熱解反應系統和對油頁巖進行熱解的方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及熱解反應系統，以及利用熱解反應系統對油頁巖進行熱解的方法。
【背景技術】
[0002] 油頁巖是一種具有片理結構的有機質沉積巖，為低熱值固體化石燃料，又稱為油 母頁巖。油頁巖含有兩種有機質：一是油母質（或干酪根），有機高分子聚合物質，不溶于普 通有機溶劑;另一種為瀝青，可溶于有機溶劑，含量不超過油頁巖總質量的1 %。油頁巖中的 無機質含量一般在50%以上，大部分為碳酸鹽巖、石英等物質。在隔絕空氣或氧氣的情況下 油頁巖被加熱至約500°C(即進行干餾時），油母質熱解，從而得到頁巖油、干餾氣、固體含碳 殘渣及少量的熱解水。頁巖油可進一步加工制取汽油、柴油和化學品，也可以作為燃料油使 用。油頁巖可以用于鍋爐燃燒產汽發電，燃燒之后剩余的頁巖灰，還可用于制取水泥。
[0003] 目前中國有10座頁巖油廠，年產頁巖油共約70xl04t。其中以撫順中煤建設集團有 限責任公司（原名撫順礦務局）的產量最高，年產35xl0 4t。龍口礦業集團建有40臺改進的撫 順爐，年產頁巖油12萬t，所產頁巖油主要用作船用燃料油。汪清龍騰能源公司建設有40臺 撫順爐，年產頁巖油5萬噸。樺甸共有3個民營頁巖油廠，年產頁巖油5萬噸。北票煤礦集團在 2011年時，建有44臺撫順爐。2013年新建了 48臺150t/d的撫順爐并且已經投產。國內油頁巖 熱解工藝大部分為撫順爐，撫順干餾爐能加工貧礦油頁巖，而且投資小、建造快，有其獨特 的優點，但是撫順干餾爐只能加工塊狀油頁巖，導致了頁巖利用率不高，且為氣體熱載體加 熱，導致干餾氣被稀釋，熱值偏低，較難利用等缺點，再者撫順爐油收率較低。
[0004]由此，制備頁巖油的系統有待改進。

【發明內容】

[0005] 本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明的一個目的 在于提出一種熱解反應系統，該系統內的熱解反應器采取蓄熱式輻射管進行熱解處理，能 夠實現油頁巖粉料的快速熱解，并且油氣產率高，反應系統結構簡單，操作方便。同時，該熱 解反應器內安裝攪拌組件，使物料在反應器內分布均勻，更充分的熱解，且能夠使熱解產生 的油氣更快的釋放出來。而且，在熱解反應器的熱解油氣出口處設有抽氣傘，熱解產生的熱 解油氣能夠迅速導出，有效地抑制了油氣的二次裂解，提高頁巖油收率。熱解油氣經橫管冷 凝器冷凝后即可得到頁巖油。
[0006] 因而，根據本發明的一個方面，本發明提供了一種熱解反應系統。根據本發明的實 施例，該熱解反應系統包括:熱解反應器，所述熱解反應器包括:物料入口、油氣出口、半焦 出口和煙氣出口，其中，所述半焦出口位于所述熱解反應器底部；蓄熱式輻射管，所述蓄熱 式輻射管在所述熱解反應器內部沿所述熱解反應器的高度方向多層布置，每層具有多根在 水平方向上彼此平行的蓄熱式輻射管;攪拌組件，所述攪拌組件包括:可旋轉的攪拌軸，所 述攪拌軸由所述半焦出口伸入到所述熱解反應器的內部；多個攪拌桿，所述攪拌桿沿所述 攪拌軸的長度分別連接在所述攪拌軸上，所述攪拌桿位于所述蓄熱式輻射管的層間；抽氣 傘，所述抽氣傘布置在所述熱解反應器內部、位于所述蓄熱式輻射管頂層的上方，并與所述 熱解反應器的側壁上的油氣出口相連通;橫管冷凝器，所述橫管冷凝器具有油氣入口和熱 解油出口，所述油氣入口與所述油氣出口相連。
[0007] 根據本發明實施例的熱解反應系統，該系統內的熱解反應器采取蓄熱式輻射管進 行熱解處理，能夠實現油頁巖粉料的快速熱解，并且油氣產率高，反應系統結構簡單，操作 方便。同時，該熱解反應器內安裝攪拌組件，使物料在反應器內分布均勻，更充分的熱解，且 能夠使熱解產生的油氣更快的釋放出來。而且，在熱解反應器的熱解油氣出口處設有抽氣 傘，熱解產生的熱解油氣能夠迅速導出，有效地抑制了油氣的二次裂解，提高頁巖油收率。 熱解得到的熱解油氣經橫管冷凝器冷凝后即可得到頁巖油。該系統的結構簡單，熱解效率 和頁巖油收率高。
