一種自除塵型油頁巖熱解和催化裂解系統技術方案

本實用新型專利技術屬于油頁巖熱解技術領域，具體涉及一種基于蓄熱式輻射管加熱的自除塵型顆粒油頁巖熱解和催化裂解系統。該系統包括：熱解料斗；第一進料裝置；熱解和催化裂解反應器，包括：進料口、熱解室、裂解室和裂解氣出口；以及：蓄熱式輻射管；隔熱磚墻；催化劑加入裝置；連通構件；顆粒床除塵裝置；噴淋塔和燃氣罐。本實用新型專利技術的該反應系統結構簡單，操作方便，溫度分布均勻，加熱效果好，熱解室產生的油氣，經過顆粒床除塵后，潔凈的油氣再進入裂解室進行深度催化裂解，大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態烴類，生成大量的潔凈的裂解氣產品，降低了后端除塵壓力,避免了熱解油含塵的問題，真正實現了化石燃料的清潔高效利用。

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于油頁巖熱解
，具體涉及一種基于蓄熱式輻射管加熱的自除塵型顆粒油頁巖熱解和催化裂解系統，用于制取清潔可燃氣。
技術介紹
世界油頁巖資源豐富，共計37個國家的探明油頁巖儲量總和換算成頁巖油約4000多億噸，遠比世界探明原油儲量大，也比世界原油資源大。我國的油頁巖探明儲量換算成頁巖油約400多億噸。當前，對于中國等一些國家而言，生產的原油不能滿足本國的需求，而必須依靠大量的進口原油。油頁巖干餾爐可分為塊狀頁巖干餾爐（油頁巖粒度一般在8mm或者10mm以上）、顆粒和粉末油頁巖干餾爐。目前塊狀油頁巖干餾爐有中國的撫順爐、神木的三江方爐、愛莎尼亞的基維特(Kiviter)爐、巴西的佩特羅瑟克斯(Petrosix)爐。顆粒油頁巖干餾爐有愛莎尼亞的葛洛特（Galoter）爐和澳大利亞的ATP爐。現有的熱解爐型均以制取油品為主要目的，但是大多熱解爐型，尤其是以處理粉狀油頁巖為原料的爐型，熱解油中含有大量塵，造成熱解油難以有效利用，熱解油價值不高等問題。因此，如何設計一種高效除塵、系統結構和工藝流程都簡單的系統成為本領域亟需解決的問題。
技術實現思路
本技術針對現有技術的不足，設計并開發出一種自除塵型油頁巖熱解和催化裂解系統，該反應系統可進行熱解和催化裂解兩種作業，熱解室產生的油氣，進入顆粒床除塵，經過顆粒床除塵后，潔凈的油氣再進入裂解室進行深度催化裂解，降低了后端除塵壓力，將大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態烴類，該反應器可產生大量的裂解氣，從而避免了生產熱解油含塵的問題，真正實現了油頁巖的清潔高效利用。該反應器采用了蓄熱式輻射管加熱技術無需氣、固熱載體加熱，提高了反應器的熱效率的同時簡化了系統工藝。為解決上述技術問題，本技術采用的技術方案為：有鑒于此，本技術提供了一種自除塵型油頁巖熱解和催化裂解系統。根據本技術的實施例，該系統包括：熱解料斗；第一進料裝置，所述第一進料裝置與所述熱解料斗連接；熱解和催化裂解反應器，包括：進料口、熱解室、裂解室和裂解氣出口,所述進料口設置在所述熱解室的頂壁上，所述裂解氣出口設置在所述裂解室的側壁上，以及：蓄熱式輻射管，所述蓄熱式輻射管沿所述熱解反應器的高度方向多層布置在所述熱解室和所述裂解室內部，每層具有多根沿水平方向布置的所述蓄熱式輻射管；隔熱磚墻，所述隔熱磚墻設置在反應器橫向寬度的2/3處，豎直地貫穿于所述反應器內，將所述反應器的內部空間分隔成所述熱解室和所述裂解室；催化劑加入裝置，其與所述裂解室連接，用于將裂解催化劑施加于所述裂解室中；連通構件，所述連通構件為所述隔熱磚墻縱向長度上，位于下部位置的開口，用于將所述熱解室和所述裂解室連通；顆粒床除塵裝置，所述顆粒床除塵裝置與所述隔熱磚墻的所述開口固定連接，且所述顆粒床除塵裝置位于所述熱解室的一側沿水平方向延伸到所述熱解室內，用于將所述熱解室產生的油氣，通過所述顆粒床除塵裝置，通入到所述裂解室；噴淋塔，所述噴淋塔與所述裂解氣出口連接；燃氣罐，所述燃氣罐與噴淋塔連接。