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1、Energy Procedia 17（2012 年）：39 - 432012 年未来的电力和能源系统国际会议油页岩综合利用及前景分析汽油，柴油。煤气和半焦后的低温干馏油页岩生产的副产物可作为发电厂的燃料，油页岩灰可以用作建筑材料和为土壤施肥。油页岩干馏，炼油厂的油，半焦燃烧发电，灰渣利用有机结合在一起的理论，实现非固体废弃物的排放，提高综合利用率。油页岩资源不仅弥补了石油短缺，而且综合利用阶段减少环境污染。此外，循环经济效益，环境效益和社会效益明显提高关键字:综合利用率;油页岩干馏一、简介 油页岩作为一种矿物，1 张立东 2 张玄 3 李韶华 4 王清1 中国吉林省吉林市东北电力大学 邮编 1
2、32012，中国北京华北电力大学，邮编 102206 2 中国吉林省吉林市东北电力大学 邮编 132012摘要: 随着国际石油价格的飙升，作为一种化石燃料油页岩，得到越来越多的关注。油页岩的热容量只逊色于煤，可以利用开采的油页岩干馏生产石油和天然气，或者直接燃烧发电。将页岩油低温度干馏可以生产合成粗油。油页岩可以直接用来燃烧，通过进一步的加工处理，也可转化为可以干馏，以提取石油。 油页岩有矿物质和有机物组成。 有机物质中的氢含量高于其他固体化石燃料，氢与碳的重量比一般是小于 10。油页岩低温度干馏处理可以提取页岩油，其组成主要是液体烃和较少量含有氮，硫和氧的有机化合物。油页岩具有热值低，易破碎
3、，高灰，高能量波动的特点。作为一种劣质燃料的煤矸石，需要特殊处理。随着初级能源需求的不断增长，国际能源机构预测，2030 年的能源要求是 1990 年 2 倍多。预计未来这一增长大部分来自化石燃料。能源需求的增加和石油价格上涨是带来能源恐慌的 主要原因，从而引发寻找具有短中期前景的替代燃料的来源。 油页岩这一非常规能源资源在未来具有广阔的发展前景。油页岩的开发和利用将是全球石油资源的补充和替代。近年来，国内能源需求量远超出了能源生产量，能源使用的上升速率在 2003 年达到 13，2004年高达 15.2。由中国社会科学研究院制定的中国能源发展年度报告中指出，预计 2007 年至 2020 年
4、石油消费量将保持较高的增长速度，将达到 2006 年4.07 亿吨，在 2010 年中国的石油消费数为 5.63 亿吨，到 2020 年将比 2006 年2010 年分别提高了 17.42和 62.47。 然而，据统计在 2005 年 12 月能源生产总量，数据显示国内石油生产能力如下：原油年产量是海外的 180838900t，依赖供应达到 50，进入在 2007 年的能源预警期。油页岩资源综合利用技术，其中包括干馏油页岩炼油，半焦燃烧发电，灰渣的利用，不仅可以弥补原油紧缺的缺陷，但也可能会增加的油页岩综合附加值在这个世界上，中国是油页岩资源最为丰富的国家之一。国内成品油页岩资源主要分布在茂名
5、市，桦甸市，抚顺，龙口等地区， 国内成品油页岩资源评价工作表明，从 2004 年的 7199137 亿吨 到 2006 年，成交页岩油资源47,614,400,000,000 吨左右。 国内和海外有显著的差距，尤其是在使用和开发油页岩开发和项目方面。 这所面临的是困难的，迫切需要适应国家能源的可持续发展。 目前，我们在吉林桦甸，在辽宁抚顺，广东茂名油页岩炼油厂时间，获取得了一定的发电经验，积累了一些经验。 然而，我们今天面临的挑战是，开发一种可靠的，简单，高效和 成本低廉的油页岩综合利用过程。二、油页岩利用由于区域的限制，油页岩炼油厂或发电的技术，没有大规模的发展机遇，因此，干馏，发电技术背后
