一种油砂高温热解与余热利用装置的制作方法

本发明涉及环保，具体为一种油砂高温热解与余热利用装置。

背景技术：

1、油砂亦称焦油砂或沥青砂，是一种含有天然沥青的砂或砂岩，通常由砂、沥青、矿物质、粘土和少量水分组成。不同地区油砂矿的组成不同，一般含有3％-6％的水、6％-20％的稠油，其余为80％-90％的无机矿物质(砂、黏土等)。在我国能源的结构中，油砂作为非常规油气资源储量仅次于煤炭，其热解可得到油砂油作为常规能源的补充，是一种非常重要的战略资源。

2、国内油砂的品位，含油率3％-6％者占可采资源量11.67×108t的51.7％，含油率6％-10％者占46.4％，含油率大于10％者只占1.9％。由于开采油砂矿和提炼油都需要成本和耗能，所以在如此低的含油率下，为了能有好的经济效益，必须提高油回收率和节能降耗。

3、目前国内外油砂分离技术主要有热水洗法、溶剂萃取法、热解干馏法三种技术。热解干馏法是目前的主流技术，热解干馏是指在隔绝空气(或在非氧化气氛)条件下将油砂进行加热，油砂在不同的温度下，发生一系列物理变化和化学反应的复杂过程，最终得到干馏渣、油砂油和干馏气等产品。热解干馏炉是用于油砂的高温(约600℃)干馏以制取油砂油的主体设备。热解干馏炉类型很多，比较有代表性的有中国的抚顺式干馏炉、加拿大的atp干馏炉等。

4、(1)抚顺式干馏炉，炉体呈直立圆筒形，内径约3m，高10m以上。油砂被下部油砂产生的烟气和来自加热炉的热瓦斯的加热干馏。能处理低品位(含油率为5％-6％)油砂，充分利用其内含有的固定碳，热量自给有余。缺点：装置油回收率不足70％，油损大，资源浪费较严重。直接冷却用水量大。油水分离效果较差，污水产生量大。

5、(2)加拿大atp干馏炉，采用回转式干燥机，处理0-25mm的油砂颗粒。理论上装置采油率95％，能量自给。但是，atp筒体全长可达62.5m，直径8.2m，在滚筒内部又分成预热段、燃烧段、干馏段、冷却段，结构十分复杂，维修困难、投资大且没有经济性，理论的效果根本达不到。

6、综上所述，油砂的热解还存在一些问题需要改进，尤其针对油砂含水少、一般地处偏远缺水、含油率不高的情况下有必要提高油回收率等特点，需要综合优化考虑。因此，本发明提出一种油砂高温热解与余热利用装置。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种油砂高温热解与余热利用装置，全过程的能量供给与余热利用综合设计，包括高温油气的余热利用、不凝气燃烧烟气的余热利用、热烟气辅助加热回转热解炉等，连续运行时能量大幅度降低。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种油砂高温热解与余热利用装置，主要由油砂进料系统、出料系统、燃气回转热解炉系统、热力氧化室、热管换热装置、烟气净化器构成，其特征是：所述燃气回转热解炉系统包括回转滚筒、烟气流通室，所述回转滚筒的一端设置有油砂进料系统，所述烟气流通室外壳的一端设有高温烟气进口、燃烧器，所述烟气流通室外壳的另一端设有热烟气出口，所述燃烧器的进口通过天然气管道连接天然气储罐的出口，烟气流通室外壁依次包裹隔热层、外壳；

3、所述热管换热装置包括高温空气预热器、中温油气冷凝器，高温空气预热器采用热管换热器，设有上集箱及下集箱，上集箱为高温空气预热器空气侧，采用翅片热管，下集箱为高温空气预热器烟气侧，采用光管热管，中温油气冷凝器采用热管换热器，设有上集箱及下集箱，上集箱为中温油气冷凝器空气侧，采用翅片热管，下集箱为中温油气冷凝器油气侧，采用光管热管；

4、所述热烟气出口通过热烟气管道连接高温空气预热器烟气侧的进口，高温空气预热器烟气侧的出口通过烟气管道连接烟气净化器；

5、所述高温空气入口通过高温烟气管道连接热力氧化室的高温烟气出口，所述热力氧化室通过管道连接燃气进口，热力氧化室上设有不凝气进口、热空气进口，热空气进口通过高温空气管道连接高温空气预热器空气侧的出口；

6、所述中温油气冷凝器空气侧的进口通过管道与鼓风机连接，中温油气冷凝器空气侧的出口通过管道与高温空气预热器烟气侧的进口连接；

7、中温油气冷凝器油气侧的出口通过不凝气管道与不凝气进口连接。

8、进一步的，所述农村垃圾进料系统包括斗式提升机、料斗、双层翻板阀、溜槽，料斗的出口连接双层翻板阀，双层翻板阀的下部连接溜槽，溜槽的出口连接第一旋转密封。

9、进一步的，所述出料系统包括出料罐，出料罐上设置有出料罐进口、渣出口和油气出口，出料罐进口连接第二旋转密封，渣出口连接双层出渣阀，双层出渣阀出口连接固渣收集器，油气出口通过油气管道连接中温油气冷凝器油气侧的进口。

