国内外固体热载体干馏工艺技术专利及知识产权保护情况
- 格式：doc
- 大小：29.00 KB
- 文档页数：5
国内外固体热载体（回转类）干馏工艺技术专利及知识产权保护情况
2013年4月27日
1.回转类固体热载体干馏技术背景
现有以干馏炉为主进行干馏炼油的工艺路线若按干馏炉型分主要有固定床、流化床、回转窑及各种气燃式干馏炉。
其中回转窑进料尺寸适应性强，窑体的回转使得物料充分混合并不断破碎，油页岩颗粒的传热传质速率高，热解充分；仅通过反应器转速和倾角便可灵活调节油页岩在窑内的停留时间、混合强度及处理量，从而控制热解反应程度；适应不同种类的油页岩。
此外，回转窑具有很好的放大性，可与气体热载体法和固体热载体法联合开发干馏工艺。
若按传热方式可分为气体热载体法和固体热载体法。
气体热载体法是指原料与预先加热了气体热载体直接接触传热发生干馏反应的过程。
主要加工处理块状原料，细颗粒原料被舍弃，而原料干馏热源主要为经加热炉加热后的干馏煤气。
由此存在以下不足：一是干馏时间相当长(12~24小时)，且干馏效率低、油收率低、资源利用率低；二是热循环干馏煤气为热载体，需采用蓄热式加热炉等外热源加热煤气，不但消耗大量的煤气，浪费能源，而且干馏热煤气温度总在变化，造成干馏炉内温度周期变化，出油不稳定，油收率低；三是干馏所得半焦若继续作为锅炉燃料使用，必须先冷却再进一步破碎以适合锅炉燃烧的要求，如果是湿法除半焦，必须先用水冷却，再干燥，再破碎，因此，耗能较大。
固体热载体法是指原料与预先加热了固体热载体直接接触传热发生干馏反应的过程。
现有工艺主要采用水平圆筒型干馏炉，主要加工处理粉粒状原料，粒径一般小于25mm。
干馏热源主要为高温半焦、半焦在一个单独的气流式燃烧室燃烧生成的热灰，或利用单独设立的加热炉燃烧干馏煤气加热的瓷球。
与气体热载体法相比，固体热载体法的原料颗粒小，且与固体热载体混合均匀，接触表面积大，可以达到较快的加热速度，因此，干馏时间短，通常30min即可完成，原料利用率高（理论上可以达到100%），油收率高；固体热载体热解避免了物料热解析出的挥发，产物被烟气稀释，同时降低了冷却系统的负荷；由于升温迅速，焦油发生二次裂解较少，能大幅提高产油率。
但残渣中残炭与空气接触时间短，燃烧不充分，残渣排放污染较大，能源浪费严重；大量的固体热载体导入降低了干馏处理能力，存在设备运转负荷大、效率低的缺点。
2.国内固体热载体干馏工艺专利
（1）回转窑干馏+循环流化床燃烧
工艺简介及优点：结合回转窑与循环流化床技术各自的优势，在循环流化床中燃烧热解半焦并加热床料（热固载体），炽热的床料在回转窑内与进入回转窑内的有机质充分混合换热，产生的半焦和释放热量的床料再送回循环流化床，在实现热固载体热解的同时，充分利用热解半焦中的低品质能源作为热解热源。
回转窑干馏炉需要一个额外的燃烧炉将热解原料半焦燃烧成高温灰作固体热载体，剩余半焦及灰渣被大量舍弃。
而以循环流化床为主进行燃烧发电、供热可获得较高的燃烧效率和热效率，同时循环流化床锅炉为低温燃烧，可在炉内添加石灰石脱硫，且因低温分级燃烧减少氮氧化物的排放，可以实现洁净燃烧。
代表专利：a、利用循环流化床和回转窑进行热固载体热解的方法
b、油页岩回转窑干馏与循环流化床燃烧工艺
（2）内外加热双筒干馏工艺
工艺简介及优点：回转炉采用内外筒同轴回转结构，热解物料在旋风预热器内通过残渣燃烧产生热量预热，或不经预热直接进入干馏通道与高温残渣(或高温半焦)混合，进行干馏，干馏后的含碳残渣在环状残渣燃烧通道内燃烧（或通入高温烟气）对干馏通道进行外加热，达到液化残渣（或高温烟气）的循环利用，提高热效率.一般为自返料回转炉，解决了固体热载体和炉外残渣燃烧高温输送困难和设备磨损问题。
代表专利：a、炉外预热式小颗粒回转干馏工艺流程
