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• 一、竹炭干餾設(shè)備多少錢一套
• 二、油頁巖地上干餾工藝
• 三、明子干餾的原理是什么？
• 四、國外固體熱載體干餾工藝

一、竹炭干餾設(shè)備多少錢一套

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竹材與木材一樣主要是由纖維素、半纖維素和木質(zhì)素組成。
竹材在干餾制取竹炭時的熱解過程大體上與木材燒制木炭時的熱解過程一樣,可劃分為4個階段:干燥、預(yù)炭化、炭化、煅燒。
竹材熱解除得到主要產(chǎn)品竹炭外,在熱解過程中還可得到大量的副產(chǎn)品、水溶性液體混合物——竹醋液。
目前燒制竹炭的方法主要有兩種:干餾釜熱解法和土窯直接燒制法。
1.1干餾熱解法
其設(shè)備主要是外熱式立式干餾釜,目前主要有2大類:固定式炭化爐和移動式炭化爐。
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二、油頁巖地上干餾工藝

地上干餾是將油頁巖開采出來后，在干餾爐內(nèi)加熱，生產(chǎn)頁巖油。一般都采用內(nèi)熱式干餾爐。內(nèi)熱式干餾爐分為塊狀、顆粒和粉末頁巖等三種干餾爐型。

塊狀頁巖干餾通常使用熱燃燒氣或熱干餾氣，作為氣體熱載體進(jìn)行進(jìn)入干餾爐內(nèi)加熱干餾油頁巖。塊狀頁巖由于頁巖塊本身傳熱系數(shù)小，自頁巖塊表面升溫至其中心的傳熱速率慢，故干餾所需時間約數(shù)小時。當(dāng)前，應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的塊狀頁巖干餾爐，在中國有撫順式干餾爐，每臺日處理油頁巖100t;在愛沙尼亞有基維特爐，每臺日處理油頁巖200t和1000t。在巴西有佩特羅瑟克斯?fàn)t，每臺日處理油頁巖1500t和6000t。

顆粒頁巖干餾通常使用燒熱的頁巖灰作為固體熱載體和頁巖混合，進(jìn)行加熱干餾。顆粒頁巖由于粒度小、升溫快，干餾所需時間僅幾分鐘或十幾分鐘。固體熱載體的熱源通常來自頁巖干餾氣或頁巖半焦燃燒所產(chǎn)生的熱煙氣。當(dāng)前，應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的顆粒頁巖干餾爐有愛沙尼亞的葛洛特爐，每臺日處理油頁巖3000t。此外，加拿大開發(fā)的塔瑟克顆粒頁巖干餾爐(ATP)曾在澳大利亞放大為日處理油頁巖6000t。

粉末頁巖干餾通常在流化狀態(tài)下與燒熱的頁巖灰粉混合進(jìn)行干餾煉油。熱頁巖灰的來源通常來自頁巖半焦的流化燃燒。流化干餾所用的流化劑通常是蒸汽或者干餾氣。粉末頁巖由于粒度很小，干餾所需時間僅約2～3min。干餾溫度一般450℃。粉末頁巖干餾爐的最大優(yōu)點是干餾強(qiáng)度大，但在流化狀態(tài)下干餾生成的油氣出爐時易帶出較多的粉塵，處理上比較困難。

塊狀頁巖干餾爐所用的頁巖要求有一定的塊度，而原料油頁巖從礦上開采出來后，經(jīng)破碎篩分至一定塊度，會產(chǎn)生10%～20%的細(xì)顆粒，這部分資源不能用于塊狀干餾爐，造成損失。而顆粒或粉末頁巖干餾爐則能將開采出來的所有頁巖破碎篩分至所需粒度而全部用掉，不會導(dǎo)致原料的浪費。

圖3－2 撫順式干餾爐

1.撫順式干餾爐

撫順式塊狀頁巖干餾爐，又名撫順內(nèi)熱式干餾爐，

簡稱撫順式爐(圖3－2)。撫順干餾爐是世界四大油頁巖干餾工藝之一，形成于20世紀(jì)30年代，發(fā)展于50年代，成熟于60年代。撫順式爐是油頁巖干餾和頁巖半焦氣化過程連接

