基于Galoter工藝分析固體熱載體技術(shù)應(yīng)用于回轉(zhuǎn)類設(shè)備進(jìn)行褐煤低溫?zé)峤獾目尚行詧?bào)告

基于Galoter工藝分析固體熱載體技術(shù)應(yīng)用于回轉(zhuǎn)類設(shè)備進(jìn)行褐煤低溫?zé)峤獾目尚行詧?bào)告2013年4月26日

基于Galoter工藝分析固體熱載體技術(shù)應(yīng)用于回轉(zhuǎn)類設(shè)備進(jìn)行褐煤低溫?zé)峤獾目尚行詧?bào)告1.背景技術(shù)簡介（1）固體熱載體低溫?zé)峤饧夹g(shù)煤熱解工藝按加熱方式可分為外熱式和內(nèi)熱式兩類，其中內(nèi)熱式為借助熱載體把熱量直接傳遞給物料，物料受熱后發(fā)生熱解反應(yīng)。根據(jù)供熱介質(zhì)不同內(nèi)熱式熱解工藝又可分為氣體熱載體與固體熱載體。固體熱載體熱解工藝一般利用高溫半焦或其它的高溫固體粉料與物料在熱解室內(nèi)混合，利用熱載體的顯熱進(jìn)行物料熱解。與氣體熱載體熱解工藝相比，固體熱載體熱解避免了物料熱解析出的揮發(fā)產(chǎn)物被煙氣稀釋，同時(shí)降低了冷卻系統(tǒng)的負(fù)荷。（2）Galoter工藝Galoter工藝是俄羅斯TTU公司專有的油頁巖熱解技術(shù)。TTU公司位于俄羅斯圣彼得堡，成立于2006年，擁有世界領(lǐng)先的油頁巖提質(zhì)技術(shù)——Galoter工藝技術(shù)（SHC，固體熱載體）。在油頁巖的開采及加工利用領(lǐng)域，TTU可以提供“交鑰匙”工程。2009年，TTU為愛沙尼亞VKGOilA.S公司設(shè)計(jì)并建設(shè)完成了日處理能力3000噸的示范項(xiàng)目，是目前世界上最先進(jìn)的油頁巖加工廠。目前（2013.4）TTU正在實(shí)施的有7個(gè)國際項(xiàng)目，（約旦3個(gè)，以色列1個(gè)，烏茲別克斯坦1個(gè)，緬甸1個(gè)，摩洛哥1個(gè)）主要涉及到油頁巖的勘探及利用TTU-3000SHC技術(shù)進(jìn)行油頁巖的熱解（目前大多數(shù)處于可研及油頁巖勘探階段）。2.Galoter工藝技術(shù)介紹Galoter方法是基于利用固體熱載體實(shí)現(xiàn)油頁巖高速熱解的方法。該方法的本質(zhì)是這樣的：原料熱解所需的熱由燃燒自身熱解產(chǎn)生的焦炭進(jìn)而產(chǎn)生的灰轉(zhuǎn)移而來。Galoter干餾爐是一種回轉(zhuǎn)式固體熱載體干餾爐，用熱頁巖灰作為固體熱載體，與顆粒頁巖在爐內(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依靠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。（1）工藝技術(shù)路線1關(guān)于固體廢物（生活垃圾）熱處理的專利技術(shù)：部分設(shè)備及結(jié)構(gòu)名稱：21.22灰旋分6.氣流噴射式烘干機(jī)7.旋風(fēng)干法除塵9.混合室14.裂解爐15.內(nèi)置旋風(fēng)25.氣力輸送26.換熱器（空氣換熱器）27.余熱鍋（回收鍋爐）28.空氣管道32.石灰倉23.砂倉11.電除塵器17.氣流加熱器19.燃燒室39.重油罐47/46.某種樹脂38.冰箱冷凝器30.送風(fēng)機(jī)24.固體倉31.燃油或燃?xì)忮仩t主要技術(shù)特點(diǎn)分析：1.