撫順式油頁巖干餾爐型改進探究

1、 0引言油頁巖屬于非常規(guī)油氣資源,資源豐富,被各國列為21世紀重要的替代能源。據2005年新一輪全國油頁巖資源普查,全國油頁巖資源儲量約8673×108t ,其中可采資源儲量約2911×108t 。全國頁巖油資源儲量約539×108t ,其中剩余查明資源儲量約27×108t ,潛在資源儲量約511×108t ,居世界第七位。隨著國際油價的飆升,開發(fā)油頁巖已成為新的投資熱點。選擇成熟的干餾工藝和安全可靠的爐型,是油頁巖開發(fā)項目的關鍵。撫順式干餾爐是目前國內應用最多且較成熟的油頁巖干餾爐,但該爐型存在油收率低,布料、布氣、排氣和排渣不均勻,干餾不充

2、分,過剩氧燒油,油收率低,半焦固定碳利用率低,不能處理小于12mm 粒徑的油頁巖等問題,需要進一步改造。1撫順式干餾爐的結構撫順式干餾爐爐是20世紀30年代在撫順專為處理低品位油頁巖而開發(fā)的爐型,至今仍被廣泛采用,是世界上塊狀頁巖干餾較成熟的爐型之一。該爐成熟的型號單爐處理量為100t/d ,入爐油頁巖粒徑為12mm75m m ,油收率為60%65%,頁巖利用率75%。爐體呈直立圓筒形,內徑約2.6m 3.0m ,高14m 。主要由加料設備、煤氣收集傘、爐體、干餾段、混合室、拱臺、循環(huán)煤氣入口、發(fā)生段、風頭、排灰器、灰皿等部分構成(見圖1。撫順式油頁巖干餾爐型改進探究劉連興,康玉波(吉林樺甸北

3、臺子油頁巖開發(fā)有限公司,吉林樺甸132400摘要:對撫順式低溫干餾爐的優(yōu)缺點進行描述,并就改善熱載體在干餾爐內的分布進行爐型改造,改造后的爐型對小顆粒頁巖的處理有很好的效果,彌補了撫順爐不能處理小顆粒頁巖的缺陷,提高了頁巖利用率和經濟效益,具有推廣價值。關鍵詞:低溫干餾爐;熱載體;小顆粒頁巖中圖分類號:TQ523文獻標識碼:A 文章編號:2095-0802-(201111-0079-02Fushun Type Low-temp Retort Furnace Improvement ResearchLIU Lian-xing,KANG Yu-bo(Jilin Huadian Beitaizi O

4、il Shale Development Co.,Ltd.Jilin Huadian,Huadian 132400,Jilin,ChinaAbstract:This paper describes the advantages and disadvantages of the xxx retort furnace,then revising the furnace style accord -ing to the improved distribution of the heat carrier in the retort furnace;it has a good effect for pr

5、ocessing the oil shale after re -building the furnace style,remedying the defect that Fushun furnace can not process granule oil shale,which increases the utiliza -tion rate and economic efficiency of granule oil shale,so it has the extension value.Key words:low-temp retorts furnaces,heat carrier,gr

6、anule oil shale1、加料設備2、煤氣收集傘3、爐體4、干餾段5、混合室6、拱臺7、循環(huán)煤氣入口8、發(fā)生段9、風頭10、排灰器11、灰皿12345678910112撫順式干餾爐的特點撫順式爐經過較長時期的生產考驗,已經積累了一套成熟的操作經驗,它不僅具有內熱式爐的傳熱速度快、干餾能力相對較大等優(yōu)點,同時它更具有如下的特點:a原料的適應性廣:撫順式爐不僅適于低品位撫順頁巖的干餾,而且也適用茂名、樺甸等地含油率相差較大(高至15%低至5%的頁巖干餾;b油收率為60%65%,產品多:油收率相對較高,出口煤氣量多,熱值也較高,除滿足干餾過程本身需要外,還有大量剩余煤氣,可作為氣體燃料利用;

