连续蓄热式干馏炉制造技术

一种应用连续蓄热连续供热技术对物料进行干馏的干馏炉，其特征是：干馏炉由若干个干馏单元并联组成，每个干馏单元又由物料干馏部分和蓄热供热两个部分组成，两个部分之间通过钢板分隔并由均热管相联接。本实用新型专利技术利用蜂窝状蓄热体对干馏炉连续供热，利用均热管均衡干馏炉内各部分的温度，利用瓦斯和水蒸气作为冷载体回收半焦的余热补充干馏需要的热量。本实用新型专利技术适用于各种品质和规格的油页岩、油砂和煤的干馏，本实用新型专利技术节能、节水、减排，运行可靠、安全、运行周期长。日处理量最大可达6000吨，油回收率为90％左右。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种应用连续蓄热连续供热技术对物料进行干馏的工艺和干馏炉，适用于油页岩、油砂、煤的干馏。
技术介绍
目前开发利用油页岩和油沙资源已经成为世界各国补充和替代石油资源不足的重要战略措施，而对油页岩和油沙资源进行开发利用的工艺和设备却存在很多问题，并不理想。例如通常对油页岩一般采取干馏的方法获得页岩油。干馏又分为地上干馏和原位干馏(地下干馏)，就地上干馏而言，又分成用气体热载体干馏和固体热载体干馏两种，无论是气体热载体干馏或固体热载体干馏，都需要分别建设热载体的加热装置及干馏装置。通常采用蓄热方式加热热载体的加热炉，都是间歇蓄热、间歇供热。而干馏工艺却要求连续、均衡供热，为满足物料干馏的需要，通常对应一台干馏炉，至少需要建设二台加热炉，在工作运行时，二台加热炉交替蓄热，交替供热，但即使如此，所供应的热载体的温度、压力仍然是在一定范围内波动的。这种供热和干馏方式不仅设备庞大、建设费用高、占地面积大，而且能源消耗高，COx排放多，影响环境。比较先进的瓦斯全循环油页岩的干馏工艺流程见图I。对于油沙中含有的浙青，分为地上分离和地下注气两种方式，就地上分离而言，由于其粒径小，粘结性强，一般都采取水浸法或溶剂淬取法来提取浙青，目前世界上尚没有一种成熟的、可用于工业生产的油沙干馏方法和装置。对于煤的干馏，目前在冶金系统广泛使用的焦炉的工作方式是间歇给料、间歇排料，不能连续运行。虽然焦炉的燃烧室在煤干馏过程中是连续工作的，但燃烧产生的烟气和助燃空气之间的热交换却是间歇蓄热、间歇供热的。另外，就油页岩干馏装置而言，目前我国最先进的全循环干馏炉日处理量仅300吨，迫切需要大型化，与之相配合的加热炉都程度不同地存在析碳、热值低、热效率低等技术问题需要予以解决。全循环干馏炉采用的热载体是干馏过程中产生的瓦斯，虽然这一工艺对传统干馏工艺来说，已经是一次革命，使油回收率大幅度提高，使干馏炉出口气体的总量比内燃式干馏炉出口气体的总量大大减少，但仍然偏大，造成后部油回收系统设备容量大、能源消耗多、耗水量高等弊病。传统的用水浸法或溶剂淬取法从油沙中提取浙青的工艺也存在热量消耗大、环境污染严重等问题。流行的对煤进行干馏的焦炉也存在体积庞大、热利用率低、不能连续出焦等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种处理能力大、体积小、热量消耗少、干馏炉出口气量少，回收率高的采用第三代蓄热技术，即连续蓄热、连续供热技术，可以连续生产的大型干馏炉。本专利技术连续蓄热干馏炉可用于油页岩、油沙和煤等物质的干馏。本专利技术的干馏炉可以大型化，处理量可根据需要设置，最大处理量可以达到每天6000吨以上。为实现这一专利技术的目的，需要解决的关键技术问题是1、突破干馏炉大型化的技术瓶颈。