10、进一步的，所述回转滚筒由齿轮传动装置驱动实现转动。

11、进一步的，所述烟气管道上设有引风机。

12、进一步的，所述中温油气冷凝器油气侧油品出口连接油品回收装置。

13、进一步的，所述天然气管道上设有阀门。

14、本发明的有益效果是：

15、(1)、全过程的能量供给与余热利用综合设计，包括高温油气的余热利用、不凝气燃烧烟气的余热利用、热烟气辅助加热回转热解炉等，连续运行时能量大幅度降低。

16、(2)、采用风冷方式冷凝油气以回收油品，采用的冷却介质是常温空气，冷凝过程中控制油气冷凝后的出口温度约在200℃，保证热解油气中所含的水蒸气不会冷凝，因此冷凝后的油品含水量很低。同时，由于中温冷凝，所以不凝气中含有较多的低沸点气体成分，热值比常规水冷凝要高，后续稳定的热力燃烧容易实现。风冷方式冷凝不需用水，没有污水排放，而且不受地域和季节限制。风冷方式还将空气温度从20℃左右升到150℃左右，最后送入热力氧化室时，相当于回收了一部分油气的余热。

17、(3)、热力氧化室的热空气温度400℃不仅提供了氧气而且可以有利于稳定燃烧温度，不凝气温度200℃而且热值高，所以不凝气的自主燃烧容易实现，有利于提高能量利用率。

技术特征：

1.一种油砂高温热解与余热利用装置，主要由油砂进料系统(1)、出料系统(2)、燃气回转热解炉系统(3)、热力氧化室(4)、热管换热装置(5)、烟气净化器(6)构成，其特征是：所述燃气回转热解炉系统(3)包括回转滚筒(31)、烟气流通室(32)，所述回转滚筒(31)的一端设置有油砂进料系统(1)，所述烟气流通室(32)外壳的一端设有高温烟气进口(48)、燃烧器(33)，所述烟气流通室(32)外壳的另一端设有热烟气出口(46)，所述燃烧器(33)的进口通过天然气管道(35)连接天然气储罐(36)的出口，烟气流通室(32)外壁依次包裹隔热层(37)、外壳(38)；

2.根据权利要求1所述的一种油砂高温热解与余热利用装置，其特征是：所述农村垃圾进料系统(1)包括斗式提升机(12)、料斗(13)、双层翻板阀(14)、溜槽(15)，料斗(13)的出口连接双层翻板阀(14)，双层翻板阀(14)的下部连接溜槽(15)，溜槽(15)的出口连接第一旋转密封(16)。

3.根据权利要求1所述的一种油砂高温热解与余热利用装置，其特征是：所述出料系统(2)包括出料罐(21)，出料罐(21)上设置有出料罐进口(22)、渣出口(23)和油气出口(24)，出料罐进口(22)连接第二旋转密封(25)，渣出口(23)连接双层出渣阀(26)，双层出渣阀(26)出口连接固渣收集器(27)，油气出口(24)通过油气管道(28)连接中温油气冷凝器油气侧(522)的进口。

4.根据权利要求1所述的一种油砂高温热解与余热利用装置，其特征是：所述回转滚筒(31)由齿轮传动装置驱动实现转动。

5.根据权利要求1所述的一种油砂高温热解与余热利用装置，其特征是：所述烟气管道(7)上设有引风机(54)。

6.根据权利要求1所述的一种油砂高温热解与余热利用装置，其特征是：所述中温油气冷凝器油气侧(522)油品出口连接油品回收装置(17)。

7.根据权利要求1所述的一种油砂高温热解与余热利用装置，其特征是：所述天然气管道(35)上设有阀门(34)。

技术总结一种油砂高温热解与余热利用装置，主要由油砂进料系统、出料系统、燃气回转热解炉系统、热力氧化室、热管换热装置、烟气净化器构成，其特征是：所述燃气回转热解炉系统包括回转滚筒、烟气流通室，所述回转滚筒的一端设置有油砂进料系统，所述烟气流通室外壳的一端设有高温烟气进口、燃烧器，所述烟气流通室外壳的另一端设有热烟气出口，所述燃烧器的进口通过天然气管道连接天然气储罐的出口，烟气流通室外壁依次包裹隔热层、外壳。本发明全过程的能量供给与余热利用综合设计，包括高温油气的余热利用、不凝气燃烧烟气的余热利用、热烟气辅助加热回转热解炉等，连续运行时能量大幅度降低。技术研发人员：雷震东,东苏平,吴立进受保护的技术使用者：优尼环境科技（深圳）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/16