[实用新型]油页岩半焦流化燃烧循环瓦斯加热炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及油页岩气体热载体干馏工艺中对循环瓦斯进行加热的装置。该装置亦可用于煤、废旧轮胎、塑料、生物质。

背景技术

油页岩是一种重要的能源资源，世界油页岩资源蕴藏量十分巨大，其储量高达(10～15)×10¹⁸kJ，约占全球各种能源总量(26～43)×10¹⁸kJ的35%，高于世界原油已知储量(8×10¹⁸～10×10¹⁸kJ)。

油页岩的开发利用目前主要采用以干馏炉为主的工艺路线进行干馏炼油，现有以干馏炉为主的工艺路线以气体热载体为主：利用热循环瓦斯作为主要加热载体加入干馏炉中部加热干馏页岩，而热循环瓦斯由独立设置的加热炉来加热。

现有的蓄热式加热炉工作过程是间歇的，首先用冷瓦斯气和空气在炉内燃烧室燃烧，热烟气通过蓄热室，将填料格子砖加热一定时间后，即切断燃烧用瓦斯气和空气，然后通入冷循环瓦斯气，冷循环气从填料格子砖中取得热量，成为热循环瓦斯气，进入干馏炉作为气体热载体加热干馏油页岩。蓄热式加热炉的填料格子砖逐渐被冷却后，再通入循环气和空气，重新燃烧以加热填料。如此循环加热、换热。

因为蓄热式加热炉是间断式操作，使进入干馏炉的热循环瓦斯气温度在550~750℃范围内变化，由此造成干馏炉内温度周期变化，导致整个装置运转不稳定而影响油收率。

现有的管式加热炉可以稳定地连续操作，使热循环瓦斯的温度较恒定，有利于干馏炉的正常运转。国内外气体热载体干馏技术中使用的管式加热炉的热源主要都来自油页岩干馏所产生的剩余瓦斯，但对于大多数矿区的油页岩，剩余瓦斯燃烧所能发出的热量不足以提供油页岩干馏所需热量，需要另设煤气发生炉产生煤气作为热风炉的补充热源。

气体热载体干馏后产生大量的半焦，目前尚未得到合理的利用。这些半焦热值低，含有较多的污染物，堆弃占用了大量土地，既浪费了能源，又对环境造成严重的污染。

发明内容

本实用新型的目的是，对现有以瓦斯气燃烧加热循环瓦斯的加热炉进行实质性改进，将油页岩半焦流化床燃烧与炉内膜式壁换热器、尾部管式换热器有机的结合为一体组成油页岩半焦流化燃烧循环瓦斯加热炉，既有效解决了油页岩干馏半焦燃烧问题，又实现了气体热载体所需热瓦斯的加热问题，具有结构合理，综合利用程度高，成本低等优点。

本实用新型的目的是由以下技术方案来实现的：一种油页岩半焦流化燃烧循环瓦斯加热炉，其特征是：油页岩半焦流化燃烧循环瓦斯加热炉，其特征是，它包括：流化床燃烧炉的炉膛出口与尾部管式换热器的进口连通，流化床燃烧炉包括炉膛、布风装置、二次风喷口、剩余瓦斯燃烧器、进料管和排渣溢流管，炉膛的下端连接布风装置，炉膛前墙设有进料管，后墙设有排渣溢流管，炉膛的上部为稀相区、下部为密相区，稀相区底部设有剩余瓦斯燃烧器和二次风喷口，稀相区四周布置有加热低温循环瓦斯的膜式壁换热器，膜式壁换热器内侧敷设耐火材料构成炉膛周壁的炉墙，膜式壁换热器的上端设有出口联箱，膜式壁换热器的下端设有入口联箱，在布风装置的侧壁上设有一次风入口；尾部管式换热器包括在尾部烟道内从上至下依次设置高温空气预热管式换热器、高温瓦斯管式加热器、中温瓦斯管式加热器和低温空气预热管式换热器，在低温空气预热管式换热器所在位置的尾部烟道上设有冷空气入口，在尾部烟道下端的侧壁上设有烟气出口，在中温瓦斯管式加热器所在位置的尾部烟道上设有中温瓦斯入口，在高温瓦斯管式加热器和中温瓦斯管式加热器之间的尾部烟道上设置有混合联箱，在高温瓦斯管式加热器所在位置的尾部烟道侧壁上设置有热瓦斯出口联箱，在高温空气预热管式换热器所在位置的尾部烟道侧壁上设置有热空气出口；冷瓦斯主管线与流化床燃烧炉的膜式壁换热器的入口联箱连接，冷瓦斯主管线通过调节阀与尾部管式换热器的混合联箱连接，流化床燃烧炉的膜式壁换热器的出口联箱与尾部管式换热器的中温瓦斯入口连接，尾部管式换热器的热空气出口分别与流化床燃烧炉的布风装置的一次风入口、流化床燃烧炉的二次风喷口连接。

本实用新型油页岩半焦流化燃烧循环瓦斯加热炉的优点体现在：

1.油页岩干馏时所需的热量主要源于半焦流化床燃烧，利用油页岩半焦，对所有页岩实现能量自给；

2．膜式壁换热器2的内侧敷设耐火材料构成炉膛周壁的炉墙，即减轻了炉墙重量，降低炉膛漏风，又加热了循环瓦斯气，同时避免了对膜式受热面的磨损漏气所造成的危险；

3.经过高温空气预热管式换热器后的烟气温度降至750~850℃，从而保护高温瓦斯管式加热器管壁不会超温；