一种油页岩热解和催化裂解系统技术方案

本实用新型专利技术属于油页岩热解技术领域，具体涉及一种基于蓄热式辐射管加热的颗粒油页岩热解和催化裂解系统，该系统包括：热解料斗、第一进料装置、热解和催化裂解反器、喷淋塔和燃气罐等部件，其中，热解和催化裂解反器包括有进料口、热解室、裂解室和裂解气出口,以及：蓄热式辐射管、隔热砖墙、催化剂加入装置和连通构件。该反应系统结构简单，操作方便，温度分布均匀，加热效果好，页岩利用率高，此外，反应器分为热解室和裂解室，热解室产生的油气，可在裂解室进行深度催化裂解，大分子的焦油分子裂解为小分子的气态烃类，可燃气体产率高，避免了生产热解油含尘的问题，真正实现了化石燃料的清洁高效利用。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于油页岩热解
，具体涉及一种基于蓄热式辐射管加热的颗粒油页岩热解和催化裂解系统，用于制取清洁可燃气。
技术介绍
目前世界石油资源紧缺，日益减少，我国尤甚，必须依靠大量的进口原油，这关系到国民经济发展和国家能源安全问题。然而，我国拥有非常丰富的油页岩资源，目前我国的热解页岩油产量居世界第一位，并且有逐年增长的趋势。现有的油页岩干馏炉型主要有抚顺炉、三江气燃式方炉、巴西的佩特罗瑟克斯(Petrosix)炉、爱莎尼亚的葛洛特（Galoter）炉和澳大利亚的ATP炉等。现有的热解炉型均以制取油品为主要目的，但是大多热解炉型，尤其是以处理粉状油页岩为原料的炉型，热解油中含有大量尘，造成热解油难以有效利用，热解油价值不高等问题。因此，如何设计一种高效除尘、系统结构和工艺流程都简单的系统成为本领域亟需解决的问题。
技术实现思路
本技术针对现有技术的不足，设计并开发出一种油页岩蓄热式下行床热解和催化裂解反应系统，该反应系统结构简单，操作方便，温度分布均匀，加热效果好，可进行热解和裂解两种作业，热解室产生的油气，可以进入裂解室进行深度催化裂解，将大分子的焦油分子裂解为小分子的气态烃类，该反应器可产生大量的裂解气，从而避免了生产热解油含尘的问题，真正实现了油页岩的清洁高效利用。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案为：有鉴于此，本技术提供了一种油页岩热解和催化裂解系统。根据本技术的实施例，该系统包括：热解料斗；第一进料装置，所述第一进料装置与所述热解料斗连接；热解和催化裂解反应器，包括：进料口、热解室、裂解室和裂解气出口,所述进料口设置在所述热解室的顶壁上，所述裂解气出口设置在所述裂解室的侧壁上,以及：蓄热式辐射管，所述蓄热式辐射管沿所述热解反应器的高度方向多层布置在所述热解室和所述裂解室内部，每层具有多根沿水平方向布置的所述蓄热式辐射管；隔热砖墙，所述隔热砖墙设置在反应器横向宽度的2/3处，竖直地贯穿于所述反应器内，将所述反应器的内部空间分隔成所述热解室和所述裂解室；催化剂加入装置，其与所述裂解室连接，用于将裂解催化剂施加于所述裂解室中；连通构件，所述连通构件设置在所述隔热砖墙的下部，用于将所述热解室产生的油气，通过所述连通构件，通入到所述裂解室；喷淋塔，所述喷淋塔与所述裂解气出口连接；燃气罐，所述燃气罐与喷淋塔连接。专利技术人发现，根据本技术实施例的该反应系统采取蓄热式辐射管移动床工艺，反应系统结构简单，操作方便，温度分布均匀，加热效果好，且能够处理20mm以下的颗粒油页岩，页岩利用率高，适于推广，此外，一个炉体内可进行两种作业，合二为一，节省建造成本和占地面积，反应器分为热解室和裂解室，热解室产生的油气，可在裂解室进行深度催化裂解，大分子的焦油分子裂解为小分子的气态烃类，可燃气体产率高，避免了生产热解油含尘的问题，真正实现了化石燃料的清洁高效利用；其中裂解气中氢气含量高，品质好。