我国传统油页岩干馏炉的处理量为每天100吨，搞了几十年想达到200吨，一直实现不了。直到2008年，沈阳成大弘晟能源研究院有限公司提出了瓦斯全循环油页岩干馏新工艺，才将干馏炉的处理能力提高到每天300吨，目前正在试制每天处理量为500吨的干馏炉，但再想增大处理量，又碰到了炉内布气不均匀的技术难题，难以突破。对煤进行干馏的焦炉虽然已经实现了大型化，但却不能连续生产。2、突破第二代蓄热加热炉加热的热载体温度、压力波动，析碳严重，不能满足干馏炉热量需求的技术瓶颈，为干馏炉提供稳定、均衡、高效的热源。3、突破气体热载体油页岩干馏工艺中热载体加热和油页岩干馏分离的技术瓶颈。在传统工艺和先进的全循环油页岩干馏工艺中，热载体加热和油页岩干馏都是分离的，必须设立独立的专门加热热载体的加热炉，被加热后的高温热载体再通过管道输送到干馏炉，由于热载体体积大、温度高，因此设备庞大，系统复杂，投资较高，而且热载体在输送过程中热损失过大，热能有效利用率低。4、从技术上实现在保证被干馏物料完全干馏的条件下，减少干馏炉出口气量。从而缩减油回收系统和脱硫系统的负荷，缩减投资，减少系统的耗水量，节能、节水、减排。本专利技术为解决上述技术关键问题，对干馏工艺和干馏炉的结构采取如下技术措施I、对被干馏物料的加热不再主要依靠热载体和被干馏物料之间的对流换热，而是将辐射、传导和对流换热三种传热方式综合运用。瓦斯全循环干馏工艺需要用瓦斯作为气体热载体，换热方式主要是对流换热，连续蓄热式干馏工艺通过蜂窝状蓄热体对干馏炉直接连续供热，烟气、蓄热体对炉壁是辐射和传导，炉壁对被干馏物料是辐射和传导，被干馏物料和炉内气体之间是对流和传导。这样就保证了被干馏物料在炉内均匀受热，均匀升温;连续蓄热式干馏工艺不需要中间过渡的气体热载体，因而干馏炉的气体发生量大幅度减少。2、采用第三代蓄热技术，即对蓄热体连续加热、连续供热的技术，使被干馏物料实现连续干馏。第二代蓄热技术实际上是间歇蓄热、间歇供热的技术，这并不适合干馏工艺。本专利技术用高效蓄热体和均热管对被加热物体直接供热，使连续加热、连续供热成为可能，同时高效蓄热体的使用，大大缩小了加热炉的体积，使干馏炉和加热炉一体化成为可能。3、采用均热技术，使被干馏物料实现均衡干馏。传统干馏炉内由于物料和气流分布不均，常发生所谓“偏流”现象，即炉内各区域温度有的偏高，有的偏低，导致干馏不完全。本专利技术在干馏室中插入均热管，使炉内各区域温度均衡，从而使被干馏物料均衡干馏。4、采用余热有效回收技术，提高热效率，降低能源消耗。本专利技术采用干馏瓦斯作为冷载体，从干馏炉下部通入，回收半焦余热，回收的热量直接用于被干馏物质的干馏，从而使干馏所需要热量大幅度降低。本专利技术连续蓄热式干馏工艺的流程和工作原理见图2和图3 :被干馏物料从干馏炉上部加入，在预热干燥室中去除水分并被加热到200°C 250°C，在燃烧室燃烧产生的热量被蓄热体吸收，蓄热体以及贯通被干馏物料料层的均热管不断地向被干馏物料放出热量，又不断地从燃烧室得到被充；被干馏物料从蓄热体和均热管吸收热量后，温度不断升高，当被干馏物料的温度达到500°C 550°C之间时，放出干馏油气，被干馏物料实现完全干馏。被干馏完的物料(业界称之为半焦)，温度为500°C 550°C，半焦在下移过程中遇到从干馏室下部通入的35°C 40°C的冷瓦斯和从水封池中蒸发出来的水蒸气，温度逐渐降低，最后排入水封池。35°C 40°C的冷瓦斯和从水封池中蒸发出来的水蒸气在上升过程中吸收半焦的余热并补充了被干馏物料干馏所需要的热量。