油页岩快速热解的系统技术方案

本实用新型专利技术公开了油页岩快速热解的系统，该系统包括：快速热解反应器，快速热解反应器包括：反应器本体，反应器本体内限定出反应空间，反应空间自上而下形成分散区、热解区和出料区；分散区包括：布料器；油页岩入口，油页岩入口位于布料器的上方；布料气入口，布料气入口与所述布料器相连通；热解区包括：多层蓄热式辐射管，多层蓄热式辐射管在热解区中沿反应器本体高度方向间隔分布，并且每层蓄热式辐射管包括多个沿水平方向间隔分布的蓄热式辐射管；出料区包括：半焦出口；多个热解气出口，多个热解气出口分别设置在分散区和/或热解区；喷淋塔，喷淋塔与多个热解气出口相连。该系统可以实现油页岩的快速热解，并且所得页岩油产率较高。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于化工领域，具体而言，本技术涉及一种油页岩快速热解的系统。
技术介绍
油页岩热解系统根据加热方式可以分为直接传热炉和间接传热炉，而直接传热炉根据采取的热载体不同可以分为固体热载体和气体热载体热解炉。由于直接传热比间接传热速度快、效率高，所以现代干馏技术主要采用直接传热炉。目前基于直接传热炉开发的技术主要有澳大利亚的ATP炉(固体热载体)，爱沙尼亚的葛洛特(Galoter)炉(固体热载体)和美国Tosco公司开发的Tosco-Ⅱ油页岩干馏技术(固体热载体)，近两年国内研究的油页岩热解系统主要有大连理工大学的DG技术(固体热载体)和以上海博生公司研制的油页岩流化床干馏及脱碳工艺(气体热载体)，但采取热载体的直接加热技术涉及热载体的分离、再热等，工艺复杂，导致系统连续开机时间不长。而间接传热炉主要包括旋转窑、步进炉和旋转炉等，但都存在机械运动，设备结构复杂、维护成本高，而且间接传热一般热效率不高。因此，现有的油页岩热解技术有待进一步改善。
技术实现思路
本技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种油页岩快速热解的系统，该系统可以实现油页岩的快速热解，并且所得页岩油产率较高。在本技术的一个方面，本技术提出了一种油页岩快速热解的系统。根据本实用新型的实施例，该系统包括：快速热解反应器，所述快速热解反应器包括：反应器本体，所述反应器本体内限定出反应空间，所述反应空间自上而下形成分散区、热解区和出料区；多层蓄热式辐射管，所述多层蓄热式辐射管在所述热解区中沿所述反应器本体高度方向间隔分布，并且每层所述蓄热式辐射管包括多个沿水平方向间隔分布的蓄热式辐射管；布料器；油页岩入口，所述油页岩入口位于所述分散区且位于所述布料器的上方；布料气入口，所述布料气入口位于所述分散区且与所述布料器相连通，以便采用布料气将所述布料器中的油页岩吹出进入分散区，均匀地落入热解区；多个热解气出口，所述多个热解气出口分别设置在所述分散区和/或所述热解区；半焦出口，所述半焦出口设置在所述出料区；其中，所述快速热解反应器适于采用所述蓄热式辐射管对油页岩进行快速热解处理，以便得到半焦和热解气；喷淋塔，所述喷淋塔与所述多个热解气出口相连，且适于采用冷却液对所述热解气进行喷淋处理，以便得到页岩油和燃气。在本技术的油页岩快速热解反应系统中，蓄热式辐射管以多层的方式布置。相邻的两个蓄热式辐射管在水平方向上和竖直方向上以一定的间距隔开。温度场根据本技术的一个实施例，多层蓄热式辐射管用于提供热源，使得在热解区形成一个或多个温度场，并且每个温度场的温度是均匀的，由此，在热解区形成温度梯度。例如，在本技术的一个实施例中，所述热解区自上而下形成预热段、快速热解段和完全热解段。(即，形成了3个温度场)温度场的个数以及温度梯度可根据需要设置。温度场的温度可通过多种方式调节，例如，调整蓄热式辐射管在水平方向和/或竖直方向上的个数；蓄热式辐射管的层数；蓄热式辐射管彼此之间的间距(竖直方向和/或水平方向)；各蓄热式辐射管本身的温度；等等。在本技术的一个实施例中，蓄热式辐射管上设置有燃气调节阀，用于调整通入蓄热式辐射管的燃气的流量，从而能够精确控制蓄热式辐射管的温度。蓄热式辐射管蓄热式辐射管在管体的两端分别具有燃烧器，在一端燃烧器燃烧产生的火焰在喷出时形成温度梯度，即，从燃烧器向外温度逐渐降低。类似的是，在另一端燃烧器燃烧产生的火焰在喷出时也形成温度梯度。当两端的燃烧器交替进行燃烧时，所形成的两个温度梯度叠加，使得温度互补，导致整个蓄热式辐射管整体的温度均匀。例如，单根所述蓄热式辐射管上的温度差不大于30℃。本技术的油页岩快速热解反应系统使用本技术的蓄热式辐射管的布置方式，由于蓄热式辐射管本身固有的属性(如上所述，在蓄热式辐射管两端的燃烧器能够快速交替燃烧，实现蓄热式燃烧)，允许根据需要在反应器布置一个或多个不同的温度场，实现温度梯度并且确保每个温度场具有均匀的温度。