[发明专利]油页岩原位开采地上干馏与发电联产集成系统

说明书

技术领域：

本发明涉及矿物开采利用领域，尤其涉及一种油页岩原位开采地上干馏与发电联产集成系统。

背景技术：

目前国内外对油页岩的开采局限于依据层位的不同而采用不同的开采方式，从油页岩制取页岩油的加工技术分为两大类，既地面干馏技术(Surface Retorting)和原位开采技术（In-situ Technology），地面干馏是指油页岩露天开采或井下坑道开采运输至地面，并经过破碎筛分至所需的粒度或块度，在传输至干馏炉内，经加热低温干馏生成页岩油、页岩气及页岩半焦。目前所采用的干馏炉大部分要求油页岩块度在10mm以上，通常10mm以下碎屑页岩约占总量的20％被舍弃；炼油收率为铝甄油收率的60～85％，有15～40％的页岩油损失；干馏后的页岩半焦热值还有2500～5000kJ／kg，固体热损失大；排渣、废气、污水对环境污染超标。

原位开采技术则是指埋藏于地下的油页岩不经开采，直接在地下设法加热转化为页岩油或页岩气，并传输至地面。当地下的油页岩层倾角较缓、埋深较浅，即岩土覆盖层较薄，例如在地面以下不深于500m，且油页岩层很厚，例如达数十米厚，则通常可以采用露天开采油页岩的方法，即剥离覆盖于油页岩层上面的岩土，使油页岩敞露于地表，而进行开采。当油页岩层面埋深大于500m时，通常采用地下开采，即井下开采油页岩的方法，此种开采方式耗资大。壳牌的原位开采（ICP）技术是指：向地下打一批井，插入电阻加热，经过3-4年的时间将地下的油页岩加热到343℃（650℉）。在这期间，干酪根发生裂解排出大量致密的油和气。

国家新一轮油页岩资源评价范围对1000m以上的资源量进行统计，而对于资源较好的矿点，500m以下有更大储量的资源，这部分资源量有多少，如何用现有的技术设备干馏技术可采资源同时，开发这些埋深较深的资源，并综合利用资源，得到最大经济效益。

目前的开采方式单一且普遍存在的不足：（1）对于大部分浅层地面干馏的矿区，500M以下有资源量更大的油页岩因无法经济开采而弃置；（2）地面干馏油页岩半焦未完全燃烧，是一种资源的浪费；（3）原位开采技术多数应用外部能源，投入与产出有时会有亏损，并且运转周期长，人力物力投入较大；（4）目前的开采设备所需的电力都是高价从电网购得。

发明内容：

本发明目的是将矿区的不同层位油页岩全面开采有效利用，用地面干馏油页岩产出的页岩半焦发电，用最节约的自产电能的方式辅助ICP原位开采技术，做到最大效率的收益；实现油页岩资源产气、产油、产电、产建筑材料的科学有效利用；由于是低温燃烧，有效控制NO_X排放；废渣可应用制水泥等建筑材料，有很高的社会和环境效益；应用循环流化床锅炉燃烧小颗粒油页岩，并充分利用回料富裕热量在沸腾式干馏炉中干馏制油，更有效应用了10mm以下碎屑页岩，同时产出高温页岩灰与汽轮机抽气预热后油页岩再次在固体热载体法干馏炉中干馏油页岩制油，将页岩半焦的热值循环充分利用。其结构简单，具有普遍性、经济性与模型多样化的特点。