生活垃圾經(jīng)分類、破碎、干燥后與熱載體在混合室混合，并在熱解爐內(nèi)發(fā)生熱解反應(yīng)，生成油氣及含碳?xì)埩粑铩?.油氣經(jīng)過洗滌、冷凝處理后得到油品、可燃?xì)怏w與樹脂。部分可燃?xì)怏w及樹脂在燃燒室內(nèi)燃燒得到高溫?zé)煔狻８邷責(zé)煔庠跉饬骷訜崞鲀?nèi)對進(jìn)入其中的砂子與石灰進(jìn)行加熱，并夾帶其離開氣流干燥器。部分砂子與石灰經(jīng)旋風(fēng)干法除塵從高溫?zé)煔庵蟹蛛x出來，并作為熱載體與干燥后的生活垃圾混合，進(jìn)行后者的熱解，并循環(huán)使用。另一部分砂子與石灰與煙氣分離后則經(jīng)過換熱器后進(jìn)入回收鍋爐。夾帶砂子與石灰的熱煙氣經(jīng)過灰旋風(fēng)脫除砂子與石灰后進(jìn)入到氣流式烘干機(jī)中，作為部分加熱熱源對生活垃圾進(jìn)行干燥預(yù)處理。完成干燥后的煙氣經(jīng)過電除塵后排放。3.熱解產(chǎn)生的含碳?xì)埩粑镉煽諝鈿饬斔筒⒔?jīng)上述換熱器后進(jìn)入回收鍋爐作為燃料，在回收鍋爐內(nèi)，熱解產(chǎn)生的含碳?xì)埩粑?、部分砂子及石灰發(fā)生燃燒反應(yīng)，產(chǎn)生蒸汽，產(chǎn)生的蒸汽作為另一部分加熱熱源對生活垃圾進(jìn)行干燥預(yù)處理。4.空氣流程：部分空氣通入到氣流加熱器下部的燃燒室內(nèi)，點(diǎn)燃可燃?xì)怏w與樹脂產(chǎn)生高溫?zé)煔?，另一部分空氣則分為兩路，第一路直接輸送至回收鍋爐，第二路經(jīng)上述換熱器被加熱后進(jìn)入到回收鍋爐。需要注意的幾個(gè)技術(shù)點(diǎn)：1.本技術(shù)的熱載體是砂子與石灰。2.生活垃圾經(jīng)過熱解后產(chǎn)生的含碳?xì)埩粑锉粴饬斔椭翐Q熱器，并進(jìn)入到回收鍋爐作為燃料。同時(shí)進(jìn)入到回收鍋爐的還有部分固體熱載體，空氣以及被預(yù)熱后的空氣，回收鍋爐產(chǎn)生蒸汽。3.回收鍋爐產(chǎn)生的蒸汽與煙氣混合作為生活垃圾干燥預(yù)處理的熱源，需要注意的是：此時(shí)的煙氣剛剛與砂子、石灰分離，溫度還非常高，蒸汽的加入是否是降低煙氣的溫度，煙氣的量是不夠的，需要其他惰性氣體補(bǔ)充？4.本技術(shù)中，固體熱載體與生活垃圾的比例范圍為2:1到3:1。砂子的粒徑為0-2mm，溫度為800—1000℃（2）工藝技術(shù)路線2關(guān)于油頁巖熱處理的專利技術(shù)：帶發(fā)電及水泥熟料生產(chǎn)2.氣流噴射式干燥器6.熱解反應(yīng)器7.旋風(fēng)集塵器15.煅燒爐16.余熱鍋爐19.空氣風(fēng)機(jī)21.重油洗滌23.冷凝器25.分餾27.分離器29.批處理攪拌機(jī)35.燃?xì)廨啓C(jī)36.電站鍋爐44.水泥筒倉圖中黑體編號：（2）油頁巖（3）熱載體（6）夾帶熱會的煙氣（7）煙氣（8）空氣（11）熱煙氣（14）半焦煤氣（10）熟料（21）汽油（23）軟水主要技術(shù)分析：1.整套工藝技術(shù)路線以油頁巖、生石灰為原料，集發(fā)電、產(chǎn)煤氣、產(chǎn)汽油、水泥熟料為產(chǎn)品。2.油頁巖經(jīng)熱解后產(chǎn)生的半焦通過通入空氣被點(diǎn)燃，產(chǎn)生夾帶熱灰的高溫?zé)煔?。高溫?zé)煔庵械臒峄易鳛橛晚搸r干餾干餾的熱載體循環(huán)使用，另一部分熱灰作為部分生產(chǎn)水泥熟料的原料。與熱灰分離的高溫?zé)煔膺M(jìn)入到余熱鍋爐工段。3.工藝設(shè)置有油頁巖的燃燒爐，同時(shí)（補(bǔ)充）燃料還包括油頁巖熱解產(chǎn)生的油氣經(jīng)冷凝、凈化后得到的半焦煤氣。