一种油页岩伴生物质的多联产综合利用系统及其工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于油页岩资源利用技术领域，尤其涉及一种油页岩伴生物质的多联产综合利用系统及其工艺。
【背景技术】
[0002]油页岩是一种重要的非常规油气资源，储量巨大，在400?600°C的干馏装置内热解后便可获得性质类似于天然石油的页岩油，在世界原油供应紧张的年代，一直作为十分重要的石油补充能源。目前，世界上已探明的页岩油储量为4000多亿吨(按油页岩原位储量计算)，远远高于世界原油探明可采储量。我国为油页岩资源储量大国，已探明油页岩资源储量7199.37亿吨，折算成页岩油的储量为476.44亿吨。
[0003]为缓解当今世界石油供给紧张的局势，油页岩受到越来越多国家的青睐。许多国家和科研机构在长期开发工作的基础上，研发出多种干馏工艺，目前具有代表性的已用于工业生产的干馏技术有澳大利亚ATP干馏技术、巴西Petrosix干馏技术、爱沙尼亚Galoter与Kiviter干馏技术以及我国抚顺式炉干馏技术等。虽然经过多年发展，这些技术已经日趋完善，然而在实际运行中依然存在一些难题，无法得到彻底解决。比如ATP干馏技术热损失较大，Galoter工艺流程复杂，抚顺式炉干馏技术产生的油页岩粉末废肩以及油页岩半焦并没有得到有效的回收利用，与此同时，水资源也浪费严重。鉴于这些问题，中国、美国、爱沙尼亚等国家的油页岩工作者们越来越多地建议油页岩工业更适宜走“制油一发电一化工和建材”的全面综合利用技术路线，从而实现油页岩资源的高效以及清洁利用。
[0004]发明专利CN200810013088.5公开了瓦斯全循环油页岩分级干馏工艺及装置，采用半焦混合瓦斯燃烧为油页岩干馏炉提供热量，但该工艺中的半焦在燃烧之前需要先经过水冷，从而造成了水资源污染以及半焦显热浪费，与此同时，经过水浸的半焦热值相对较低，燃烧比较困难。公开专利CN201210189395.5和发明专利CN201110443734.3分别提出气固组合式载热油页岩流化床干馏系统和油页岩回转窑干馏与循环流化床燃烧工艺，采用油页岩燃烧产生的页岩灰作为油页岩干馏固体热载体，但高温页岩灰的传输相对困难，同时过多的页岩灰会对油页岩的干馏产物造成很强的吸附作用，从而使得页岩油产率降低。
【发明内容】
[0005]为了提高油页岩干馏过程中可燃气体的产量，并解决固体热载体的物料传输问题，本发明的目的是提供一种多联产综合利用系统及其工艺。本发明提供的一种油页岩伴生物质的多联产综合利用系统，包括料仓、干馏炉、油气分离装置、油罐，还包括高温瓦斯加热炉、瓦斯净化装置、瓦斯储罐、瓦斯燃烧器、燃气轮机、烟筒、低温瓦斯加热炉、蒸汽轮机、换热器、循环流化床锅炉和给料机；其中，
[0006]料仓与干馏炉连接，用于进样；干馏炉的上部与油气分离装置连接；油气分离装置与油罐和瓦斯净化装置连接；瓦斯净化装置与瓦斯储罐连接；瓦斯储罐分别与瓦斯燃烧器、燃气轮机和低温瓦斯加热炉连接；瓦斯燃烧器和低温瓦斯加热炉均与高温瓦斯加热炉连接；燃气轮机与低温瓦斯加热炉连接；高温瓦斯加热炉与干馏炉连接；
[0007]干馏炉的下部与给料机连接；给料机与循环流化床锅炉连接；循环流化床锅炉经换热器与蒸汽轮机连接；
[0008]低温瓦斯加热炉、高温瓦斯加热炉和换热器均与烟筒连接；
[0009]多联产综合利用系统使用油页岩与生物质的混合物进行干馏。