b、一种利用固体热载体使煤低温干馏的外热式回转炉
c、利用自返料回转炉对煤进行固体热载体热解的方法
d、一种煤炭水平回转式分段返料干馏设备及工艺
（3）阶梯串联式回转干馏工艺
工艺简介及优点：利用多个干馏筒的高度落差，前一级干馏筒产生的残渣升温后全部作为固体热载体被下一级干馏筒利用，有效地降低了系统单位产量的固体热载体的提升量，降低了高温输送设备投入及磨损维修成本。
代表专利：阶梯串联式回转干馏工艺流程
（4）单筒非联合干馏工艺
工艺简介及优点：原料经破碎后与热载体进入干馏炉混合干馏，干馏产出的热灰渣经气力输送塔输送到分流器分流，部分热灰渣经旋风分离器收集后进入干
馏炉，另一部分灰渣经旋风分离器进入热交换器，预热进入气力输送塔的空气。
设备相对简单、热效率高。
代表专利：一种油砂固体热载体低温干馏工艺
3.国外固体热载体干馏工艺专利
（1）Galoter
工艺简介及优点：Galoter干馏用热页岩灰作为固体热载体，与颗粒页岩在炉内混合而进行干馏，制取页岩油。
干馏后的半焦和页岩灰混合物依靠空气在喷射式管中燃烧，生成的页岩灰的一部分作为热载体循环使用。
设备相对简单、热效率较高。
与国内油砂干馏工艺类似。
代表专利：a、METHOD AND INSTALLATION FOR THERMAL PROCESSING OF HIGH-ASH SOLID FUEL
b、METHOD AND APPARATUS FOR PROCESSING SOLID COMMUNAL WASTES
c、METHOD OF FINE-GRAINED OIL SHALE PYROL YSIS TO PRODUCE LIQUID AND GAS FUELS,ELECTRIC POWER AND CEMENT CLINKER, AND DEVICE TO THIS END
（2）ATP
工艺简介及优点：热解物料的干燥、热解及半焦燃烧、循环和冷却，都在一个多段的水平放置的旋转干馏炉内进行，包含两个同心圆筒，内筒用于热解物料的热解和干馏，外筒为燃烧区。
热效率高，规避了高温传输设备的难题。
与国内的内外加热双筒干馏类工艺相似。
（3）Enefit-280
工艺简介及优点：Galoter工艺与循环流化床技术相结合，半焦燃烧部分采用流化床代替 UTT-3000 的喷射式燃烧，热解物料与热载体混合在回转炉内干馏，该工艺半焦燃烧更加完全，干馏区不使用移动部件，增加了干馏炉的连续操作能力，处理能力提高。
配以循环流化床锅炉利用废热发电，热效率和经济性进一步提升。
与国内的回转窑干馏+循环流化床燃烧类工艺相似。
4. 结论
（1）国内尚没有褐煤半焦返料进干馏炉作热载体的单筒干馏炉专利。
（2）褐煤的固体热载体单筒回转炉热解工艺系统热效率和经济性需要进一步核算。
油页岩和褐煤的主要区别在于油页岩含油率高、灰分含量高，采用自产热灰作热载体可以满足其热解所需热量，较高的产油量使得其经济性得到一定的保证，而褐煤采用相同工艺其热效率和经济性定性分析来看远低于油页岩的收益。
（3）高温输送设备的设计及余热回收利用是褐煤的固体热载体单筒回转干馏工艺开发和工艺系统经济性的难点所在。
（4）单筒回转干馏，筒体外部进行固体热载体导入，较大的固体热载体导入量获得较小的干馏处理能力，存在设备运转负荷大、效率低、高温传输设备磨损大等缺点。
（5）内外筒同轴回转干馏内筒预热干馏，外筒残渣燃烧和冷却，内部导入固体热载体，存在结构复杂，设备体积庞大，维修困难，运转率低的缺陷。
（6）国内的回转窑干馏+循环流化床燃烧类工艺结合了回转窑与循环流化床技术各自的优势，半焦燃烧更加完全，处理能力提高，热效率和经济性进一步提升。
工艺及经济性优势显著，但如若客户无供电需求，则需另行考虑。
