一种自除尘型油页岩热解和裂解系统的制作方法

一种自除尘型油页岩热解和裂解系统的制作方法
【专利摘要】本发明创造属于油页岩热解技术领域，主要是一种基于蓄热式辐射管加热的自除尘型颗粒油页岩热解和裂解系统。该系统包括：热解料斗；第一进料装置；热解和裂解反应器，包括：进料口、热解室、裂解室和裂解气出口；以及：蓄热式辐射管；隔热砖墙；连通构件；颗粒床除尘装置；喷淋塔和燃气罐。本发明的该反应系统结构简单，操作方便，温度分布均匀，加热效果好，在热解室油气出口处设有颗粒床除尘器，热解室产生的油气，经过颗粒床除尘后，洁净的油气再进入裂解室进行深度裂解，大分子的焦油分子裂解为小分子的气态烃类，生成大量的洁净的裂解气产品，降低了后端除尘压力,避免了热解油含尘的问题，真正实现了化石燃料的清洁高效利用。
【专利说明】
-种自除尘型油页岩热解和裂解系统
技术领域
[0001] 本发明创造属于油页岩热解技术领域，主要是一种基于蓄热式福射管加热的自除 尘型颗粒油页岩热解和裂解系统，用于制取清洁可燃气。
【背景技术】
[0002] 世界油页岩资源丰富，共计37个国家的探明油页岩储量总和换算成页岩油约4000 多亿吨，远比世界探明原油储量大，也比世界原油资源大。我国的油页岩探明储量换算成页 岩油约400多亿吨。当前，对于中国等一些国家而言，生产的原油不能满足本国的需求，而必 须依靠大量的进口原油。油页岩干馈炉可分为块状页岩干馈炉(油页岩粒度一般在8mm或者 IOmmW上）、颗粒和粉末油页岩干馈炉。目前块状油页岩干馈炉有中国的抚顺炉、神木的^ 江方炉、爱莎尼亚的基维特化iviter)炉、己西的佩特罗瑟克斯(Petrosix)炉。颗粒油页岩 干馈炉有爱莎尼亚的葛洛特化aloter)炉和澳大利亚的ATP炉。现有的热解炉型均W制取油 品为主要目的，但是大多热解炉型，尤其是W处理粉状油页岩为原料的炉型，热解油中含有 大量尘，造成热解油难W有效利用，热解油价值不高等问题。因此，如何设计一种高效除尘、 系统结构和工艺流程都简单的系统成为本领域亟需解决的问题。

【发明内容】

[0003] 本发明针对现有技术的不足，设计并开发出一种自除尘型油页岩热解和裂解系 统，该反应系统可进行热解和裂解两种作业，热解室产生的油气，进入颗粒床除尘，经过颗 粒床除尘后，洁净的油气再进入裂解室进行深度裂解，降低了后端除尘压力，将大分子的焦 油分子裂解为小分子的气态控类，该反应器可产生大量的裂解气，从而避免了生产热解油 含尘的问题，真正实现了油页岩的清洁高效利用。该反应器采用了蓄热式福射管加热技术 无需气、固热载体加热，提高了反应器的热效率的同时简化了系统工艺。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为： 有鉴于此，本发明提供了一种自除尘型油页岩热解和裂解系统。根据本发明的实施例， 该系统包括:热解料斗；第一进料装置，所述第一进料装置与所述热解料斗连接;热解和裂 解反应器，包括:进料口、热解室、裂解室和裂解气出口，所述进料口设置在所述热解室的 顶壁上，所述裂解气出口设置在所述裂解室的侧壁上，W及:蓄热式福射管，所述蓄热式福 射管沿所述热解反应器的高度方向多层布置在所述热解室和所述裂解室内部，每层具有多 根沿水平方向布置的所述蓄热式福射管；隔热砖墙，所述隔热砖墙设置在反应器横向宽度 的2/3处，竖直地贯穿于所述反应器内，将所述反应器的内部空间分隔成所述热解室和所述 裂解室;连通构件，所述连通构件为所述隔热砖墙纵向长度上，位于下部位置的开口，用于 将所述热解室和所述裂解室连通;颗粒床除尘装置，所述颗粒床除尘装置与所述隔热砖墙 的所述开口固定连接，且所述颗粒床除尘装置位于所述热解室的一侧沿水平方向延伸到所 述热解室内，用于将所述热解室产生的油气，通过所述颗粒床除尘装置，通入到所述裂解 室;喷淋塔，所述喷淋塔与所述裂解气出口连接;燃气罐，所述燃气罐与所述喷淋塔连接。
[0005] 发明人发现，根据本发明实施例的该反应系统结构简单，操作方便，溫度分布均 匀，加热效果好，一个炉体内可进行两种作业，合二为一，节省建造成本和占地面积，其反应 器分为热解室和裂解室，在热解室油气出口处设有颗粒床除尘器，热解室产生的油气，经过 颗粒床除尘后，洁净的油气再进入裂解室进行深度裂解，大分子的焦油分子裂解为小分子 的气态控类，生成大量的洁净的裂解气产品，降低了后端除尘压力，避免了热解油含尘的问 题，真正实现了化石燃料的清洁高效利用。
