可控節能型小顆粒油頁巖乾燥裝置及其乾燥方法與流程

2023-05-11 11:51:27 3

本發明屬於油頁巖乾燥技術領域，具體涉及一種小顆粒油頁巖的乾燥裝置和方法。

背景技術：

油頁巖是一種蘊藏量十分豐富但幾乎還未被很好利用的礦產資源。油頁巖不但可提煉出燃料油類，而且還可煉製出合成煤氣及化工原料，附產品還可用於制磚、水泥等建築材料。在世界範圍內，油頁巖儲量折成發熱量僅次於煤炭位列第二位，折算成頁巖油相當於4750億噸，為天然石油可採儲量的5.4倍，是當前石油、煤、天然氣的理想替代能源。中國油頁巖遠景資源量約2萬億噸，折頁巖油800億噸，為石油剩餘可採儲量25億噸的32倍，居世界第四位。

現有技術中，只能將顆粒粒度大於8mm的油頁巖經乾餾爐進行煉油，顆粒粒度小於8mm的油頁巖粉渣作為燃料或捨棄。因此在油頁巖採礦、運輸、破碎過程中，會產出30～50%的粒度小於8mm油頁巖粉渣，因無法入爐提鍊石油，都只能作為燃料或捨棄，這樣就提高了採礦成本造成環境汙染，同時也極大的浪費資源。 因此，綜合利用小顆粒油頁巖煉油具有重要的意義。

現有油頁巖乾餾技術主要為氣體熱載體乾餾技術和固體熱載體乾餾技術。氣體熱載體乾餾技術是在乾餾爐內將15～75mm的大顆粒油頁巖通過與熱煤氣直接接觸換熱而實現低溫乾餾，但是，由於採用的是大顆粒油頁巖，乾餾時間相當長，一般需要12～24小時，且通常大顆粒內部存在黑心，造成乾餾效率低、出油率低、利用率低；固體熱載體乾餾技術是在乾餾爐內將25mm以下、或15mm以下、或8mm以下、或6mm以下的小顆粒油頁巖通過與固體載體熱灰直接接觸換熱而實現低溫乾餾，雖然該方法主要用於處理小顆粒的油頁巖，但其主要缺點是需要額外的固體顆粒加熱爐，裝置複雜龐大，磨損嚴重、連續運行時間短、剩餘的半焦及灰渣被大量丟棄，能量利用率低。

技術實現要素：

為克服上述缺陷，本發明的目的在於提供一種小顆粒油頁巖的乾燥裝置。

本發明的另一目的還在於提供一種小顆粒油頁巖的乾燥方法。

為實現上述目的，本發明採用如下技術方案：

一種乾燥窯車，包含車底盤、車輪、車輪軸及車體，車輪軸與車底盤固定，車輪固定在車輪軸兩端，車體包含設置在車底盤上的左、右車本體，左、右車本體之間設有透氣空間，左、右車本體的四周側面分別為透氣格柵，四周側面之間互相固接，所述左、右車本體上還分別設置有卸料門，左、右車本體內設有卸料支撐，所述卸料支撐均由左、右車本體內側至卸料門呈坡度向下傾斜設置。

根據上述的乾燥窯車，加熱空間寬度為3~10 cm；卸料支撐由水平方向向上傾斜的夾角為25°~35°。

根據上述的乾燥窯車，所述的卸料支撐為支撐鋼板，或為透氣格柵。

一種可控節能型小顆粒油頁巖乾燥裝置，包含蓄熱爐，與蓄熱爐連接的乾燥窯，窯車軌道，及與窯車軌道相匹配的窯車，所述窯車為上述的乾燥窯車。

根據上述的可控節能型小顆粒油頁巖乾燥裝置，所述乾燥窯包含預熱段、乾燥段、冷卻段，乾燥段頂部設有與蓄熱爐連通的主熱氣管道，乾燥段內腔下部依次設有多個熱風口，熱風口與窯體側壁的加熱通道連通，主熱氣管道上每隔一定距離設有連通窯體加熱管道的分支管道，乾燥段尾部還設有冷風口，冷風口連接有通向窯體外大氣環境的冷風管道，冷卻段頂部設置有與窯體內腔連通的抽風管道，所述抽風管道與抽風機連接。

根據上述的可控節能型小顆粒油頁巖乾燥裝置，至少有兩個乾燥窯與蓄熱爐連接，蓄熱爐通過總控制閥與主熱氣管道連通控制，分支管道上分別設置有單個控制閥，所述乾燥窯窯體上還設置有測溫裝置。