4.上述燃燒爐產(chǎn)生的高溫?zé)煔庖策M(jìn)入到余熱鍋爐工段；燃燒爐產(chǎn)生的熱灰也作為部分生產(chǎn)水泥熟料的原料。5.余熱鍋爐產(chǎn)生的低溫?zé)煔庠跉饬鲊娚涫礁稍锲髟O(shè)備中對待熱解的油頁巖進(jìn)行干燥預(yù)處理，完成干燥后的煙氣經(jīng)電除塵器除塵后排放。6.作為熱載體的熱灰與干燥后的油頁巖在混合器混合，隨后進(jìn)入到回轉(zhuǎn)熱解反應(yīng)器中進(jìn)行熱解，熱解完成后產(chǎn)品經(jīng)帶有內(nèi)置旋風(fēng)分離器的集塵器實(shí)現(xiàn)油氣與焦（含灰）的分離。焦（含灰）執(zhí)行上述步驟2。油氣依次經(jīng)過重油洗滌、冰箱冷凝、分餾后得到重油、輕油與煤氣。7.工藝設(shè)置有循環(huán)流化床汽輪機(jī)發(fā)電鍋爐，其燃料為上述重油、部分煤氣。8.工藝設(shè)置有燃?xì)獍l(fā)電鍋爐，燃料為部分煤氣。需要注意的技術(shù)點(diǎn)：1.半焦燃燒產(chǎn)生的煙氣經(jīng)余熱鍋爐后可能不足以用來進(jìn)行油頁巖的干燥預(yù)處理。本技術(shù)配有燃燒爐，產(chǎn)生的煙氣也進(jìn)入到余熱鍋爐。2.油頁巖干餾產(chǎn)生的重油、半焦全部燒掉，產(chǎn)生的煤氣也基本上燒掉（或燃燒發(fā)電或燃燒產(chǎn)煙氣）。3.半焦燃燒產(chǎn)生的熱灰并不是全部用來作為熱載體，而只是部分。另一部分作為生產(chǎn)水泥熟料的原料。4.進(jìn)入到氣流噴射式干燥器的油頁巖的粒徑為0-10或0-15mm。固體熱載體的溫度為900—1000℃。在熱解反應(yīng)器中油頁巖的反應(yīng)溫度為480—5005.整套系統(tǒng)經(jīng)煙囪的最終排氣溫度為150℃6.半焦的燃燒為不完全燃燒。（3）國內(nèi)文獻(xiàn)關(guān)于Galoter工藝的介紹（一）摘自《中外能源》，國外油頁巖干餾工藝研究開發(fā)進(jìn)展2011年4月。Galoter干餾爐是一種回轉(zhuǎn)式固體熱載體干餾爐，用熱頁巖灰作為固體熱載體，與顆粒頁巖在爐內(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依靠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。流程簡圖如下所示： 主要技術(shù)點(diǎn)：1.干餾之前，油頁巖被破碎成直徑小于25mm的顆粒，頁巖顆粒首先經(jīng)低溫?zé)煔飧稍?，使溫度達(dá)到135℃統(tǒng)，頁巖經(jīng)螺旋加料器與頁巖灰(750-800℃2.混合物進(jìn)入回轉(zhuǎn)式反應(yīng)器(干餾爐)內(nèi)，反應(yīng)溫度為470-490℃3.頁巖灰和半焦靠重力作用進(jìn)入除塵室底部，含粉塵的油氣則進(jìn)入串聯(lián)的兩級除塵凈化旋分器，旋分器底部落下的粉塵也進(jìn)入除塵室底部。4.自第二級凈化除塵旋分器頂部逸出的油氣進(jìn)入濕式凈化系統(tǒng)，經(jīng)由重油油洗等一系列后處理工序，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。5.半焦和頁巖灰的混合物經(jīng)半焦螺旋輸送器及止回閥去空氣噴流式燃燒器。高線速空氣由鼓風(fēng)機(jī)提供，自下而上進(jìn)入噴流式燃燒器，混合物在空氣不足情況下燃燒，使物料溫度升高到760-810℃6.