[0006] 根据本发明的实施例，所述颗粒床除尘装置位于热解室一侧的侧面上设置具有多 个孔的孔带，所述颗粒床除尘装置位于热解室一侧的底面上设有粉尘排出口，且所述颗粒 床除尘装置位于裂解室一侧的侧面上部设有用于对所述除尘装置进行反吹的吹扫口、下部 设有热解气排出口。
[0007] 根据本发明的实施例，所述颗粒床除尘装置镶嵌在所述开口内。
[0008] 根据本发明的实施例，所述隔热砖墙的厚度为50-150mm，所述孔带的高度为150- 1500mm，所述孔的直径为l-30mm;所述颗粒床除尘装置位于热解室一侧的上部为斜面设计， 所述颗粒床除尘装置的高度为200-2000mm，宽度为IOO-SOOmm，所述颗粒床除尘装置内装有 高的过滤介质;优选的，所述过滤介质为珍珠岩、砂石或陶瓷球颗粒。
[0009] 根据本发明的实施例，该系统可W进一步包括:气化炉，所述气化炉一端与所述蓄 热式福射管的燃气入口相连，另一端与所述半焦输送装置相连。
[0010] 根据本发明的实施例，该系统还可W包括:加料斗；第二进料装置，其与所述加料 斗相连;干燥装置，其分别与所述第二进料装置和所述蓄热式福射管上的烟气出口连接;气 固分离装置，其分别与所述干燥装置和所述热解料斗相连接;尾气净化装置，其与所述气固 分离装置相连接。
[0011] 根据本发明的实施例，所述热解料斗通过所述第一进料装置与所述进料口相连； 进一步还包括半焦出口，其设置在所述热解室的下部，所述半焦出口与所述半焦输送装置 连接。
[0012] 在本发明的另一个方面，本发明提供了一种利用前面所述的系统进行热解和裂解 的方法。根据本发明的实施例，该方法包括W下步骤:a.将颗粒油页岩通过所述第一进料装 置及所述进料口加入到所述反应器中，在所述反应器的所述热解室中完成热解过程;b.热 解产生的油气通过所述反应器隔热砖墙上设置的所述颗粒床除尘装置进行过滤除尘后，洁 净的油气进入到所述裂解室内，完成裂解过程，产生裂解气;C.所述裂解气通过所述裂解气 出口进入到所述喷淋塔中，对所述裂解气进行净化处理;d.经过净化的净裂解气进入所述 燃气罐中储存。
[0013] 根据本发明的实施例，所述步骤a中，所述颗粒油页岩从所述反应器上部的所述进 料口加入到所述反应器中，并被所述反应器内的所述蓄热式福射管打散，热解半焦从所述 反应器底部的半焦出口排出；所述步骤a中，所述颗粒油页岩被所述反应器热解室中的所述 蓄热式福射管加热到500-600°C，所述步骤b中，所述热解油气被所述反应器裂解室中的所 述蓄热式福射管加热到650-900°C。
[0014] 根据本发明的实施例，所述颗粒油页岩的粒度为20mmW下。
[0015] 本发明至少具有W下有益效果： 1)采取蓄热式福射管移动床工艺加热20mmW下的颗粒和粉末油页岩，溫度分布均匀， 加热效果好，反应系统结构简单，操作方便； 2) 反应器分为热解室和裂解室，热解室产生的油气，可在裂解室进行深度裂解，大分子 的焦油分子裂解为小分子的气态控类； 3) 该反应系统可产生大量的裂解气产品，避免了热解油含尘的问题，真正实现了化石 燃料的清洁高效利用； 4) 热解室油气出口处设有颗粒床除尘器，热解室产生的油气，经过颗粒床除尘后，洁净 的油气再进入裂解室进行深度裂解，降低了后端除尘压力，生成洁净的裂解气； 5 )-个炉体内可进行两种作业，合二为一，节省建造成本和占地面积。
【附图说明】
[0016] 图1为本发明热解和裂解系统的结构图。
[0017] 图2为本发明热解和裂解系统的反应器结构图。
[0018] 图3为本发明中安装有颗粒床除尘装置的隔热砖墙的正视图。
[0019] 图4为本发明反应器中的颗粒床除尘装置的结构图。
[0020] 其中，1、加料斗；2、气流干燥器;3、蓄热式移动床反应器;4、干燥旋风分离器;5、热 解料斗；6、尾气引风机;7、尾气净化装置;8、烟画；9、螺旋进料器；10、喷淋塔；11、燃气引风 机;12、燃气罐；13、气化炉；14、螺旋输送机;15、蓄热式福射管；16、隔热砖墙；17、连通构件； 18、热解室；19、裂解室;20、裂解气出口；21、进料口；22、燃气入口；23、烟气出口； 24、空气入 口；25、半焦出口；26、颗粒床除尘装置;2601、孔带;2602、粉尘排出口；2603、吹扫口；2604、 热解气排出口。
