，其目的是降低排煙溫度，提高熱效率。本發明一級空氣預熱器的功能和常規空氣預熱器的功能一樣，將排煙溫度降低到150°C 200°C，但二級空氣預熱器的主要功能是降低燃燒室煙氣出口溫度。燃燒室煙氣出口溫度約900°C 1000°C，這么高溫度的煙氣如果直接進入干餾室，勢必造成結焦和油氣的二次裂解，降低油回收率，采用二級空氣預熱器后不僅有效地利用了煙氣的熱能，而且將燃燒室的煙氣出口溫度降低到750°C以下，滿足了物料干餾的工藝要求。5、本發明一體式干餾爐由于其特殊的結構特點，適用于對各種物料，包括油砂、油頁巖和煤等物料的低溫干餾煉油，適用于各種品質的物料的低溫干餾煉油，特別對低品質的油砂、油頁巖，無論含油率高低、含水量的多少、含氣量的多少均可使用本發明干餾爐進行干餾煉油。特別需要指出的是本發明一體式干餾爐適用于對小顆粒物料的干餾。6、本發明一體式干餾爐具有其他類型瓦斯全循環干餾爐的優點，如爐內無燃燒裝置，不會結焦、堵塞，起動和停爐簡捷方便，安全性高，收油率高，可以實現計算機自動控制
坐寸ο本發明一體式干餾爐在結構上采取如下技術措施來實現發明的目的。一是將燃燒室、煙氣室設置于干餾室的兩側，直接對干餾爐室供熱，避免了管道輸送熱載體的散熱損失，就干餾爐本身而言，除了干餾爐四壁爐墻有散熱損失外，干餾爐中間的干餾子單元沒有散熱損失，更沒有管道輸送熱載體的散熱損失，這樣大大提高了熱量的有效利用。本發明干餾爐和撫順、樺甸式干餾爐相比，干餾爐的熱量消耗降低了 50%以上。二是在煙氣室內設置了二級空氣預熱器，一級空氣預熱器用于降低排煙溫度，提高燃燒的熱效率，二級空氣預熱器用于降低燃燒室煙氣出口溫度，防止因熱載體溫度過高而導致干餾爐內結焦和油氣的二次裂解，提高了收油率。三是在干餾室內安裝均熱管，使干餾爐的同一截面溫度均衡，提高物料干餾的均衡性，從而提高油的回收率和干餾爐的熱效率。傳統干餾爐的爐內經常發生所謂“偏流”現象。“偏流”現象是指因氣流分布不均而形成爐內局部區域溫度偏高，局部區域溫度偏低，導致干餾不完全，出“生”料，油回收率下降。“偏流”現象一旦產生，短時間內很難消除。均熱管徹底杜絕了“偏流”現象的發生。爐內氣流速度、壓力、物料行進速度、行進方式的變化，均不會造成爐內溫度的不均勻，“偏流”現象也就不會產生。這就從工藝上和干餾爐的自身結構上保證了物料干餾的均衡性和可靠性。四是在干餾爐的下部安裝半焦冷卻裝置，通入冷瓦斯，回收半焦余熱，直接用于補充物料干餾所需要的熱量。目前在焦化行業普遍采用干法出焦技術，但回收的熱量不能直接補充干餾熱量的需要。五是本發明一體式干餾爐上部采用貫通式結構，增加了干餾爐有效容積，上部設有多個氣室，通過氣室收集干餾氣體，并設有多個排出口，排氣更為順暢。由于流通截面大，出口氣體量又少，因此干餾爐出口氣體流速較撫順、樺甸式干餾爐小很多，降低了微塵逸出量，減少了油泥生成量。六是本發明一體式干餾爐在結構上采用由多個相對獨立的干餾子單元組合而成，每個干餾子單元都可獨立運行工作。這樣就從根本上解決了撫順、樺甸式全循環干餾爐不能放大的缺陷，有利于干餾爐大型化的實現。要擴大干餾爐的處理量，只要增加干餾子單元即可。本發明一體式干餾爐由于在工藝和結構上采取了一系列措施，從而實現了對干餾技術的突破，使干餾爐設備的處理量，油回收率均達到世界最先進水平，而且能源消耗大幅度降低。