根據上述的可控節能型小顆粒油頁巖乾燥裝置，所述的熱風口沿著窯車前進方向等間距設置在乾燥段內腔下部，冷風口與熱風口等高度設置。

一種利用上述裝置的可控節能型小顆粒油頁巖的乾燥方法，包括以下步驟：

（1）在素球倉位置將冷壓成型的小顆粒油頁巖裝入窯車；

（2）窯車駛入乾燥窯預熱段，進行預熱，預熱溫度0-50℃，預熱時間60min；

（3）窯車駛入乾燥窯乾燥段，蓄熱爐熱氣通過主熱氣管道送入加熱通道，由熱風口進一步送入乾燥窯內，對油頁巖進行加熱，加熱溫度120℃，加熱時間130 min；

（4）窯車駛入乾燥窯乾燥段尾部，餘熱氣體通過抽風管道抽出，冷氣通過冷風管道進入乾燥窯內，對油頁巖進行初步冷卻，冷氣和熱氣在進入排煙風機進口處引流而出；

（5）窯車駛入冷卻段進一步自然冷卻；

（6）窯車駛離乾燥窯，在窯尾卸料；

（7）卸料完成，窯車運至進車軌道，在進車軌道末端裝料，循環工作；

或者若需要修車，則窯車運至修車軌道，再去素球倉位置裝料，循環工作。

根據上述的可控節能型小顆粒油頁巖乾燥方法，所述的油頁巖的粒度為0～6cm。

根據上述的可控節能型小顆粒油頁巖乾燥方法，所述窯車沿著窯車軌道勻速前進，相鄰窯車行駛時間間隔8 min。

根據上述的可控節能型小顆粒油頁巖乾燥方法，所述的預熱段為26.4m，乾燥段49.5 m，冷卻段16.5 m，全長92.2m。

根據上述的可控節能型小顆粒油頁巖乾燥方法，所述的蓄熱爐熱氣為煤氣或者天然氣。還可用液化氣。

根據權利上述的可控節能型小顆粒油頁巖乾燥方法，所述的進車軌道設有2條，修車軌道設有1條，乾燥窯設有2個。

本發明的積極有益效果

1. 本發明的乾燥窯車結構簡單、設計新穎合理，卸料支撐呈現坡度向下傾斜設置，裝卸料方便，卸料徹底，與窯車本體骨架固定連接格網加熱乾燥效果好，利於散熱。

2. 本發明可控節能型小顆粒油頁巖乾燥裝置，結構簡單、合理，窯體冷卻段頂部設置有抽風管道和抽風機，乾燥窯內的冷氣和餘熱氣體沿著窯車前進方向順式流動，冷氣和熱氣在23號車位置匯合後排煙機引流排出，加熱冷卻效果好，節能減排。

3. 本發明可控節能型小顆粒油頁巖乾燥方法，機械化程度高，實現了熱量的充分、有效利用，易於推廣實施，具有較好的社會和經濟效益。

附圖說明

圖1為本發明實施例1的乾燥窯車結構示意圖；

圖2為本發明實施例1的乾燥窯車側視圖；

圖3為本發明實施例1的乾燥窯車支撐梁結構示意圖；

圖4為本發明實施例2的乾燥窯結構示意圖；

圖5為圖4所示的B-B剖視結構示意圖；

圖6為本發明實施例2的乾燥裝置結構示意圖；

圖7為本發明可控節能型小顆粒油頁巖乾燥流程圖。

具體實施方式

圖中標號代表的意義：1-乾燥窯車，101-車輪軸，102-車輪，103-車底盤，104-加熱空間，105-骨架， 106-透氣格柵，107-卸料支撐，108-卸料門，2-乾燥窯，201-預熱段，202-乾燥段，203-冷卻段，204-抽風管道，205-抽風機，206-主加熱管道，207-分支管道，208-加熱腔，209-窯體，210-窯車軌道，3-蓄熱爐，4-修車軌道，5-進車軌道，6-卸料倉，7-抽風機，8-乾燥窯，9-窯車素球裝車位置。

下面結合一些具體實施例對本發明進一步說明。

實施例1

參見圖1~3所示，一種乾燥窯車，包含車底盤、車輪、車輪軸及車體，車輪軸與車底盤固定，車輪固定在車輪軸兩端，車體包含設置在車底盤上的左、右車本體，左、右車本體之間設有透氣空間，左、右車本體的四周側面分別為透氣格柵，四周側面之間互相固接，所述左、右車本體上還分別設置有卸料門，左、右車本體內設有卸料支撐，所述卸料支撐均由左、右車本體內側至卸料門呈坡度向下傾斜設置；結構簡單、設計新穎合理，卸料支撐呈現坡度向下傾斜設置，裝卸料方便，卸料徹底，與窯車本體骨架固定連接格網加熱乾燥效果好，利於散熱。

所述的加熱空間寬度為10 cm，卸料支撐由水平方向向上傾斜的夾角為25°。

所述卸料支撐為支撐鋼板，使用安全可靠，性能穩定。

所述的窯車車身長3 .3m，每輛窯車可載重35噸/輛。

實施例2

參見圖4~7所示，一種可控節能型小顆粒油頁巖乾燥裝置，包含蓄熱爐，與蓄熱爐連接的乾燥窯，窯車軌道，及與窯車軌道相匹配的窯車，所述窯車為上述的乾燥窯車；結構簡單、合理，使用效果好。

