專利名稱:用于從瀝青油砂礦中分離原油的加熱器的制作方法
用于從瀝青油砂礦中分離原油的加熱器技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于機(jī)械設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種用于從浙青油砂礦中分離原油的加熱器。
背景技術(shù):
油砂礦,是指地殼表層的碎屑物或巖石,與其中所含的水和浙青形成的混合油砂礦物質(zhì)的統(tǒng)稱,它實質(zhì)上是一種浙青、沙、富礦粘土和水的混合物,其中,浙青含量約為6 12%,沙和粘土等物質(zhì)占75 85%,余下的為水,具有高密度、高粘度、高碳?xì)浔群透呓饘俸康奶攸c。古剝蝕作用造成的油砂礦后期被深埋后常有后期形成的常規(guī)原油混入現(xiàn)象。
隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,常規(guī)石油資源已不能滿足石油需求的快速增長,人們開始把目光轉(zhuǎn)向非常規(guī)石油資源,其中之一就是油砂,油砂屬于非常規(guī)油氣資源,是重要的油氣資源替代品。但至今除加拿大外,尚未形成規(guī)模。目前世界上油砂礦主要采用露天開采的方式采出,其關(guān)鍵技術(shù)是煉制中的油砂分離技術(shù)。針對油砂分離工藝需要考慮的技術(shù)問題如下
I)由于浙青油砂礦在常溫下具有一定的韌性,且小時產(chǎn)量較大(單臺設(shè)備小時產(chǎn)量達(dá)到100噸/小時),常溫下無法完成對天然浙青油砂礦的機(jī)械或外力粉碎,需要解決原礦石粉碎的問題,才能完成天然浙青油砂礦的充分分散細(xì)化。
2)要解決浙青油砂礦石與分離藥劑在加熱混合過程中,保證浙青油砂礦石與裝置的加熱界面不存在物理性的死角和粘結(jié)現(xiàn)象。
3)由于浙青油砂礦的產(chǎn)地不同,含有的浙青和水分差別較大,因此,要設(shè)置較大的工藝調(diào)整范圍,來調(diào)整物料加熱、混合、反應(yīng)、分離等不同的工藝要求和溫度要求,以滿足不同狀況的天然浙青礦石。
4)由于浙青油砂礦經(jīng)過分離后,含有大量的砂石,對設(shè)備的磨損較嚴(yán)重,因此要盡可能減少設(shè)備的磨損,以滿足設(shè)備長期連續(xù)運行的需要;
5)在對浙青油砂礦加熱的過程中,原礦石在分離藥劑的作用下,會釋放出少量的低碳芳香烴,會造成對人體的傷害和具有爆炸的危險性,因此工藝過程中需要嚴(yán)格密閉,為此,需要解決裝置工作過程中的密封問題。
6)分離裝置盡可能做到結(jié)構(gòu)簡單,操作方便,便于維修或更換部件。
7)由于浙青油砂礦石里含有一部分不含油的礦石,其中較大的石塊在流入下道工序后,會對設(shè)備造成損壞。因此,需要把不含油的大于50_的較大石塊排除到設(shè)備外面。
8)浙青礦石中的小塊石頭容易卡死在設(shè)備內(nèi)。
目前還沒有用于從浙青油砂礦中分離原油的加熱器,因此,針對上述提到的技術(shù)問題,急需進(jìn)行開發(fā)研制。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于從浙青油砂礦中分離原油的加熱器,克服了對浙青油砂礦的加熱、粉碎、分離等技術(shù)問題,實現(xiàn)了從浙青油砂礦中分離原油的目的。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是,一種用于從浙青油砂礦中分離原油的加熱器,包括筒體組件,筒體組件安裝在兩組支承組件上,并且筒體組件與動力系統(tǒng)傳動連接;筒體組件內(nèi)腔設(shè)置有加熱系統(tǒng),筒體組件內(nèi)腔的前端通過一組密封組件與進(jìn)料口聯(lián)通,筒體組件內(nèi)腔的后端通過另一組密封組件與出料箱聯(lián)通,筒體組件的前后端傾斜設(shè)置。
