CN102492446B - 组合式瓦斯全循环干馏炉 - Google Patents

Abstract

一种由若干个干馏子单元组成的应用瓦斯全循环技术对油页岩进行干馏炼油的干馏炉。其特征在于：用油页岩干馏过程中产生的瓦斯作为干馏油页岩的热载体，用冷瓦斯来回收油页岩干馏生成的半焦的余热，用花墙来分布热载体，干馏炉的每个干馏子单元内部由上至下依次设置气室、人字形横梁、人字形挡板、花墙、冷却水套、排焦通道、推焦机、刮板运输机和水封池。干馏子单元的花墙垂直底部设置，每2堵花墙之间形成一个通道；花墙上设有冷、热循环瓦斯的喷口。本发明干馏炉日处理量和干馏子单元的个数成正比，可以达到6000吨以上。本发明适用于对粒径为5～75mm的、瓦斯含量低、固定炭含量低、含水量低的各种品质的油页岩进行干馏炼油，干馏炉的油回收率达90％左右。

Description

组合式瓦斯全循环干馏炉

技术领域

本发明涉及一种应用瓦斯全循环技术对油页岩进行干馏炼油的工艺和装置，干馏炉是由若干个干馏子单元组合成的。

背景技术

目前，国内的油页岩干馏炼油方式有三种，第一种是抚顺式干馏炉，圆筒形结构，为内燃式炉。从干馏炉底部通入饱和空气，用燃烧产生的烟气对上部的油页岩进行干馏，为防止炉内烟气温度过高而结焦，在干馏炉上部通入一部分550℃～650℃的瓦斯进行调节，处理粒度为12～75mm，单炉处理能力为100吨(见图1)。第二种是茂名式干馏炉，方形结构，也是内燃式炉，俗称气燃炉。从干馏炉底部通入可燃瓦斯和空气，燃烧产生的烟气在上升过程中对上部的油页岩进行干馏，收油率为70％左右，处理粒度为30～120mm。单炉处理能力为200吨／日(见图2)。茂名式方炉因污染问题已于20世纪80年代全部停产。第三种是桦甸式干馏炉，圆方形结构，上部为圆形，下部为方形，是全循环式干馏炉。炉内无燃燃装置，依靠从干馏炉中部通入的循环瓦斯对上部的油页岩进行干馏，收油率为90％左右，处理粒度为6～50mm，单炉处理能力为300吨／日。该炉是目前国内最先进的干馏炉。图3为桦甸式干馏炉的结构，700℃左右的热循环瓦斯从进气管309引入干馏炉，经鼎形装置308的喷气孔喷出，将从上面下来的油页岩加热到540℃左右，发生干馏，干馏产生的油气经设置于上部的阵伞305收集，被干馏气体导出管306导出炉外，送油回收系统回收页岩油。但该炉因采用鼎形装置308作为布气装置，热循环瓦斯的喷射距离有限，故干馏炉的处理能力受到限制。鉴于抚顺式、茂名式干馏炉的炉型均有处理量小、占地面积大、收油率低、污染环境等缺陷而受到限制，而桦甸式干馏炉虽然有先进性，但单炉处理能力依然偏小，在国外有巴西的佩特罗西克斯(Petrosix)炉，采用全循环工艺，干馏炉的日处理量为6000吨。但因技术壁垒、造价昂贵、引进条件苛刻，到目前为止还不能引进。为此，我国急需一种日处理量超过1000吨以上的大型化的瓦斯全循环干馏炉。