它和傳統的撫順式干餾工藝和干餾爐、茂名式干餾工藝干餾爐、樺甸式干餾工藝干餾爐相比，具有如下明顯的優點。1、干餾爐處理量大，適合于大規模工業化生產。本發明一體式干餾爐，當干餾子單元達到40個時，干餾爐總長度約40m，日處理量可以達到6000噸以上，和國際上最大的ATP干餾爐相當，但ATP干餾爐總長度約65m。一體式干餾爐如需擴大處理量，還可以進一步放大。一體式干餾爐日處理量為6000噸的干餾爐其占地面積只需要使用撫順式干餾爐的I /3左右。這對油頁巖干餾煉油工業的大規模、工業化，降低單位礦量的設備投資、運行管理成本具有重要意義。2、干餾爐熱能利用率高，熱效率高，節能。由于本發明干餾爐實現了熱載體加熱和物料干餾一體式，散熱損失大大減少，又采用空氣預熱器回收煙氣余熱，采用冷瓦斯回收半焦余熱等多項措施，干餾爐的能耗很低，僅為撫順式、茂名式、樺甸式干餾爐的50%左右。用于油頁巖干餾煉油時，經測算，含氣量2%左右的油頁巖均可做到熱能自身平衡，無需外補熱源。3、干餾爐油回收率高，可以達到90%左右，為世界先進水平。干餾爐的截面強度、單位能耗、干餾速率等各項技術指標均是國內最高和最先進的，同時也是世界先進水平。4、干餾爐適用范圍寬，資源的利用率高。因為干餾爐內無燃燒裝置，采用間接式加熱方式，因此使用本發明的一體式干餾爐時，適用于對各種物料，包括油砂、油頁巖和煤等物料的低溫干餾煉油，適用于各種品質的物料的低溫干餾煉油，特別對低品質的油砂、油頁巖，無論含油率高低、含水量的多少、固定炭含量高低、含氣量的多少均可使用本發明干餾爐進行干餾煉油。特別需要指出的是本發明一體式干餾爐適用于對小顆粒物料的干餾，大大提高了資源的利用率。一般，被傳統工藝廢棄的12mm以下的油砂、油頁巖，或當使用撫順式干餾工藝、茂名式干餾工藝時，油回收率很低或不能進行干餾煉油的油砂、油頁巖均可使用本發明一體式干餾爐。5、靈活性強。本發明干餾爐是由多個干餾子單元組合而成，用戶可根據自身的實際情況進行自由度量。可以選擇用10個干餾子單元組合成的干餾爐，也可以選擇用20個、或30個干餾子單元組合成的干餾爐，在技術和工藝上都沒有問題。這就解除了使用撫順或樺甸式干餾爐時，干餾爐的單爐容量不能擴大，只能用增加干餾爐臺數來解決問題的困擾。撫順干餾煉油廠現有100噸處理量的干餾爐220臺，如使用本發明由30個干餾子單元組合成的干餾爐，只要有6臺干餾爐就足夠。6、運行安全性、可靠性高。傳統工藝的干餾爐在運行中都有瓦斯和半焦燃燒，有空氣進入，有燃燒過程，均有發生結焦、堵塞、甚至爆炸的可能性，撫順式干餾工藝、茂名式干餾工藝因干餾氣體中均含有氧氣，均有發生爆炸的記錄。而本發明干餾爐中由于燃燒室和干餾室是分隔的，煙氣和瓦斯不發生交匯，燃燒時產生的高溫煙氣，即使有空氣混入，由于其和干餾瓦斯沒有直接接觸，也就沒有發生爆炸的可能性。爐內無燃燒裝置，不會結焦、堵塞，干餾爐起動和停爐都簡捷方便，安全性和使用的可靠性都大大增加，可以實現長周期穩定運行。7、投資節省，運行成本低。本發明一體式干餾爐由于不需要單獨建設加熱爐，加之干餾出口氣體量少，使干餾煉油廠的建設投資大大節省，僅為建傳統干餾廠的50%左右。由于工藝和設備的大型化，熱效率提高，動力消耗降低，操作運行人員減少，本發明一體式干餾爐的運行管理成本也將大幅度降低。8、用本發明一體式干餾爐對老的油頁巖干餾煉油廠進行改造，除干餾爐以外的其他配套設施，如破碎篩分系統、油回收系統等均可繼續利用。
