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CN1039833A - 加热颗粒物料的装置 - Google Patents

加热颗粒物料的装置 Download PDF

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CN1039833A
CN1039833A CN 89104919 CN89104919A CN1039833A CN 1039833 A CN1039833 A CN 1039833A CN 89104919 CN89104919 CN 89104919 CN 89104919 A CN89104919 A CN 89104919A CN 1039833 A CN1039833 A CN 1039833A
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CN
China
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heat
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transfer pipe
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Pending
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CN 89104919
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English (en)
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赫曼诺斯·马利亚·汉利克·凡威舍姆
亚力山大·汉利克·马利亚·克雷姆斯
吉利特·简·贝伦·阿幸
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Shell Internationale Research Maatschappij BV
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Shell Internationale Research Maatschappij BV
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    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B47/00—Destructive distillation of solid carbonaceous materials with indirect heating, e.g. by external combustion
    • C10B47/18—Destructive distillation of solid carbonaceous materials with indirect heating, e.g. by external combustion with moving charge
    • C10B47/22—Destructive distillation of solid carbonaceous materials with indirect heating, e.g. by external combustion with moving charge in dispersed form
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

颗粒物料的加热装置，装有加热器(1)，冷却器(20)，第一组传热管(50、51、52和53)和第二组传热管(61、62、63和64)。加热器和冷却器上分别有两个系列连通室(2、10)(22、30)，颗粒入口(16)(36)，颗粒出口(19)(39)，导入流化气体的装置和气体出口；第一组传热管中的传热介质包括Li2CO3，Na2CO3和K2CO3；第二组传热管中的传热介质包括NaNO3和KNO3。