在一起的直立圓筒形塊狀頁巖干餾爐，上部為干餾段，下部為氣化段。撫順式爐加工12～75mm的塊狀油頁巖。干餾所需的熱量是由兩部分熱源提供:①頁巖半焦與從爐底通入的帶飽和水蒸氣的空氣(主風(fēng))在氣化段發(fā)生氣化燃燒所產(chǎn)生的高溫氣體，向上進(jìn)入干餾段加熱頁巖，是為第一種熱源;②另向干餾爐中部通入在干餾爐外被蓄熱爐加熱了的熱循環(huán)氣，向上進(jìn)入干餾段加熱頁巖，是為頁巖干餾的第二種熱源。撫順式爐采用水洗冷卻方式。撫順式爐能利用頁巖半焦中的固定碳，加工低品位油頁巖(含油率6%以上)時熱量能自給有余，并經(jīng)過長期工業(yè)生產(chǎn)考驗，是一種經(jīng)濟(jì)性好，可靠性高的油頁巖干餾爐型。

撫順式爐每20個裝置共用一套冷凝回收系統(tǒng)，稱為“部”。每部爐日處理塊狀油頁巖2000t，年產(chǎn)頁巖油3×104t。

撫順式爐的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備耐用，維修和操作管理方便，適合于品位低的油頁巖，可進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，開工周期長(350d/a)。

撫順式爐的缺點是處理礦石量小(100t/d)，且油收率僅能得到鋁甑含油率的65%;只能處理12～75mm的油頁巖顆粒，資源利用率低;系統(tǒng)自動化程度低，控制系統(tǒng)較為落后，操作人員的勞動強(qiáng)度大;尚未完全解決環(huán)境污染問題，尤其是大氣污染。這些缺點制約了撫順式爐的發(fā)展與對外推廣。

為了克服上述缺點，近年撫順礦業(yè)集團(tuán)頁巖煉油廠對撫順式爐進(jìn)行了升級方案的研究，準(zhǔn)備對其現(xiàn)有9部爐進(jìn)行升級改造。同時，2006年以來撫順礦業(yè)集團(tuán)頁巖煉油廠還與陜西省冶金設(shè)計研究院合作，開發(fā)出一種新型頁巖油回收工藝。新工藝在保留撫順干餾爐優(yōu)點的同時，移植運用了多項冶金煤氣生產(chǎn)中先進(jìn)、成熟、高效的技術(shù)裝備，對其傳統(tǒng)的油頁巖干餾采油工藝進(jìn)行優(yōu)化改造，新工藝在工業(yè)化小型試驗裝置上獲得成功。此后，在撫順集團(tuán)年處理油頁巖200×104t、年生產(chǎn)8×104t頁巖油的E部油頁巖煉油技改工程中，全面采用了新型工藝進(jìn)行建設(shè)。E部油頁巖煉油工程由40個撫順式爐組成，共用一套冷凝回收系統(tǒng)。該工程于2007年10月開工，2008年9月順利投產(chǎn)運行。新型工藝自動化程度明顯提高;油收率最高達(dá)80%，較傳統(tǒng)工藝提高了10%～15%，接近國際先進(jìn)水平;產(chǎn)生的廢水量少，比較環(huán)保;體積縮小了一半，比較節(jié)能。新型工藝基本實現(xiàn)了節(jié)能、高效、環(huán)保的預(yù)期目標(biāo)。

2.茂名圓爐

茂名圓爐與撫順式爐相似，也是帶有氣化段的內(nèi)熱式塊狀頁巖干餾爐。其與撫順式爐結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別為干餾爐中部采取了氣體混合室，具有多面布?xì)獾慕Y(jié)構(gòu)。工藝流程與撫順式爐相同，從爐頂進(jìn)料，油頁巖在爐內(nèi)分段進(jìn)行干餾和氣化，爐底送進(jìn)主風(fēng)。使頁巖半焦中的固定碳在氣化段燃燒、氣化、供給油頁巖干餾所需要的一部分熱量，其余的熱量則由熱循環(huán)氣供給。氣化段產(chǎn)生的氣體與熱循環(huán)氣混合從干餾段中部噴孔噴出供熱，并向上流動與油頁巖逆流接觸換熱，進(jìn)行干餾。干餾產(chǎn)物由爐頂抽出，頁巖灰則從爐底排出。日處理油頁巖礦石量100t，油收率為鋁甑的65%(羅榮陶，1991;Lin，1988)。

圖3－3 茂名方爐

3.茂名方爐

茂名方形干餾爐最初應(yīng)用于20世紀(jì)60年代。茂名方爐又稱茂名氣燃式方爐，是采用循環(huán)氣燃燒供熱以干餾油頁巖的一種內(nèi)熱式塊狀頁巖干餾爐(圖3－3)。它由進(jìn)入爐中部的均勻混合的循環(huán)氣和空氣在高溫的頁巖半焦層中進(jìn)行燃燒與還原反應(yīng)，由反應(yīng)所產(chǎn)生的高溫氣體熱載體供給油頁巖干餾所需的熱量。采用氣燃供熱方式，使?fàn)t內(nèi)有充足的熱量和較厚的高溫層，從而保證油頁巖能充分地干餾。日處理量300t油頁巖，油收率較茂名圓爐稍高，約鋁甑的70%。