圖1是撫順式干餾工藝流程圖。圖中，101物料，102干餾氣體，103干餾爐，104熱瓦斯，105鼓風機，106燃料瓦斯，107加熱爐，108循環瓦斯，109油回收系統，110油，111瓦斯風機，112氣柜。圖2是樺甸式干餾工藝流程圖。圖中，201物料，202干餾氣體，203干餾爐，204熱瓦斯，205鼓風機，206燃料瓦斯，207加熱爐，208循環瓦斯，209油回收系統，210油，211瓦斯風機，212氣柜。圖3是一體式干餾工藝流程圖。圖中，301物料，302干餾氣體，303干餾爐，304空氣，305鼓風機，306瓦斯，307瓦斯風機，308油回收系統，309油，310氣柜。圖4是有4個干餾子單元的一體式干餾爐的結構和工作原理圖。圖中:1料斗；2插板閥；3給料機；4干餾氣體導出管；5氣室；6給料通道；7預熱干燥室；8鋼板；9爐墻；10煙氣排出管；11第一級空氣預熱器；12煙氣室；13煙氣室隔板；14均熱管；15干餾室；16第二級空氣預熱器；17燃燒室；18排焦通道；19瓦斯噴咀；20半焦冷卻裝置；21冷瓦斯進入管；22冷瓦斯噴孔；23冷卻水套；24推焦機；25水封池；26刮板運輸機。
具體實施方式
附圖3是一體式干餾工藝流程圖，圖中表明一體式干餾工藝不設置獨立的加熱爐，干餾氣體排出干餾爐后經油回收裝置回收頁巖油，并被冷卻到35°C 40°C，進入瓦斯氣柜。一部分由瓦斯風機直接送入一體式干餾爐的燃燒室作為燃料；一部分由瓦斯風機送入一體式干餾爐的底部回收半焦的余熱，溫度上升到450°C以上后和干餾油氣匯合對物料進行預熱干燥，干餾氣體在上升過程中自身溫度不斷下降，到干餾爐出口處，溫度約90°C 110°C，被導入油回收系統收油，如此周而復始，形成完整、連續的工藝。圖4是有4個干餾子單元的一體式干餾爐的結構和工作原理圖。如圖所示，經過破碎篩分后符合干餾爐工藝要求規格的被干餾物料送入料斗I，通過插板閥2和給料機3從干餾爐的上部加入。油頁巖從干餾爐上部加入后，經給料通道6均勻下落，進入預熱干燥室7，在預熱干燥室7中物料被從干餾爐下部升上來的干餾氣體加熱到200°C 250°C，物料含有的水分全部蒸發，物料繼續下行至安裝有均熱管14的干餾室15，物料在干餾室15中吸收干餾室兩側煙氣輻射和均熱管14傳導過來的熱量，溫度上升到500°C 550°C，實現完全干餾。35°C 40°C的冷瓦斯經過設立在半焦冷卻裝置20中的冷瓦斯進入管21進入半焦冷卻裝置20，半焦冷卻裝置20內設有冷瓦斯噴孔22，向外噴射冷瓦斯，冷瓦斯只能沿著被排焦通道19上升，氣流被均衡分配，冷瓦斯在上升過程中和已被干餾的半焦接觸并回收半焦的余熱，冷瓦斯被加熱到450°C以上后進入干餾室15，在干餾室15中和干餾產生的氣體混合，繼續上升，進入預熱干燥室7，對物料進行預熱干燥，干餾氣體對物料進行加熱的同時自身溫度也不斷降低到110°C左右，干餾油氣在上升到氣室5時，被干餾氣體導出管4導出干餾爐外，進入油回收系統回收頁巖油。