[0008] 另外，根據本發明上述實施例的熱解反應系統還可以具有如下附加的技術特征：
[0009] 根據本發明的實施例，所述攪拌組件可以利用電機驅動旋轉。
[0010] 根據本發明的實施例，該系統進一步包括:提升管干燥器，所述提升管干燥器具有 煙氣入口、原料入口和干燥原料出口，所述干燥原料出口與所述物料入口相連，所述煙氣入 口與所述煙氣出口相連。
[0011] 根據本發明的實施例，該系統進一步包括:熱解旋風分離器，所述熱解旋風分離器 與所述油氣出口和所述油氣入口相連。
[0012] 根據本發明的實施例，該系統進一步包括:干燥旋風分離器，所述干燥旋風分離器 與所述干燥原料出口和所述物料入口相連。
[0013] 根據本發明的又一方面，本發明提供了一種利用前述的熱解反應系統對油頁巖進 行熱解的方法。根據本發明的實施例，該方法包括:在熱解反應器中，在攪拌組件對油頁巖 的攪拌處理下，進行熱解處理，以便得到熱解油氣和半焦，其中，熱解油氣通過抽氣傘排出 所述熱解反應器；以及利用橫管冷凝器對所述熱解油氣進行冷凝處理，以便得到頁巖油和 可燃氣。
[0014] 其中，在本發明中，熱解反應器和蓄熱式輻射管下行床可以互換使用。
[0015] 根據本發明的實施例的前述熱解反應系統對油頁巖進行熱解的方法，該方法可以 對油頁巖粉料進行快速熱解，并且油氣產率高。并且，該方法可以有效抑制油氣二次裂解， 頁巖油收率高。另外，該方法中，熱解反應器采用蓄熱式輻射管加熱技術，熱效率高，工藝流 程簡便。
[0016] 根據本發明的實施例，該方法進一步包括:利用提升管干燥器對所述油頁巖進行 干燥和提升處理，以便得到干燥的油頁巖。
[0017] 根據本發明的實施例，所述油頁巖的粒徑不大于3毫米。
[0018] 根據本發明的實施例，所述干燥和提升處理是利用所述熱解處理產生的煙氣進行 的。
[0019] 根據本發明的實施例，所述熱解處理的溫度為500-700攝氏度，時間為1-10分鐘。
[0020] 根據本發明的實施例，當所述分離后的油頁巖的溫度為500-600攝氏度時，完成所 述熱解處理。
[0021] 本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發明的實踐了解到。
【附圖說明】
[0022] 本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得 明顯和容易理解，其中：
[0023] 圖1顯示了根據本發明一個實施例的熱解反應系統的結構示意圖；
[0024] 圖2顯示了根據本發明一個實施例的熱解反應系統的結構示意圖；
[0025] 圖3顯示了根據本發明一個實施例的利用熱解反應系統對油頁巖進行熱解的方法 的流程示意圖；
[0026] 圖4顯示了根據本發明一個實施例的利用熱解反應系統對油頁巖進行熱解的方法 的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0027] 下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
[0028] 在本發明的描述中，術語"縱向"、"橫向"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"豎 直"、"水平"、"頂"、"底"等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是 為了便于描述本發明而不是要求本發明必須以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對 本發明的限制。
[0029] 需要說明的是，術語"第一"、"第二"僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相 對重要性或者隱含指明