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抚顺式油页岩干馏炉型改进探究

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抚顺 油页岩 干馏 改进 探究
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2011 年第 11 期 2011 年 11 月技术研究收稿日期 :2011刘连兴 ,1960年生 ,男 ,吉林公主岭市人 ,毕业院校 :无 ,职称 :采矿高级工程师 。( 总第 74 期 )0 引言油页岩属于非常规油气资源 ,资源丰富 ,被各国列为 21 世纪重要的替代能源 。 据 2005 年新一轮全国油页岩资源普查 , 全国油页岩资源储量约 8 673×108t,其中可采资源储量约 2 911×108t。全国页岩油资源储量约 539×108t,其中剩余查明资源储量约 27×108t,潜在资源储量约 511×108t,居世界第七位 。 随着国际油价的飙升 ,开发油页岩已成为新的投资热点 。选择成熟的干馏工艺和安全可靠的炉型 , 是油页岩开发项目的关键 。 抚顺式干馏炉是目前国内应用最多且较成熟的油页岩干馏炉 ,但该炉型存在油收率低 ,布料 、布气 、排气和排渣不均匀 ,干馏不充分 ,过剩氧烧油 ,油收率低 ,半焦固定碳利用率低 ,不能处理小于 12 需要进一步改造 。1 抚顺式干馏炉的结构抚顺式干馏炉炉是 20 世纪 30 年代在抚顺专为处理低品位油页岩而开发的炉型 ,至今仍被广泛采用 ,是世界上块状页岩干馏较成熟的炉型之一 。 该炉成熟的型号单炉处理量为 100 t/d, 入炉油页岩粒径为 12 5 收率为 60%~65%,页岩利用率 75%。 炉体呈直立圆筒形 ,内径约 2.6 m~3.0 m,高 14 m。 主要由加料设备 、煤气收集伞 、炉体 、干馏段 、混合室 、拱台 、循环煤气入口 、发生段 、风头 、排灰器 、灰皿等部分构成( 见图 1)。抚顺式油页岩干馏炉型改进探究刘连兴 , 康玉波( 吉林桦甸北台子油页岩开发有限公司 , 吉林 桦甸 132400)摘 要 : 对抚顺式低温干馏炉的优缺点进行描述 ,并就改善热载体在干馏炉内的分布进行炉型改造 ,改造后的炉型对小颗粒页岩的处理有很好的效果 ,弥补了抚顺炉不能处理小颗粒页岩的缺陷 ,提高了页岩利用率和经济效益 ,具有推广价值 。关键词 : 低温干馏炉 ;热载体 ;小颗粒页岩中图分类号 : 献标识码 : A 文章编号 : 2095011)11o.,32400, of to of in it a re-of so it 料设备 2、煤气收集伞 3、炉体 4、干馏段5、混合室 6、拱台 7、循环煤气入口 8、发生段9、风头 10、排灰器 11、灰皿图 1 抚顺式干馏炉的结构图123456789101179- 第 11 期 2011 年 11 月( 下转 94 页 )2 抚顺式干馏炉的特点抚顺式炉经过较长时期的生产考验 , 已经积累了一套成熟的操作经验 , 它不仅具有内热式炉的传热速度快 、干馏能力相对较大等优点 ,同时它更具有如下的特点 :a) 原料的适应性广 :抚顺式炉不仅适于低品位抚顺页岩的干馏 ,而且也适用茂名 、桦甸等地含油率相差较大 ( 高至 15%低至 5%)的页岩干馏 ;b) 油收率为 60%~65%,产品多 :油收率相对较高 ,出口煤气量多 ,热值也较高 ,除满足干馏过程本身需要外 ,还有大量剩余煤气 ,可作为气体燃料利用 ;c) 成熟可靠 :抚顺式炉处理低品位页岩 ,已有几十年的历史 ,经过长期的实践考验 ,已积累了丰富的生产经验 ,总结了整套的操作方法 ;d) 操作简单 ,维修方便 :抚顺式炉的炉体和主要传动设备寿命长 、故障少 ,故运转可靠 ,运转率达 95%以上 。 且能轮流停炉检修 ,检修时间也短 ,维修方便 。 ;e) 页岩利用率为 75%,块度适应性广 :抚顺式炉加工的页岩块度相差较悬殊 12 5 应该指出 : 块度不均匀也给抚顺式炉在提高采油效率上带来了一定的困难 。抚顺式炉虽有上述优点 ,但该炉型存在油收率低 ,布料 、布气 、排气和排渣不均匀 ,干馏不充分 ,过剩氧烧油 ,半焦固定碳利用率低 ,不能处理小于 12 3 抚顺式干馏炉的改进鉴于抚顺式干馏炉的特点 , 为了能够进一步处理小于 12 改善热载体在干馏炉内的分布 ,解决抚顺式干馏炉不足之处 ,在炉体结构上进行了阵伞下移 、 腰部拱台上安装中心布气室和改进主风风头等改进的试验研究 。伞下移阵伞适当下移 , 降低页岩在炉内干馏段的料层高度 ,可以改善小颗粒页岩在炉内的透气性 ,对小颗粒页岩有效干馏 ,增加回收率起到一定作用 。 试验表明 :阵伞下移距离要适当 , 以 500 000 过长和过短都起不到应有的效果 ;馏炉腰部拱台上安装中心布气室受边壁效应和循环煤气在炉内喷射距离的影响 ,从混合室边缘喷至炉中心的热载体量相对减少 , 大部分热载体沿炉壁上升 ,造成了干馏段中心温度低 ,等温火层不平的现象 。 为了克服这一缺点 ,在拱台上增设了以耐火砖砌成的中心布气室 ( 见图 2),加高并扩大了燃烧空间 , 使引入的循环煤气与发生炉煤气有充分混合的机会 。试验表明 :装中心布气室的抚顺式炉 ,改善了发生段的燃烧情况和干馏段的布气情况 ; 提高了发生炉的中央火层 ,降低了全炉阻力 ,增大了单炉的处理量 ;炉内火层较平稳 , 提高了热传递效率及页岩热交换均匀性 ;使油页岩充分干馏 ,提高了油收率 。 此外 ,中心布气室给抚顺式炉开辟了中心布气的途径 , 为扩大腰部直径 ,增加干馏炉有效容积提供条件 。 这样改进的有效程度与页岩的性质 、块度有关 ,对易崩碎或小块页岩有较显著的效果 。进炉底主风风头如果处理小颗粒油页岩 , 发生段全段的阻力都将加大 ;而且 ,抚顺式炉炉底主风风头存在中心通风面积小 ,周缘面积大 ,主风分配不够均匀等缺点 ,且由于炉内的边壁效应而加深其影响 , 即炉壁周缘通过风量更较中心为多 ; 主风分配不均 , 就难以使发生炉气化正常 ,为了增加中心的通风面积 ,改善主风阻力 ,在原风头位置增设耐高温风柱 ,使主风风头加高 。试验表明 :经改进后增加了中心通风面积 ,改善了主风布气均匀性 ,改善了气化效果 ,使半焦固定碳利用率得到提高 。改进后的抚顺式干馏炉处理大部分结构与现有抚顺式油页岩低温干馏炉相同 , 只针对干馏段和发生段内部结构进行了以上三处改进 ( 如图 2 所示 )。4 改进效果改进后的抚顺式干馏炉可以处理 5 0 料设备 2、煤气收集伞 3、炉体 4、干馏段5、混合室 6、布气室 7、循环煤气入口 8、发生段9、风柱 10、排灰器 11、灰皿图 2 干馏炉腰部拱台上安装中心布气室123456789101180- 第 11 期 2011 年 11 月小颗粒油页岩 ,提高了页岩利用率 ,可达到 90%以上 ;提高了热传递效率及页岩热交换均匀性 , 使油页岩充分干馏 ,提高了油收率 ;改善了炉底主风布气均匀性 ,改善了发生段的燃烧和气化效果 , 提高了半焦固定碳利用率 ,提高了干馏炉工作效率 。 改进炉型有效程度与油页岩的性质 、块度有关 ,对易崩碎或小颗粒页岩有较显著效果 。5 结语改善热载体在干馏炉内的分布进行炉型改造 ,只是在现有抚顺式油页岩低温干馏炉炉内简单进行 ,改造后的炉型对小颗粒页岩的处理有很好的效果 ,弥补了抚顺炉不能处理 10 提高了页岩利用率和经济效益 ,所以实用性强 ,具有推广价值 。( 责任编辑 :耿建华 )!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!( 上接 80 页 )节 。 每天 ,矿工们来去两次乘猴车 ,有的矿工兄弟甚至一天乘坐好几趟猴车 ,猴车是矿工们的 “ 座驾 ”,是矿工们最熟悉 、最亲切的朋友 。 