油頁巖干餾后生成的半焦被冷瓦斯冷卻到250°C左右后在半焦排出通道19中繼續下行，被設置在半焦冷卻裝置20下部的冷卻水套23冷卻到180°C左右落入水封池25，水封池25下部裝有推焦機24和刮板運輸機26，將半焦刮出爐夕卜，送往半焦堆場。經過預熱的空氣和經過收油的燃燒瓦斯在燃燒室18中混合燃燒，燃燒產生的高溫煙氣為900°C — 1000°C，高溫煙氣首先沖刷設置于燃燒室上部的第二級空氣預熱器16，煙氣溫度被降低到750°C以下后，進入均熱管14，均熱管14設置于被干餾物料的料層中，煙氣在均熱管14中作迂回運動，將熱量傳遞給被干餾物料，煙氣從均熱管排出溫度為350°C 400°C，然后進入第一級空氣預熱器11，被冷卻到150°C 200°C后經煙氣排出管10排出爐外。圖4還反映了干餾爐中各干餾子單元的組合方式，4個干餾子單元的一體式干餾爐共有4個燃燒室和4個干餾室，I個燃燒室對應I個干餾室，兩個干餾室之間被煙氣室分隔，干餾室中設有均熱管，干餾爐兩個側面的爐墻只在一面設置燃燒室，另一面只設置煙氣室，不設置燃燒室。干餾爐兩個側面的半焦冷卻裝置只在內側設置冷瓦斯噴孔，干餾爐中間的燃燒室下部的半焦冷卻裝置的兩側均設置冷瓦斯噴孔，同時向外噴射冷瓦斯。干餾爐內的上部是連通的，氣流和物料可以自由流動。物料在干餾過程中產生的含油瓦斯從設置于干餾爐頂部的氣室4匯聚，并經干餾氣體導出管5導出干餾爐外，排出時，溫度約110°C左右。每個氣室上部可根據需要設置多個干餾氣體導出管，以實現均勻排氣。在干餾爐下部，4個干餾子單元共用I個水封池25，水封池25下部裝有推焦機24和刮板運輸機26，將半焦刮出爐外，送往半焦堆場。實施本發明一體式干餾爐需要注意如下問題:1、干餾爐的處理能力和干餾子單元的數量成正比。雖然每個干餾子單元都可以獨立運行，但由于為了保證均勻干餾，干餾子單元寬度很窄，一般不超過0.7m,因此通常至少將3個以上的干餾子單元組合成一個干餾爐。爐子下部的推焦設備多個干餾子單元可以共用。一個截面積為1000mmX4000mm的干餾子單元的日處理能力約為100 150噸左右。2、干餾爐的日處理能力和被干餾的油頁巖的性質、含水量、最大粒徑、粒徑比、干餾終溫、干餾吸熱量等因素有關，需根據實際情況進行調整。當物料粒徑小于15mm時，4個干餾子單元的處理量可以達到600t /日。使用本發明一體式干餾爐時對進同一干餾爐干餾的物料的最大粒徑和最小粒徑的比控制在2 3之間為宜。對冷瓦斯進入干餾爐時量的比例控制以半焦溫度降低到300°C 350°C之間為控制標準。3、本發明一體式干餾爐適用于干餾50_以下的油頁巖。對顆粒較大的物料需先進行破碎，對傳統干餾工藝中被廢棄的12_以下的物料本發明一體式干餾爐可以利用。4、干餾爐內部部件的具體安裝位置和結構應滿足實現油頁巖完全干餾的要求，否則將影響干餾爐的熱效率和油的回收率。比如冷瓦斯噴口到均熱管的距離不宜小于3m，否則將影響冷瓦斯回收的熱量，均熱管的高度不宜小于3m，否則將影響物料在干餾爐中達到完全干餾的程度，影響油回收率，預熱干燥的高度不宜小于3m，否則將導致干餾氣體排出溫度過高，影響干餾爐的熱效率等。