发明内容

本发明的目的在于提供一种处理能力超过1000吨的大型化的采取瓦斯全循环工艺的油页岩干馏炉。为实现这一发明的目的，需要解决的关键技术问题是：1、干馏炉布料、布气要均匀，能使油页岩完全干馏。干馏炉容量的扩大不能影响干馏炉内的均匀布料、均匀布气，油页岩依然能和热载体均匀接触，均衡干馏，炉内没有死角。这一问题看似简单，实际难度很大，抚顺式干馏炉想把处理能力从100吨提高到200吨以上，经过几十年的努力，由于解决不好干馏炉内的均匀布气问题，至今未能实现。2、干馏炉各项技术指标要先进。干馏炉容量的扩大不能影响瓦斯全循环工艺的实现，不能影响干馏炉的主要技术指标，比如油的回收率、单位能耗等。瓦斯全循环工艺是目前世界上油回收率最高的油页岩干馏炼油工艺，如果因为要扩大干馏炉的处理能力而造成油回收率的下降，显然是不可取的。3、干馏炉适应性要强，能满足多种用户的需求。比如不同品质的油页岩，含油率高低，含水量的多少，含气量的多少，都能适用；特别是应能适用于低品质油页岩的干馏炼油，我国大多数产地的油页岩属于低品质油页岩。4、干馏炉的大小规格应可以根据需要选择，处理量的大小可自由缩放，不因处理量增大而变更炉型。用户可根据油页岩储量的大小进行选择，自由度量，不要出现“大马拉小车”或“小马拉大车”的情况，造成设施不配套，能源消耗增加的现象。5、干馏炉能和现有干馏炼油厂的瓦斯加热系统、油回收系统形成配套，对干馏炉配套设施的不要作太多的调整和改进。6、干馏炉能长周期运行安全稳定，没有严重的安全隐患。比如不能因设备本身的问题造成瓦斯泄漏，爆炸等事故。

本发明组合式瓦斯全循环油页岩干馏炉，其工艺特征是：用油页岩干馏过程中产生的瓦斯作为干馏油页岩的热载体，用冷瓦斯来回收油页岩干馏生成的半焦的余热，用布气花墙来均匀布气，热载体反复循环使用，形成完整连续的干馏工艺。油页岩干馏过程中产生的含油瓦斯经油回收装置回收页岩油后被冷却到40℃左右，一部分由瓦斯风机送入加热炉作为燃料；一部分由瓦斯风机送入加热炉被加热到700℃左右作为热循环瓦斯再送回干馏炉，由于管道散热损失，进入干馏炉时温度为640～680℃左右；一部分由瓦斯风机送入干馏炉底部回收半焦的余热，温度上升到450℃以上后和640～680℃左右的热循环瓦斯混合成580～620℃左右的的热载体对油页岩进行干馏；热载体通过布气花墙在干馏炉内被均匀分布；油页岩干馏又产生新的含油瓦斯，再重复以上过程，如此周而复始，形成完整、连续的干馏工艺。

本发明组合式瓦斯全循环油页岩干馏炉，其结构特征是：干馏炉由多个干馏子单元组合而成。每个干馏子单元相对独立，用中间开有瓦斯通道的布气花墙作为干馏炉的布气装置，其结构见图4。所述干馏子单元包括炉体、加料装置、油气导出装置、炉内布料装置，布气花墙，半焦冷却装置及排焦装置。所述炉体由耐火砖419砌成；所述加料装置设置于炉体的上部，由料斗401、闸板阀402、给料机403组成；所述油气导出装置由设置于炉子上部的气室404和干馏气体导出管405组成；所述炉内布料装置设置于炉子上中部，支撑气室的人字形横梁421和人字形挡板406组成；所述布气装置由热循环瓦斯通道418、热循环瓦斯进气管407，热循环瓦斯喷口408，布气花墙409、冷循环瓦斯通道417、冷循环瓦斯进气管410、冷循环瓦斯喷口411等组成；所述的半焦冷却装置设于炉子下部，由冷循环瓦斯进气管410、冷循环瓦斯喷口411和冷却水套412组成；所述排焦装置由排焦通道413、推焦机414、刮板运输机415、水封池416组成。所述干馏子单元顶部设置给料装置料斗401、闸板阀402、给料机403，干馏气排出管道405；所述干馏子单元内部由上至下依次设置气室404、人字形横梁421、人字形挡板406、布气花墙409、冷却水套412、排焦通道413；所述干馏子单元底部设置推焦机414、刮板运输机415和水封池416；干馏子单元底部的水封池416在运行时充满水，高度为600～900mm，防止瓦斯逸出。