從爐底通入水蒸氣飽和了的冷循環(huán)氣，既能與高溫頁巖灰換熱而回收其攜帶的大部分顯熱，并使從爐底排出的灰溫度降到300℃以下，其水蒸氣又能和頁巖半焦中的固定碳在爐灰冷卻段上部的高溫層進(jìn)行部分還原反應(yīng)，有助于發(fā)生氣熱值的提高(羅榮陶，1991;Lin，1988)。

20世紀(jì)90年代，神木縣三江煤化工公司對茂名方形干餾爐進(jìn)行改造，形成SJ方形立式干餾爐，應(yīng)用于神木的煤干餾工藝。神木縣三江煤化工公司擁有SJ方形干餾爐的中試裝置(處理礦石能力1t/h)和工業(yè)化裝置(處理礦石能力10t/h、20t/h)，有近20a的技術(shù)開發(fā)經(jīng)驗。目前有300多個不同型號的SJ方形干餾爐已經(jīng)投入生產(chǎn)，不同處理能力的SJ方形干餾爐已經(jīng)在陜西得到廣泛的應(yīng)用。

目前SJ方形干餾爐也已經(jīng)成功的由煤干餾工藝應(yīng)用于油頁巖干餾工藝。已經(jīng)完成兩種不同類型油頁巖的測試，平均油收率＞80%。SJ方形干餾爐對油頁巖顆粒的要求是8～60mm。

4.愛沙尼亞基維特干餾爐

基維特(Kiviter)干餾爐呈立式圓筒形(圖3－4)，處理塊狀油頁巖。爐子由鋼板外殼、耐火材料襯里制成，爐上部中間和爐中部兩側(cè)有長方形燃燒室，有燒嘴通入空氣和干餾循環(huán)氣進(jìn)行燃燒，生成熱煙氣橫向進(jìn)入爐上半部的兩個平行的長方形橫截面的干餾室，加熱自上而下的油頁巖(形成薄層干餾)，生成的油氣經(jīng)抽氣室導(dǎo)出，頁巖半焦被爐下部進(jìn)入的冷循環(huán)干餾氣冷卻后經(jīng)水封排出，半焦?jié)摕嵛闯浞掷?，熱效率不?約70%)。爐出口油氣被爐內(nèi)燃燒生成的煙氣所沖稀，熱值不高。基維特干餾爐生產(chǎn)成熟，每臺爐日處理量1000t。其油收率達(dá)實驗室鋁甑油收率的75%～80%(Yefimov等，1999;Sonne等，2003;錢家麟，2006)。

圖3－4 基維特干餾爐

圖3－5 佩特洛瑟克斯干餾爐

5.巴西佩特洛瑟克斯干餾爐

巴西佩特洛瑟克斯(Petrosix)干餾爐是當(dāng)前世界上最大處理量的塊狀頁巖干餾爐(圖3－5、圖3－6)，日加工油頁巖6000t。爐子內(nèi)徑11m，上部為油頁巖干餾段，下部為頁巖半焦冷卻段，經(jīng)過管式加熱爐加熱了的熱循環(huán)氣進(jìn)入干餾爐的中部，對上部的油頁巖進(jìn)行加熱干餾，使其熱解產(chǎn)生頁巖油氣和半焦。油氣從上部導(dǎo)出，經(jīng)冷凝回收系統(tǒng)回收頁巖油，頁巖干餾氣一部分經(jīng)管式加熱爐加熱后循環(huán)進(jìn)入干餾爐中部。爐內(nèi)的半焦進(jìn)入爐下部，由爐底的冷循環(huán)氣冷卻，冷卻后出爐。佩特洛瑟克斯?fàn)t技術(shù)成熟，頁巖干餾油收率達(dá)鋁甑的85%～90%。干餾氣熱值高，但出爐半焦的固定碳熱值未加利用(錢家麟等，2006;Martignoni等，2002，2006)。