因此 ,矿工们对猴车有更多的感情而往往缺乏乘坐猴车的安全意识 ,忽略了猴车一些外在的安全隐患 ,如 :钢梁已经变形扭曲 ,螺丝松动 ,焊缝已开焊 ,吊轮转动不灵活 、有异响 ,磨损锈蚀超限等 。车市场混乱 ,猴车质量难以保证“ 猴车 ”作为煤矿专用的一种乘人工具 ,原本是为了方便矿工上下井 ,减轻矿工上下班途中的体力消耗 ,但让人没有想到的是 ,近年来被誉为集 “ 安全 、节能 、环保 、经济 ”等诸多优势为一体的猴车质量实在让人不放心 。 因为 ,“ 猴车 ”市场的混乱 、监管工作的缺位 、恶意竞争的压力 、低价倾销的泛滥 ,尤其是没有资质和浑水摸鱼的 “ 小鬼小猴 ”的 “ 加盟 ”,使得 “ 猴车 ”市场乱如一团麻 ,而 “ 猴车 ”的质量和安全性能也随着价格战的愈演愈烈而大打折扣 。3 针对问题所采取的对策针对猴车运行过程中出现的一些问题给出了相应的解决对策 。 具体如下 :过添加 编程自动化控制系统实现猴车节能运行可编程自动化控制系统 , 使猴车不仅能够实现无人值守 ,而且还能节约电能 、减少机械磨损 、延长轮衬和钢丝绳的使用寿命 。 节能运行方式如下 :a) 怠速运行 。 即无人乘坐时 ,猴车慢速运行 ,一旦有人乘坐时 ,猴车自动提速到设计速度运行 。 这样既减少因猴车频繁启动对电机和减速机的冲击 , 又便于慢速时检查猴车钢丝绳及其它部件 ,b) 连续运行和间断运行相结合 。上下班时间 ,猴车的使用处于高峰时期 ,“ 猴车 ”实行连续运行 ,只有零散矿工使用猴车时实行 “ 间断运行 ”。c) 在猴车上添加 “ 按纽 ”以实现猴车的启动与关闭 ,通过设置程序实现猴车每运行一段时间即停止 , 运行过程中若有人上车的话 ,猴车自动延长运行时间 ,猴车无人使用时 ,运行满设置时间后 ,猴车会自动停车 ,以到达省电节能目的 。强矿工的安全知识培训 、设置猴车故障自诊程序定期对矿工进行猴车安全知识培训 , 针对学习的内容要加大考核力度 , 以保证矿工乘做猴车时能够严格按照操作规程[2]。 如 :a) 乘坐猴车时 ,为了确保矿工乘坐安全 ,乘人离地近 0.2 m,钢丝绳运行速度低 ( 固定抱索器时 .2 m/s)。 b) 上下车时 ,要在车处于停稳后的静止状态上下车 ,严禁在带速的情况下上下车 。c) 另外 , 矿工在乘坐猴车前要有检查猴车各部位螺丝是否松动等的安全意识 。猴车设置程序以实现故障自诊 。 故障诊断系统对猴车能够时时监控 , 对人和设备能够进行自动安全保护 ,如 :机头 、机尾越位保护 ,过速飞车保护 ,全巷道突发事件紧急停车保护 ,吊椅防过摆保护 ,系统防静电保护 ,电机电流 、电压 、温度保护 ,制动器失效保护 ,驱动轮和迂回轮绳横防异物导入保护等 。 猴车某一部位一旦发生故障 ,乘人装置立即停车 ,同时发出声光报警 ,显示屏上显示安全保护项目 ,只有消除故障后 ,系统才会解除闭锁和重新启动运行[3]。府加强对猴车的监管 , 企业加强对猴车的维护管理国家应该重视猴车自身质量问题引起的煤矿事故 ,国家相关部门应该加大监管力度 ,以加强对 “ 猴车 ”制造企业的行业管理 ,引导 “ 猴车 ”制造行业健康发展 ;同时 ,国家应健全行业法规 ,对那些曾出现事故的 “ 猴车 ”,应给予其制造企业严厉的处罚并追究企业负责人相关法律责任 。4 结束语猴车是伴随着深井或暗斜井而产生的 , 是为了解决煤矿实际生产问题而研制发明的 。 猴车是矿工们来往千米井下的座驾 ,是矿工生活的一部分 。 猴车的应用减少了职工上下井行走的时间 , 减轻了不必要的体力消耗 ,为搞好安全生产打下了基础 ,为提高煤矿生产效率提供了保障 。参考文献 :[ 1] 刘子成 ,陈凯 猴车 动控制系统 [ J]2005(6):45 2] 时均龙 ,赵慧杰 猴车 )的安装工序与调试要求 [ J]2007(2):74 3] 史可鹏 ,焦念怀 ,吴希华 J]2011(9):
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