【具体实施方式】
[0021] 为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本 发明作进一步的详细说明。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解 为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技 术或条件或者按照产品说明书进行。
[0022] 本发明提供了一种自除尘型油页岩热解和裂解系统。根据本发明的实施例，参照 图1所示，该系统包括:热解料斗5 ;第一进料装置9，所述第一进料装置与所述热解料斗连 接;热解和裂解反应器3，包括:进料口 21、热解室18、裂解室19、裂解气出口 20、蓄热式福射 管15,隔热砖墙16、连通构件17和颗粒床除尘装置26,其中，所述进料口设置在所述热解室 的顶壁上，所述裂解气出口设置在所述裂解室的侧壁上，所述隔热砖墙竖直地贯穿于所述 反应器内，将所述反应器的内部空间分隔成所述热解室和所述裂解室，所述连通构件为所 述隔热砖墙纵向长度上，位于下部位置的开口，用于将所述热解室和所述裂解室连通;所述 颗粒床除尘装置与所述隔热砖墙的所述开口固定连接，且所述颗粒床除尘装置位于所述热 解室的一侧沿水平方向延伸到所述热解室内，用于将所述热解室产生的油气，通过所述颗 粒床除尘装置，通入到所述裂解室；喷淋塔10，所述喷淋塔与所述裂解气出口连接;燃气罐 12，所述燃气罐与所述喷淋塔连接。
[0023] 发明人发现，根据本发明实施例的该反应系统结构简单，操作方便，溫度分布均 匀，加热效果好，一个炉体内可进行两种作业，合二为一，节省建造成本和占地面积，其反应 器分为热解室和裂解室，在热解室油气出口处设有颗粒床除尘器，热解室产生的油气，经过 颗粒床除尘后，洁净的油气再进入裂解室进行深度裂解，大分子的焦油分子裂解为小分子 的气态控类，生成大量的洁净的裂解气产品，降低了后端除尘压力，避免了热解油含尘的问 题，真正实现了化石燃料的清洁高效利用。
[0024] 根据本发明的具体实施例，适用于该反应器的油页岩的粒径不受特别限制，在本 发明的一些优选实施例中，该反应器采用的油页岩为粒径20mmW下的颗粒和粉状化石燃 料，由此，可W充分利用小颗粒油页岩，资源利用率高，且能够解决大量堆积污染环境的问 题。
[0025] 根据本发明的具体实施例，适用于该系统的炉型不受特别限制，可W是蓄热式移 动床3也可W是其它类型，如非蓄热式或非移动式等，只要能通过隔热砖墙一体化的分割为 热解室和裂解室即可。
[0026] 根据本发明的具体实施例，参照图2所示，反应器内部有沿所述热解反应器的高度 方向多层布置在所述热解室和所述裂解室内部的蓄热式福射管，每层蓄热式福射管具有多 根蓄热式福射管，且沿水平方向间隔布置。根据本发明的实施例，所述热解室和裂解室内分 别分布了至少一根所述蓄热式福射管，优选的，所述至少一根蓄热式福射管均匀分布。蓄热 式福射管能够有效用于对热解料和裂解室内的油气进行加热，使其进行热解和裂解反应， 具体地，可W向蓄热式福射管内通入可燃气和空气，使可燃气燃烧实现对热解料的加热功 能。该反应器采用了蓄热式福射管加热技术无需气、固热载体加热，溫度分布均匀，加热效 果好，反应系统结构简单，操作方便，提高了反应器的热效率的同时简化了系统工艺。
[0027] 在反应器中，油页岩自上而下运动，热解室中设置的均匀布置的单向蓄热式福射 管可W将油页岩打散使其均匀分布，油页岩在反应器中自上而下停留1-50分钟，并加热到 500-600°C，管壁溫度利用燃气调节阀控制在500~700°C范围，完成热解过程，热解产生的 油气，进入所述颗粒床除尘装置，油气经过滤除尘后，洁净的油气进入到裂解室，裂解室中 设置了均匀布置的单向蓄热式福射管，并加热到650-90(TC，管壁溫度利用燃气调节阀控制 在650~90(TC范围，完成裂解过程，大分子的焦油分子裂解为小分子的气态控类，产生大量 的裂解气，避免了热解油含尘的问题，真正实现了油页岩的清洁高效利用。根据本发明的实 施例，蓄热式福射管的形状不受特别限制，在本发明的一些实施例中，可W为圆柱形，由此 有利于油页岩的打散，实现混合油页岩在反应器中的均匀分散。