圖3－6 佩特洛瑟克斯裝置工藝流程

6.美國聯(lián)合油公司巖石泵爐

美國聯(lián)合油公司巖石泵(UnionB)的工藝不同于一般的塊狀頁巖干餾爐(圖3－7、圖3－8)。

頁巖自下往上，由巖石泵爐底的兩臺巖石泵輪流向上送入爐內(nèi)干餾，生成的頁巖半焦約510℃，自爐頂一側(cè)排出。B型爐的爐頂有經(jīng)過加熱的熱循環(huán)氣(540℃)進(jìn)入，自上而下，對頁巖進(jìn)行加熱和干餾。干餾氣由爐下方導(dǎo)出，經(jīng)冷卻油水分離，去脫硫凈化后，可作為高熱氣利用。爐子下方有頁巖油導(dǎo)出。B型爐的油收率接近鋁甑測定的含油率的100%。油頁巖日處理量達(dá)10000t/d，是世界上規(guī)模最大的爐型。但于1990年關(guān)閉(Barnet，1982;Callahan，1983)。

7.愛沙尼亞葛洛特爐

愛沙尼亞葛洛特(Galoter)爐是一種回轉(zhuǎn)式固體熱載體顆粒頁巖干餾爐(圖3－9)，用熱頁巖灰作為固體熱載體與顆粒頁巖在回轉(zhuǎn)爐內(nèi)混合而進(jìn)行干餾，制取頁巖油，干餾后的半焦和頁巖灰混合物由空氣在噴射式管中燃燒，生成的頁巖灰的一部分作為熱載體循環(huán)使用。每臺爐日處理3000t顆粒油頁巖，油收率約鋁甑的85%～90%，技術(shù)已基本成熟。

圖3－7 巖石泵爐

圖3－8 巖石泵爐裝置工藝流程

早在1945年，前蘇聯(lián)科學(xué)院能源研究所，即今之莫斯科市俄羅斯能源研究所(ENIN)研究開發(fā)了葛洛特爐型。1946年建起了實驗室裝置，此后歷經(jīng)半個多世紀(jì)，逐步擴(kuò)大至工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模。中試和工業(yè)試驗裝置主要由蘇聯(lián)列寧格勒市設(shè)計院，今圣彼得堡市原子能設(shè)計院設(shè)計，有UIT－25、UIT－50、UIT－100、UIT－200、UIT－500及UIT－3000等型號。

圖3-9 葛洛特裝置工藝流程

1984年，愛沙尼亞納爾瓦(Narva)油頁巖電廠建起了兩臺日處理3000t顆粒頁巖的葛洛特干餾裝置(UIT－3000)，運轉(zhuǎn)至今。由于該裝置規(guī)模擴(kuò)大了，流程復(fù)雜，設(shè)備及轉(zhuǎn)動機(jī)械較多，操作不易掌握，其運轉(zhuǎn)人員花了很大的精力和物力，對其進(jìn)行了不斷的改進(jìn)和完善。據(jù)介紹，當(dāng)前的運行情況已趨正常，年操作時間達(dá)6200～7200h(設(shè)計年運行時間為6800h)。加工庫克瑟特油頁巖的運轉(zhuǎn)情況，如果實驗室鋁甑含油率為14%，則預(yù)計葛洛特工藝可得頁巖油12%，即約鋁甑含油率的86%。干餾氣體積熱值46000kJ/m3，含烯烴30%，可作化工原料或家用煤氣(Golmshtok等，2007)。

目前，納爾瓦油頁巖電廠與來自芬蘭的奧圖泰(OUTOTEC)合作，研發(fā)新一代Enefit技術(shù)(改進(jìn)型的葛洛特爐，圖3－10)。設(shè)計宗旨是加強(qiáng)余熱回收、減少機(jī)械設(shè)備、減少排放、獲得更高的出油率和利用率。首個工廠的設(shè)計正在進(jìn)行，不久將開始建造，計劃2012年建成。葛洛特爐的改進(jìn)型稱為Enefit280，改進(jìn)后干餾爐的油頁巖處理量由Enefit140型葛洛特爐原來的3000t/d(140t/h)提高至6000t/d(280t/h);將原來的半焦提升管燃燒改為循環(huán)流化床燃燒，半焦燃燒產(chǎn)生的熱量除用于干餾外，剩余熱量用于發(fā)電;增加了廢熱回收鍋爐，提高了干餾過程的熱效率;干餾出的油氣直接進(jìn)分餾塔，將頁巖油分成輕油和重油;排出的熱灰用流化床冷卻取熱(Weber，2009)。Enefit280是目前唯一能將產(chǎn)油、能效、利用副產(chǎn)品最大化的技術(shù)。

圖3－10 Enefit280型Caloter裝置示意圖

Enefit280型Galoter爐優(yōu)點:

