[发明专利]一种粉末页岩气固体混合干馏工艺

说明书

技术领域

本发明涉及油页岩干馏技术领域，是一种粉末页岩气固体混合干馏的工艺，适用于采用热页岩灰与热烟气为热载体共同对粉末页岩进行干馏。

背景技术

油页岩是一种富含油母质沉积岩，油页岩隔绝空气加热到500℃左右，油母质热解为页岩油，此过程称为油页岩干馏，干馏生成半焦和页岩油气，世界油页岩资源丰富，其储量折算成页岩油高达4000多亿吨，我国油页岩资源预测可达7199亿吨，折算成页岩油为476亿吨，目前仍未大规模开采，可作为煤等一次常规能源的替代资源。

国内对油页岩干馏主要采用以抚顺炉炉型为代表的立式气体热载体干馏炉，在炉底气化段页岩半焦与带饱和蒸汽的主风在燃烧产生高温气体，向上进入干馏段加热页岩进行干馏。气体热载体干馏技术对原料要求较高，只能加工块状页岩，因此在开采及破碎过程中产生的粉末页岩往往只能作为燃料燃烧或者加工为水泥等建材，并没有得到充分利用。同时气体热载体干馏技术也存在油收率偏低的缺点，由于块径大的页岩中心未能完全干馏及烧油等一些原因导致抚顺炉的油收率仅为含油率的65%左右。

颗粒与粉末状页岩干馏技术通常采用固体热载体加热，采用移动床或者流化床的形式进行油页岩颗粒的干馏，具有可连续操作，传热传质效率高等优势，国内外目前已经产生了大工固体热载体干馏炉，鲁奇-鲁尔盖斯炉等固体热载体干馏技术，但该类技术处理的油页岩原料仍局限在5mm左右的颗粒页岩，不能有效加工粉末页岩。而现在国内较为完善的粉末页岩干馏技术主要有茂名粉末页岩流化干馏工艺与上海博申流化干馏工艺，而由于存在难以大型化，经济效益不足等问题尚未能投入大规模商业生产。

现有的粉末页岩干馏工艺大多都采用了较为复杂的结构，因此如果作为附加干馏装置来处理气体热载体干馏炉剩余原料的则存在成本较高的问题。在已授权发明专利“小颗粒油页岩干馏装置及其干馏工艺”（ZL 201310162146.1），与“一种固体热载体干馏炉”（ZL 201320782763.7）中均通过燃烧部分粉末页岩和半焦来对干馏供热，因此则需要一个完整的复杂干馏系统。相对于这一类干馏工艺，一种附加于其他干馏系统运行的粉末页岩干馏装置则更符合处理气体热载体炉剩余粉末原料的需求。

同时现有流化床干馏炉的布气方式也往往不适用于粉末页岩干馏，由于粉末页岩的流化气速很小，因此在为了保持粉末页岩充分干馏需要采用较低的进风速度，在低风速下采用集中布风会导致炉内不同高度气体热载体的温度分布不均匀，从而在一定程度上影响干馏效率。在已授权发明专利“一种油页岩干馏炉布气装置”（ZL 201510638502.1）中采用的交错排布管道形式集中布风就不适用于粉末页岩的干馏。为了达到对粉末页岩进行快速干馏的目的，采用沿高度方向均匀供热是一种有效的解决方案。

在已授权发明专利“一种高效内热式粉末页岩提油装置及其方法”（ZL 201110067655.7）中，其干馏装置中段就采用了多层气体均布器来输送热瓦斯气为干馏供热，但这种气体均布器因其只在单侧设置进风口以及布风位置采用的半封闭蜂巢结构，会导致在每层靠近进风口一侧气体流量远大于另一侧，从而引起干馏段内气体流动状态混乱，这不利于干馏过程中颗粒停留时间的控制与统一。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术之不足，并对现有技术进行实质性创新，提出一种科学合理，实用性强，效果佳，干馏过程快捷可靠，适用原料范围广的粉末页岩气固体混合干馏的工艺，充分利用页岩灰与烟气中余热来处理油页岩原料预处理过程产生的大量粉末页岩。