上述的可控節能型小顆粒油頁巖乾燥裝置，所述乾燥窯包含預熱段、乾燥段、冷卻段，乾燥段頂部設有與蓄熱爐連通的主熱氣管道，乾燥段內腔下部依次設有多個熱風口，熱風口與窯體側壁的加熱通道連通，主熱氣管道上每隔一定距離設有連通窯體加熱管道的分支管道，乾燥段尾部還設有冷風口，冷風口連接有通向窯體外大氣環境的冷風管道，冷卻段頂部設置有與窯體內腔連通的抽風管道，所述抽風管道與抽風機連接。窯體冷卻段頂部設置有抽風管道和抽風機，乾燥窯內的冷氣和餘熱氣體沿著窯車前進方向順式流動，乾燥窯的氣體隨著窯車從窯頭進窯尾出的方向前行，加之冷卻帶排煙機的牽引力所形成順式流動，加熱冷卻效果好，節能減排。

蓄熱爐通過總控制閥與主熱氣管道連通控制，分支管道上分別設置有單個控制閥，所述乾燥窯窯體上還設置有熱電偶測溫裝置，機械化程度高，便於控制。

根據實際生產需要，可以設置有兩個或至少有兩個乾燥窯，分別與蓄熱爐連接，平行設於蓄熱爐兩側，設置有兩個乾燥窯的乾燥裝置結構示意圖，參見圖6。

本發明可控節能型小顆粒油頁巖乾燥流程圖，具體乾燥流程見圖7，乾燥窯車通過進車軌道駛入窯車素球裝車位置，即素球倉位置，進行裝車，隨著乾燥流程，進入乾燥窯內進行預熱、加熱、冷卻，駛出乾燥窯，在卸料倉位置進行卸料，依次裝卸料，進行循環作業，乾燥後的油頁巖含水量達到需求。

所述的熱風口沿著窯車前進方向等間距設置在乾燥段內腔下部，冷風口與熱風口等高度設置。

根據上述的可控節能型小顆粒油頁巖乾燥裝置，所述的熱風口沿著窯車前進方向等間距設置在乾燥段內腔下部，沿乾燥窯內壁兩側對應設置，共23對，相鄰熱風口間距為1.65m，乾燥段尾段內腔下部設有冷風口，冷風口與熱風口等高度設置，共5對，冷風口與相鄰熱風口間距為1.65m。

實施例3

一種可控節能型小顆粒油頁巖乾燥方法，利用上述裝置實現，包括以下步驟：

（1）在素球倉位置將冷壓成型的小顆粒油頁巖裝入窯車；

（2）窯車駛入乾燥窯預熱段，進行預熱，預熱溫度25—85℃，預熱時間60分鐘；

（3）窯車駛入乾燥窯乾燥段，蓄熱爐熱氣通過主熱氣管道送入加熱通道，由熱風口進一步送入乾燥窯內，對油頁巖進行加熱，加熱溫度120分鐘，加熱時間130分鐘；

（4）窯車駛入乾燥窯乾燥段尾部，餘熱氣體通過抽風管道抽出，冷氣通過冷風管道進入乾燥窯內，對油頁巖進行初步冷卻，乾燥窯內的氣體隨著窯車從窯頭進窯尾出的方向前行，加之冷卻帶排煙風機的引力所形成順式流動。

（5）窯車駛入冷卻段進一步自然冷卻；

（6）窯車駛離乾燥窯，在窯尾卸料；

（7）卸料完成，窯車運至進車軌道，在進車軌道末端裝料，循環工作；

或者若需要修車，則窯車運至修車軌道進行維護，維護完畢再去素球倉位置裝料，循環工作。

根據上述的可控節能型小顆粒油頁巖乾燥方法，所述的油頁巖的粒度為0～6cm，實現小顆粒油頁巖的回收利用，節能環保，節約成本。

根據上述的可控節能型小顆粒油頁巖乾燥方法，所述窯車沿著窯車軌道勻速前進，根據整體乾燥窯的長度，窯車勻速前進可行駛10分鐘左右，相鄰窯車行駛時間間隔8 min，使得小顆粒油頁巖乾燥的效果更好。

根據上述的可控節能型小顆粒油頁巖乾燥方法，所述的預熱段為26.4m，乾燥段49.5 m，冷卻段16.5 m，全長92.2m，整個乾燥窯內可容納26~30輛窯車，小顆粒油頁巖通過預熱段預熱，乾燥段加熱，冷卻段冷卻，乾燥窯內冷氣和餘熱氣體沿著窯車前進方向順式流動，乾燥窯的氣體隨著窯車從窯頭進窯尾出的方向前行，加之冷卻帶排煙機的牽引力所形成順式流動，加熱冷卻效果好，節能減排，減少汙染，實現熱量的充分、有效利用。

根據上述的可控節能型小顆粒油頁巖乾燥方法，所述的蓄熱爐熱氣為煤氣或者天然氣。還可用液化氣，實現多樣化，易於推廣實施。

根據上述的可控節能型小顆粒油頁巖乾燥方法，所述的進車軌道設有2條，修車軌道設有1條，乾燥窯設有2個，兩個乾燥窯分別設於蓄熱爐兩側，易於維護，機械化程度高。

經過本發明乾燥處理後的小顆粒油頁巖含水量≤4%，實現了熱量的充分、有效利用，乾燥效果好，大大提高了能量利用率。