本发明组合式瓦斯全循环油页岩干馏炉，其结构特征是：由若干个干馏子单元组合成一个完整的干馏炉。垂直于底面的每2堵布气花墙组成1个独立的干馏子单元，3堵布气花墙可组成2个独立的干馏子单元，4堵布气花墙可组成3个独立的干馏子单元，余可类推。即n堵布气花墙可组成(n-1)个独立的干馏子单元。多个干馏子单元组成的干馏炉上部可以相互连通。图5是由4堵布气花墙组成的3个干馏子单元、上部相互连通的干馏炉结构示意图。

本发明组合式瓦斯全循环油页岩干馏炉，其结构特征是：干馏炉上部设有多个气室，气室设置于布气花墙的正上方，1堵布气花墙对应1个气室；即n堵布气花墙有n个气室。干馏气体在气室汇集并经干馏气体导出管排出炉外。气室和气室之间相互连通，气体可自由流动。

所述人字形横梁421设置于气室下缘，支撑气室404；人字形挡板406设置干馏炉进料口之下，布气花墙409之上；人字形横梁和人字形挡板上均开有气孔；

所述的布气花墙409垂直于干馏炉的底部设置，布气花墙409由耐火砖砌成。每2堵布气花墙之间形成一个通道，组成1个干馏子单元。布气花墙之间既是油页岩的行进通道，同时也是气流通道。布气花墙409的内部设有热循环瓦斯通道418，和热循环瓦斯进气管407相连，热循环瓦斯通道418的两侧开有热循环瓦斯喷口408；布气花墙409下部的中间设有冷循环瓦斯通道417，和冷循环瓦斯进气管410相连，冷循环瓦斯通道417的两侧开有冷循环瓦斯喷口411；

所述的冷却水套412设置于布气花墙409的下部，冷却水套412的两侧为排焦通道413；

所述的推焦机414、刮板运输机415、水封池416设置于干馏炉的底部。1个干馏子单元可设置1套排焦装置，多个干馏子单元可共用1套排焦装置；

所述干馏炉的炉体由耐火砖419砌成，外面包上钢板420；

所述的组合式瓦斯全循环油页岩干馏炉，其特征在于：干馏炉由若干个相对独立的干馏子单元组成，每个干馏子单元都可独立运行工作。干馏子单元的数量根据干馏炉需要的处理量来选择。需要的处理量大时，干馏子单元可多设一些，需要干馏炉处理量小时，干馏子单元可少设一些。一般，1个干馏子单元的日处理量为100～200吨。比如，如想使干馏炉的日处理量达到2000吨左右，则需设置10～20个干馏子单元。

本发明组合式瓦斯全循环油页岩干馏炉和桦甸式全循环干馏炉相比，有如下特点：

(1)本发明干馏炉利用布气花墙两侧开设的喷孔作为布气装置，使瓦斯穿透油页岩的距离大大缩短，因此，布气更为均匀、有效。桦甸式干馏炉采用鼎形装置作为布气装置，瓦斯穿透油页岩层的最大距离为1.3m左右，而本发明仅为0.35m左右。而且每一个喷孔到达最远点的距离都相等，所以在干馏炉中发生偏流的可能性很小，因而油页岩和热循环瓦斯的接触混合更均匀，干馏更完全、更彻底。

(2)本发明干馏炉在油页岩干馏发生区域内无其他装置挤占，可利用容积最大，因而在同等条件下干馏炉的处理量最大。同时，由于炉内无其他装置阻挡，使物料和气流在干馏炉内的流动更为顺畅，没有死角，改善了物料和气流在干馏炉内分布的均衡度。桦甸式干馏炉由于在干馏发生区域需布置鼎形装置作为布气结构，占去了约20％左右的截面积，相对减少了处理量。

(3)本发明干馏炉上部设有气室，通过气室收集干馏气体，并设有多个排出口，排气更为顺畅。桦甸式干馏炉利用阵伞收集干馏气体，而且1台炉只有1个气体排出口，不仅挤占了干馏炉的有效容积，而且由于排气管直径较大，影响均匀布料，造成偏炉等现象发生。

