本发明专利技术涉及固体废弃物资源化利用技术领域，具体涉及一种油页岩半焦热解废气的余热利用装置和方法，该装置包括第一管道、第一换热机构、第二换热机构、第一风机；第一管道与第一换热机构连接，第一换热机构与第四管道连接，第四管道与第二换热机构连接，第二换热机构与第五管道连接，第五管道与第一风机连接，第一换热机构将换热后的换热介质输送到热解炉助燃风管，第二换热机构将换热后的换热介质输送到下游热水用户。本发明专利技术可以回收油页岩半焦热解过程产出低温热解废气的余热，实现余热利用；其产出的热风可返回热解炉作为助燃风循环使用，节省热解炉燃料消耗，降低生产成本；其产出的热水可供下游用户使用，也可作为工厂内部洗浴用水。
【技术实现步骤摘要】
一种油页岩半焦热解废气的余热利用装置和方法
本专利技术涉及固体废弃物资源化利用
，尤其涉及一种油页岩半焦热解废气的余热利用装置和方法。
技术介绍
油页岩半焦是油页岩干馏后剩下的固体残渣，属于固体废弃物。由于油页岩矿化程度较高，含油率较低，随着对油页岩的大量开采利用，产生了大量的油页岩半焦。油页岩半焦作为固体废弃物，长期堆放占用了大量的土地，且油页岩半焦经高温干馏后其质地疏松，遭遇雨水冲刷和浸泡后，其含有的各种酚类、有害微量元素、PAHs及其烷基同系物会溶解，随雨水流入地表水或渗入到地下水中，改变水体的硬度、酸碱度、有机物浓度或元素离子浓度等，对生态环境造成影响。国内对油页岩半焦的资源化利用主要有生产水泥和混凝土、用作轻质砖材料、制备二氧化硅系列产品、制备高岭土、制备絮凝剂、制备生物炭等。因油页岩半焦中含有20-30%的有机质，许多油页岩半焦的资源化利用前通过热解工艺除去半焦中的有机质。油页岩半焦热解时会产出400-600℃的热解废气，因废气温度较低，常规余热锅炉措施投资较大不经济，使得该部分热能无法回收利用，造成热能浪费。
技术实现思路
鉴于现有技术的上述缺点、不足，本专利技术提供了一种油页岩半焦热解废气的余热利用装置和方法，可以对油页岩半焦的低温热解废气余热进行回收利用，使热解废气余热以热风和热水的形式产出，热风返回热解炉作为助燃风使用可节省热解炉燃料，热水可供下游用户使用，实现节约能源的目的。为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：第一方面，本专利技术提供一种油页岩半焦热解废气的余热利用装置，包括第一管道、第一换热机构、第二换热机构、第一风机；第一管道与第一换热机构连接，第一换热机构与第四管道连接，第四管道与第二换热机构连接，第二换热机构与第五管道连接，第五管道与第一风机连接，第一换热机构将换热后的换热介质输送到热解炉助燃风管，第二换热机构将换热后的换热介质输送到下游热水用户。进一步地，第一换热机构包括第一热交换器、第二管道、第三管道和第二风机，第一热交换器为气-气换热器，外形呈矩形状，第一热交换器上设有废气入口、废气出口、空气入口和空气出口；其中，废气入口与第一管道连接，废气出口与第四管道连接，空气入口通过第二管道与第二风机连接，空气出口与第三管道连接。进一步地，第二换热机构包括第二热交换器、给水管道和给水泵；第二热交换器为水-气换热器，外形呈矩形状，第二热交换器上设有废气入口、废气出口、冷水入口和热水出口；其中，废气入口与第四管道连接，废气出口与第五管道连接，冷水入口通过给水管道与给水泵连接，热水出口与下游热水用户连接。进一步地，第一管道为高温废气管道，与热解炉烟气口连接。进一步地，第三管道为热风管道，与热解炉助燃风管连接。进一步地，第一风机为废气引风机，用于将换热后的尾气引入下游工序。进一步地，第一换热机构与第二换热机构的安装位置根据用户需求进行调换。第二方面，本专利技术还提供一种油页岩半焦热解废气的余热利用方法，通过上述油页岩半焦热解废气的余热利用装置来实现，包括以下步骤：S1、热解炉开炉后，开启第一风机，通过控制第一风机的频率，使第一管道的入口呈现微负压，热解废气的流速4-6m/s，出热解炉后400-600℃的热解废气通过第一管道进入第一换热机构；S2、空气进入第一换热机构对高温热解废气进行第一次换热；换热后热解废气温度低于200℃，通过第四管道进入第二换热机构；换热后热空气温度达200-350℃，再返回热解炉作为助燃热风，以节省热解炉燃料；S3、冷水进入第二换热机构对高温热解废气进行第二次换热；换热后热解废气温度低于100℃，进入第五管道，通过第一风机引入下游工序；换热后热水温度达50-70℃，接入下游热水用户；S4、热解炉停炉后，依次关闭第一换热机构、第二换热机构和第一风机。进一步地，步骤S2中的第一换热机构和步骤S3中的第二换热机构根据用户需求进行调换；调换后的步骤如下：S2、冷水进入第二换热机构对高温热解废气进行第一次换热；换热后热解废气温度低于300℃，通过第四管道进入第一换热机构；换热后热水温度达70-80℃，接入下游热水用户；S3、空气进入第一换热机构对高温热解废气进行第二次换热；换热后热解废气温度低于100℃，进入第五管道，通过第一风机引入下游工序；换热后热空气温度达100-250℃，再返回热解炉作为助燃热风，以节省热解炉燃料。