根据本技术的实施例，所述连通构件为设置在所述隔热砖墙上的包括多个孔的孔带；或者，所述连通构件为所述隔热砖墙纵向长度上，位于下部位置的开口。根据本技术的实施例，所述隔热砖墙的厚度为5-15cm，所述孔带的高度为3-15cm，所述孔的直径为1-3cm，所述开口的高度为3-15cm。根据本技术的实施例，该系统进一步包括：气化炉，所述气化炉一端与所述蓄热式辐射管的燃气入口相连，另一端与所述半焦输送装置相连。根据本技术的实施例，该系统还可以包括：加料斗；第二进料装置，其与所述加料斗相连；干燥装置，其分别与所述第二进料装置和所述蓄热式辐射管上的烟气出口连接；气固分离装置，其分别与所述干燥装置和所述热解料斗相连接；尾气净化装置，其与所述气固分离装置相连接。根据本技术的实施例，所述催化剂加入装置包括：催化剂料斗；催化剂主管，所述催化剂主管与所述催化剂料斗相连；催化剂支管，所述催化剂支管与所述催化剂主管相连通，所述催化剂支管穿过所述反应器裂解室的壁并延伸至所述裂解室内部；至少一个催化剂喷射件，所述催化剂喷射件设置在所述催化剂支管上，且位于所述裂解室内部；优选的，所述催化剂支管为多个并沿所述催化剂主管的长度方向彼此平行布置，所述催化剂支管设置在所述蓄热式辐射管的层间；优选的，所述催化剂喷射件包括催化剂喷出管道和设置在所述催化剂喷出管道上的喷嘴，所述喷嘴上设置有调节阀。根据本技术的实施例，所述热解料斗通过所述第一进料装置与所述进料口相连；进一步还包括半焦出口，其设置在所述热解室的下部，所述半焦出口与所述半焦输送装置连接。在本技术的另一个方面，本技术提供了一种利用前面所述的系统进行热解和催化裂解的方法。根据本技术的实施例，该方法包括以下步骤：a.将颗粒油页岩通过所述第一进料装置及所述进料口加入到所述反应器中，在所述反应器的所述热解室中完成热解过程；b.热解产生的油气通过所述反应器隔热砖墙上设置的所述连通构件，进入到所述反应器的所述裂解室；c.热解产生的油气进入到所述裂解室内，所述催化剂加入装置将催化剂喷洒于所述裂解室中，所述热解油气在所述裂解室内完成催化裂解过程，产生裂解气；d.所述裂解气通过所述裂解气出口进入到所述喷淋塔中，对所述裂解气进行净化处理；e.经过净化的净裂解气进入所述燃气罐中储存。根据本技术的实施例，所述步骤a中，所述颗粒油页岩从所述反应器上部的进料口加入到所述反应器中，并被所述反应器内的所述蓄热式辐射管打散，热解半焦从所述反应器底部的半焦出口排出；所述步骤a中，颗粒油页岩被所述反应器热解室中的所述蓄热式辐射管加热到500-600℃，所述步骤b中，热解油气被所述反应器裂解室中的所述蓄热式辐射管加热到600-900℃，所述步骤c中，所述催化剂通过所述催化剂喷射件均匀地喷洒于所述裂解室中。根据本技术的实施例，所述颗粒油页岩的粒度为20mm以下。本技术至少具有以下有益效果：1）一个炉体内可进行两种作业，合二为一，节省建造成本和占地面积；2）系统反应器分为热解室和裂解室，热解室产生的油气，可在裂解室进行深度裂解，大分子的焦油分子裂解为小分子的气态烃类，该反应系统可产生大量的裂解气产品，避免了热解油含尘的问题，真正实现了化石燃料的清洁高效利用；3）系统采取蓄热式辐射管移动床工艺，反应系统结构简单，操作方便，温度分布均匀，加热效果好；4）能够处理20mm以下的颗粒油页岩，页岩利用率高，适于推广。附图说明图1为本技术热解和催化裂解系统的结构图。图2为本技术热解和催化裂解系统的反应器结构图。图3为本技术隔热砖墙的正视图。