(1)對環(huán)境影響低:低煙氣排放;灰渣中無殘留有機(jī)物，含量少于1%;石油提煉工藝不需要水。

(2)靈活性:也可以用于低熱值細(xì)顆粒的油頁巖(0～25mm);所有開采出的油頁巖都能夠被利用，油頁巖沒有浪費;無需使用外部燃料(如天然氣、石油、電力);容易適用于其他油頁巖，沒有對油頁巖的含油量有技術(shù)上的限制;容易控制，如不需要有些設(shè)備(如干燥)時修改工藝容易。

(3)效益高:工藝化學(xué)效益是80%;產(chǎn)油率與Fischer相比是103%;熱效益超過80%;高利用率(超過90%)。

(4)綜合利用:一套設(shè)備年消耗油頁巖226×104t，頁巖油年產(chǎn)量29×104t，天然氣年產(chǎn)量7500×104m3，發(fā)電量35MW。

(5)產(chǎn)品質(zhì)量高:頁巖油———低黏度(1.2厘沱，+15℃)、硫的含量低(＜0.7%)、低凝點(－15℃);高熱值的干餾氣;干餾氣能用于制氫和發(fā)電。

8.加拿大－澳大利亞塔瑟克爐

加拿大塔瑟克(Taciuk)爐亦稱阿爾伯達(dá)塔瑟克工藝(AlbertaTaciukProcess，簡稱ATP爐)，以加拿大UMATAC工程公司的發(fā)明人WilliamTaciuk命名。ATP也屬于顆粒頁巖固體熱載體干餾爐。ATP爐開發(fā)始于1977年，已經(jīng)研發(fā)40多年。澳大利亞南太平洋石油公司/中太平洋礦業(yè)公司(SPP/CPM)于1986年確定采用ATP技術(shù)，放大約30倍，設(shè)計用于干餾澳大利亞昆士蘭油頁巖，在澳大利亞建設(shè)一套日加工6000t油頁巖的塔瑟克爐。

該裝置由澳大利亞柏克德公司(Bechtel)設(shè)計，德國克虜伯－波里修斯(KruppPolysius)公司制造，總投資約2.8億澳元，于1997年開始建設(shè)，于1999年建成試運。該裝置試運了5～6a，時開時停，年開工率達(dá)60%(Schmidt，2003;McFarland，2003，2004)。運行效果不太好，有氣味產(chǎn)生，遭到當(dāng)?shù)鼐G色組織抗議。

至2004年，SPP公司將該裝置和有關(guān)油頁巖資源售于美國的昆士蘭能源公司，該裝置遂于2004年中停運。

該裝置將油頁巖的干燥、干餾和半焦的燃燒三個過程設(shè)計在一個臥式的圓筒形回轉(zhuǎn)爐內(nèi)(圖3－11)，設(shè)想巧妙，但操作難以控制。我國撫順進(jìn)口了一臺塔瑟克爐(6000t/d)，將于2010年底前試車。

圖3－11 塔瑟克爐

總體來說，ATP技術(shù)不成熟，開工率60%。ATP直接從240t/d處理能力的中試放大到6000t/d處理能力的生產(chǎn)。澳大利亞現(xiàn)在也放棄了ATP，將ATP工廠賣給了美國公司。該設(shè)備太大，長60m，直徑11m。

9.德國魯奇－魯爾蓋斯?fàn)t

德國魯奇－魯爾蓋斯(Lurgi－Luhrgas，簡稱LG)工藝由德國魯奇(Lurgi)公司與魯爾煤氣(Luhrgas)公司于20世紀(jì)50年代聯(lián)合進(jìn)行開發(fā)。該工藝可用于顆粒油頁巖和煤的干餾及重油的熱解。該工藝用于煤或油頁巖的干餾時，系將熱的半焦或熱的頁巖灰作為固體熱載體，在雙螺旋混合器中與煤或頁巖混合加熱，再去移動層反應(yīng)器中干餾完畢，生成油氣和半焦由空氣送入提升管，自下而上進(jìn)行燃燒，生成的熱半焦或頁巖灰，有一部分返回螺旋混合器，循環(huán)使用(圖3－12)。

圖3－12 Lurgi－Lohrgas裝置工藝流程

對于煤的干餾，1957～1961年，在德國道司頓(Dorsten)建有日加工240t煙煤的裝置;1963～1968年，南斯拉夫建有日處理1600t褐煤的裝置;1975～1978年，在德國巴特洛勃(Bottrop)建有日加工350t煙煤的裝置;1977～1979年在英國建有日加工700t煙煤的裝置。對于油頁巖的干餾，先后在德國赫爾頓(Herten)日加工12t的中試裝置和在德國埃遜(Essen)日加工8t的中試裝置及法蘭克福(Frankfurt)日加工24t的中試裝置上試驗過美國、澳大利亞、約旦和中國等的油頁巖(Rammler，1982)。

