CN107189804A - 一种小颗粒油页岩滚筒式干馏炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小颗粒油页岩滚筒式干馏炉，包括由转台支撑并驱动旋转的外滚筒，外滚筒的两端分别设有活动管板及固定管板，其靠近活动管板一侧的筒壁上设有多个与其内腔相通的排废孔；外滚筒内腔从活动管板端起依次被分为预热段、干馏段及出焦过渡段，外滚筒位于预热段和干馏段的内腔内设有同心转动的内滚筒。该发明具有如下优点：1、设备高度集成化；2、对产物进行有效分离；3、燃烧效率高；4、设备本体便于检修；5、充分利用原料自身热量；6、密封先进；7、干馏供热可调节；8、可外挂预热***；9、废渣可回收利用。

Description

一种小颗粒油页岩滚筒式干馏炉

一、技术领域

本发明属于干馏炉技术领域，具体涉及一种小颗粒油页岩滚筒式干馏炉。

二、背景技术

随着当今世界能源供应形势日益严峻，各国对油页岩资源的开发和综合利用也日益重视，油页岩是一种可燃烧含有机油母的岩石，是重要的油气替代资源，也是珍贵的不可再生资源，全球油页岩的储量远远超过天然石油的储量，开采油页岩使其替代石油，对增加国家宏观经济作用重大。我国油页岩储量丰富，已探明储量为316亿吨，目前我国采取的干馏工艺只是对大块油页岩干馏制取页岩油，对小颗粒油页岩干馏制取页岩油还没有找到有效的设备进行处理，造成资源的极大浪费。

三、发明内容

本发明的目的是提供一种结构合理、设计巧妙，使小颗粒油页岩干馏制取页岩油成为可能，避免资源浪费的小颗粒油页岩滚筒式干馏炉。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：该干馏炉包括由转台支撑并驱动旋转的外滚筒，其特点是：外滚筒的两端分别设有活动管板及固定管板，其靠近活动管板一侧的筒壁上设有多个与其内腔相通的排废孔；外滚筒内腔从活动管板端起依次被分为预热段、干馏段及出焦过渡段；外滚筒位于预热段和干馏段的内腔内设有同心转动的内滚筒，该内滚筒一端从活动管板伸出并与页岩料仓相接，内壁上设有内滚筒斜刮板并在内腔的中部及后部设有正向绞龙，另一端封闭并在中心位置设有同心旋转的输料滚筒；该输料滚筒内端被正向绞龙围绕，侧壁上设有与内滚筒内腔相通的进料口，内腔内设有输料滚筒绞龙，外端从内滚筒封闭端穿出并设有出料口；该出料口经出焦过渡段的燃烧室与干馏段内、内滚筒和外滚筒之间的推料燃烧腔相通；在输料滚筒上设有穿过输料滚筒绞龙中心及其壳体的收集管，该收集管内端与内滚筒内腔相通，另一端穿出固定管板与冷却回收装置相接；位于预热段的内滚筒外侧套装有同心旋转的保温滚筒，该保温滚筒靠近活动管板一端设有排料口，内腔内设有围绕在内滚筒外侧的反向绞龙，另一端伸至推料燃烧腔尾部并设有保温滚筒铲料口；紧靠保温滚筒铲料口内侧的内滚筒上设有内滚筒铲料口；保温滚筒铲料口及内滚筒铲料口外端均通向推料燃烧腔内腔，内端分别与保温滚筒及内滚筒内腔相通，并由计量分料器控制进料量；外滚筒位于预热段和干馏段的内壁上间隔的设有多个带有嵌槽的环形挂架，相邻的环形挂架之间通过嵌槽交替的嵌装有嵌板及刮板嵌板，嵌板及刮板嵌板之间留有通向燃烧室或推料燃烧腔的送风口，且嵌板及刮板嵌板与外滚筒内壁之间形成与固定管板上的进风口相通的风道；干馏段及出焦过渡段内的刮板嵌板上分别固定有外滚筒斜刮板及直搅刮板；固定管板侧面还设有与燃烧室相通的燃烧喷头。

本发明具有如下优点：

1、设备高度集成化：采用本发明能够同时完成油页岩原料的干燥、预热、干馏、燃烧、冷却等工艺过程，最大程度的简化了干馏***，便于生产操作。

2、对产物进行有效分离：由于本发明内部为分区设置，能够将油页岩干馏、燃烧产物进行有效分离。其中：干燥、预热产生的水被单独分离，进入专门的***进行回收；干馏产生的油气单独回收；燃烧产生的烟气、废渣则分别通过两个***进行回收。这样能够保证产物的有效分离，保证产品质量的同时，简化各个***的工艺流程。