(4)本发明干馏炉由多个相对独立的干馏子单元组成，每个干馏子单元都可独立运行工作。从根本上解决了桦甸式全循环干馏炉不能放大的缺陷，有利于干馏炉大型化的实现。

(5)本发明干馏炉结构简单，砌筑方便，由于炉内没有复杂的鼎形装置和阵伞结构，增加了干馏炉的有效容积，降低了炉子砌筑成本，节省了投资。

(6)本发明干馏炉具有其他类型瓦斯全循环干馏炉的优点，如炉内无燃烧装置，不会结焦、堵塞，起动和停炉简捷方便，安全性高，收油率高，可以实现计算机自动控制等。

(7)本发明干馏炉适用于各种品质的油页岩，特别对低品质油页岩没有限制，无论含油率高低、含水量的多少、含气量的多少的油页岩均可使用本发明干馏炉进行干馏炼油。

(8)如使用本发明干馏炉对老的油页岩干馏炼油厂进行改造，除干馏炉以外的其他配套设施，如破碎筛分系统、瓦斯加热系统、油回收系统等均可继续利用。

本发明组合式瓦斯全循环油页岩干馏炉的工艺流程和工作原理见图4。具体工艺过程是：将矿石破碎筛分成符合干馏炉工艺要求的规格，通过输料系统从干馏炉的上部加入。油页岩从干馏炉上部加入后，经人字形横梁和人字形挡板分布后均匀下落，被人字形横梁和人字形挡板分割成若干通道，油页岩在干馏炉内的分布均衡度进一步提高。油页岩在下落过程中和从下部通入的热循环瓦斯接触，被加热到500℃～540℃，发生干馏。40℃左右的冷循环瓦斯从布气花墙的下部进入，在布气花墙的两侧设有向外的喷口，向外喷射冷循环瓦斯，冷循环瓦斯只能沿着被布气花墙分隔的气流通道(同时也是油页岩干馏后生成的半焦的排出通道)上升，气流被均衡分配，冷循环瓦斯在上升过程中和已被干馏的半焦接触并被加热到450℃以上，回收了半焦的余热；640～680℃左右的热循环瓦斯从布气花墙的中部进入，在布气花墙的两侧设有向外的喷口，向外喷射热循环瓦斯，喷射速度3.5m／s左右，足以穿透整个油页岩层。喷射出来的热循环瓦斯在这里和吸收了半焦热量的冷循环瓦斯会合，温度在580～620℃之间，循环瓦斯混合后一起沿着被布气花墙分隔的气流通道(同时也是油页岩行进通道)上升，将油页岩加热到500℃～540℃，对油页岩进行干馏。冷、热循环瓦斯的混合后温度通过调整进干馏炉的冷、热循环瓦斯的比例来调整，一般为：热：冷=1：(0.1～0.2)；这时，油页岩中的油母产生裂解，生成干馏油气。干馏油气和混合后的循环瓦斯一起上升，对油页岩进行加热，同时自身温度也不断降低到110℃左右，干馏油气在上升到气室时，被导出管导出干馏炉外，进入油回收系统，经过水喷淋，冷却塔，旋捕器，电捕器等设备进行油气水分离，回收页岩油。收油后的瓦斯气体进入气柜储存待用。油页岩干馏后生成的半焦被冷循环瓦斯冷却到250℃左右后在半焦排出通道中继续下行，被设置在排焦通道里的冷却水套冷却到180℃左右落入水封池，水封池下部装有推焦机和刮板运输机，将半焦刮出炉外，送往半焦堆场。

本发明主要采取如下技术来实现发明的目的。

一是用增加干馏炉内的干馏有效容积的方法大幅度提高干馏炉的处理量。本发明干馏炉和桦甸式干馏炉相比，在干馏炉底面积相同的情况下，由于取消了桦甸炉的鼎形装置和阵伞结构，使干馏炉的有效容积比桦甸炉增加了20％以上，从而使处理量也同比例增长。