本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术可以回收油页岩半焦热解过程产出低温热解废气的余热，实现余热利用；（2）本专利技术产出的热风可返回热解炉作为助燃风循环使用，节省热解炉燃料消耗，降低生产成本；（3）本专利技术产出的热水可供下游用户使用，也可作为工厂内部洗浴用水；（4）本专利技术可根据用户需求调整热风、热水的优先供应和产出量，较为灵活，且较传统余热锅炉方式投资低，经济实用。附图说明图1为本专利技术的一种油页岩半焦热解废气的余热利用装置的实施例1的结构示意图；图2为本专利技术的一种油页岩半焦热解废气的余热利用装置的实施例2的结构示意图；图3为本专利技术的第一热交换器结构示意图；图4为本专利技术的第二热交换器结构示意图。图中：1-第一管道，2-第一热交换器，3-第二管道，4-第三管道，5-第四管道，6-第二热交换器，7-第五管道，8-第一风机，9-第二风机，10-给水泵，11-给水管道；21-废气入口，22-废气出口，23-空气入口，24-空气出口；61-废气入口，62-废气出口，63-冷水入口，64-热水出口。具体实施方式为了更好的解释本专利技术，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本专利技术作详细描述。参照图1、3和4，本专利技术提供一种油页岩半焦热解废气的余热利用装置，图中的箭头方向为气体和液体的流动方向。该装置包括第一管道1、第一换热机构、第二换热机构、第一风机8。第一换热机构将换热后的换热介质输送到热解炉助燃风管，第二换热机构将换热后的换热介质输送到下游热水用户。具体地，第一风机8为废气引风机，用于将换热后的尾气引入下游工序。其中，第一换热机构包括第一热交换器2、第二管道3、第三管道4和第二风机9，第一热交换器2为气-气换热器，外形呈矩形状，第一热交换器2上设有废气入口21、废气出口22、空气入口23和空气出口24；其中，废气入口21与第一管道1连接，废气出口22与第四管道5连接，空气入口23通过第二管道3与第二风机9连接，空气出口24与第三管道4连接。具体地，第一管道1为高温废气管道，与热解炉烟气口连接。本专利技术还可以在第一管道1上设置控制阀，以控制废气的流量。第三管道4为热风管道，与热解炉助燃风管连接；第三管道4上设置流量计，用于监测进入热解炉助燃风管的热风流量。冷空气通过第一热交换器2形成的热风再返回热解炉，作为助燃风循环使用，节省热解炉燃料消耗，降低生产成本。其中，第二换热机构包括第二热交换器6、给水管道11和给水泵10；第二本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种油页岩半焦热解废气的余热利用装置，其特征在于：包括第一管道（1）、第一换热机构、第二换热机构、第一风机（8）；所述第一管道（1）与第一换热机构连接，第一换热机构与第四管道（5）连接，第四管道（5）与第二换热机构连接，第二换热机构与第五管道（7）连接，第五管道（7）与第一风机（8）连接，第一换热机构将换热后的换热介质输送到热解炉助燃风管，第二换热机构将换热后的换热介质输送到下游热水用户。/n
【技术特征摘要】
1.一种油页岩半焦热解废气的余热利用装置，其特征在于：包括第一管道（1）、第一换热机构、第二换热机构、第一风机（8）；所述第一管道（1）与第一换热机构连接，第一换热机构与第四管道（5）连接，第四管道（5）与第二换热机构连接，第二换热机构与第五管道（7）连接，第五管道（7）与第一风机（8）连接，第一换热机构将换热后的换热介质输送到热解炉助燃风管，第二换热机构将换热后的换热介质输送到下游热水用户。
2.根据权利要求1所述的一种油页岩半焦热解废气的余热利用装置，其特征在于：所述第一换热机构包括第一热交换器（2）、第二管道（3）、第三管道（4）和第二风机（9），所述第一热交换器（2）为气-气换热器，外形呈矩形状，第一热交换器（2）上设有废气入口（21）、废气出口（22）、空气入口（23）和空气出口（24）；其中，废气入口（21）与第一管道（1）连接，废气出口（22）与第四管道（5）连接，空气入口（23）通过第二管道（3）与第二风机（9）连接，空气出口（24）与第三管道（4）连接。
3.根据权利要求1所述的一种油页岩半焦热解废气的余热利用装置，其特征在于：所述所述第二换热机构包括第二热交换器（6）、给水管道（11）和给水泵（10）；所述第二热交换器（6）为水-气换热器，外形呈矩形状，第二热交换器（6）上设有废气入口（61）、废气出口（62）、冷水入口（63）和热水出口（64）；其中，废气入口（61）与第四管道（5）连接，废气出口（62）与第五管道（7）连接，冷水入口（63）通过给水管道（11）与给水泵（10）连接，热水出口（64）与下游热水用户连接。
4.根据权利要求1所述的一种油页岩半焦热解废气的余热利用装置，其特征在于：所述第一管道（1）为高温废气管道，与热解炉烟气口连接。
5.根据权利要求2所述的一种油页岩半焦热解废气的余热利用装置，其特征在于：所述第三管道（4）为热风管道，与热解炉助燃风管连接。
6.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭键柄，丁志广，张亚东，杨冬伟，
申请(专利权)人：兰州有色冶金设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：甘肃;62
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