在本技术的一个实施方案中，各蓄热式辐射管的温度相同或不同，只要确保温度场的温度均匀即可。在本技术的一个实施方案中，介于相邻蓄热式辐射管之间的间距可以相同或不同，只要确保温度场的温度均匀即可。例如，相邻所述蓄热式辐射管外壁间的水平距离和竖直距离分别独立地为100～500mm，例如200～300mm，例如200mm，例如300mm。在所述热解区自上而下形成预热段、快速热解段和完全热解段的实施例中，在预热段中的各蓄热式辐射管的温度相同或不同，优选相同，只要确保预热段的温度均匀即可。在所述热解区自上而下形成预热段、快速热解段和完全热解段的实施例中，在快速热解段中的各蓄热式辐射管的温度相同或不同，优选相同，只要确保快速热解段的温度均匀即可。在所述热解区自上而下形成预热段、快速热解段和完全热解段的实施例中，在完全热解段中的各蓄热式辐射管的温度相同或不同，优选相同，只要确保完全热解段的温度均匀即可。虽然并不限于理论，但据信，如果油页岩在热解区不能均匀受热，局部温度过高则导致热解过程中局部油页岩发生高温裂解，使热解产物中部分能产页岩油的高分子物质直接生成了燃气和半焦，或者局部温度过低则导致热解过程中局部油页岩热解不充分，致使油页岩中的挥发分不能释放出来，从而降低了页岩油产率。在本技术中，当蓄热式辐射管被布置成形成一个或多个温度场时，由于温度场各自的温度是大致均匀的，因此，油页岩在落入各温度场时均匀受热，发生反应的程度大体相同。由此，顺而避免页岩油产率下降。热解气的快速导出利用本技术的油页岩快速热解反应系统，能够在油页岩热解之后实现热解气的快速导出。具体而言，在本技术的一个实施方案中，油页岩快速热解反应系统的反应器在热解区的侧壁和/或分散区的顶壁上设有一个或多个热解气出口。在热解反应过程中，产生热解气，使得该反应器内部的压力升高。产生的热解气在升高的压力的驱使下快速从热解气出口导出。在本技术的一个优选实施方案中，在反应器外部设有与热解气出口连通的抽气装置，有利于将热解气从该反应器中快速导出。热解过程中产生的热解气从反应器侧部导出，而位于热解气出口处、反应器内侧的热解气与上方落下来的物料接触，把进入反应器侧部的热解气中的细尘在所述物料重力作用下被携带下落，使得导出的热解气中含尘率低，从本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种油页岩快速热解的系统，其特征在于，包括：快速热解反应器，所述快速热解反应器包括：反应器本体，所述反应器本体内限定出反应空间，所述反应空间自上而下形成分散区、热解区和出料区；所述分散区包括：布料器；油页岩入口，所述油页岩入口位于所述布料器的上方；布料气入口，所述布料气入口与所述布料器相连通；所述热解区包括：多层蓄热式辐射管，所述多层蓄热式辐射管在所述热解区中沿所述反应器本体高度方向间隔分布，并且每层所述蓄热式辐射管包括多个沿水平方向间隔分布的蓄热式辐射管；所述出料区包括：半焦出口；多个热解气出口，所述多个热解气出口分别设置在所述分散区和/或所述热解区；喷淋塔，所述喷淋塔与所述多个热解气出口相连。

【技术特征摘要】
1.一种油页岩快速热解的系统，其特征在于，包括：
快速热解反应器，
所述快速热解反应器包括：
反应器本体，所述反应器本体内限定出反应空间，所述反应空间自上而下形成分
散区、热解区和出料区；
所述分散区包括：
布料器；
油页岩入口，所述油页岩入口位于所述布料器的上方；
布料气入口，所述布料气入口与所述布料器相连通；
所述热解区包括：
多层蓄热式辐射管，所述多层蓄热式辐射管在所述热解区中沿所述反应器本体高
度方向间隔分布，并且每层所述蓄热式辐射管包括多个沿水平方向间隔分布的蓄热式辐射
管；
所述出料区包括：半焦出口；
多个热解气出口，所述多个热解气出口分别设置在所述分散区和/或所述热解区；
喷淋塔，所述喷淋塔与所述多个热解气出口相连。
2.根据权利要求1所述的油页岩快速热解的系统，其特征在于，进一步包括：
气化炉，所述气化炉分别与所述半焦出口和所述蓄热式辐射管相连。
3.根据权利要求1所述的油页岩快速热解的系统，其特征在于，进一步包括：
油页岩料斗，所述油页岩料斗适于存储油页岩；
烘干提升管，所述烘干提升管分别与所述油页岩料斗和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴道洪，陈水渺，肖磊，
申请(专利权)人：北京神雾环境能源科技集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11