二是用单元组合的方式来提高布料和布气均匀度，提高油页岩干馏的均衡性，从而提高油的回收率和干馏炉的热效率。通常干馏炉的截面积越大，就越难实现布料和布气的均匀度。这也是抚顺式干馏炉和桦甸式干馏炉不能同比例放大的根本原因。干馏炉最忌讳的是炉内发生所谓“偏流”现象。“偏流”现象是指因气流分布不均而形成炉内局部区域温度偏高，局部区域温度偏低，导致干馏不完全，出“生”料，油回收率下降。“偏流”现象一旦产生，短时间内很难消除。“偏流”现象的主要原因是炉内布料和布气不均匀。干馏炉在某种结构和外部条件下炉内布料和布气可能是均匀的，但是一旦放大，气流速度、炉内压力、物料行进速度、行进方式均发生变化，炉内布料和布气就可能不均匀了，“偏流”现象也就相应产生。本发明干馏炉采取单元组合的方法来扩大干馏炉的容量，对每个干馏子单元来说，气流速度、炉内压力、物料行进速度、行进方式均没有发生变化，所以干馏工况是稳定的，不会有“偏流”现象产生。对整个干馏炉来说，由于每个干馏子单元的工况是稳定的，所以整个干馏炉的工况也是稳定的。如需增加处理量，只要增加干馏子单元就可以实现。这就从工艺上和干馏炉的自身结构上保证了油页岩干馏的均衡性和可靠性。

三是从干馏炉的结构上采取措施，保证布气均匀度。在干馏炉炉内设置垂直型布气花墙，在两个布气花墙之间形成通道，强制性地控制气流方向和物料运动方向，冷、热循环瓦斯只能从这个通道中上升，油页岩只能从这个通道中下行，从而保证了油页岩和热循环瓦斯均衡接触，实现油页岩的完全干馏。

四是充分应用瓦斯全循环油页岩干馏技术。瓦斯全循环油页岩干馏技术是目前油页岩干馏行业最先进的干馏技术，可适用于各种性质的油页岩，干馏炉的油回收率可以达到90％以上。但使用这一工艺技术需要有一定的外部条件，如热瓦斯应均衡、连续、温度无大的波动等，干馏炉内部结构需要达到瓦斯全循环的工艺条件，如布气要均匀，热瓦斯气体和油页岩的接触要充分、均衡等。本发明从冷、热循环瓦斯的配送、混合温度、干馏气体的排出等方面均满足了瓦斯全循环油页岩干馏工艺的要求。

本发明对以上技术的运用，是综合了热力学理论、流体力学理论、干馏理论、机械原理与制造技术、自动控制技术的结果，从而实现了对全循环干馏炉结构上的改进，使干馏炉设备的处理量能达到世界最先进水平，效率进一步提高。它和传统的抚顺式干馏工艺和干馏炉、茂名式干馏工艺干馏炉、桦甸式干馏工艺干馏炉相比，具有如下明显的优点。

1、处理量大，适合于大规模工业化生产。本发明组合式瓦斯全循环油页岩干馏炉的日处理量可以达到6000吨以上，和国际上最大的油页岩干馏炉相当，如需扩大处理量，还可以进一步放大。日处理量为6000吨的干馏炉其占地面积只需要使用桦甸式干馏炉的1／3左右。这对油页岩干馏炼油工业的大规模、工业化、降低单位矿量的设备投资、运行管理成本具有重要意义。

2、油回收率高，干馏炉热效率高，节能。由于本发明干馏炉仍使用瓦斯全循环干馏工艺，干馏炉油回收率高，可以达到90％左右，为世界先进水平。由于炉型加大，干馏炉的散热损失相对减少，热能利用充分，回收了半焦的余热再用于油页岩的干馏，干馏炉的热效率高。各项技术指标均是国内最高和最先进的，同时也是世界先进水平。

3、适用范围宽，提高了资源的利用率。因为干馏炉内无燃烧装置，对循环瓦斯的加热可以采用外燃式加热方式，因此使用本发明的干馏炉时，适用于各种品质的油页岩，适用于5～75mm的油页岩，包括对瓦斯含量低、固定炭含量低、含水量低、粒度较小的油页岩进行干馏炼油，大大提高了资源的利用率。一般，被传统工艺废弃的5～12mm的油页岩，或当使用抚顺式干馏工艺、茂名式干馏工艺时，油回收率很低或不能进行干馏炼油的油页岩均可使用本发明工艺和干馏炉。