[0028] 根据本发明的具体实施例，图3为从反应器的左向右看时本发明中安装有颗粒床 除尘装置的隔热砖墙的正视图，如图2和图3所示，隔热砖墙设置在反应器内，优选的，位于 反应器横向宽度的2/3处，隔热砖墙的厚度为50-150mm，隔热砖墙竖直地贯穿于反应器内， 将反应器的内部空间分隔成热解室和裂解室，该结构使得在一个炉体内设置了热解室和裂 解室，热解室产生的油气，热解产生的油气通过所述反应器隔热砖墙上设置的所述颗粒床 除尘装置进行过滤除尘后，洁净的油气进入到所述裂解室内，完成裂解过程，将大分子的焦 油分子裂解为小分子的气态控类，产生大量的裂解气，从而避免了生产热解油含尘的问题。 并且，一个炉体内可进行两种作业，合二为一，节省建造成本和占地面积。
[0029] 根据本发明的具体实施例，连通构件的具体种类不受特别限制，只要可W将热解 室和裂解室连通，从而将热解室产生的油气通入到裂解室即可。在本发明的一些实施例中， 如图2所示，连通构件为所述隔热砖墙纵向长度上，位于下部位置的开口。
[0030] 根据本发明的具体实施例，所述颗粒床除尘装置具体安装方式不受限制，可W为 焊接、馴接或镶嵌，根据本发明的一些实施例，图4为本发明的颗粒床除尘装置的结构图，如 图1、图2和图4所示，本发明采用镶嵌方式将颗粒除尘装置镶嵌在所述开口内，颗粒床除尘 装置位于热解室一侧的侧面上设置具有多个孔的孔带2601，所述颗粒床除尘装置位于热解 室一侧的底面上设有粉尘排出口 2602,且所述颗粒床除尘装置位于裂解室一侧的侧面上部 设有用于对所述除尘装置进行反吹的吹扫口 2603、下部设有热解气排出口 2604。
[0031] 根据本发明的具体实施例，如图巧日图4所示，所述孔带的高度为150-1500mm，所述 孔的直径为l-30mm;所述颗粒床除尘装置位于热解室一侧的上部为斜面设计，所述颗粒床 除尘装置的高度为200-2000mm，宽度为IOO-SOOmm，所述颗粒床除尘装置内装有高 的过滤介质；根据本发明的一些实施例，本发明采用过滤介质为珍珠岩、砂石或陶瓷球颗 粒。
[0032] 根据本发明的具体实施例，该系统可W进一步包括:分别与蓄热式福射管的燃气 入口和半焦输送装置相连的气化炉。由此，可W利用半焦输送装置将热解室中热解产生的 半焦输送至气化炉中，对半焦进行气化处理，W获得可燃气和灰渣，得到的可燃气可W通入 蓄热式福射管中，同时向蓄热式福射管中通入空气，使可燃气燃烧对热解室中的物料进行 加热。由此，可W对半焦进行充分的利用，不造成浪费，经济性好。
[0033] 根据本发明的具体实施例，所述反应器设有燃气入口 22、空气入口 24W及烟气出 口23,其中，燃气入口和烟气出口分别与蓄热式福射管连接，分别用于通入可燃气和排出烟 气，空气入口分别与气源和蓄热式福射管连接，用于将气源产生的空气通入蓄热式福射管 中。
[0034] 根据本发明的具体实施例，该系统可W进一步包括:加料斗1;与加料斗相连的第 二进料装置9;分别与所述第二进料装置和所述蓄热式福射管上的烟气出口 23连接的干燥 装置2;分别与所述干燥装置和所述热解料斗相连接的气固分离装置4;与所述气固分离装 置相连接的尾气净化装置7。由此，可W通过第二进料装置将加料斗中的油页岩加入干燥装 置中，在干燥装置中，油页岩在来自热解室中的蓄热式福射管的烟气(溫度约为200~250摄 氏度)的作用下进行干燥，然后干燥后的油页岩和烟气的混合物进入气固分离装置，分离获 得的烟气(溫度约为70~110摄氏度)进入尾气净化装置中进行净化处理，W实现达标排放， 分离获得的热解料输送至热解料斗中，用于进行热解反应。
[0035] 根据本发明的实施例，第二送料装置的具体种类不受特别限制，只要适用于将加 料斗中的油页岩输送至干燥装置中即可。在本发明的一些实施例中，第二送料装置可W为 螺旋进料器9。由此，能够实现对油页岩的自动化输送，且输送量可控，设备结构简单，操作 方便。
[0036] 根据本发明的实施例，干燥装置的具体种类不受特别限制，只要能够实现对油页 岩的干燥和预热的功能即可。在本发明的一些实施例中，干燥装置可W为气流干燥器2,由 此，油页岩在烟气的作用下进行干燥和提升，干燥后的油页岩和烟气的混合物排出气流干 燥器2,有利于后续步骤进行。在干燥装置中，在对热解料进行干燥的同时，还实现了预热的 功能，有利于提高后续热解反应的速率和效率，且热解室中采用蓄热式福射管排出的烟气 对油页岩进行干燥和预热，实现了热能的综合利用，有效减少了能耗，达到了节能环保的目 的。