7、c成熟可靠:撫順式爐處理低品位頁巖,已有幾十年的歷史,經過長期的實踐考驗,已積累了豐富的生產經驗,總結了整套的操作方法;d操作簡單,維修方便:撫順式爐的爐體和主要傳動設備壽命長、故障少,故運轉可靠,運轉率達95%以上。且能輪流停爐檢修,檢修時間也短,維修方便。;e頁巖利用率為75%,塊度適應性廣:撫順式爐加工的頁巖塊度相差較懸殊12mm75mm。應該指出:塊度不均勻也給撫順式爐在提高采油效率上帶來了一定的困難。撫順式爐雖有上述優(yōu)點,但該爐型存在油收率低,布料、布氣、排氣和排渣不均勻,干餾不充分,過剩氧燒油,半焦固定碳利用率低,不能處理小于12m m粒徑的油頁巖等問題。3撫順式干餾爐的改進鑒于撫

8、順式干餾爐的特點,為了能夠進一步處理小于12mm粒徑的油頁巖,改善熱載體在干餾爐內的分布,解決撫順式干餾爐不足之處,在爐體結構上進行了陣傘下移、腰部拱臺上安裝中心布氣室和改進主風風頭等改進的試驗研究。3.1陣傘下移陣傘適當下移,降低頁巖在爐內干餾段的料層高度,可以改善小顆粒頁巖在爐內的透氣性,對小顆粒頁巖有效干餾,增加回收率起到一定作用。試驗表明:陣傘下移距離要適當,以500mm1000mm為準,過長和過短都起不到應有的效果;3.2干餾爐腰部拱臺上安裝中心布氣室受邊壁效應和循環(huán)煤氣在爐內噴射距離的影響,從混合室邊緣噴至爐中心的熱載體量相對減少,大部分熱載體沿爐壁上升,造成了干餾段中心溫度低,等

9、溫火層不平的現(xiàn)象。為了克服這一缺點,在拱臺上增設了以耐火磚砌成的中心布氣室(見圖2,加高并擴大了燃燒空間,使引入的循環(huán)煤氣與發(fā)生爐煤氣有充分混合的機會。試驗表明:裝中心布氣室的撫順式爐,改善了發(fā)生段的燃燒情況和干餾段的布氣情況;提高了發(fā)生爐的中央火層,降低了全爐阻力,增大了單爐的處理量;爐內火層較平穩(wěn),提高了熱傳遞效率及頁巖熱交換均勻性;使油頁巖充分干餾,提高了油收率。此外,中心布氣室給撫順式爐開辟了中心布氣的途徑,為擴大腰部直徑,增加干餾爐有效容積提供條件。這樣改進的有效程度與頁巖的性質、塊度有關,對易崩碎或小塊頁巖有較顯著的效果。3.3改進爐底主風風頭如果處理小顆粒油頁巖,發(fā)生段全段的阻力

10、都將加大;而且,撫順式爐爐底主風風頭存在中心通風面積小,周緣面積大,主風分配不夠均勻等缺點,且由于爐內的邊壁效應而加深其影響,即爐壁周緣通過風量更較中心為多;主風分配不均,就難以使發(fā)生爐氣化正常,為了增加中心的通風面積,改善主風阻力,在原風頭位置增設耐高溫風柱,使主風風頭加高。試驗表明:經改進后增加了中心通風面積,改善了主風布氣均勻性,改善了氣化效果,使半焦固定碳利用率得到提高。改進后的撫順式干餾爐處理大部分結構與現(xiàn)有撫順式油頁巖低溫干餾爐相同,只針對干餾段和發(fā)生段內部結構進行了以上三處改進(如圖2所示。4改進效果改進后的撫順式干餾爐可以處理5m m30m m1、加料設備2、煤氣收集傘3、爐體

11、4、干餾段5、混合室6、布氣室7、循環(huán)煤氣入口8、發(fā)生段9、風柱10、排灰器11、灰皿圖2干餾爐腰部拱臺上安裝中心布氣室12345678910 11(下轉94頁小顆粒油頁巖,提高了頁巖利用率,可達到90%以上;提高了熱傳遞效率及頁巖熱交換均勻性,使油頁巖充分干餾,提高了油收率;改善了爐底主風布氣均勻性,改善了發(fā)生段的燃燒和氣化效果,提高了半焦固定碳利用率,提高了干餾爐工作效率。改進爐型有效程度與油頁巖的性質、塊度有關,對易崩碎或小顆粒頁巖有較顯著效果。5結語改善熱載體在干餾爐內的分布進行爐型改造,只是在現(xiàn)有撫順式油頁巖低溫干餾爐爐內簡單進行,改造后的爐型對小顆粒頁巖的處理有很好的效果,彌補了撫

