[发明专利]油页岩干馏炼油、半焦燃烧发电集成工艺

说明书

技术领域

本发明涉及油页岩资源综合利用技术领域，是一种油页岩干馏炼油、半焦燃烧发电集成工艺。该集成工艺亦可用于煤和生物质。

背景技术

油页岩是一种重要的能源资源，将油页岩作为能源，同时转化为页岩油和电力；又作为资源，将灰渣转化为建筑材料，最终实现无固体废弃物排放，是一条油页岩综合利用的最佳途径。

现有油页岩开发利用的工艺路线：一是采用以干馏炉为主的工艺路线进行干馏炼油；二是采用以循环流化床锅炉燃烧发电为主的工艺路线。现有以干馏炉为主的工艺路线进行干馏炼油的不足之处是，①通常8mm以下碎屑页岩约占总量的20％被舍弃；②炼油收率为63～90％，有10～37％的页岩油损失；③干馏后的固体残余物半焦热值还有2500～5000kJ/kg，固体热损失大；④排渣、废气、污水对环境污染超标。现有以干馏炉为主的工艺路线进行干馏炼油分为气体热载体和固定热载体两种方式：

气体热载体干馏均采用直立圆筒型炉，要求处理8～80mm的块状页岩，占20％左右的8mm以下页岩不能进入干馏炉中进行干馏提油，通常的处理方法为堆弃。而干馏过程中加热油页岩的热量来自干馏过程中的煤气经加热炉加热后送入干馏炉中。由此带来三大问题：一是由于采用的是块状页岩，干馏时间相当长，一般需12～24个小时，且由于颗粒大，许多大颗粒不能彻底的干馏，通常大颗粒内部都存在黑心，因此页岩干馏效率低、出油率低、利用率低；二是采用热煤气作为热载体干馏，需要有外热源加热煤气，通常采用蓄热式加热炉，即先在蓄热式加热炉内燃烧煤气将炉体加热，然后再将冷煤气送入加热炉中将炉体的热量传递给冷煤气，加热后送入干馏炉中加热油页岩干馏，因此不但消耗了大量的煤气，浪费了能源，而且干馏热煤气温度总在变化，造成干馏炉内温度周期变化，出油不稳定，出油率低；三是直立圆筒型炉干馏后的半焦若继续作为锅炉燃料利用，必须先冷却再进一步破碎以适合锅炉燃烧的要求，如果是湿法除半焦，必须先用水冷却，再干燥，再破碎，因此，耗能较大。

现有固体热载体干馏均采用水平圆筒形干馏炉，要求处理油页岩粒度小于25mm。固体热载体的来源为生成的页岩半焦在一个单独的气流式燃烧室燃烧生成热灰，或单独设立燃烧煤气的加热炉加热瓷球作为固体热载体，再送入干馏炉中加热油页岩实现干馏炼油。固体热载体与气体热载体比较，由于要求的油页岩颗粒度小，且与固体热载体混合好，因此，干馏时间短，通常30min即可完成，页岩利用率高、出油率高。但目前这种形式的干馏炉目的单一，需要有一个额外的燃烧炉将页岩半焦燃烧成高温的页岩灰以提供固体热载体，剩余的半焦及灰渣被大量丢弃。由于燃烧炉只是用来生成固体热载体，所以不能实现发电、供热的目的。

而以循环流化床锅炉为主的工艺路线进行燃烧发电、供热可取得较高的燃烧效率和热效率，同时循环流化床锅炉为低温燃烧，即可在炉内添加石灰石脱硫，亦因低温分级燃烧减少氮氧化物的排放，所以其为洁净燃烧，但用循环流化床锅炉燃烧油页岩发电其最大的问题是烧掉了油页岩中的油资源。

发明内容

本发明的目的是，对现有以干馏炉为主的工艺路线和以循环流化床锅炉为主的工艺路线进行实质性改进，将油页岩半焦循环流化床锅炉和滚筒固体热载体干馏炉有机的结合为一体组成油页岩干馏炼油、半焦燃烧发电集成工艺，全面考虑资源、环境、经济与社会效益，具有综合利用程度高，成本低，科学合理等优点。

本发明的目的是由以下技术方案来实现的：一种油页岩干馏炼油、半焦燃烧发电集成工艺，通过将循环流化床锅炉循环灰作为固体热载体，油页岩与循环灰的混合物送入滚筒式干馏炉形成了油页岩炼油、半焦与油页岩混合流化燃烧发电一体化。分离的不冷凝干馏煤气送入循环流化床锅炉与半焦、油页岩一起燃烧，或送入内燃机直燃发电；循环流化床燃烧后的灰渣和飞灰含碳量小于2％，因此无需再进行焙烧，可直接作为建筑材料原料；所生成的干馏煤气热值高，可直接作为燃料送入锅炉内燃烧，燃烧释放的热量通过锅炉的受热面传递给水，将水加热至过热蒸汽作为外供工质和/或送入汽轮机作功发电。