其中，1、加料斗；2、气流干燥器；3、蓄热式移动床反应器；4、干燥旋风分离器；5、热解料斗；6、尾气引风机；7、尾气净化装置；8、烟囱；9、螺旋进料器；10、喷淋塔；11、燃气引风机；12、燃气罐；13、气化炉；14、螺旋输送机；15、催化剂料斗；16、催化剂喷出管道；17、蓄热式辐射管；18、隔热砖墙；19、连通构件；20、催化剂主管；21、催化剂支管；22、热解室；23、裂解；24、裂解气出口；25、进料口；26、燃气入口；27、烟气出口；28、空气入口；29、半焦出口。具体实施方式为了使本领域技术人员更好地理解本技术的技术方案，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种油页岩热解和催化裂解系统，其特征在于，包括：热解料斗；第一进料装置，所述第一进料装置与所述热解料斗连接；热解和催化裂解反应器，包括：进料口、热解室、裂解室和裂解气出口,所述进料口设置在所述热解室的顶壁上，所述裂解气出口设置在所述裂解室的侧壁上；以及：蓄热式辐射管，所述蓄热式辐射管沿所述热解反应器的高度方向多层布置在所述热解室和所述裂解室内部，每层具有多根沿水平方向布置的所述蓄热式辐射管；隔热砖墙，所述隔热砖墙设置在反应器横向宽度的2/3处，竖直地贯穿于所述反应器内，将所述反应器的内部空间分隔成所述热解室和所述裂解室；催化剂加入装置，其与所述裂解室连接，用于将裂解催化剂施加于所述裂解室中；其中，催化剂加入装置包括：催化剂料斗；催化剂主管，所述催化剂主管与所述催化剂料斗相连；催化剂支管，所述催化剂支管与所述催化剂主管相连通，所述催化剂支管穿过所述反应器裂解室的壁并延伸至所述裂解室内部；至少一个催化剂喷射件，所述催化剂喷射件设置在所述催化剂支管上，且位于所述裂解室内部；所述催化剂支管为多个并沿所述催化剂主管的长度方向彼此平行布置，所述催化剂支管设置在所述蓄热式辐射管的层间；所述催化剂喷射件包括催化剂喷出管道和设置在所述催化剂喷出管道上的喷嘴，所述喷嘴上设置有调节阀；连通构件，所述连通构件设置在所述隔热砖墙的下部，用于将所述热解室产生的油气，通过所述连通构件，通入到所述裂解室；喷淋塔，所述喷淋塔与所述裂解气出口连接；燃气罐，所述燃气罐与喷淋塔连接。...

【技术特征摘要】
1.一种油页岩热解和催化裂解系统，其特征在于，包括：热解料斗；第一进料装置，所述第一进料装置与所述热解料斗连接；热解和催化裂解反应器，包括：进料口、热解室、裂解室和裂解气出口,所述进料口设置在所述热解室的顶壁上，所述裂解气出口设置在所述裂解室的侧壁上；以及：蓄热式辐射管，所述蓄热式辐射管沿所述热解反应器的高度方向多层布置在所述热解室和所述裂解室内部，每层具有多根沿水平方向布置的所述蓄热式辐射管；隔热砖墙，所述隔热砖墙设置在反应器横向宽度的2/3处，竖直地贯穿于所述反应器内，将所述反应器的内部空间分隔成所述热解室和所述裂解室；催化剂加入装置，其与所述裂解室连接，用于将裂解催化剂施加于所述裂解室中；其中，催化剂加入装置包括：催化剂料斗；催化剂主管，所述催化剂主管与所述催化剂料斗相连；催化剂支管，所述催化剂支管与所述催化剂主管相连通，所述催化剂支管穿过所述反应器裂解室的壁并延伸至所述裂解室内部；至少一个催化剂喷射件，所述催化剂喷射件设置在所述催化剂支管上，且位于所述裂解室内部；所述催化剂支管为多个并沿所述催化剂主管的长度方向彼此平行布置，所述催化剂支管设置在所述蓄热式辐射管的层间；所述催化剂喷射件包括催化剂喷出管道和设置在所述催化剂喷出管道上的喷嘴，所述喷嘴上设置有调节阀；连通构件，所述连通构件设置在所述隔...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿层层，陈水渺，肖磊，薛逊，吴道洪，
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