[发明专利]一种生物质气化与油页岩热解耦合的设备与方法

说明书

本发明公开一种生物质气化与油页岩热解耦合的设备，包括：生物质气化部，生物质气化部连通有热解部，热解部连通有收集部，生物质气化部连通有冷却装置，收集部与冷却装置连通；一种生物质气化与油页岩热解耦合的方法，包括以下步骤：1)向热解炉内加入低品位油页岩；2)向夹层内通入高温生物质气化气；3)将热解炉内的热解气通入收集部，4)将收集部逸出的气体与夹层内的生物质气化气共同通入冷却装置。本发明通过生物质热化学与低品位油页岩热解这两种方式的结合，互补了两者的不足，节约了能源，提高了生物质资源和低品位油页岩的利用率，开发了一种新的制油制气的方法。

技术领域

本发明涉及可再生能源领域的生物质资源化与矿产资源领域的低品位油页岩开发利用，特别是涉及一种生物质气化与油页岩热解耦合的设备与方法。

背景技术

生物质是自然界唯一含碳的可再生资源，具有可再生性和低污染性等特点，可直接、间接转化为可燃气和液体燃料，作为替代能源使用。我国拥有丰富的生物质资源，在未来能源结构调整中起到重要作用，生物质气化技术是生物质的高效转化途径之一，可以很好地实现生物质资源的能源化利用。

近年来，针对生物质资源热化学转化的能源化利用技术开展了较多的科学研究，有成熟的固定床和流化床气化技术，固定床气化炉可燃气出口温度约500℃，流化床气化炉可燃气出口温度高于600℃，采用冷燃气的利用方式，燃气温度要降到50℃方可利用，需要对可燃气进行冷却降温处理，造成大量的热量损失。如何将这部分热量加以有效地利用，需要开展技术研究。

我国是世界上油页岩储量十分丰富的国家之一。我国的油页岩是一种蕴藏量十分丰富却几乎未被很好利用的矿产资源，全国油页岩资源储量为7199亿t，折合成页岩油约为476亿t，其中3.5～5％的之间的低品位油页岩资源3268亿吨，占全国油页岩资源的45％。近年来，我国油页岩产量仅有580多万吨主要产区为辽宁抚顺、吉林桦甸和广东茂名等地。

目前油页岩开发基本上用于热解炉制取页岩油，采用热解装置连续生产，根据油页岩的特性和实验室级别测试得到，油页岩在隔绝空气的条件下加热时，首先释放出水分而被干燥，并在120℃以前干燥完毕；当温度继续升高到150℃～170℃时，放出油页岩中吸附的气体；温度超过180℃时,油页岩中的有机质开始分解释放出水分、二氧化碳及硫化氢等气体，并形成能被有机溶剂抽提出来的沥青和初生焦油；温度在350℃～420℃时，页岩生成沥青的速度大大增加，同时，所生成的沥青也随着温度的升高而进一步裂解生成焦油、气体和半焦,固定碳残留在半焦中；干馏温度达到490℃，气量明显减少；干馏温度达到500℃，不再有产物产生。

参考温差和热解炉特性，在实验室中热解炉内的温度上限设定为 520℃，由电加热提供热量，可得到页岩油和瓦斯气。在工业生产中，热解所需要的热量由产生的瓦斯气燃烧提供，得到的产品主要是页岩油，而瓦斯气燃烧掉失去再利用价值。

本发明旨在将生物质气化制备可燃气和低品位油页岩热解产油的工艺进行耦合达到产油和高热值燃气的目的，提高了生物质和油页岩资源的转化和利用效率。通过生物质资源的矿产资源的优势结合，为低品位油页岩制油提供一种新方法，为生物质能源高效利用提供一种新的途径。

发明内容

本发明的目的是提供一种生物质气化与油页岩热解耦合的设备与方法，以解决上述现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种生物质气化与油页岩热解耦合的设备，包括：生物质气化部，所述生物质气化部连通有热解部，所述热解部连通有收集部，所述生物质气化部连通有冷却装置，所述收集部与所述冷却装置连通；

所述热解部包括热解炉，所述热解炉的外侧壁开设有中空的夹层，所述夹层分别与所述生物质气化部以及所述冷却装置连通，所述热解炉的内腔与所述收集部连通。