4、灵活性强。本发明干馏炉是由多个干馏子单元组合而成，用户可根据自身的实际情况进行自由度量。可以选择用10个干馏子单元组合成的干馏炉，也可以选择用20个、或30个干馏子单元组合成的干馏炉，在技术和工艺上都没有问题。这就解除了使用抚顺或桦甸式干馏炉时，干馏炉的单炉容量不能扩大，只能用增加干馏炉台数来解决问题的困扰。抚顺干馏炼油厂现有100吨处理量的干馏炉220台，如使用本发明由30个干馏子单元组合成的干馏炉，只要有4台干馏炉就足够。

5、自动控制水平高，增加了运行的安全性、可靠性。传统工艺的干馏炉在运行中都有瓦斯和半焦燃烧，有空气进入，有燃烧过程，均有发生结焦、堵塞、甚至爆炸的可能性，抚顺式干馏工艺、茂名式干馏工艺因干馏气体中均含有氧气，均有发生爆炸的记录。而本发明干馏炉中没有燃烧，没有空气进入，也就没有发生爆炸的可能性。整个油页岩干馏炼油工艺和干馏炉都采用DCS集中控制，自动化程度、自动控制水平、干馏炉的安全性和使用的可靠性都大大增加，可以实现长周期稳定运行。

6、节省了投资。本发明干馏炉由于内部结构的简化和处理量的大幅度提高，使干馏炉建设投资大大节省。例如，建设一个年处理油页岩300万吨的干馏炼油厂，需建抚顺式干馏炉100台，干馏炉的设备投资约3亿元左右；如建“桦甸式300吨干馏炉”需34台，干馏炉的设备投资约1.7亿元左右；如建本发明日处理量为6000吨的干馏炉，有2台干馏炉就足够，干馏炉的设备投资约7000万元左右。较抚顺式干馏炉节省投资2／3以上。如加上土建、管线和其他配套设施节省的投资更多。

7、降低了运行管理成本。由于工艺和设备的大型化，热效率提高，动力消耗降低，操作运行人员减少，本发明干馏炉的运行管理成本也将大幅度降低。

8、结构简单、操作方便。本发明干馏炉从开工点火到运行管理，控制参数较少，安全系数高，不会产生结焦，爆炸等危险事故，可实现长周期运行。

附图说明

图1是抚顺式圆形干馏炉结构示意图。图中所示各部分分别是：耐火砖1；给料阀2；阵伞3；干馏段4；循环瓦斯通道5；拱台6；热循环瓦斯进气管7；燃烧室8；风头9；排焦装置10；水盆11；饱和空气进口管12。

图2是茂名式方形干馏炉的结构示意图；

图3是桦甸式油页岩瓦斯全循环干馏炉的结构图；图中所示各部分分别是：耐火砖301；钢板302；料斗303；给料阀304；阵伞305；干馏气体导出管306；人字形档板307；鼎形装置308；热循环瓦斯进气管309；花墙310；冷循环瓦斯进口管311；冷却水套312；排料阀314；刮板运输机315；水封池316。

图4是组合式瓦斯全循环油页岩干馏炉的单个干馏子单元的结构和工作原理图。图中：料斗401；闸板阀402；给料机403；气室404；干馏气体导出管405；人字形挡板406；热循环瓦斯进气管407；热循环瓦斯喷口408；布气花墙409；冷循环瓦斯进气管410；冷循环瓦斯喷口411；冷却水套412；排焦通道413；推焦机414；刮板运输机415；水封池416；冷循环瓦斯通道417；热循环瓦斯通道418；耐火砖419；人字形横梁421。