[0037] 根据本发明的实施例，气固分离装置的具体种类不受特别限制，只要能够将油页 岩和烟气分离即可。在本发明的一些实施例中，气固分离装置可W为干燥旋风分离器4,由 此能够快速、有效地将热解料和烟气进行分离，且分离效果好，操作简单方便，成本较低。
[0038] 根据本发明的实施例，在气固分离装置和尾气净化装置之间还可W进一步设置有 尾气引风机6,尾气引风机可W快速、有效地将气固分离装置中分离获得的烟气输送至尾气 净化装置中，有利于提高工作效率。
[0039] 根据本发明的实施例，该热解设备还可W设置有与尾气净化装置相连的烟画8,经 过尾气净化装置净化处理后的烟气经烟画排空，由此，有利于保护环境，减少污染。
[0040] 根据本发明的实施例，该系统还可W包括:在喷淋塔10和燃气罐12之间还可W进 一步设置有燃气引风机11，燃气引风机可W快速、有效地将喷淋塔中经过净化获得的天然 气输送至燃气罐中进行存储，进一步地，得到的裂解气可W进一步用于制备LNG或LNP。发明 人发现，利用该系统可W显著提高裂解气的收率，有足够的气体用于生产液化天然气(LNG) 或液化石油气(LPG)，经济效益好。
[0041 ]根据本发明的具体实施例，所述热解料斗通过第一进料装置与进料口相连;进一 步还包括半焦出口，其设置在所述热解室的下部，所述半焦出口与所述半焦输送装置连接。 第一进料装置的具体种类不受特别限制，只要可W将热解料斗中的油页岩有效地输送至反 应器中即可。在本发明的一些实施例中，第一进料装置可W螺旋进料器。由此，能够实现对 油页岩的自动化输送，输送量可控，且设备结构简单，操作方便。半焦输送装置的具体种类 不受特别限制，包括但不限于星形或螺旋输送机，优选情况下，半焦输送机可W为螺旋输送 机14,由此，能够实现对半焦的自动化输送，且输送量可控，设备结构简单，操作方便。
[0042] 在本发明的另一个方面，本发明提供了一种利用前面所述的系统进行热解和裂解 的方法。根据本发明的实施例，该方法可W包括W下步骤： a.将颗粒油页岩通过所述第一进料装置及设置在所述热解室的顶壁上的进料口加入 到所述反应器中，在所述反应器的所述热解室中完成热解过程，热解半焦从反应器底部的 半焦出口排出，并经半焦输送装置排出。
[0043] 根据本发明的具体实施例，适用于该反应器的油页岩的粒径不受特别限制，在本 发明的一些优选实施例中，该反应器采用的油页岩为粒径20mmW下的颗粒和粉状化石燃 料，由此，可W充分利用小颗粒油页岩，资源利用率高，且能够解决大量堆积污染环境的问 题。
[0044] 根据本发明的具体实施例，第一进料装置的具体种类不受特别限制，只要可W将 热解料斗中的油页岩有效地输送至反应器中即可。在本发明的一些实施例中，第一进料装 置可W螺旋进料器。由此，能够实现对油页岩的自动化输送，输送量可控，且设备结构简单， 操作方便。
[0045] 根据本发明的具体实施例，所述热解室内分布了至少一根所述蓄热式福射管，优 选的，所述至少一根蓄热式福射管均匀分布，具体的，单向蓄热式福射管可W将油页岩打散 使其均匀分布，油页岩在反应器中自上而下停留1-50分钟，并加热到500-600°C，管壁溫度 利用燃气调节阀控制在500~700°C范围，完成热解过程。
[0046] 根据本发明的实施例，在将油页岩加入热解料斗之前，还可W预先对油页岩进行 干燥处理，例如，可W采用蓄热式福射管排出的烟气对油页岩进行干燥和预热处理，由此， 能够除去油页岩中的水分，有利于提高热解效率。根据本发明的实施例，该热解方法还可W 包括对干燥后的烟气进行净化处理的步骤，W使尾气达标排放，减少环境污染。
[0047] 根据本发明的实施例，半焦输送装置的具体种类不受特别限制，包括但不限于星 形或螺旋输送机，优选情况下，半焦输送机可W为螺旋输送机。由此，能够实现对半焦的自 动化输送，且输送量可控，设备结构简单，操作方便。
[0048] b.热解产生的油气通过所述反应器隔热砖墙上设置的所述颗粒床除尘装置进行 过滤除尘后，洁净的油气进入到所述裂解室内，完成裂解过程，产生裂解气。