本發(fā)明的有益效果是
I)原礦石不需粉碎,直接將礦石加入到本發(fā)明裝置內(nèi),直接實施天然浙青油砂礦的充分分散細(xì)化。
2)本發(fā)明裝置采用以飽和蒸汽做熱源的間接加熱方式,從而增加了物料的比表面積,增加物料與裝置加熱界面的接觸面積,以提高對物料的熱量傳遞,滿足物料加熱升溫達(dá)到工藝要求的溫度,提高裝置的熱效率,降低裝置的運行成本和環(huán)境友好的要求。
3)在對浙青油砂礦加熱的過程中,使原礦石在分離藥劑的作用下,通過裝置的外力作用,能夠?qū)⑤^大塊的礦石,逐漸破碎分散成細(xì)小的顆粒;還能使物料與分離藥劑充分混合,增加固體物料與分離藥劑發(fā)生反應(yīng)的速度,縮短反應(yīng)時間,提高裝置的工作效率。
4)本發(fā)明裝置在浙青油砂礦石與分離藥劑的加熱混合過程中,使浙青油砂礦石物料在設(shè)備內(nèi)處于不斷翻滾和攪拌狀態(tài),保證浙青油砂礦石與裝置的加熱界面不存在物理性的死角和粘結(jié)現(xiàn)象。
5)本發(fā)明裝置能夠設(shè)置較大的工藝調(diào)整范圍,以滿足不同狀況的天然浙青礦石; 為調(diào)整物料加熱、混合、反應(yīng)、分離等不同的工藝要求和溫度要求,本發(fā)明裝置設(shè)置了無級調(diào)速電動機(jī),通過調(diào)整設(shè)備的轉(zhuǎn)速,來調(diào)整物料在設(shè)備內(nèi)的停留時間,從而達(dá)到浙青油砂礦石含水量和含油量不同,來調(diào)整需要達(dá)到的工藝要求和溫度要求,以完成原油和砂石的完全分離。
6)在對浙青油砂礦加熱的過程中,原礦石在分離藥劑的作用下,會釋放出少量的低碳芳香烴,會造成對人體的傷害和具有爆炸的危險性,因此本發(fā)明裝置嚴(yán)格密閉,解決了密封的問題。
7)本發(fā)明裝置能夠把不含油的大于50mm的較大石塊排除到設(shè)備外面;同時解決了浙青礦石中的小塊石頭卡死在設(shè)備內(nèi)的問題。
8)結(jié)構(gòu)簡單,操作方便,便于維修或更換部件,通過采用鋼制件盡可能減少設(shè)備的磨損,以滿足設(shè)備長期連續(xù)運行的需要。
上述的特點,使本發(fā)明的加熱器熱效率高,加熱面積大,產(chǎn)量高,密封效果好,占地面積小,一次性投資小,設(shè)備磨損較小,操作維護(hù)簡單,大大降低了開采浙青油砂礦的成本。
圖I為本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明裝置中的筒體組件結(jié)構(gòu)示意圖3為圖3中的筒體組件C-C截面結(jié)構(gòu)示意圖4為本發(fā)明裝置中的筒體組件篩分結(jié)構(gòu)示意圖5為本發(fā)明裝置中的外筒體與加熱管的安裝截面示意圖6為本發(fā)明裝置中的加熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖7為圖6中的加熱系統(tǒng)A-A截面結(jié)構(gòu)示意圖8為圖6中的加熱系統(tǒng)B-B截面結(jié)構(gòu)示意圖9為本發(fā)明裝置中的密封組件結(jié)構(gòu)示意圖10為本發(fā)明裝置中的出料箱結(jié)構(gòu)示意圖11為本發(fā)明裝置中的出料箱側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖12為本發(fā)明裝置工作原理示意圖。