Description

本发明涉及加热颗粒物，特别是含烃颗粒物料（例如油页岩、焦油砂或烟煤），以从中提取烃的装置。
这种提取操作一般在温度至少400℃、基本无氧的条件下操作。原料为油页岩时，这一工艺通常称为干馏;原料为烟煤时，通常称为热解。
本发明的目的在于提供一种加热颗粒物料的装置，使得可在一定温度范围内对颗粒物料进行有效的传热。
为使这一目的得以实现，本发明的加热装置包括：
（a）装有两个系列连通室的加热器，颗粒入口与第一系列第一室相连，颗粒出口与第二系列最后一室相连;向连通室导入流化气体的装置和气体出口装置;
（b）装有两个系列连通室的冷却器，颗粒入口与第一系列第一室相连，颗粒出口与第二系列最后一室相连;向连通室导入流化气体的装置和气体出口装置;
（c）由冷却器第一系列的连通室向加热器第二系列连通室传热的第一组传热管;和
（d）由冷却器第二系列的连通室向加热器第一系列连通室传热的第二组传热管，
其中第一组传热管中的传热介质包括金属的碳酸化物，第二组传热管中的传热介质包括金属的硝酸化物。
下面用实例参照附图对本发明加以详述。
图1是本发明一个实施方案的俯视图;
图2是本发明又一实施方案的局部俯视图。
加热颗粒物料的装置包括装有第一系列2的连通室3、4、5和6，和第二系列10的连通室11、12、13和14的加热器1。颗粒入口16与第一系列2的第一连通室3相连，颗粒出口19与第二系列10的最后一个连通室14相连。加热器1还有装在每一室下部、将流化气体导入连通室的装置（未示出）和装在室的上部、将气体排出的装置（未示出）。
颗粒物料的加热装置还包括装有第一系列22连通室23、24、25和26第二系列30连通室31、32、33和34的冷却器20。颗粒入口36与第一系列22的第一连通室23相连，颗粒出口39与第二系列30的最后一室34相连。冷却器20还有装在每一室下部、将流化气体导入连通室的装置（未示出），和装在室的上部、将气体排出的装置（未示出）。
加热器1和冷却器20的连通室用隔离件42使彼此分开，使得颗粒物料从前一室到下一室的流量得以控制。为了图面清晰起见，图中只标出了几个隔离件。隔离件可以是由容器底部向上延伸的溢流板，或者是由上向下延伸的挡板。溢流板或挡板上可以设有开孔。
为从冷却器20的第一系列22的连通室向加热器1的第二系列10的连通室传热，该装置包括第一组传热管50、51、52和53。第一组传热管内的传热介质是金属的碳酸化物混合物。该混合物适宜的组成为20～35%（重量）Li2CO3，25～35%（重量）Na2CO3和35～45%（重量）K2CO3。
为从冷却器20的第二系列30的连通室向加热器1的第一系列2的连通室传热，该装置包括第二组传热管61、62、63和64。第二组传热管中的传热介质为金属的硝酸化物混合物。该混合物适宜的组成为55～65%（重量）NaNO3和35～45%（重量）KNO3。
在正常运行时，流化气体经导入装置进入加热器1和冷却器20的连通室。页岩颗粒以250～370℃被送入加热器1的颗粒入口16，然后以流化床的形式通过隔离件42，由加热器的第一室3向前移动，进入第二室4，最后进入室14。在加热器1中，页岩颗粒按下述方式加热，释放出烃。产生的烃经气体出口从加热器1排出。释放出烃后的页岩颗粒称为干馏过的页岩。导入加热器1连通室流化气体的量应使得床的上端总的表面气体速度在0.3～1.5米/秒之间。干馏过的页岩颗粒经出口19排出加热器1，送入燃烧器。在燃烧器中燃烧页岩颗粒上的炭，得到热的废页岩颗粒。
至少将部分热的废页岩颗粒以温度为750～1000℃送入冷却器的颗粒入口36。页岩颗粒以流化床的形式通过隔离件42从冷却器20的第一室23向前移动，进入第二室24，最后进入室34。在冷却器20中，页岩颗粒按下述方式冷却。导入冷却器20连通室的流化气体的量应使得床的上端表面气体速度在0.1～1.5米/秒之间。冷却的页岩颗粒经出口39从冷却器20排出。
加热器1第一系列2的连通室中的页岩颗粒是通过第二组传热管64、63、62和61中循环的传热介质加热的，传热介质被流经冷却器20第二系列30连通室的热的废页岩颗粒加热。加热器1第二系列10的连通室中的页岩颗粒是通过第一组传热管53、52、51和50中循环的传热介质加热的，传热介质被流经冷却器20第一系列22连通室的热的废页岩颗粒加热。
在冷却器20第一系列22连通室中，热的废页岩从750～1000℃冷却至700～800℃;在冷却器20第二系列30连通室中，热的废页岩被冷却至600～700℃。
在加热器1第一系列2连通室中，页岩从300～350℃被加热至400～450℃;在加热器1第二系列10连通室中，页岩被加热至最终温度500～600℃。
在第一组传热器50、51、52和53中循环的传热介质的最低熔点为大约400℃。在第二组传热管61、62、63和64中循环的传热介质的最低熔点为大约220℃。
两组传热管中每一种传热介质的组成均应使得该传热介质的最低熔点刚好低于该组传热管操作温度的下限。
加热器1中第一组和第二组传热管换热面的面积为5～25m2/m3流化床;冷却器20中第一组和第二组传热管换热面的面积为5～25m2/m3流化床。
加热器1中第二组传热管换热面的面积为第一组传热管换热面的0.3～0.6倍。
送入加热器1入口16的页岩颗粒事先经过预热，这是在预热器中通过与离开冷却器20的废页岩热交换实现的。预热器可以是一分立的单元，也可以如图2所示包括在本发明的装置之中。
参见图2，标号70为预热器，其上有用隔离件42分开的系列连通室71、72和73，与第一室71相连的颗粒入口76，与最后一室73相连并与加热器1颗粒入口19相通的颗粒出口78，装在各室下部将流化气体导入连通室的装置（未示出）和气体出口（未示出）。
该装置还包括后冷器80，其上有用隔离件42分开的系列连通室81、82和83，与第一室81相连并与冷却器20颗粒出口39相通的颗粒入口86，与最后一室83相连的颗粒出口88，装在各室下部将流化气体导入连通室的装置（未示出）和装在各室上部的气体出口（未示出）。
为实现后冷器80的连通室和预热器70的连通室之间的传热，提供了第三组传热管91、92和93。第三组传热管中传热介质是金属硝酸化物的混合物。该混合物适宜的组成为55～65%（重量）NaNO3和35～45%（重量）KNO3，其最低熔点为220℃。该传热介质也可以是35～45%（重量）NaNO2、50～55%（重量）KNO3和3～10%（重量）NaNO3的混合物。这一混合物的最低熔点大约为140℃。
在正常操作中，页岩颗粒经预热器70的入口76送入，以流化床的形式通过连通室71、72和73。预热的页岩经出口78从预热器70排出，经入口19进入加热器1，如图1所示进行处理。
按参照图1所述方式在冷却器20中冷却了的页岩经入口86进入后冷器80。页岩以流化床的形式通过连通室81、82和83，然后经出口88以温度为550～650℃从后冷器80排出。
预热器70中的页岩颗粒被在第三组传热管93、92和91中循环的传热介质加热。
预热器70中第三组传热管热交换表面的面积为加热器1中第一组传热管热交换表面面积的0.2～0.4倍。
参照附图所述的加热颗粒物料的装置装有一个冷却器，然而，在另一可选择的方案中，该装置可在任一边装有两个冷却器，每一冷却器中有两个系列连通室，与第一系列第一室相连的颗粒入口，与第二系列最后一室相连的颗粒出口，将流化气体导入连通室的装置和气体出口。
在这一可选择的方案中，该装置的第一组传热管从两个冷却器各自第一系列连通室向加热器的第二系列连通室传热，第二组传热管从两个冷却器各自第二系列连通室向加热器的第一系列连通室传热。两组传热管中的传热介质与如上所述的传热介质类同。
根据这一可选择的方案所述的装置还可装有与一个或两个后冷器相连的预热器。