[0049] 根据本发明的具体实施例，隔热砖墙设置在反应器内，优选的，位于反应器横向宽 度的2/3处，隔热砖墙的厚度为50-150mm，隔热砖墙竖直地贯穿于反应器内，将反应器的内 部空间分隔成热解室和裂解室，该结构使得在一个炉体内设置了热解室和裂解室，热解室 产生的油气，热解产生的油气通过所述反应器隔热砖墙上设置的所述颗粒床除尘装置进行 过滤除尘后，洁净的油气进入到所述裂解室内，完成裂解过程，将大分子的焦油分子裂解为 小分子的气态控类，产生大量的裂解气，从而避免了生产热解油含尘的问题。并且，一个炉 体内可进行两种作业，合二为一，节省建造成本和占地面积。
[0050] 根据本发明的具体实施例，所述颗粒床除尘装置具体安装方式不受限制，可W为 焊接、馴接或镶嵌，根据本发明的一些实施例，本发明采用镶嵌方式将颗粒除尘装置镶嵌在 所述开口内，颗粒床除尘装置位于热解室一侧的侧面上设置具有多个孔的孔带，所述颗粒 床除尘装置位于热解室一侧的底面上设有粉尘排出口，且所述颗粒床除尘装置位于裂解室 一侧的侧面上部设有用于对所述除尘装置进行反吹的吹扫口、下部设有热解气排出口。
[0051] 根据本发明的具体实施例，所述裂解室内分布了至少一根所述蓄热式福射管，优 选的，所述至少一根蓄热式福射管均匀分布，具体的，并加热到650-90(TC，管壁溫度利用燃 气调节阀控制在650~90(TC范围，完成热裂解过程，大分子的焦油分子裂解为小分子的气 态控类，产生大量的裂解气，避免了热解油含尘的问题，真正实现了油页岩的清洁高效利 用。
[0052] C.所述裂解气通过所述裂解气出口进入到所述喷淋塔中，对所述裂解气进行净化 处理。
[0053] d.经过净化的净裂解气进入所述燃气罐中储存。
[0054] 根据本发明的实施例，该系统还可W包括:在喷淋塔和燃气罐之间还可W进一步 设置有燃气引风机11，燃气引风机11可W快速、有效地将喷淋塔中经过净化获得的天然气 输送至燃气罐中进行存储，进一步地，得到的裂解气可W进一步用于制备LNG或LNP。发明人 发现，利用该系统可W显著提高裂解气的收率，有足够的气体用于生产液化天然气(LNG)或 液化石油气(LPG )，经济效益好。
[0055] 发明人发现，根据本发明实施例的该反应系统结构简单，操作方便，溫度分布均 匀，加热效果好，能够处理20mmW下的颗粒油页岩，页岩利用率高，适于推广，一个炉体内可 进行两种作业，合二为一，节省建造成本和占地面积，其反应器分为热解室和裂解室，在热 解室油气出口处设有颗粒床除尘器，热解室产生的油气，经过颗粒床除尘后，洁净的油气再 进入裂解室进行深度裂解，大分子的焦油分子裂解为小分子的气态控类，生成大量的洁净 的裂解气产品，降低了后端除尘压力，避免了热解油含尘的问题，真正实现了化石燃料的清 洁高效利用。
[0056] 下面对本发明的自除尘型油页岩热解和裂解系统和方法的具体工作过程进行详 细描述，具体如下： 首先，将粒度《20mm的原料油页岩加入加料斗1中，利用第二进料装置将储存于加料斗 1中的原料油页岩加入气流干燥器2中，同时蓄热式福射管15中排出的200~250摄氏度的烟 气通入气流干燥器2中，原料油页岩在烟气的作用下进行干燥和提升，接着烟气和原料油页 岩的混合物排出气流干燥器，进入气固分离装置中，分离获得的烟气(溫度约为70~110摄 氏度）排出气固分离装置4,并在尾气引风机6的作用下进入尾气净化装置7,进行净化处 理，净化得到的符合排放标准的烟气经烟画8排空，气固分离装置中分离得到的原料油页岩 排出气固分离装置，并进入热解料斗中，然后利用第一送料装置9将储存于热解料中的原料 油页岩加入热解反应器中，自上而下运动，停留约1~50分钟，在均匀设置的蓄热式福射管 (管壁溫度约为500~700摄氏度)的打散和加热作用下，油页岩均匀受热升溫至500~600摄 氏度，完成热解反应，得到热解油气和半焦，得到的热解油气通过所述反应器隔热砖墙上设 置的所述颗粒床除尘装置26进行过滤除尘，同时通过吹扫口 2603对所述除尘装置进行反 吹，产生的粉尘通过粉尘排出口 2602排出进入所述半焦输送装置14,洁净的油气通过热解 气排出口 2604进入到所述裂解室内，进行深度裂解，半焦或其他固体杂质通过半焦输送装 置输送至气化炉中进行气化处理，得到可燃气通入蓄热式福射管用于对热解反应器中的油 页岩进行加热，气化处理得到的灰渣排出气化炉13,裂解室中裂解得到的裂解气体通过裂 解气出口进入喷淋塔10净化，净化后的气体进入燃气罐12进行存储，可W进一步用于制备 LNG 或 LKi。