3、燃烧效率高：该发明的布风***设计巧妙，包括侧风、螺旋风等布风***，保证出焦过渡段内的布风均匀，360°全方位无死角，从而保证燃料与氧气的充分接触混合，进而保证燃烧效率。

4、设备便于检修：该发明充分考虑了检修的便利性，内部构造采用积木化，拆卸容易，便于检修。

5、充分利用原料自身热量：该发明能够充分利用原料自身热量，干馏生产所需的热量达到自给自足。同时，充分利用燃烧烟气、废渣的余热，为页岩进行干燥、预热，降低排放温度，最大限度的利用了余热，提高热效率。

6、密封先进：该发明充分利用物料颗粒小的特性，采用了先进的固体密封，即利用物料本身对设备内各区进行密封，保证各区压力独立运行。

7、干馏供热可调节：该发明能够通过计量分料器对高温焦料的量进行调节，既能满足干馏段供热的可调节性，又能够在特殊工况时实现物料的闭路循环，从而保证设备的安全稳定运行。

8、可外挂预热***：该发明的预热***可采用外挂式，即可根据物料的实际情况单独设计、挂装预热***，从而保证设备的适应性，降低制造和生产成本。

9、废渣可回收利用：该发明生产时产生的废渣燃烧充分，不含页岩油、碳等可燃物，是水泥、陶瓷等建筑材料的优质原料，因而可提高油页岩的利用率和经济效益。

四、附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的A-A视图；

图3为图1的B-B视图；

图4为图1的C-C视图；

图5为图1的D-D视图；

图6为图1的E-E视图；

图7为图1的F-F视图；

图8为本发明外滚筒斜刮板的结构示意图；

图9为本发明外滚筒斜刮板的展开图；

图10为图8的I区放大图；

图11为本发明直搅刮板的结构示意图；

图12为本发明直搅刮板的展开图；

图13为图11的J区放大图；

图14为本发明内滚筒斜刮板的结构示意图；

图15为本发明内滚筒斜刮板的展开图；

图16为本发明环形挂架的结构示意图；

图17为图16的K区放大图。

五、具体实施方式

如图所示，本发明包括由转台支撑并驱动旋转的外滚筒39。转台包括两侧的从动转台14及中间的主动转台17，从动转台14上设有转台定位盘33，它们是通过固定在外滚筒39外侧的齿圈20驱动旋转的。外滚筒39的两端分别设有活动管板2及固定在支座29上的固定管板22，该活动管板2及固定管板22侧面上分别设有活动管板人孔4及固定管板人口31。外滚筒39靠近活动管板一侧的筒壁上设有多个与其内腔相通的排废孔41，该排废孔41的外侧套装有通过支架35固定的套筒25，该套筒25的上、下部分别设有与排废孔41相通的排烟口6及排渣口5，排渣口5下部接有由驱动装置10驱动的废渣水盆7。这样，排废孔41随外滚筒39转至上下时，就可通过排烟口6或排渣口5进行排烟或排渣，其中废渣通过废渣水盆7回收再利用。外滚筒39内腔从活动管板2端起依次被分为预热段I、干馏段II及出焦过渡段III。外滚筒39位于预热段I和干馏段II的内腔内设有同心转动的内滚筒40，该内滚筒40一端从活动管板2伸出并与页岩料仓1相接，内壁上设有内滚筒斜刮板38并在内腔的中部及后部设有正向绞龙19，另一端封闭并在中心位置设有同心旋转的输料滚筒26，其位于干馏段II的内滚筒39内腔为干馏腔15。输料滚筒26内端被正向绞龙19围绕，侧壁上设有与内滚筒40内腔相通的进料口26-1，内腔内设有输料滚筒绞龙26-3，外端从内滚筒40封闭端穿出并设有出料口26-2。该出料口26-2经出焦过渡段III的燃烧室36与干馏段II内、内滚筒40和外滚筒39之间的推料燃烧腔18相通。在输料滚筒26上设有穿过输料滚筒绞龙26-3中心及其壳体的收集管27，该收集管27内端与内滚筒40内腔相通，另一端穿出固定管板22并由管盖24封闭，穿出部分支撑在旋转密封接头28上且上端与冷却回收装置23相接，用于收集干馏产物——页岩油。位于预热段I的内滚筒40外侧套装有同心旋转的保温滚筒8，该保温滚筒8靠近活动管板一端设有排料口47，与内滚筒40之间的预热腔48内设有围绕在内滚筒40外侧的反向绞龙3，另一端伸至推料燃烧腔18尾部并设有保温滚筒铲料口11-2；紧靠保温滚筒铲料口11-2内侧的内滚筒40上设有内滚筒铲料口11-1。保温滚筒铲料口11-2及内滚筒铲料口11-1外端均通向推料燃烧腔18内腔，内端分别与保温滚筒8及内滚筒40内腔相通，并由计量分料器12控制进料量。外滚筒39位于预热段I和干馏段II的内壁上间隔的设有多个带有嵌槽21-3的环形挂架21。该环形挂架21通过支撑架21-1及加强筋21-2固定在外滚筒39的内壁上。相邻的环形挂架21之间通过嵌槽21-3交替的嵌装有嵌板43及刮板嵌板44。嵌板43及刮板嵌板44通过固定插锁46固定在嵌槽21-3上，并且它们之间留有通向燃烧室36或推料燃烧腔18的送风口45，且嵌板43及刮板嵌板44与外滚筒39内壁之间形成与固定管板22上的进风口30相通的风道42。干馏段II及出焦过渡段III内的刮板嵌板44上分别固定有外滚筒斜刮板37及直搅刮板34。固定管板22侧面还设有与燃烧室36相通的燃烧喷头32。内滚筒40位于预热段I的外壁上设有内滚筒人孔9；位于干馏段II的内壁上设有用于测温的无线热传感器16，以便随时掌握干馏腔15的温度。上述内滚筒40、保温滚筒8及输料滚筒26与外滚筒39之间通过多个支撑环13连接，从而实现多筒体同心旋转。该支撑环13上设有六个等分插件滑道，固定在外滚筒39上，通过滑道与内滚筒40连接，这样有效解决了因内外滚筒温差大，造成内外滚筒不同步，经常出故障问题。

