[实用新型]连续蓄热式干馏炉

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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1。对于油沙中含有的沥青，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沥青，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沥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。

发明内容

本发明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。本发明连续蓄热干馏炉可用于油页岩、油沙和煤等物质的干馏。本发明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。为实现这一发明的目的，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。

本发明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：

1、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。