10.大連理工大學(xué)固體熱載體干餾爐

大連理工大學(xué)于1984年研制開發(fā)了顆粒頁巖和煤的固體熱載體干餾新工藝，稱為“大工新法干餾技術(shù)”(圖3－13)。該新法干餾原理流程與德國的魯奇－魯爾蓋斯工藝(LG)相仿，但關(guān)鍵設(shè)備的形式和結(jié)構(gòu)由大連理工大學(xué)自行開發(fā)和設(shè)計制造。

大連理工大學(xué)于1984年建成了每小時處理5～10kg油頁巖的新法干餾連續(xù)試驗裝置，完成了冷模試驗。1985～1986年曾進(jìn)行了樺甸頁巖、茂名頁巖、云南褐煤、內(nèi)蒙古平莊褐煤和黃縣褐煤等的試驗。1990～1992年間在平莊礦務(wù)局建立了日加工150t褐煤的工藝試驗裝置，并于1992～1993年進(jìn)行了試驗，取得了初步成功。

圖3－13 大連理工大學(xué)新法干餾裝置工藝流程

大工新法干餾工藝原理是顆粒油頁巖與作為熱載體的頁巖灰在移動床干餾反應(yīng)器內(nèi)混合而被加熱干餾，生成頁巖油氣和半焦。半焦和頁巖灰混合物在加熱提升管(噴射燃燒管)，被空氣噴射上流，半焦含有固定碳等有機(jī)質(zhì)而燃燒，生成頁巖灰。部分頁巖灰自旋分器分出而循環(huán)去與頁巖混合于螺旋推進(jìn)器內(nèi)(初步發(fā)生頁巖熱解反應(yīng))，進(jìn)入干餾反應(yīng)器中加熱干餾頁巖，頁巖油氣導(dǎo)出，去冷凝回收頁巖油。頁巖灰的一部分排出，一部分連續(xù)循環(huán)使用系統(tǒng)(Qian，2008;大連工學(xué)院煤化工研究室，1986)。

對于較高熱值、高含油率的油頁巖，其頁巖半焦中的有機(jī)質(zhì)在提升管中燃燒放熱，足夠加熱干餾頁巖的需要，不需通過加熱提升管下部補充外來的燃料。對于低熱值油頁巖，其頁巖半焦中的固定碳有機(jī)質(zhì)的燃燒產(chǎn)生的熱量不足以提供干餾所需，則需要在提升管下端的燃燒室加入干餾氣與空氣，燃燒補充熱量。

樺甸和茂名油頁巖在大工新法干餾小試裝置(10kg/h)上，4個樣品對鋁甑的采油率為90%～94%，干餾氣產(chǎn)率為40～60m3/t，熱值在18130kJ/m3以上(Guo等，1988)。

11.粉末頁巖流化干餾爐

茂名石油公司在1970年代進(jìn)行了兩器流化干餾(粉末頁巖流化干餾、粉末半焦流化燃燒)中型試驗(日處理24t油頁巖)，取得了初步成功(羅榮陶，1984，1981;Luo，1988)(圖3－14)。

近年來，中煤龍化哈爾濱煤化工公司則正在黑龍江省依蘭縣進(jìn)行達(dá)連河油頁巖兩器流化干餾的中型試驗(日處理50t油頁巖)，取得了初步成功，最長連續(xù)運轉(zhuǎn)192h，油收率達(dá)鋁甑的80%(Wang等，2009)。

中煤龍化的這套流化干餾系統(tǒng)，好處是能充分利用油頁巖資源，即把油頁巖磨碎成＜3mm的油頁巖粉末顆粒，然后進(jìn)入干餾爐處理;產(chǎn)品有頁巖油、瓦斯氣、灰渣(可作為水泥、陶粒、砌磚的原料)。頁巖油生產(chǎn)成本在2000元/t左右，如深加工(加氫制成汽油、柴油)則成本為2700元/t。中煤龍化工藝在國際上是創(chuàng)新，而且加工能力較大，達(dá)到2000t/爐。中煤龍化工藝比撫順式爐好。撫順式爐是1929年日本人研發(fā)的，只有100t/爐;而且撫順式爐只能處理大顆粒，不能處理小顆粒(＜12mm的顆粒)。