本发明的工作过程为：小颗粒油页岩原料从页岩料仓1加入内滚筒40，在内滚筒斜刮板38及中部正向绞龙19的推动下，进入干馏腔15内，进行干馏，干馏后原料变为半焦，半焦在内滚筒斜刮板38及尾部正向绞龙19的推动下，从进料口26-1进入输料滚筒26内，并在输料滚筒绞龙26-3的推动下，从出料口26-2进入燃烧室36内，并在燃烧室36的直搅刮板34的搅动下，均匀的充满燃烧室36整个空间。同时，进风口30通过送风道42及送风口45为燃烧室36送风助燃，半焦在外滚筒斜刮板37的推动下，沿推料燃烧腔18向腔体尾部输送，同理，进风口30通过送风道42及送风口45为推料燃烧腔18送风助燃，由于送风口45布满推料燃烧腔18内腔并直至铲料口11-1、11-2处，使得半焦在推料燃烧腔18内有充足的氧气，能够一直保持燃烧状态变为废渣，废渣到达铲料口11-1、11-2处时能够达到800℃温度。当高温废渣输送至内滚筒铲料口11-1及保温滚筒铲料口11-2处时，调节计量分料器12，滚筒铲料口11-1及保温滚筒铲料口11-2进行铲料，使其中2/3的高温废渣进入干馏腔15内，此时再从页岩料仓1加入新原料，重复上述过程推动新原料进入干馏腔15内，此时只有1/3的新原料能够进入干馏腔15与已进入的2/3高温废渣进行搅拌，使干馏腔15内的混合物料的温度达到500℃的最佳出油状态，所产生的干馏油气由收集管27抽出输送至冷却回收装置冷却后制成页岩油。余下的1/3高温废渣从保温滚筒铲料口11-2进入保温滚筒18的内腔内，并在反向绞龙3的推动下，从预热腔48中输送至排料口47，并经排废孔41及排渣口5送至废渣水盆7内，推送过程中产生的废气经排废孔41及排烟口6排出。该1/3高温废渣经过预热腔48时，可对加入到内滚筒40内的新原料进行预热，将新原料加热至200℃，使其与高温原料混合后易达到500℃，并可对整个装置进行固定密封。循环复始上述过程即可以对小颗粒油页岩进行有效干馏制取页岩油，避免资源浪费，增加经济效益。装置开工时，可通过燃烧喷头32点燃升温气体，对原料进行加热升温。

Claims (8)