圖中,I.進(jìn)料口,2.筒體組件,3.加熱系統(tǒng),4.出料箱,5.支承組件,6.動力系統(tǒng),7.密封組件;
20.走料通道,21.外筒體,22.保溫夾套,23.擋料板,24.錘擊裝置,25.篩分結(jié)構(gòu),26.篩眼,27.導(dǎo)流板,28.擋料板;
31.連接管,32.加熱管,33.冷凝水回水管,34.冷凝水總集管,35.加熱管集管, 36.蒸汽進(jìn)管,37.冷凝水出水管,38.螺旋帶;
41.料箱,42.檢修口,43.排氣口,44.支架,45.出料口,46.廢料口 ;
71.調(diào)節(jié)螺栓,72.彈簧,73.靜環(huán)固定環(huán),74.靜環(huán),75.動環(huán),76.波紋管。
具體實施方式
參照圖1,本發(fā)明用于從浙青油砂礦中分離原油的加熱器的總體結(jié)構(gòu)是,包括筒體組件2,筒體組件2安裝在兩組支承組件5上,并且筒體組件2與動力系統(tǒng)6傳動連接;筒體組件2內(nèi)腔設(shè)置有加熱系統(tǒng)3,筒體組件2內(nèi)腔的前端通過一組密封組件7與進(jìn)料口 I聯(lián)通,筒體組件2內(nèi)腔的后端通過另一組密封組件7與出料箱4聯(lián)通,筒體組件2的前后端傾斜設(shè)置。其中,加熱系統(tǒng)3和筒體組件4、密封組件7是本發(fā)明加熱器的核心部件。
參照圖2、圖3、圖4,筒體組件2的結(jié)構(gòu)是,包括作為主體的外筒體21,在外筒體21 的表面包裹有一層保溫夾套22,在外筒體21的前后端各設(shè)置有一同心的走料通道20 (見圖9),在外筒體21的筒壁上(中段位置)安裝有錘擊裝置24,在外筒體21圓周方向均布四個錘擊裝置24,在外筒體21的后段設(shè)置有擋料板23,在擋料板23的后端設(shè)置有篩分結(jié)構(gòu) 25 ;
篩分結(jié)構(gòu)25包括一個擋料板28,在擋料板28上密布有篩眼26,在擋料板28上還設(shè)置有傾斜的導(dǎo)流板27,導(dǎo)流板27數(shù)目為至少一道。
參照圖5、圖6、圖7、圖8,加熱系統(tǒng)3的結(jié)構(gòu)是,在外筒體21內(nèi)腔中以同心圓方式, 從內(nèi)至外排列有兩至四圈加熱管32,每圈加熱管32均沿圓周均勻設(shè)置有多根,每根加熱管 32均沿外筒體21縱向排列,在其中一圈加熱管32內(nèi)部均設(shè)置有一圈冷凝水回水管33,每圈冷凝水回水管33均沿圓周均勻設(shè)置有多根,每根冷凝水回水管33均沿外筒體21縱向排列;在外筒體21的后端面設(shè)置有同心的兩個主軸管,外圈的主軸管作為冷凝水出水管37, 內(nèi)圈的主軸管作為蒸汽進(jìn)管36,所有加熱管32通過加熱管總集管35與蒸汽進(jìn)管36聯(lián)通, 所有加熱管32的另一端通過連接管31與冷凝水回水管33聯(lián)通,所有冷凝水回水管33通過冷凝水總集管34與冷凝水出水管37聯(lián)通,實現(xiàn)蒸汽的通入和冷凝水的排出;另外,在加熱管32及冷凝水回水管33外表面上共同設(shè)置有一個貫通前后的螺旋帶38,用于推動物料向后(蒸汽進(jìn)管36 —端)移動。