[0057] 具体实施例： 利用自除尘型油页岩热解和裂解系统对龙口油页岩进行处理，原料的基础数据见表1。
[0058] 表1:龙口油页岩基础数据
利用该反应器处理龙口油页岩，得到的气体产品产率为15%，远高于实验室侣離热解所 得到的产气率，热解焦油几乎全部裂解为气态产物，产气率高。裂解气热值高达SOOOkcal/ m3,品质高，该系统产出的裂解气中粉尘含量低于1%，气体较为清洁。
[0059] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能 理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第 一"、"第二"的特征可W明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
[0060] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相连"、"连接"、"固定"等 术语应做广义理解，例如，可W是固定连接，也可W是可拆卸连接，或成一体;可W是机械连 接，也可W是电连接;可W是直接相连，也可W通过中间媒介间接相连，可W是两个元件内 部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可W根据具体情 况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0061] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征"上"或"下"可W 是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在 第二特征"之上"、"上方"和"上面"可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示 第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征"之下"、"下方"和"下面"可W是第 一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0062] 在本说明书的描述中，参考术语"一个实施例"、"一些实施例"、"示例"、"具体示 例"、或"一些示例"等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特 点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不 必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可W在任一 个或多个实施例或示例中W合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术 人员可W将本说明书中描述的不同实施例或示例W及不同实施例或示例的特征进行结合 和组合。
[0063] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可W理解的是，上述实施例是示例 性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可W对上述 实施例进行变化、修改、替换和变型，同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思 想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处。
【主权项】