冷瓦斯、从水封池中蒸发出来的水蒸气以及被干馏物料干馏中产生的油气汇合在一起，在于馏室中继续上升，并对干馏室上部的被干馏物料进行预热干燥，最后从干馏炉干顶部排出，排出时的温度为80°C 120°C。由于干馏炉是连续给料和连续排料的，燃烧室又是连续供热的，就形成了连续的干馏工艺。本专利技术连续蓄热式干馏工艺，其特征是利用蜂窝状蓄热体对干馏炉连续供热，利用均热管均衡干馏炉内各部分的温度，利用瓦斯和水蒸气作为冷载体回收半焦的余热补充干馏需要的热量。本专利技术连续蓄热式干馏炉在结构设计上充分体现了连续蓄热，连续供热、连续干馏的工艺思想，从而保证物料干馏能够有得好的效果。有三个干馏单元的连续蓄热式干馏炉的结构见图4。本专利技术连续蓄热式干馏炉的结构特征是干馏炉由若干个干馏单元组成，每个干馏单元又由物料干馏部分和蓄热供热两个部分组成，两个部分之间通过钢板分隔并由均热管相联接。物料干馏部分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连续蓄热式干馏炉，其特征是：干馏炉由若干个干馏单元并联组成，每个干馏单元又由物料干馏部分和蓄热供热两个部分组成，两个部分之间通过钢板分隔并由均热管相联接；干馏部分从上到下依次设置给料装置(1)、干馏气排出装置(17)、干燥预热室(2)、干馏室(3)、半焦排出通道(8)；蓄热供热部分从上到下依次设置烟气排出管(18)、蓄热室(4)、燃烧室(5)、半焦冷却装置(6)、冷却水套(7)；干馏炉下部设置排料装置和水封池(11)；?所述给料装置(1)设置于干馏炉的顶部，由料斗(19)、密封给料阀(20)，给料通道(21)组成；料斗(19)设置于密封给料阀(20)的上面，密封给料阀(20)和给料通道(21)相连接；?所述的干燥预热室(2)设置于干馏炉的上部，是一个空腔体，上面和给料通道(21)，气室(16)相通，下面和干馏室(3)相通；?所述干馏室(3)是一个长条形通道，干馏室(3)中间装有均热管(15)；?所述的燃烧室(5)设置于干馏室(3)的两侧，燃烧室(5)内设有瓦斯烧咀(14)，燃烧室(5)上部和均热管(15)连通，燃烧室(5)上部设有蓄热室(4)，下部设置半焦冷却装置(6)；?所述的蓄热室(4)设置于干馏室(3)的两侧，蓄热室下部和燃烧室(5)相通，蓄热室(4)内部装有蜂窝状蓄热体，蓄热室(4)和干馏室(3)的中间由钢板分隔，两个蓄热室之间由均热管(15)联接；?所述的均热管(15)设置于干馏室(3)中间，穿过干馏室(3)和蓄热室(4)相通；?所述的半焦冷却装置(6)由冷瓦斯喷口(12)、瓦斯输入管(13)，冷却水套(7)等组成；半焦冷却装置(6)设置于燃烧室(5)的下部，半焦排出通道(8)的两侧；?所述的半焦排出通道(8)设置于干馏室(3)的下部，半焦冷却装置(6)的两侧；?所述的排焦装置包括半焦排出通道(8)、推焦机(10)、刮板运输机(9)；推焦机(10)设置于半焦排出通道(8)的下部，刮板运输机(9)设置于水封池(11)的底部；?所述的水封池(11)设置于干馏炉的底部；?所述的干馏气排出装置设置于干馏炉的上部，由气室(16)和干馏气排出管(17)组成，干馏气排出管(17)和气室(16)相通；?所述的烟气排出管(18)设置于蓄热室的上部，和均热管(15)的出口相通。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴冠峰，
申请(专利权)人：沈阳海源干馏设备技术开发有限公司，
类型：实用新型
国别省市：