專利技術人發現，根據本技術實施例的該反應系統結構簡單，操作方便，溫度分布均勻，加熱效果好，一個爐體內可進行兩種作業，合二為一，節省建造成本和占地面積，其反應器分為熱解室和裂解室，在熱解室油氣出口處設有顆粒床除塵器，熱解室產生的油氣，經過顆粒床除塵后，潔凈的油氣再進入裂解室進行深度催化裂解，大分子的焦油分子裂解為小分子的氣態烴類，生成大量的潔凈的裂解氣產品，降低了后端除塵壓力,避免了熱解油含塵的問題，真正實現了化石燃料的清潔高效利用。而且該反應器采用了蓄熱式輻射管加熱技術無需氣、固熱載體加熱，提高了反應器的熱效率的同時簡化了系統工藝。根據本技術的實施例，所述顆粒床除塵裝置位于熱解室一側的側面上設置具有多個孔的孔帶，所述顆粒床除塵裝置位于熱解室一側的底面上設有粉塵排出口，且所述顆粒床除塵裝置位于裂解室一側的側面上部設有用于對所述除塵裝置進行反吹的吹掃口、下部設有熱解氣排出口。根據本技術的實施例，所述隔熱磚墻的厚度為50-150mm，所述孔帶的高度為150-1500mm，所述孔的直徑為1-30mm；所述顆粒床除塵裝置位于熱解室一側的上部為斜面設計，所述顆粒床除塵裝置鑲嵌在所述開口內，所述顆粒床除塵裝置的高度為200-2000mm，寬度為100-500mm，所述顆粒床除塵裝置內裝有1mm-20mm高的過濾介質；優選的，所述過濾介質為珍珠巖、砂石或陶瓷球顆粒。根據本技術的實施例，該系統進一步包括：氣化爐，所述氣化爐一端與所述蓄熱式輻射管的燃氣入口相連，另一端與所述半焦輸送裝置相連。根據本技術的實施例，該系統還包括：加料斗；第二進料裝置，其與所述加料斗相連；干燥裝置，其分別與所述第二進料裝置和所述蓄熱式輻射管上的煙氣出口連接；氣固分離裝置，其分別與所述干燥裝置和所述熱解料斗相連接；尾氣凈化裝置，其與所述氣固分離裝置相連接。根據本技術的實施例，催化劑加入裝置包括：催化劑料斗；催化劑主管，所述催化劑主管與所述催化劑料斗相連；催化劑支管，所述催化劑支管與所述催化劑主管相連通，所述催化劑支管穿過所述反應器裂解室的壁并延伸至所述裂解室內部；至少一個催化劑噴射件，所述催化劑噴射件設置在所述催化劑支管上，且位于所述裂解室內部；優選的，所述催化劑支管為多個并沿所述催化劑主管的長度方向彼此平行布置，所述催化劑支管設置在所述蓄熱式輻射管的層間；優選的，所述催化劑噴射件包括催化劑噴出管道和設置在所述催化劑噴出管道上的噴嘴，所述噴嘴上設置有調節閥。根據本技術的實施例，所述熱解料斗通過所述第一進料裝置與所述進料口相連；進一步還包括半焦出口，其設置在所述熱解室的下部，所述半焦出口與所述半焦輸送裝置連接。在本技術的另一個方面，本技術提供了一種利用前面所述的系統進行熱解和催化裂解的方法。根據本技術的實施例，該方法包括以下步驟：a.將顆粒油頁巖通過所述第一進料裝置及所述進料口加入到所述反應器中，在所述反應器的所述熱解室中完成熱解過程；b.熱解產生的油氣通過所述反應器隔熱磚墻上設置的顆粒床除塵裝置進行過濾除塵后，潔凈的油氣進入到所述反應器的所述裂解室；c.潔凈的油氣進入到所述裂解室內，所述催化劑加入裝置將催化劑噴灑于所述裂解室中，所述熱解油氣在所述裂解室內完成催化裂解過程，產生裂解氣；d.所述裂解氣通過所述裂解氣出口進入到所述噴淋塔中，對所述裂解氣進行凈化處理；e.經過凈化的凈裂解氣進入所述燃氣罐中儲存。根據本技術的實施例，所述步驟a中，所述顆粒油頁巖從所述反應器上部的進料口加入到所述反應器中，并被所述反應器內的所述蓄熱式輻射管打散，熱解半焦從所述反應器底部的半焦出口排出；所述步驟a中，顆粒油頁巖被所述反應器熱解室中的所述蓄熱式輻射管加熱到500-600℃，所述步驟b中，熱解油氣被所述反應器裂解室中的所述蓄熱式輻射管加熱到600-900℃，所述步驟c中，所述催化劑通過所述催化劑噴射件均勻地噴灑于所述裂解室中。根據本技術的實施例，所述顆粒油頁巖的粒度為20mm以下。