1. 一种自除尘型油页岩热解和裂解系统，其特征在于，包括： 热解料斗； 第一进料装置，所述第一进料装置与所述热解料斗连接； 热解和裂解反应器，包括:进料口、热解室、裂解室和裂解气出口，所述进料口设置在 所述热解室的顶壁上，所述裂解气出口设置在所述裂解室的侧壁上；以及： 蓄热式辐射管，所述蓄热式辐射管沿所述热解反应器的高度方向多层布置在所述热解 室和所述裂解室内部，每层具有多根沿水平方向布置的所述蓄热式辐射管； 隔热砖墙，所述隔热砖墙设置在反应器横向宽度的2/3处，竖直地贯穿于所述反应器 内，将所述反应器的内部空间分隔成所述热解室和所述裂解室； 连通构件，所述连通构件为所述隔热砖墙纵向长度上，位于下部位置的开口，用于将所 述热解室和所述裂解室连通； 颗粒床除尘装置，所述颗粒床除尘装置与所述隔热砖墙的所述开口固定连接，且所述 颗粒床除尘装置位于所述热解室的一侧沿水平方向延伸到所述热解室内，用于将所述热解 室产生的油气，通过所述颗粒床除尘装置，通入到所述裂解室； 喷淋塔，所述喷淋塔与所述裂解气出口连接； 燃气罐，所述燃气罐与所述喷淋塔连接。2. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述颗粒床除尘装置位于热解室一侧的侧 面上设置具有多个孔的孔带，所述颗粒床除尘装置位于热解室一侧的底面上设有粉尘排出 口，且所述颗粒床除尘装置位于裂解室一侧的侧面上部设有用于对所述除尘装置进行反吹 的吹扫口、下部设有热解气排出口。3. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述颗粒床除尘装置镶嵌在所述开口内。4. 根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述隔热砖墙的厚度为50-150mm，所述孔 带的高度为150_1500mm，所述孔的直径为l-30mm;所述颗粒床除尘装置位于热解室一侧的 上部为斜面设计，所述颗粒床除尘装置的高度为200-2000mm，宽度为100-500mm，所述颗粒 床除尘装置内装有高的过滤介质;优选的，所述过滤介质为珍珠岩、砂石或陶瓷球 颗粒。5. 根据权利要求1-3中任一项所述的系统，其特征在于，进一步包括:气化炉，所述气化 炉一端与所述蓄热式辐射管的燃气入口相连，另一端与所述半焦输送装置相连。6. 根据权利要求1-3中任一项所述的系统，其特征在于，还包括： 加料斗； 第二进料装置，其与所述加料斗相连； 干燥装置，其分别与所述第二进料装置和所述蓄热式辐射管上的烟气出口连接； 气固分离装置，其分别与所述干燥装置和所述热解料斗相连接； 尾气净化装置，其与所述气固分离装置相连接。7. 根据权利要求1-3中任一项所述的系统，其特征在于，所述热解料斗通过所述第一进 料装置与所述进料口相连;进一步还包括半焦出口，其设置在所述热解室的下部，所述半焦 出口与所述半焦输送装置连接。8. -种利用权利要求1-7中任一项所述的系统进行油页岩热解和裂解的方法，其特征 在于，包括以下步骤： a. 将颗粒油页岩通过所述第一进料装置及所述进料口加入到所述反应器中，在所述反 应器的所述热解室中完成热解过程； b. 热解产生的油气通过所述反应器隔热砖墙上设置的所述颗粒床除尘装置进行过滤 除尘后，洁净的油气进入到所述裂解室内，完成裂解过程，产生裂解气； c. 所述裂解气通过所述裂解气出口进入到所述喷淋塔中，对所述裂解气进行净化处 理； d. 经过净化的净裂解气进入所述燃气罐中储存。9. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤a中，所述颗粒油页岩从所述反应 器上部的所述进料口加入到所述反应器中，并被所述反应器内的所述蓄热式辐射管打散， 热解半焦从所述反应器底部的半焦出口排出；所述步骤a中，所述颗粒油页岩被所述反应器 热解室中的所述蓄热式辐射管加热到500-600°C，所述步骤b中，所述热解油气被所述反应 器裂解室中的所述蓄热式辐射管加热到650-900°C。10. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述颗粒油页岩的粒度为20mm以下。
【文档编号】C10B47/20GK105925290SQ201610489943
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年6月29日
【发明人】耿层层, 陈水渺, 肖磊, 薛逊, 吴道洪
【申请人】北京神雾环境能源科技集团股份有限公司