图5是由3个干馏子单元组成的组合式瓦斯全循环油页岩干馏炉的结构示意图。

具体实施方式

图4是组合式瓦斯全循环油页岩干馏炉的干馏子单元结构和工作原理图。破碎筛分后符合干馏炉工艺要求规格的油页岩，通过给料机403从干馏炉的上部加入。油页岩从干馏炉上部加入后，经人字形横梁421和人字形挡板406分布后均匀下落，被人字形挡板分割成若干通道，并进入由垂直布置的布气花墙409阻隔形成的通道，油页岩在下落过程中和从下部通入的热循环瓦斯接触，被加热到500℃～540℃，发生干馏。40℃左右的冷循环瓦斯从冷循环瓦斯进气管410进入布气花墙409内的冷循环瓦斯通道417；冷循环瓦斯通道417上设有冷循环瓦斯喷口411，向外喷射冷循环瓦斯，冷循环瓦斯只能沿着被布气花墙409分隔的气流通道(同时也是油页岩干馏后生成的半焦的排出通道413)上升，气流被均衡分配，冷循环瓦斯在上升过程中和已被干馏的半焦接触并被加热到450℃以上，回收半焦的余热；640～680℃左右的热循环瓦斯从设置于布气花墙409中部的热循环瓦斯进气管407进入热循环瓦斯通道418；热循环瓦斯通道418开有喷口408；从布气花墙的两侧向外喷射热循环瓦斯，喷射速度超过3.5m／s左右，足以穿透整个油页岩层。喷射出来的热循环瓦斯在这里和吸收了半焦热量的冷循环瓦斯会合，混合后一起沿着被布气花墙409分隔的气流通道(同时也是油页岩行进通道)上升，温度在580～620℃之间，将油页岩加热到500℃～540℃，对油页岩进行干馏。冷、热循环瓦斯的混合后温度通过调整进干馏炉的冷、热循环瓦斯的比例来调整，一般为热：冷=1：(0.1～0.2)，混合后热载体的温度控制在580℃～620℃之间；这时，油页岩中的油母产生裂解，生成干馏油气。干馏油气和混合后的循环瓦斯一起上升，对油页岩进行加热，同时自身温度也不断降低到110℃左右，干馏油气在上升到气室404时，被干馏气体导出管5导出干馏炉外，进入油回收系统回收页岩油。油页岩干馏后生成的半焦被冷循环瓦斯冷却到250℃左右后在半焦排出通道413中继续下行，被设置在布气花墙409下部的冷却水套412冷却到180℃左右落入水封池416，水封池416下部装有推焦机414和刮板运输机415，将半焦刮出炉外，送往半焦堆场。

图5是由3个干馏子单元组成的组合式瓦斯全循环油页岩干馏炉的结构图，图中主要反映了干馏炉中各干馏子单元的组合方式，除干馏炉两个侧面的布气花墙只在一面设置循环瓦斯喷口外，中间的布气花墙都在两面设置循环瓦斯喷口，同时向外喷射循环瓦斯。为节省投资，中间的干馏子单元的炉墙没有砌到顶，干馏炉内的上部是连通的，气流可以自由流动。油页岩在干馏过程中产生的含油瓦斯从设置于干馏炉顶部的气室404汇聚，并经干馏气体导出管405导出干馏炉外，排出时，温度约110℃左右。每个气室上部可根据需要设置多个干馏气体导出管，以实现均匀排气。在干馏炉下部，3个干馏子单元共用1个水封池416，水封池416下部装有推焦机414和刮板运输机415，将半焦刮出炉外，送往半焦堆场。

和其他瓦斯全循环干馏炼油工艺一样，干馏气体排出干馏炉后经油回收装置回收页岩油后并被冷却到40℃左右，进入瓦斯气柜。一部分由瓦斯风机送入加热炉作为燃料；一部分由瓦斯风机送入加热炉被加热到700℃以上作为热循环瓦斯再送回干馏炉，进入干馏炉时温度为640～680℃左右；一部分作为冷循环瓦斯由瓦斯风机送入干馏炉底部回收半焦的余热，温度上升到450℃以上后和热循环瓦斯混合成580～620℃左右的热载体对油页岩进行干馏；热载体对油页岩进行干馏过程中自身温度不断下降，到干馏炉出口处，温度约110℃，被导入油回收装置收油，如此周而复始，形成完整、连续的工艺。