比較而言，中煤龍化的中試工作比中石油大慶中試工作要深多了，而且前者油收率比后者高一些，放大倍數(shù)也比后者高;但前者的流化粉塵比后者多多了，不好處理。

圖3-14 茂名流化干餾裝置工藝流程



三、明子干餾的原理是什么？

含脂松根（明子）在密閉釜中隔絕空氣熱解的過程。又稱松根干餾。干餾得到松木炭、松根焦油、木醋液和木煤氣等產(chǎn)物。

原料

用含脂松根或含脂木材。含脂21%以上叫肥明子，含脂16～20%叫中等明子，含脂13～15%叫瘦明子。干餾前明子先除去泥土和腐朽部分，劈成寬3～7厘米、長30～70厘米的木塊。

工藝流程

明子干餾生產(chǎn)工藝過程（見圖）包括明子干餾和焦油加工兩部分。

明子干餾

干餾釜為圓筒形，與闊葉樹材干餾設(shè)備略有不同，釜上部和下部各有一個導(dǎo)出管，分別與焦油分離器和焦油貯槽相連接。下部導(dǎo)管用以導(dǎo)出高沸點難揮發(fā)的焦油組分。干餾釜安裝在磚砌加熱爐中。干餾時將準(zhǔn)備好的小塊明子裝入炭籠，用吊車裝入干餾釜。封蓋后慢慢加熱，釜內(nèi)溫度達(dá)270℃時木材分解，下部導(dǎo)管開始有焦油餾出，溫度達(dá)400～450℃時干餾結(jié)束。蒸汽氣體經(jīng)焦油分離器和冷凝器，冷凝的液體流入貯槽，再送往油水分離器，使原油和木醋液分離。原油和釜底導(dǎo)出管引出的焦油混合物（稱松根焦油或混合原油）一起送蒸餾釜加工。明子干餾產(chǎn)物的得率如下：松木炭25%，原油22%，焦油13%，木醋液25%，木煤氣和損失15%。

松根焦油加工

先將松根焦油進(jìn)行蒸餾，然后將蒸餾產(chǎn)物進(jìn)一步加工成松焦油、松節(jié)油和選礦油等產(chǎn)品。

①松焦油：松根焦油裝入蒸餾釜中，用蒸汽加熱，使溫度平穩(wěn)上升，85℃時開始有餾出物，到100～105℃時保持一段時間，使水分完全蒸出，然后再逐漸升溫，選取85～210℃的粗松節(jié)油餾分。余下的餾分分兩種情況：一是選取輕焦油餾分，此時，繼續(xù)蒸餾收集210～400℃的輕焦油餾分，釜殘為瀝青焦炭；另一是以制取重焦油為主，即在收集粗松節(jié)油餾分以后，收集210～270℃的粗松油餾分，到達(dá)270℃時停止蒸餾，待料液冷卻到150℃以下放出黑色油狀液體，稱為重焦油。松根焦油蒸餾以制取輕焦油為主時產(chǎn)品的得率為粗松節(jié)油13%，輕焦油66%，瀝青焦炭8%，水分和損失13%；以制取重焦油為主時產(chǎn)品的得率為粗松節(jié)油13%，粗松油6%，重焦油68%，水分和損失13%。將蒸餾得到的重焦油和輕焦油按65∶35的比例裝入混合加熱釜內(nèi)，加熱至85～100℃時開始攪拌，混合均勻后取樣測定其粘度，如粘度過小，則添加重焦油，過大則添加輕焦油（混合料中每加入5%的重焦油，可使粘度增加約7秒，加入5%的輕焦油則可降低約10秒）。粘度合格后加熱至155～165℃，使殘留的150℃以下的輕餾分揮發(fā)，然后靜置沉淀3小時，過濾得到松焦油。

②松節(jié)油和選礦油：將松根焦油蒸餾得到的粗松節(jié)油餾分進(jìn)行水蒸氣蒸餾，并使蒸出的蒸汽通過兩個堿液槽，其中盛比重為1.12～1.15的苛性鈉溶液。堿用量為原料的3～4%，蒸汽中的酸類和酚類與堿作用被除去。松節(jié)油和水蒸氣經(jīng)冷凝器和油水分離器分離。當(dāng)油與水比例達(dá)到65∶35時，溫度約為96℃，收集松節(jié)油即告結(jié)束。再繼續(xù)蒸出選礦油，直到溫度為112℃，油與水的比例為20∶80時為止，殘油送回松根焦油蒸餾釜，作為加工松焦油的原料。粗松節(jié)油蒸餾時松節(jié)油的得率為35～40%，選礦油的得率為10～15%，殘油的得率為40～50%。

