油页岩干法出焦的方法及干馏炉的喷水结构技术

油页岩干法出焦的方法及干馏炉的喷水结构，采用有喷水结构的干馏炉，其特征在于以水蒸汽作为瓦斯阻隔层的载体，在干馏炉中下部分别通入饱和水蒸汽和／或喷入２５℃～８０℃左右的水，水的压力８０００Ｐａ、蒸汽压力为７５００Ｐａ，进入干馏炉的水蒸汽和／或水在高温半焦的作用下形成２－３ｍ高的水蒸汽阻隔层，防止瓦斯逸出并阻止氧气随空气进入干馏炉；在运行中可调节喷水压力使干馏炉的瓦斯出口压力为微正压、半焦的出口压力处于微负压状态，即可实现干法出焦；喷水管设置于冷却水套之上和半焦通道垂直，喷水管端有自动调节阀，喷水管上有均匀喷孔。本发明专利技术将使瓦斯的体积减少三分之一左右并使后序工艺、日常管理运行费用或投资均同幅缩减。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术方法适用于瓦斯全循环油页岩干馏炉，以及为实施该方法改造的干馏炉结构。
技术介绍
目前在冶金、煤化工行业有干法熄焦技术， 一般都采用空气或氮气冷却焦炭并回收 热量。但这一方法对油页岩干馏炉不适用，主要是因为油页岩干馏产物中不允许有氧气混 入， 一旦超过一定的限量，油回收装置容易发生爆炸，使设备无法运行。 国内外的油页岩干馏炉，无论是抚顺炉、茂名的方炉、国外的巴西炉(Petrosix)、爱沙尼 亚的Kiviter炉均采用湿法出焦，主要原因是为了防止干馏炉中的瓦斯外逸，干馏瓦斯含 有H2S等有毒物质，刺激性气味特别强烈，对人体有伤害、污染环境。因此在干馏炉下 部均设有水池，采取水封的办法将瓦斯封住。其缺点是相应大量含水的半焦带来了一系 列难以处理的技术问题，需耗用大量的水，半焦中的含水量一般在20%左右。 一个300 万吨油页岩的干馏厂冷却半焦的耗水量就高达60万吨以上，而且半焦中含水还会渗漏到 地下造成污染，并且带水的半焦热值降低，冬季容易结冻，不好运输等诸多问题。东北电力大学于2006年曾提出油页岩炼油炉干法出焦工艺，专利公开号-CN1986733A，由于该工艺需将干馏炉安装在8—10m高的平台上，还要增加罗茨风机、 破碎机等动力设备，不知是何种原因，但到目前为止，未见有使用者。采用干法出焦需要解决的技术问题 一是千馏炉内特别是千馏段、预热段， 一直到 干馏气体出口处不能有空气混入；二是保证干馏炉的热平衡不被破坏，否则将造成干馏工 艺不能正常运作，因此需要有一种载体，既能回收半焦的余热，又能回供给干馏炉，保证 干馏炉的热量需要；三是应使半焦出口处于微负压状态，避免出现粉尘污染；四是局部工 艺的调整，不能影响整个干馏工艺，特别是炉子的压力分布。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种油页岩干法出焦的方法及干馏炉的喷水结构，以水蒸汽作 为瓦斯阻隔层的载体能够解决上述问题，并且节能、环保效果显著。本专利技术油页岩干镏炉干法出焦的方法，采用有喷水结构的干馏炉，其特征在于以水 蒸汽作为瓦斯阻隔层的载体，在干馏炉中下部分别通入饱和水蒸汽和/或喷入25°C 80°C 左右的水，水的压力8000Pa、蒸汽压力为7500Pa，进入干馏炉的水蒸汽和/或水在高温半 焦的作用下形成2-3m高的水蒸汽阻隔层，防止瓦斯逸出并阻止氧气随空气进入干馏炉； 在运行中可调节喷水压力使干馏炉的瓦斯出口压力为微正压、半焦的出口压力处于微负压 状态，即可实现干法出焦；向炉内热半焦喷入水量按如下经验公式计算0水=0.120焦式中G水为喷入25r常温水/小时的重量； G焦为排出的干半焦/小时的重量；实施上述方法的干馏炉的喷水结构，其特征在于将干馏炉的冷瓦斯进口改为水蒸汽 进口，并在其下部设置进水管，进水管上安装有自动调节阀，调节进水压力和流量，进水 管与在炉内的喷水管连接，喷水管垂直于炉体设置，喷水管上有喷孔。干法出焦的优点-本专利技术方法及喷水结构，在物料层下部产生大于热瓦斯进入压力的蒸汽层，蒸汽携带 半焦热量只能往上升，不能往下降，防止了瓦斯随同半焦一起逸出。这一阻隔层同时又防 止空气进入干馏段，将空气阻隔在干馏炉最下面的出焦段。由于水蒸汽将随同干馏气体上 升并从干馏炉的顶部排出炉外，这样半焦在被水蒸气冷却后则以干的形态(不含水)从干 馏炉的下部依靠其自重排出炉外。1. 解决了半焦含水带来的问题。由于半焦含水在20%左右，被送至瓦斯加热炉，首先要蒸发其中的水份，每公斤半焦约需耗能200大卡左右，占半焦热值的25%，同时提高了半焦的入炉温度，节省了热 能。半焦中含水量高，北方地区冬季温度低，极端气温在-30'C以下，容易使半焦冻结无 法运输。