实施本发明干馏炉重要的是，干馏炉的处理能力和干馏子单元的数量成正比。虽然每个干馏子单元都可以独立运行，但由于为了保证布气的均匀性，干馏子单元宽度很窄，一般不超过1m，因此通常至少将3个以上的干馏子单元组合成一个干馏炉。炉子下部的推焦设备多个干馏子单元可以共用。一个截面积为1000mm×4000mm的干馏子单元的日处理能力约为150～200吨左右。干馏炉的日处理能力和被干馏的油页岩的性质、含水量、最大粒径、粒径比、干馏终温、干馏吸热量等因素有关，需根据实际情况进行调整。使用本发明干馏炉时对进同一干馏炉干馏的油页岩的最大粒径和最小粒径的比控制在2～3之间为宜。对冷、热循环瓦斯进干馏炉时量的比例控制以混合后温度在600℃～620℃之间为控制标准；一般，热：冷=1：(0.1～0.2)之间。

本发明干馏炉适用于干馏5～75mm的油页岩。对传统干馏工艺中被废弃的5～12mm的油页岩本发明干馏炉可以利用。

实施本发明工艺的干馏炉内部部件的具体位置和结构应满足实现油页岩完全干馏的要求，否则将影响干馏炉的热效率和油的回收率。比如热循环瓦斯喷口以上的布气花墙的高度不宜小于2m，热循环瓦斯和冷循环瓦斯喷口之间的距离不宜小于3m，气室的高度不宜小于2m等。否则将影响冷、热循环瓦斯的混合温度，使油页岩在干馏炉中不能达到完全干馏的程度，影响油回收率，或者导致干馏气体排出温度过高，影响干馏炉的热效率。

Claims (6)

1.一种组合式瓦斯全循环干馏炉，其特征是：干馏炉由若干个干馏子单元组成，每个干馏子单元相对独立，用中间设有热循环瓦斯通道，两侧开有热循环瓦斯喷口的布气花墙作为干馏炉的布气装置；干馏子单元包括加料装置、油气导出装置、炉内布料装置、布气花墙、半焦冷却装置及排焦装置。

2.根据权利要求1所述的组合式瓦斯全循环干馏炉，其特征在于：所述布气花墙在干馏炉内垂直于底面直立设置，每2堵布气花墙之间形成一个通道，组成1个独立的干馏子单元，n堵布气花墙组成n-1个独立的干馏子单元；布气花墙之间既是油页岩的行进通道，同时也是气流通道；布气花墙由耐火砖砌成，布气花墙的内部设有热循环瓦斯通道，热循环瓦斯通道和热循环瓦斯进气管相连，热循环瓦斯通道的两侧开有热循环瓦斯喷口；布气花墙的下部的中间设有冷循环瓦斯通道，冷循环瓦斯通道和冷循环瓦斯进气管相连，冷循环瓦斯通道的两侧开有冷循环瓦斯喷口。

3.根据权利要求1所述的组合式瓦斯全循环干馏炉，其特征在于：所述油气导出装置由设置于干馏炉上部的气室和干馏气体导出管组成，气室上设有多个干馏气体排出口；气室设置于布气花墙的正上方，气室数量和布气花墙的数量相同；气室用人字形横梁支撑，人字形横梁上开有气孔，气室和气室之间相互连通，干馏气体可以自由流动。

4.根据权利要求1所述的组合式瓦斯全循环干馏炉，其特征在于：所述炉内布料装置设置于炉子的上中部，由支撑气室的人字形横梁和人字形挡板组成，人字形挡板设置干馏炉进料口之下，布气花墙之上，和人字形横梁交错排列，人字形挡板上开有气孔。

5.根据权利要求1所述的组合式瓦斯全循环干馏炉，其特征在于：所述的半焦冷却装置设于炉子下部，由冷循环瓦斯进气管和冷循环瓦斯喷口、冷却水套组成，冷却水套设置于布气花墙的下部，冷却水套的两侧设置排焦通道。

6.根据权利要求1所述的组合式瓦斯全循环干馏炉，其特征在于：所述的排焦装置由排焦通道、推焦机、刮板运输机、水封池组成；推焦机、刮板运输机、水封池设置于干馏炉的底部，推焦设备可以由多个干馏子单元共用，干馏炉底部的水封池在运行时充满水，高度为600～900mm。

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