參照圖9,密封組件7的結(jié)構(gòu)是,在伸出外筒體21的走料通道20的外圓上同時套裝有調(diào)節(jié)支板和波紋管76,波紋管76沿圓周外沿設(shè)置有一個靜環(huán)固定環(huán)73,該靜環(huán)固定環(huán) 73上固定有一個靜環(huán)74,靜環(huán)74與外筒體21端面上的動環(huán)75對應(yīng)套裝,且保持滑動配合; 調(diào)節(jié)支板優(yōu)選圓盤形,在調(diào)節(jié)支板上設(shè)置有至少一組調(diào)節(jié)螺栓71,每組調(diào)節(jié)螺栓71與波紋管76之間設(shè)置有一個彈簧72,用于向外筒體21方向擠壓波紋管76,使得靜環(huán)74與動環(huán)75 保持緊S接觸。
參照圖10、圖11,出料箱4的結(jié)構(gòu)是,包括料箱41,料箱41上端設(shè)置有排氣口 43, 用于排出加熱過程中的部分水分,料箱41下端設(shè)置有出料口 45,料箱41后端設(shè)置有廢料口 46,料箱41另外還設(shè)置有檢修口 42及支架44。
參照圖12,本發(fā)明加熱器的工作原理是蒸汽由蒸汽進(jìn)管36進(jìn)入后通過加熱管總集管35分配給各加熱管32,各加熱管32與物料進(jìn)行熱交換后,冷凝水則匯集至冷凝水回水管33,再由冷凝水回水管通過冷凝水總集管34、冷凝水出水管37排出;物料在加熱器內(nèi)受到加熱管32和螺旋帶38的升舉和攪拌作用而被加熱,并借助加熱器的傾斜度和螺旋帶38 從進(jìn)料口向出料口方向翻動前進(jìn),最后從設(shè)在尾部的出料箱4分類排出,其中,分離出的含油油砂通過篩分結(jié)構(gòu)25的篩選從出料口 45排出,分離出的不含油的廢料由篩分結(jié)構(gòu)25的隔擋從廢料口 46排出。
本發(fā)明的加熱器在進(jìn)行油、砂和水的分離工藝中,需要將含有一定水分和浙青的浙青油砂礦石與一定比例的油砂分離藥劑加熱到工藝需要的溫度范圍內(nèi),同時完成和油砂分離藥劑的充分混合、攪拌、反應(yīng),使得物料和分離藥劑充分接觸,并發(fā)生反應(yīng),將含有一定水分和浙青的浙青油砂礦石充分破碎,最終將大塊的浙青油砂礦石分解成小顆粒的油砂石子,或分散成為極其微小的油砂顆粒,實現(xiàn)浙青油砂礦石中的包覆在砂石周圍的原油和砂石的完全剝離,由于原油的密度小于分離藥劑和砂石的密度,原油將飄浮于混合物上層,從而完成浙青油砂礦石中的原油與砂石分離,達(dá)到提煉原油的目的。
綜上所述,本發(fā)明的裝置,具體采取了以下技術(shù)措施
I)本發(fā)明的加熱器采用以飽和蒸汽做熱源的間接傳導(dǎo)加熱方式,在加熱器容器內(nèi)部環(huán)形均布內(nèi)通蒸汽的加熱管。采用回轉(zhuǎn)的外圓筒做支撐載體,外圓筒做加熱器的容器部分,能夠滿足小時產(chǎn)量大的要求;同時加熱管在外圓筒內(nèi)部,加熱管內(nèi)通蒸汽,蒸汽匯集在筒體內(nèi)部,不向外流失,全部用來提供給物料加熱,提高傳熱效率。由于傳熱效率的大大提高,顯著減少設(shè)備的體積即減小了設(shè)備的占地面積,大大降低了開采成本。
2)本發(fā)明加熱器采用了在加熱界面(加熱管)沿長度方向上纏繞螺旋帶的形式,每兩個相鄰的加熱管之間的間距經(jīng)過預(yù)先設(shè)定,能使進(jìn)入筒體內(nèi)部的浙青油砂礦石隨著筒體轉(zhuǎn)動,盡快升溫。螺旋帶一方面將加熱管與加熱器外筒體連接為一體,使加熱管與外筒體同時旋轉(zhuǎn),保證物料與分離藥劑的攪拌充分、混合均勻、加快油砂分離速度;另一方面又推動物料向后方出料口處移動。為保證工藝要求的需要,動力系統(tǒng)中的主電機(jī)采用無級調(diào)速的形式。
3 )本發(fā)明加熱器采用在筒體外部安裝錘擊裝置的結(jié)構(gòu),在筒體圓周方向均布四個錘擊裝置,隨著外筒體的轉(zhuǎn)動,錘擊裝置里面的鋼球在外筒體轉(zhuǎn)動至最上方時自由落下,敲擊在外筒體上,由于鋼球有一定的重量,就形成了一定的敲擊力,能夠給較大塊的礦石一定的震動,加快破碎分散成細(xì)小顆粒的進(jìn)程,從而增加物料的比表面積,增加物料與裝置加熱界面的接觸面積,以提高對物料的熱量傳遞,滿足物料加熱升溫達(dá)到工藝要求的溫度。另外,還可以有效防止小塊的石頭卡死在加熱管內(nèi)。