自頁巖灰旋分器頂出來的煙氣溫度約為740-800℃值得注意的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)：1.半焦燃燒為不完全燃燒，這與俄文專利技術(shù)2具有相類似的技術(shù)特征。2.半焦燃燒產(chǎn)生的煙氣所攜帶的熱量進(jìn)行油頁巖的干燥預(yù)處理是夠的，這與俄文專利技術(shù)有所不同。3.油氣經(jīng)處理后除了得到粗汽油外還得到頁巖油產(chǎn)品，這與重油燒掉的工藝不同。（4）國內(nèi)文獻(xiàn)關(guān)于Galoter工藝的介紹（二）摘自《中外能源》，國外油頁巖干餾工藝研究開發(fā)進(jìn)展2011年4月。Enefit-280工藝是由愛沙尼業(yè)能源公司與德國奧圖泰公司于2008年開發(fā)的一套工藝，該工藝是在Galoter工藝基礎(chǔ)上的一個(gè)升級，將Galote工藝技術(shù)與循環(huán)流化床技術(shù)相結(jié)合。流程簡圖如下圖所示：油頁巖顆粒與熱頁巖灰的混合與傳統(tǒng)的Galoter工藝一樣，混合物被循環(huán)氣流化，頁巖的熱解在轉(zhuǎn)筒干餾爐進(jìn)行，在半焦分離室結(jié)束。半焦和干餾氣在循環(huán)流化床爐內(nèi)燃燒（流程圖上未標(biāo)明干餾氣回爐燃燒），與傳統(tǒng)方法相比，該工藝半焦燃燒更加完全。值得關(guān)注的技術(shù)信息：1.Enefit-280工藝結(jié)合了Galoter工藝自身特點(diǎn)和奧圖泰的循環(huán)流化床技術(shù)，加工油頁巖的能力提高了2倍，并且具有頁巖完全燃燒和效率高的特點(diǎn)。（此處也佐證了俄文專利中頁巖是不完全燃燒的）。2.本工藝技術(shù)2010年5月由奧圖泰開工建設(shè)，計(jì)劃2012年完工，目前項(xiàng)目的建設(shè)及開工情況不明。3.流化床鍋爐排灰換熱后產(chǎn)蒸汽發(fā)電。4.油頁巖預(yù)干餾所需的熱量及風(fēng)量由兩部分構(gòu)成：一部分為攜帶熱灰的風(fēng)，另一部分為從循環(huán)流化床高溫旋風(fēng)出來的一股高溫風(fēng)。兩者混合后經(jīng)余熱鍋爐產(chǎn)蒸汽后再到文丘里干燥器進(jìn)行油頁巖的預(yù)干燥。3.回轉(zhuǎn)類設(shè)備進(jìn)行褐煤低溫?zé)峤獾目尚行约爸饕獑栴}分析（1）回轉(zhuǎn)類設(shè)備作為固體熱載體熱解爐的可能性分析1.從俄文專利1、2及國內(nèi)文獻(xiàn)1、文獻(xiàn)2可知，回轉(zhuǎn)類設(shè)備應(yīng)用于油頁巖固體熱載體干餾是完全可行的。如果回轉(zhuǎn)類設(shè)備應(yīng)用于褐煤固體熱載體干餾理論上應(yīng)該也是沒有問題的。但是，應(yīng)理清如下問題：a.油頁巖與褐煤在加熱熱解過程中對氧氣的敏感性的差異。即，在負(fù)壓的情況下是否對密封的要求都那么高。b.處理規(guī)模的問題。固體熱載體與油頁巖的比例一般在3:1左右，而褐煤熱解如果利用熱半焦作為熱載體則熱載體與褐煤的比例可能達(dá)到4:1以上。以125t/h干燥后的褐煤進(jìn)料量為例，干餾爐最大負(fù)荷可達(dá)625t。同時(shí)，物料在干餾爐內(nèi)的停留時(shí)間不會太長，估計(jì)應(yīng)在15min以內(nèi)，所以符合條件的回轉(zhuǎn)熱解爐是否是成熟的，需要設(shè)備專業(yè)認(rèn)真核算。