[实用新型]一种油页岩干馏气化学链制氢联合发电系统

说明书

技术领域

本实用新型属于能源与化工技术领域，具体涉及一种油页岩干馏气化学链制氢联合发电系统。

背景技术

随着我国社会和经济快速发展，对能源需求日益增加。为减少对进口石油的依赖，我国正积极实施多元化的能源战略以保障能源持续供应。油页岩是一种沉积岩，具有无机矿物质的骨架，并含有固体有机质，为低热值固体化石燃料。我国油页岩资源十分丰富，储量达7199亿吨，折合成干馏油品相当于426亿吨，远高于原油探明储量22亿吨。我国不仅油页岩储量丰富，而且埋藏较浅，均有利于油页岩资源的开发利用。大力发展油页岩炼油技术有利于缓解我国石油资源供需矛盾，为实现能源多元化提供切实可行的途径。

目前国内对油页岩的利用技术主要是干馏炼油技术。通过地下开采或露天开采得到的油页岩，经破碎、筛分，在隔绝空气的条件下，加热到一定温度范围，发生一系列的物理化学反应，最终生成页岩油、煤气和半焦等。目前国内干馏技术中，抚顺式干馏技术占据着非常重要的地位。国内共装备了476台该类的干馏炉，其页岩油产能占我国总量的85％以上。

但是该技术存在一个突出的问题是干馏气的热值低，一般小于3.35MJ/m³，不能用作家用煤气，也很难化工利用。在过去作为废气排放，现已用于内燃机燃烧发电。该利用途径存在以下两方面的问题：一是燃烧发电过程能量效率较低；二是干馏气中含有化学价值较高的H₂和CO，直接燃烧这两种气体并未能高效利用其化学价值，造成的资源的大量浪费。除此之外，油页岩炼油过程的经济效益不佳。如何进一步提高油页岩炼油过程经济性能，已成为页岩油加工行业的瓶颈。

实用新型内容

为了克服现有技术的缺点与不足，本实用新型的目的在于提供一种油页岩干馏气化学链制氢联合发电系统。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：

一种油页岩干馏气化学链制氢联合发电系统，包括油页岩破碎筛分单元、油页岩干馏单元和干馏气冷凝回收单元，还包括燃料反应器、蒸汽反应器、发电单元及空气反应器；

所述油页岩破碎筛分单元设有油页岩原料入口、油页岩细颗粒出口及碎屑页岩出口；

所述油页岩干馏单元设有干馏页岩原料入口、干馏气出口、循环气入口和灰渣出口；

所述油页岩破碎筛分单元的油页岩细颗粒出口通过管道与所述油页岩干馏单元的干馏页岩原料入口连接；

所述干馏气冷凝回收单元设有干馏气入口、循环煤气出口、剩余干馏气出口及页岩油出口；

所述油页岩干馏单元的干馏气出口通过管道与所述干馏气冷凝回收单元的干馏气入口连接，所述干馏气冷凝回收单元的循环煤气出口通过管道与所述油页岩干馏单元的循环气入口连接；

所述燃料反应器设有剩余干馏气原料入口、载氧体原料入口、CO₂和N₂混合气相物流出口及被还原载氧体出口；

所述干馏气冷凝回收单元的剩余干馏气出口通过管道与所述燃料反应器的剩余干馏气原料入口连接；

所述蒸汽反应器设有还原载氧体原料入口、蒸汽入口、氢气气相物流出口及被部分氧化载氧体出口；

所述空气反应器设有被部分氧化载氧体入口、空气入口、完全氧化载氧体出口及缺氧空气出口；

所述发电单元设有氢气入口、CO₂和N₂混合气入口、缺氧空气入口、蒸汽出口、氢气产品出口及电力输出口；

所述燃料反应器的被还原载氧体出口通过管道与所述蒸汽反应器的还原载氧体原料入口连接；所述燃料反应器的CO₂和N₂混合气相物流出口通过管道与发电单元的CO₂和N₂混合气入口相连接；

所述蒸汽反应器的氢气气相物流出口通过管道与所述发电单元的氢气入口相连接；所述蒸汽反应器的被部分氧化载氧体出口通过管道与所述空气反应器的被部分氧化载氧体入口连接；

所述发电单元的蒸汽出口通过管道与所述蒸汽反应器的蒸汽入口连接；

所述空气反应器的完全氧化载氧体出口通过管道与所述燃料反应器的载氧体原料入口连接；所述空气反应器的缺氧空气出口通过管道与所述发电单元的缺氧空气入口连接。

优选的，所述油页岩干馏单元包含预热器、干燥器、干馏反应器、第一气固分离器、气化反应器、加热反应器、第二气固分离器、集合管和第一换热器；干馏气冷凝回收单元包含第一冷却器、洗涤塔、第一分流器、气液分离器、分离器、混合装置、第二冷却器以及第二分流器。