4)為解決設(shè)備傳熱面積的問題,本發(fā)明加熱器充分考慮到設(shè)備在較小的空間內(nèi)布置了較大的傳熱面積,提高生產(chǎn)能力。由于采用鋼管作為加熱界面,使物料與加熱界面的接觸面積減小,既能使物料有足夠的加熱面積,又能使物料不會粘結(jié)在加熱管上,減小了電機(jī)運行功率。同時由于物料在筒體內(nèi)部的快速升溫,迅速分散,也降低了對設(shè)備的磨損,滿足設(shè)備能長期運行。
5)為使容器內(nèi)部不發(fā)生溫降,將外筒體外表面制作成帶保溫套的結(jié)構(gòu)。
6)為解決設(shè)備的密封問題,本發(fā)明加熱器采用特殊的密封組件結(jié)構(gòu),保證在加熱過程中釋放出的少量的低碳芳香烴不泄露,無危害。
7)為了把天然浙青油砂礦內(nèi)的不含油的、大于50mm的較大石塊排出到設(shè)備之外, 本發(fā)明加熱器在筒體尾部增加一個篩分結(jié)構(gòu),篩網(wǎng)板上設(shè)置有導(dǎo)流板和擋料板,分散后的細(xì)小礦石通過篩網(wǎng)流入到出料口,較大的石塊浮在篩網(wǎng)板上,這部分石塊和一部分細(xì)小礦石隨著導(dǎo)流板匯至篩網(wǎng)尾部,擋料板位于在篩網(wǎng)尾部,細(xì)小礦石被擋料板攔截下來返回篩網(wǎng)孔流入出料口 ;石塊被導(dǎo)流板導(dǎo)流出篩網(wǎng)之外,通過廢料口排出。
8)為減少礦石對設(shè)備的磨損,凡與礦石接觸部分的設(shè)備材質(zhì)均采用耐磨材料,且適當(dāng)增加材料厚度,保證設(shè)備長期連續(xù)運行。
9)本發(fā)明加熱器結(jié)構(gòu)簡單,各個部件均可拆卸更換,便于維修,減少了設(shè)備的機(jī)加工量,制造費用較低。權(quán)利要求
1.一種用于從浙青油砂礦中分離原油的加熱器,其特征在于包括筒體組件(2),筒體組件(2)安裝在兩組支承組件(5)上,并且筒體組件(2)與動力系統(tǒng)(6)傳動連接;筒體組件(2)內(nèi)腔設(shè)置有加熱系統(tǒng)(3),筒體組件(2)內(nèi)腔的前端通過一組密封組件(7)與進(jìn)料口(1)聯(lián)通,筒體組件(2)內(nèi)腔的后端通過另一組密封組件(7)與出料箱(4)聯(lián)通,筒體組件(2)的前后端傾斜設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于從浙青油砂礦中分離原油的加熱器,其特征在于所述的筒體組件(2)包括外筒體(21),在外筒體(21)的表面包裹有一層保溫夾套(22),在外筒體(21)的前后端各設(shè)置有一同心的走料通道(20),在外筒體(21)的筒壁上安裝有錘擊裝置(24),在外筒體(21)的后段設(shè)置有擋料板(23),在擋料板(23)的后端設(shè)置有篩分結(jié)構(gòu)(25)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于從浙青油砂礦中分離原油的加熱器,其特征在于所述的篩分結(jié)構(gòu)(25 )包括一個擋料板(28 ),在擋料板(28 )上密布有篩眼(26 ),在擋料板(28 )上還設(shè)置有傾斜的導(dǎo)流板(27)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于從浙青油砂礦中分離原油的加熱器,其特征在于所述的加熱系統(tǒng)(3)的結(jié)構(gòu)是,在外筒體(21)內(nèi)腔中以同心圓方式,從內(nèi)至外排列有兩至四圈加熱管(32),每圈加熱管(32)均沿圓周均勻設(shè)置有多根,每根加熱管(32)均沿外筒體(21)縱向排列,在其中一圈加熱管(32)內(nèi)部均設(shè)置有一圈冷凝水回水管(33),每圈冷凝水回水管(33)均沿圓周均勻設(shè)置有多根,每根冷凝水回水管(33)均沿外筒體(21)縱向排列;在外筒體(21)的后端面設(shè)置有同心的兩個主軸管,外圈的主軸管作為冷凝水出水管(37),內(nèi)圈的主軸管作為蒸汽進(jìn)管(36),所有加熱管(32)通過加熱管總集管(35)與蒸汽進(jìn)管(36)聯(lián)通,所有加熱管(32)的另一端通過連接管(31)與冷凝水回水管(33)聯(lián)通,所有冷凝水回水管(33)通過冷凝水總集管(34)與冷凝水出水管(37)聯(lián)通; 在加熱管(32)及冷凝水回水管(33)外表面上共同設(shè)置有一個貫通前后的螺旋帶(38)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于從浙青油砂礦中分離原油的加熱器,其特征在于所述的密封組件(7)的結(jié)構(gòu)是,在伸出外筒體(21)的走料通道(20)的外圓上同時套裝有調(diào)節(jié)支板和波紋管(76),波紋管(76)沿圓周外沿設(shè)置有一個靜環(huán)固定環(huán)(73),該靜環(huán)固定環(huán)(73)上固定有一個靜環(huán)(74),靜環(huán)(74)與外筒體(21)端面上的動環(huán)(75)對應(yīng)套裝,且保持滑動配合;在調(diào)節(jié)支板上設(shè)置有至少一組調(diào)節(jié)螺栓(71),每組調(diào)節(jié)螺栓(71)與波紋管(76)之間設(shè)置有一個彈簧(72 )。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于從浙青油砂礦中分離原油的加熱器,其特征在于所述的出料箱(4 )的結(jié)構(gòu)是,包括料箱(41),料箱(41)上端設(shè)置有排氣口( 43 ),料箱(41)下端設(shè)置有出料口( 45 ),料箱(41)后端設(shè)置有廢料口( 46 )。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于從浙青油砂礦中分離原油的加熱器,其特征在于所述的料箱(41)另外還設(shè)置有檢修口(42)及支架(44)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于從瀝青油砂礦中分離原油的加熱器,包括筒體組件,筒體組件安裝在兩組支承組件上,并且筒體組件與動力系統(tǒng)傳動連接;筒體組件內(nèi)腔設(shè)置有加熱系統(tǒng),筒體組件內(nèi)腔的前端通過一組密封組件與進(jìn)料口聯(lián)通,筒體組件內(nèi)腔的后端通過另一組密封組件與出料箱聯(lián)通,筒體組件的前后端傾斜設(shè)置。本發(fā)明的用于從瀝青油砂礦中分離原油的加熱器,克服了對瀝青油砂礦的加熱、粉碎、分離等技術(shù)問題,實現(xiàn)了從瀝青油砂礦中分離原油的目的。
文檔編號C10G1/00GK102977908SQ20121050906
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月3日
發(fā)明者梁金亞, 楊建民 申請人:楊建民