[0010]进一步地，低温瓦斯加热炉、高温瓦斯加热炉和换热器均与烟筒连接，具体是通过第一三叉管分别与高温瓦斯加热炉、换热器和第二三叉管相连，第二三叉管又分别连接低温瓦斯加热炉和烟筒。
[0011]进一步地，燃气轮机和蒸汽轮机分别连接发电装置或者供热装置。
[0012]进一步地，干馏炉的上部与料仓连接。
[0013]进一步地，干馏炉的顶部与油气分离装置连接；干馏炉的底部与给料机连接。
[0014]本发明还提供一种使用以上所述的油页岩伴生物质的多联产综合利用系统的工艺，包括以下步骤:
[0015]步骤一、将干燥、破碎后的油页岩与生物质混合后送入料仓；
[0016]步骤二、将料仓中的油页岩与生物质的混合物送入干馏炉，进行低温干馏产生可燃气体、油蒸气和固体废弃物半焦；
[0017]步骤三、步骤二中的可燃气体和油蒸气从干馏炉上部离开，经油气分离装置分离成可燃气体和油，可燃气体经瓦斯净化装置净化后存储于瓦斯储罐，油存储于油罐；
[0018]步骤四、瓦斯储罐将步骤三产生的可燃气体分成三部分:第一部分作为气体热载体，经低温瓦斯加热炉和高温瓦斯加热炉加热后送入干馏炉；第二部分作为燃料在瓦斯燃烧器燃烧，产生的高温烟气用于加热高温瓦斯加热炉内的气体热载体；第三部分送入燃气轮机燃烧，产生的高温烟气做功后离开燃气轮机，进入低温瓦斯加热炉加热气体热载体。
[0019]进一步地，还包括:
[0020]步骤五、步骤二产生的固体废弃物半焦经给料机进入循环流化床锅炉燃烧。
[0021]进一步地，还包括:
[0022]步骤六、步骤五中循环流化床锅炉燃烧产生的高温烟气加热换热器内的工质水，产生高温蒸汽进入蒸汽轮机，用于供热和发电。
[0023]进一步地，还包括:
[0024]步骤七、步骤六中换热器中的烟气、步骤四中低温瓦斯加热炉和高温瓦斯加热炉中的烟气均流入烟筒被排出。
[0025]进一步地，还包括:
[0026]步骤八、将步骤五中循环流化床锅炉内产生的页岩灰渣作为建材和化工原料加以利用。
[0027]其中，步骤三与步骤五和步骤六不存在先后顺序；步骤五与步骤三和步骤四不存在先后顺序；步骤八与步骤三、步骤四、步骤六、步骤七不存在先后顺序。
[0028]其技术效果包括:
[0029]1)以油页岩伴生物质作为混合燃料，以生物质气多油少弥补油页岩气少油多的特性，产生充足的既可作为热载体、又可作为燃料的可燃气体。
[0030]2)采用生物质作为补充能源，混合油页岩干馏产生更多的可燃气体，克服了油页岩单独干馏产生的可燃气体放出的热量不足以维持其本身干馏所需的热量。
[0031]3)干馏炉所用的热载体为经过两级加热的可燃气体，从而克服了固体热载体传输的困难。
[0032]4)采取两级加热炉为热载体提供热量，成功并有效利用干馏排放可燃气体中的热值，实现能量的循环利用。
[0033]5)循环流化床锅炉运行温度为850?900°C，属于低温燃烧，有效控制了 NOx的生成与排放，并且使得半焦固定碳可以得到充分利用，页岩灰中含碳量少，可直接作为建材和化工原料。
[0034]6)本发明实现了油页岩的综合优化利用，极大程度地减少了能量损失，并实现了产品多样化，同时产生页岩油、瓦斯、电等。
[0035]7)以干馏炉产生的高温固体废弃物作为循环流化床锅炉燃料，产生的高温烟气汽化锅炉给水，产生的蒸汽用于供热和做功、发电，实现了固体废弃物半焦的回收利用，增加了油页岩干馏利用的附加效益，同时提高能源利用率，减少了油页岩废