（2）回轉(zhuǎn)類設(shè)備作為固體熱載體加熱爐的可能性分析從俄文專利1、2及國內(nèi)文獻(xiàn)1可知，熱載體均是由高溫氣流加熱并輸送；由文獻(xiàn)4可知熱載體直接為流化床鍋爐的飛灰，并由高溫?zé)煔廨斔?。所以，這些技術(shù)共同的特點(diǎn)是：固體熱載體被快速加熱并被快速輸送至干餾爐，前后也就是幾秒鐘的時(shí)間。我們的工藝開發(fā)過程中或?qū)嶒?yàn)臺改造中如果打算利用高溫?zé)煔庠诨剞D(zhuǎn)類設(shè)備中加熱熱載體顯然是不合理的。因?yàn)闊彷d體被加熱的時(shí)間按過長，煙氣的使用量太大，同時(shí)加熱設(shè)備過大，散熱損失太大，整體熱效率太低，也就是說燃燒大量的燃料也未必把熱載體加熱到預(yù)定的溫度。（3）關(guān)于產(chǎn)品燃燒與外掛系統(tǒng)的設(shè)置由以上技術(shù)分析可知，油頁巖熱解可得到油、氣、焦，但三者不可兼得，取而代之的是把其中的一種或兩種甚至三種燒掉，最終得到電、蒸汽、水泥熟料、少部分的油。燃燒最直接的效果是獲得加熱熱載體的高溫氣流。在我們的工藝開發(fā)中可能面臨如下情況：a.燃燒半焦：半焦燃燒產(chǎn)生的灰作為熱載體，則新產(chǎn)生的半焦無法單獨(dú)作為產(chǎn)品，只能繼續(xù)燒掉（此處肯定是不完全燃燒），所以又產(chǎn)生的焦灰混合物（除了循環(huán)外的）因?yàn)闇囟确浅８?，它?yīng)該如何利用呢？這種工藝路線的最核心的技術(shù)應(yīng)該為以下循環(huán)的物料衡算與熱平衡，同時(shí)涉及到需要維持物料及熱平衡需要外掛的系統(tǒng)設(shè)置。b.燃燒重油或煤氣以獲取輕油與半焦：在這種情況下，應(yīng)首先選擇合適的熱載體，然后考慮熱載體與半焦如何分離，如果不分離的話兩者的余熱如何利用。4.結(jié)論（1）回轉(zhuǎn)類設(shè)備用于固體熱載體方法的熱解爐理論上應(yīng)該是沒有問題的，但是應(yīng)深入研究褐煤與油頁巖熱解的差異，同時(shí)應(yīng)認(rèn)真核算在熱載體與褐煤一定混合比例下回轉(zhuǎn)爐的處理能力到底能不能達(dá)到要求。（2）回轉(zhuǎn)類設(shè)備用作熱載體的加熱爐是不可行的。（3）褐煤的固體熱載體熱解工藝是一個(gè)系統(tǒng)工程，并不是回轉(zhuǎn)干餾爐是可行的整個(gè)系統(tǒng)就是通的。熱解工段必然要配套其他系統(tǒng)，如燃燒、余熱鍋爐、燃?xì)廨啓C(jī)、蒸汽輪機(jī)、干燥預(yù)處理等。所以結(jié)合項(xiàng)目所在地的各種已有條件并考慮褐煤的具體品質(zhì)，做好整套系統(tǒng)的物料衡算與熱量衡算，設(shè)置合理的配套系統(tǒng)是此種工藝成功與否的關(guān)鍵。獎(jiǎng)品名稱：500萬U豆體驗(yàn)卡卡號：50Dd4fea7001everageD、stain７、Thewordsbelowequalstooneanotherexcept（）.A、thehighseasonB、thebusyseasonC、thepeakseasonD.theoffseasonA、熱辣的B、菜系C、苦干的D、大堂吧10、ThewordA、確認(rèn)B、算賬C、結(jié)賬D、算錯(cuò)賬11、C、聚會D、黨員12、“PC”isshortfor（）A、potatochipsB、portablecomputerC、personalcomputerD、bothBandC13、whatshouldthereservationclerksaysfirstwhenhe/sheanswersthephone?Au?B、welcom