產(chǎn)品質(zhì)量

松根干餾產(chǎn)品的質(zhì)量見下表。

產(chǎn)品用途

松焦油是橡膠工業(yè)用的軟化劑。松節(jié)油是油漆、涂料和制藥工業(yè)的重要原料。選礦油用作煤炭和有色金屬的浮選劑。松油是優(yōu)良的防腐劑、殺蟲劑，也可作淡色橡膠的軟化劑。松焦油瀝青可作發(fā)電廠用水輸送管道的防銹涂料。

四、國外固體熱載體干餾工藝

一、內(nèi)容概述

ATP（Alberta Taciuk Process）工藝原理是：干油頁巖（250℃）進(jìn)入熱解（干餾）區(qū)，與來自燃燒段的熱頁巖灰（750℃）相混合而被加熱至約500℃，油頁巖熱解生產(chǎn)頁巖油、氣和半焦。油氣被導(dǎo)出冷凝，得到頁巖油和高熱值干餾氣。半焦（與頁巖灰）燃燒至大約800℃，生成頁巖灰。

Galoter干餾爐是一種回轉(zhuǎn)式固體熱載體干餾爐。其原理是：油頁巖顆粒首先達(dá)到135℃，然后與頁巖灰混合?；旌衔镞_(dá)到溫度470～490℃，油頁巖便開始熱解，被最大限度地提煉出來。油氣進(jìn)入濕式凈化系統(tǒng)，生產(chǎn)出重油、輕油和高熱值氣。高熱值氣作為氣體燃料去電站鍋爐?；煊许搸r灰的半焦在噴流式燃燒器燃燒后也成為頁巖灰，未分離出的頁巖灰由煙氣帶出系統(tǒng)。

Enefit Process工藝原理是：油頁巖顆粒與熱頁巖灰的混合與傳統(tǒng)的Galoter工藝一樣，半焦和干餾氣在循環(huán)流化床爐內(nèi)燃燒。與傳統(tǒng)方法相比，該工藝半焦燃燒更加完全。

ToscoⅡ干餾技術(shù)原理是：粒度小于12.7mm的油頁巖通過提升管干燥預(yù)熱至260℃，與來自加熱器的直徑12.7mm、溫度680℃的瓷球進(jìn)入轉(zhuǎn)筒干餾爐內(nèi)，通過轉(zhuǎn)動混合傳熱并進(jìn)行干餾。熱解產(chǎn)物流經(jīng)回轉(zhuǎn)篩除去塵粒后，進(jìn)入分餾塔，分割為煤氣、石腦油及頁巖油。

LR干餾技術(shù)原理是：粒度小于6 mm的油頁巖預(yù)熱到150～210℃后與650～750℃的熱頁巖灰混合；混合物料進(jìn)行干餾后，落到加熱提升管底部；加熱到450℃左右的提升空氣進(jìn)入加熱提升管，將熱頁巖灰（即熱載體）提升至熱載體收集槽。燃燒煙氣與熱載體分離，熱載體進(jìn)入螺旋式混合器，從而完成循環(huán)過程。

二、應(yīng)用范圍及應(yīng)用實例

澳大利亞斯圖爾特（Stuart）采用ATP技術(shù)C4及C4＋以上組分回收率達(dá)到98%，260×104t頁巖可提煉165×104 bbl頁巖油；系統(tǒng)操作彈性達(dá)到了105%。

愛沙尼亞納爾瓦（Narva）油頁巖電廠采用了Galoter干餾技術(shù)，其鋁甑油回收率高達(dá)85% ～90%，同時，每2 t油頁巖可產(chǎn)出高熱值氣約48 m3。

愛沙尼亞能源公司（Eesti Energia）與德國奧圖泰（Outotec）公司采用Enefit-280工藝，鋁甑油收率高，處理量大，干餾區(qū)內(nèi)不使用移動部件，增加了干餾爐的連續(xù)操作能力。工藝中使用的頁巖灰不含有機(jī)物，允許回填使用，且所產(chǎn)生的尾氣達(dá)到歐洲排放標(biāo)準(zhǔn)。

美國Tosco公司采用ToscoⅡ干餾技術(shù)，采油率高（接近100%），頁巖利用率高（為100%）。固體熱載體與油頁巖充分混合，傳熱效果好，工藝過程熱利用率高。

德國的Lurgi 和Ruhrgas 兩家公司采用LR干餾技術(shù)，頁巖利用率高（為100%），采油率高（為90%以上），干餾煤氣熱值高；裝置熱能利用率高，能耗較低；設(shè)備結(jié)構(gòu)較簡單，投資較低。

三、資料來源

高健.2003.世界各國油頁巖干餾技術(shù)簡介.煤炭加工與綜合利用，2：44～46

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