權利要求1.一種一體式干餾爐，其結構特征是:干餾爐由多個干餾子單元組合而成；每個干餾子單元相對獨立，一個燃燒室對應一個干餾室，形成一個干餾子單元；干餾子單元包括對熱載體加熱的燃燒室、煙氣室、均熱管、空氣預熱器和對物料干餾的預熱干燥室、干餾室；加熱熱載體的燃燒室、煙氣室和干餾物料的預熱干燥室、干餾室在同一腔體內；多個干餾子單元組成的干餾爐上部相互連通，兩個干餾子單元之間用煙氣室進行分隔；干餾爐的加料裝置設置于干餾爐爐體的上部；油氣導出裝置設置于干餾爐上部；排焦裝置設置于水封池內；水封池設置于干餾爐的底部；多個干餾子單元下部共用一個水封池和排焦裝置。
2.根據權利要求1所述的一體式干餾爐，其結構特征在于:所述預熱干燥室設置于干餾爐的上部，整個預熱干燥室相互聯通，上部與給料通道及氣室相通，下部與干餾室相通；所述干餾室設置于預熱干燥室的下部，煙氣室的兩側，上部與預熱干燥室相通，下部與排焦通道相連，干餾室的中間有均熱管通過；所述煙氣室設置于干餾爐燃燒室的上面，中間有若干分隔，煙氣室內安裝有空氣預熱器，其中第一級空氣預熱器安裝于煙氣室的頂部，第二級空氣預熱器安裝于煙氣室的下部，燃燒室的上部；煙氣室兩側設有均熱管的管板，將煙氣室和干餾室分隔開；所述燃燒室設置于煙氣室的下部，半焦冷卻裝置的上部，排焦通道的兩側；燃燒室的下部設有瓦斯噴咀，燃燒室的上部設有第二級空氣預熱器；所述空氣預熱器設置于煙氣室內，其中第一級空氣預熱器安裝于煙氣室的頂部，第二級空氣預熱器安裝于煙氣室的下部，燃燒室的上部；空氣預熱器的進口管和鼓風機相連，出口管和瓦斯燒嘴相通；所述均熱管設置于干餾室內，均熱管兩端通過管板和煙氣室相連，均熱管安裝在管板上，同時管板也是煙氣室的外壁；所述排焦通道設置于干餾室下部，和干餾室相連，排焦通道下部為水封池；所述半焦冷卻裝置設置于燃燒室的下部，為中空結構，半焦冷卻裝置的兩側外壁上開有瓦斯噴孔，半焦冷卻裝置外部和冷瓦斯管道相連，半焦冷卻裝置的兩側為排焦通道；所述冷卻水套設置于半焦冷卻裝置下部，兩側為排焦通道，冷卻水套外部和循環水系統相連。
3.根據權利要求1所述的一體式干餾爐，其結構特征在于:所述干餾爐的加料裝置設置于干餾爐爐體的上部，由料斗、閘板閥、給料機組成；所述油氣導出裝置設置于干餾爐上部，由氣室和干餾氣體導出管組成；所述排焦裝置設置于水封池內，由推焦機和刮板運輸機組成；所述水封池設置于干餾爐的底部，干餾爐底部的水封池在運行時充滿水，高度為600 900mm。
專利摘要一種將熱載體加熱和物料干餾集合在同一個干餾單元內的一體式干餾爐。其特征在于用煙氣作為干餾熱載體對物料進行間接加熱；干餾爐由多個干餾子單元組合而成。每個干餾子單元相對獨立，一個燃燒室對應一個干餾室，形成一個干餾子單元，多個干餾子單元組成的干餾爐上部相互連通，兩個干餾子單元之間用煙氣室進行分隔，下部共用一個水封池和排焦裝置。本實用新型干餾爐日處理量可以達到6000噸以上。適用于對油砂、油頁巖和煤等物料的低溫干餾煉油。適用于對小顆粒物料、瓦斯含量低、固定炭含量低，含水量高的各種品質的物料進行干餾煉油，干餾爐的油回收率達90％左右。
文檔編號C10B47/02GK203048874SQ20122048808
公開日2013年7月10日 申請日期2012年9月24日 優先權日2012年9月24日
發明者吳冠峰 申請人:沈陽海源干餾設備技術開發有限公司