半焦中含水在堆放过程中容易渗入地下，造成污染。2. 节约生产用水由于半焦含水及水池水份挥发，湿法出焦耗水量约为每吨半焦250公斤左右。这对 于缺水地区及人均水不富裕的全国都是一个沉重的负担。3. 提高了半焦热量的回收，有利于减少干馏炉的热量供给。按原设计用冷瓦斯回收半焦的余热，由于瓦斯气体的热比容小，半焦只能降到250 'C左右，而采用此水蒸汽法后半焦可以降到18(TC甚至更低。这部分热量全部被回收利用。 提高了热能的回收利用。4. 减少了干馏产物的体积，降低了干馏炉后部回收系统的投资和日常管理费用。 将水蒸汽和温水代替冷循环瓦斯之后，这部分水在干馏炉出口处即被冷却凝结，和油一起排出。瓦斯的体积随之将减少三分之一左右。对于后处理系统的管道、阀门、旋捕、间冷、电捕、脱硫的处理量也将减少三分之一左右。投资将大大节省，同时，日常管理运行费用也将大幅度降低。为减少实际操作时繁琐和劳动强度，可选用自动周期性调节阀。 一般情况下半焦在使用时要进一步破碎，使用本专利技术这种出焦方式，半焦的平均颗粒直径比湿法出焦小，这是由于半焦急剧冷却发生的热崩碎现象，有利于半焦的加工利用。 附图说明图1是本专利技术干法出焦的原理图2是干法出焦结构立面剖视图3是喷水结构与冷却水套俯视图4a是炉体局部鼎形结构立面剖视图4b是图4a的A-A图； 具体实施例方式在桦甸式处理300吨油页岩干馏炉上的具体实现办法是参见图l、图2,将原干馏炉(本申请人的在先申请200810228891.0,"日处理300吨油页岩瓦斯全循 环干馏炉")中进入的冷循环瓦斯进口改为饱和水蒸汽进口 6，并在其下部安置喷水结构 带有调节阀7的进水管与设在炉内的喷水管8连接，喷水管8上开有喷水孔。25'C—80 'C的水由喷水管8的喷水孔喷出，或者同时从水蒸汽进口 6通入水蒸汽，也可只用其一； 水的压力8000Pa、蒸汽压力为7500Pa。水蒸汽和水均取自干馏系统内的废热锅炉回收的 热量，不用新增热源。水蒸汽和水的比例可根据实际可供量进行调整，当全部采用25°C 水时，向炉内热半焦喷入水量按如下经验公式计算G水-0.12G焦式中G水为喷入25'C常温水/小时的重量； G焦为排出的干半焦/小时的重量；见图1、图2的干馏炉输料系统1将物料送至炉上方的料仓2，在炉体1中段有鼎形均气装置5，鼎形均气装置5下有水蒸汽进口 6，喷水结构在水蒸汽进口 6下面、冷却 水套12在喷水结构下面。图3中外框即是炉体1，冷却水套12排列间隙为半焦通道11， 喷水结构的喷水管8垂直置于冷却水套12和半焦通道11的上部，有自动调节阀7的进水 管连接喷水管8，喷水管8有均匀喷孔。鼎形均气装置5见图4a、图4b:有三条腿和炉体l相连接，三条腿之间的空间为通道，气体和油页岩可以通过；鼎形中心为圆筒形腔体结构，中心是空的，圆筒形腔体顶部 周边壁上开有向下倾斜的气孔16。油页岩和热循环瓦斯被阻隔在圆筒形腔体之外，水蒸 汽可从鼎形均气装置5的下部进入腔体，并从上部气孔喷出。炉体1中的热瓦斯进口 14 垂直于鼎形均气装置5圆筒形腔体，热瓦斯进入后沿圆筒形腔体的外侧空间喷出。吸收半焦余热后的水蒸汽从气孔16中喷出进入干馏炉的预热段3，在此处以上为干 馏段4，其上至接近料仓2的部分为预热段3。饱和蒸汽进入干馏炉时喷出的压力为 7500Pa，水喷出时的压力为8000Pa。水蒸汽或水喷出后遇到高温半焦，迅速被汽化并被加热，水蒸汽在上升至干馏炉鼎形均气装置5的顶部时达到45(TC左右，并从其顶部喷出，预热油页岩。这一压力向上克本文档来自技高网...

【技术保护点】
油页岩干馏炉干法出焦的方法，采用有喷水结构的干馏炉，其特征在于以水蒸汽作为瓦斯阻隔层的载体，在干馏炉中下部分别通入饱和水蒸汽和／或喷入２５℃～８０℃左右的水，水的压力为８０００Ｐａ、蒸汽压力为７５００Ｐａ，进入干馏炉的水蒸汽和／或水在高温半焦的作用下形成２－３米高的水蒸汽阻隔层，防止瓦斯逸出并阻止氧气随空气进入干馏炉；在运行中可调节喷水压力使干馏炉的瓦斯出口压力为微正压、半焦的出口压力处于微负压状态，即可实现干法出焦；向炉内热半焦喷入水量按如下经验公式计算：Ｇ水＝０．１２Ｇ焦　式中：Ｇ水为喷入２５℃常温水／小时的重量；　Ｇ焦为排出的干半焦／小时的重量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴启成，吴冠蕾，郭华峰，刘婵，谭立国，左君，张悦华，崔卫东，魏雪，尹晓含，胡蓉蓉，刘爽，
申请(专利权)人：沈阳成大弘晟能源研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]