12、順爐不能處理10m m 以下小顆粒頁巖的缺陷,提高了頁巖利用率和經濟效益,所以實用性強,具有推廣價值。(責任編輯:耿建華!(上接80頁節(jié)。每天,礦工們來去兩次乘猴車,有的礦工兄弟甚至一天乘坐好幾趟猴車,猴車是礦工們的“座駕”,是礦工們最熟悉、最親切的朋友。因此,礦工們對猴車有更多的感情而往往缺乏乘坐猴車的安全意識,忽略了猴車一些外在的安全隱患,如:鋼梁已經變形扭曲,螺絲松動,焊縫已開焊,吊輪轉動不靈活、有異響,磨損銹蝕超限等。2.3猴車市場混亂,猴車質量難以保證“猴車”作為煤礦專用的一種乘人工具,原本是為了方便礦工上下井,減輕礦工上下班途中的體力消耗,但讓人沒有想到的是,近年來被譽為集“安全、

13、節(jié)能、環(huán)保、經濟”等諸多優(yōu)勢為一體的猴車質量實在讓人不放心。因為,“猴車”市場的混亂、監(jiān)管工作的缺位、惡意競爭的壓力、低價傾銷的泛濫,尤其是沒有資質和渾水摸魚的“小鬼小猴”的“加盟”,使得“猴車”市場亂如一團麻,而“猴車”的質量和安全性能也隨著價格戰(zhàn)的愈演愈烈而大打折扣。3針對問題所采取的對策針對猴車運行過程中出現(xiàn)的一些問題給出了相應的解決對策。具體如下:3.1通過添加PLC 可編程自動化控制系統(tǒng)實現(xiàn)猴車節(jié)能運行可編程自動化控制系統(tǒng),使猴車不僅能夠實現(xiàn)無人值守,而且還能節(jié)約電能、減少機械磨損、延長輪襯和鋼絲繩的使用壽命。節(jié)能運行方式如下:a怠速運行。即無人乘坐時,猴車慢速運行,一旦有人乘坐時,

14、猴車自動提速到設計速度運行。這樣既減少因猴車頻繁啟動對電機和減速機的沖擊,又便于慢速時檢查猴車鋼絲繩及其它部件,b連續(xù)運行和間斷運行相結合。上下班時間,猴車的使用處于高峰時期,“猴車”實行連續(xù)運行,只有零散礦工使用猴車時實行“間斷運行”。c在猴車上添加“按紐”以實現(xiàn)猴車的啟動與關閉,通過設置程序實現(xiàn)猴車每運行一段時間即停止,運行過程中若有人上車的話,猴車自動延長運行時間,猴車無人使用時,運行滿設置時間后,猴車會自動停車,以到達省電節(jié)能目的。3.2加強礦工的安全知識培訓、設置猴車故障自診程序定期對礦工進行猴車安全知識培訓,針對學習的內容要加大考核力度,以保證礦工乘做猴車時能夠嚴格按照操作規(guī)程2。

15、如:a乘坐猴車時,為了確保礦工乘坐安全,乘人離地近0.2m ,鋼絲繩運行速度低(固定抱索器時0.81.2m /s。b上下車時,要在車處于停穩(wěn)后的靜止狀態(tài)上下車,嚴禁在帶速的情況下上下車。c另外,礦工在乘坐猴車前要有檢查猴車各部位螺絲是否松動等的安全意識。猴車設置程序以實現(xiàn)故障自診。故障診斷系統(tǒng)對猴車能夠時時監(jiān)控,對人和設備能夠進行自動安全保護,如:機頭、機尾越位保護,過速飛車保護,全巷道突發(fā)事件緊急停車保護,吊椅防過擺保護,系統(tǒng)防靜電保護,電機電流、電壓、溫度保護,制動器失效保護,驅動輪和迂回輪繩橫防異物導入保護等。猴車某一部位一旦發(fā)生故障,PLC 裝置自動檢測信號,乘人裝置立即停車,同時發(fā)出聲光報警,顯示屏上顯示安全保護項目,只有消除故障后,系統(tǒng)才會解除閉鎖和重新啟動運行3。3.3政府加強對猴車的監(jiān)管,企業(yè)加強對猴車的維護管理國家應該重視猴車自身質量問題引起的煤礦事故,國家相關部門應該加大監(jiān)管力度,以加強對“猴車”制造企業(yè)的行業(yè)管理,引導“猴車”制造行業(yè)健康發(fā)展;同時,國家應健全行業(yè)法規(guī),對那些曾出現(xiàn)事故的“猴車”,應給予其制造企