本技術至少具有以下有益效果：1）采取蓄熱式輻射管移動床工藝加熱20mm以下的顆粒和粉末油頁巖，溫度分布均勻，加熱效果好，反應系統結構簡單，操作方便；2）反應器分為本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種自除塵型油頁巖熱解和催化裂解系統，其特征在于，包括：熱解料斗；第一進料裝置，所述第一進料裝置與所述熱解料斗連接；熱解和催化裂解反應器，包括：進料口、熱解室、裂解室和裂解氣出口,?所述進料口設置在所述熱解室的頂壁上，所述裂解氣出口設置在所述裂解室的側壁上；以及：蓄熱式輻射管，所述蓄熱式輻射管沿所述熱解反應器的高度方向多層布置在所述熱解室和所述裂解室內部，每層具有多根沿水平方向布置的所述蓄熱式輻射管；隔熱磚墻，所述隔熱磚墻設置在反應器橫向寬度的2/3處，豎直地貫穿于所述反應器內，將所述反應器的內部空間分隔成所述熱解室和所述裂解室；催化劑加入裝置，其與所述裂解室連接，用于將裂解催化劑施加于所述裂解室中；其中，催化劑加入裝置包括：催化劑料斗；催化劑主管，所述催化劑主管與所述催化劑料斗相連；催化劑支管，所述催化劑支管與所述催化劑主管相連通，所述催化劑支管穿過所述反應器裂解室的壁并延伸至所述裂解室內部；至少一個催化劑噴射件，所述催化劑噴射件設置在所述催化劑支管上，且位于所述裂解室內部；所述催化劑支管為多個并沿所述催化劑主管的長度方向彼此平行布置，所述催化劑支管設置在所述蓄熱式輻射管的層間；所述催化劑噴射件包括催化劑噴出管道和設置在所述催化劑噴出管道上的噴嘴，所述噴嘴上設置有調節閥；連通構件，所述連通構件為所述隔熱磚墻縱向長度上，位于下部位置的開口，用于將所述熱解室和所述裂解室連通；顆粒床除塵裝置，所述顆粒床除塵裝置與所述隔熱磚墻的所述開口固定連接，且所述顆粒床除塵裝置位于所述熱解室的一側沿水平方向延伸到所述熱解室內，用于將所述熱解室產生的油氣，通過所述顆粒床除塵裝置，通入到所述裂解室；噴淋塔，所述噴淋塔與所述裂解氣出口連接；燃氣罐，所述燃氣罐與噴淋塔連接。...

【技術特征摘要】
1.一種自除塵型油頁巖熱解和催化裂解系統，其特征在于，包括：熱解料斗；第一進料裝置，所述第一進料裝置與所述熱解料斗連接；熱解和催化裂解反應器，包括：進料口、熱解室、裂解室和裂解氣出口,所述進料口設置在所述熱解室的頂壁上，所述裂解氣出口設置在所述裂解室的側壁上；以及：蓄熱式輻射管，所述蓄熱式輻射管沿所述熱解反應器的高度方向多層布置在所述熱解室和所述裂解室內部，每層具有多根沿水平方向布置的所述蓄熱式輻射管；隔熱磚墻，所述隔熱磚墻設置在反應器橫向寬度的2/3處，豎直地貫穿于所述反應器內，將所述反應器的內部空間分隔成所述熱解室和所述裂解室；催化劑加入裝置，其與所述裂解室連接，用于將裂解催化劑施加于所述裂解室中；其中，催化劑加入裝置包括：催化劑料斗；催化劑主管，所述催化劑主管與所述催化劑料斗相連；催化劑支管，所述催化劑支管與所述催化劑主管相連通，所述催化劑支管穿過所述反應器裂解室的壁并延伸至所述裂解室內部；至少一個催化劑噴射件，所述催化劑噴射件設置在所述催化劑支管上，且位于所述裂解室內部；所述催化劑支管為多個并沿所述催化劑主管的長度方向彼此平行布置，所述催化劑支管設置在所述蓄熱式輻射管的層間；所述催化劑噴射件包括催化劑噴出管道和設置在所述催化劑噴出管道上的噴嘴，所述噴嘴上設置有調節閥；連通構件，所述連通構件為所述隔熱磚墻縱向長度上，位于下部位置的開口，用于將所述熱解室和所述裂解室連通；顆粒床除塵裝置，所述顆粒床除塵裝置與所述隔熱磚墻的所述開口固定連接，且所述顆粒床除塵裝置位于所述熱解室的一側沿水平方向延伸到所述熱解室內，用于將所述熱解室產生的油氣，通過所述顆粒床除塵裝置，通入到所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：耿層層，陳水渺，肖磊，薛遜，吳道洪，
申請(專利權)人：北京神霧環境能源科技集團股份有限公司，
類型：新型
國別省市：北京;11