Claims (9)

1、颗粒物料的加热装置，包括：
(a)装有两个系列连通室的加热器，颗粒入口与第一系列第一室相连，颗粒出口与第二系列最后一室相连；向连通室导入流化气体的装置和气体出口装置；
(b)装有两个系列连通室的冷却器，颗粒入口与第一系列第一室相连，颗粒出口与第二系列最后一室相连；向连通室导入流化气体的装置和气体出口装置；
(c)由冷却器第一系列的连通室向加热器第二系列连通室传热的第一组传热管；和
(d)由冷却器第二系列的连通室向加热器第一系列连通室传热的第二组传热管，
其中第一组传热管中的传热介质包括金属的碳酸化物，第二组传热管中的传热介质包括金属的硝酸化物。
2、权利要求1的装置，其中加热器中第一组和第二组传热管换热面的面积为5～25m2/m3流化床。
3、权利要求1或2的装置，其中冷却器中第一组和第二组传热管换热面的面积为5～25m2/m3流化床。
4、权利要求1～3任一项所述的装置，其中加热器中第二组传热管换热面的面积是第一组传热管换热面面积的0.3～0.6倍。
5、权利要求1～4任一项所述的装置，该装置还包括预热器、后冷器和第三组传热管，其中预热器装有系列连通室，与第一室相连的颗粒入口，与最后一室相接并与加热器的颗粒入口相通的颗粒出口，将流化气体导入连通室的装置和气体出口;后冷器装有系列连通室，与第一室相接并与冷却器的颗粒出口相通的颗粒入口，与最后一室相连的颗粒出口，将流化气体导入连通室的装置和气体出口;第三组传热管用于从后冷器的连通室向预热器的连通室传热，传热介质包括金属硝酸化物的混合物。
6、权利要求7的装置，其中预热器中第三组传热管换热面的面积是加热器中第一组传热管换热面面积的0.2～0.4倍。
7、权利要求1～6任一项所述的装置，其中第一组传热管中的传热介质包括Li2CO3、Na2CO3和K2CO3;第二组传热器管中的传热介质包括NaNO3和KNO3。
8、权利要求5～7任一项所述的装置，其中第三组传热管中的传热介质包括NaNO3和KNO3。
9、基本上如说明书中参照附图所述的颗粒物料的加热装置。
CN 89104919 1988-07-22 1989-07-20 加热颗粒物料的装置 Pending CN1039833A (zh)

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