1.一种小颗粒油页岩滚筒式干馏炉，包括由转台支撑并驱动旋转的外滚筒（39），其特征是：外滚筒（39）的两端分别设有活动管板（2）及固定管板（22），其靠近活动管板（2）一侧的筒壁上设有多个与其内腔相通的排废孔（41）；外滚筒（39）内腔从活动管板（2）端起依次被分为预热段（I）、干馏段（II）及出焦过渡段（III）；外滚筒（39）位于预热段（I）和干馏段（II）的内腔内设有同心转动的内滚筒（40），该内滚筒（40）一端从活动管板（2）伸出并与页岩料仓（1）相接，内壁上设有内滚筒斜刮板（38）并在内腔的中部及后部设有正向绞龙（19），另一端封闭并在中心位置设有同心旋转的输料滚筒（26）；该输料滚筒（26）内端被正向绞龙（19）围绕，侧壁上设有与内滚筒（40）内腔相通的进料口（26-1），内腔内设有输料滚筒绞龙（26-3），外端从内滚筒封闭端穿出并设有出料口（26-2）；该出料口（26-2）经出焦过渡段（III）的燃烧室（36）与干馏段（II）内、内滚筒（40）和外滚筒（39）之间的推料燃烧腔（18）相通；在输料滚筒（26）上设有穿过输料滚筒绞龙（26-3）中心及其壳体的收集管（27），该收集管（27）内端与内滚筒（40）内腔相通，另一端穿出固定管板（22）与冷却回收装置（23）相接；位于预热段（I）的内滚筒外侧套装有同心旋转的保温滚筒（8），该保温滚筒（8）靠近活动管板一端设有排料口（47），内腔内设有围绕在内滚筒（40）外侧的反向绞龙（3），另一端伸至推料燃烧腔（18）尾部并设有保温滚筒铲料口（11-2）；紧靠保温滚筒铲料口（11-2）内侧的内滚筒（40）上设有内滚筒铲料口（11-1）；保温滚筒铲料口（11-2）及内滚筒铲料口（11-1）外端均通向推料燃烧腔（18）内腔，内端分别与保温滚筒（8）及内滚筒（40）内腔相通，并由计量分料器（12）控制进料量；外滚筒（39）位于预热段（I）和干馏段（II）的内壁上间隔的设有多个带有嵌槽（21-3）的环形挂架（21），相邻的环形挂架（21）之间通过嵌槽（21-3）交替的嵌装有嵌板（43）及刮板嵌板（44），嵌板（43）及刮板嵌板（44）之间留有通向燃烧室（36）或推料燃烧腔（18）的送风口（45），且嵌板（43）及刮板嵌板（44）与外滚筒（39）内壁之间形成与固定管板（22）上的进风口（30）相通的风道（42）；干馏段（II）及出焦过渡段（III）内的刮板嵌板（44）上分别固定有外滚筒斜刮板（37）及直搅刮板（34）；固定管板（22）侧面还设有与燃烧室（36）相通的燃烧喷头（32）。

2.根据权利要求1所述的一种小颗粒油页岩滚筒式干馏炉，其特征是：转台包括两侧的从动转台（14）及中间的主动转台（17），从动转台（14）上设有转台定位盘（33），它们是通过固定在外滚筒（39）外侧的齿圈（20）驱动旋转的。

3.根据权利要求1或2所述的一种小颗粒油页岩滚筒式干馏炉，其特征是：活动管板（2）及固定管板（22）侧面上分别设有活动管板人孔（4）及固定管板人口（31）。

4.根据权利要求1或2所述的一种小颗粒油页岩滚筒式干馏炉，其特征是：排废孔（41）的外侧套装有通过支架（35）固定的套筒（25），该套筒（25）的上、下部分别设有与排废孔（41）相通的排烟口（6）及排渣口（5），排渣口（5）下部接有由驱动装置（10）驱动的废渣水盆（7）。

5.根据权利要求1或2所述的一种小颗粒油页岩滚筒式干馏炉，其特征是：环形挂架（21）通过支撑架（21-1）及加强筋（21-2）固定在外滚筒（39）的内壁上。

6.根据权利要求1或2所述的一种小颗粒油页岩滚筒式干馏炉，其特征是：嵌板（43）及刮板嵌板（44）通过固定插锁（46）固定在嵌槽（21-3）上。

7.根据权利要求1或2所述的一种小颗粒油页岩滚筒式干馏炉，其特征是：内滚筒（40）位于预热段（I）的外壁上设有内滚筒人孔（9）；位于干馏段（II）的内壁上设有无线热传感器（16）。

8.根据权利要求1或2所述的一种小颗粒油页岩滚筒式干馏炉，其特征是：内滚筒（40）、保温滚筒（8）及输料滚筒（26）与外滚筒（39）之间通过多个支撑环（13）连接。