6、的干馏炼油或发电的煤燃烧技术，很容易导致严重的浪费， 此外，伴随着油页岩的利用率相关的是对环境的负面影响。2.1 直接燃烧发电油页岩燃烧发电经历了三个阶段，其中包括气溶胶燃烧模式，流化床燃烧模式和循环流化床燃烧模式。实践证明，循环流化床燃烧法是最好的。 我们的国家已经完成了第一个油页岩发电厂的建设，华电火电厂于 1996 年， 具有三个 65 吨/小时油页岩循环流化床锅炉，此外，循环流化床锅炉具有其他类型的锅炉没有的优点： 循环流化床锅炉的燃烧所造成的燃料颗粒和空气强烈搅拌， 延长燃料颗粒停留在炉子的时间。所以，循环流化床锅炉可以燃烧煤粉锅炉不能燃烧的低质量的油页岩等。从 850 到 1000
7、 摄氏度，循环流化床锅炉的燃烧温度变化低于煤粉锅炉的，它可以减少或抑制氮氧化物 NOx 的生成，这是环境友好型的。炉渣排放的碳含量是低的，所以它是适合作为建材的。2.2 炼油油页岩的理化特性，已经确定，它可以只使用干馏方法提取页岩油。干馏的基本原理是，在油页岩隔离空气的条件下，加热到 450 到 600 摄氏度适宜的温度范围内，然后发生物理化学反应，产物包含页岩油，煤气和半焦油。 页岩油可以直接作为燃料油使用，也可以做深度处理加工，根据其成分的沸点差，精制各种馏分汽油，石油，重柴油，润滑油。然后，作为干馏副产品，产生煤气和半焦废水。 我国抚顺反复经历了几十年的商业运行测试，具有相当成熟的干馏技
8、术，它的优点是结构简单，运行稳定，容易安装，投资少，建设周期短等，虽然它的容量小，出油率较低，但却是众多企业的青睐。随着进口原油价格的上涨，大家对油页岩矿床的开发兴趣越来越大，特别是在干馏方面。因此，利用油页岩炼油是具有很高的经济意义。 然而，油页岩的利用，伴随着对环境的负面影响。 半焦炭，由油页岩热解衍生的一种副产品，是在页岩油生产过程的一个问题，半焦炭会对环境造成一定的负面影响。 因此，它会成为企业处理油页岩中的问题。半焦炭产生的排污费，环境污染税，预计在未来数年增加 1.7 倍，因此，油页岩生产将是非营利性的经济意义。2.3 综合利用油页岩干馏和循环流化床锅炉燃烧发电一体化，即干馏页岩油
9、，半焦循环流化床锅炉燃烧发电一体化的系统设置，可以弥补国内原油短缺，并且干馏的副产品（煤气，半焦炭）可以用于发电。油页岩灰的金属和非金属氧化物组成，其主要成分为二氧化硅，Al 2O3， 铁 2 3 ，氧化钙，氧化镁， ，K 2 O，占 95的油页岩灰，其他包括 K 2 O，氧化钠， SO3 ，P 2O5 和小分子化合物的微量元素。 表 1 是灰组件一些油页岩样品。 实践表明，油页岩灰混凝土在不同比例混合，可产生相当高的硬度油页岩的过程综合利用的基本原则是，打破油页岩 ，使它的直径小于 12毫米，循环流化床锅炉的固体热连接载体干馏，热回收气体，以及所述循环流化床中产生的那些材料在锅炉的燃烧区提供
10、热油页岩干馏，因此，在流体循环后 流化床锅炉，燃料是干馏半焦和粗油页岩的混合物。 该系统已实现了油页岩干馏和半焦燃烧的同时发电，而页岩油是在油回收厂通过管道输送进行以下的处理，半焦炭是反驳和偏油页岩发送在循环流化床锅炉中的燃烧，将取代电，灰渣将被送到建材厂生产建设材料。综合利用的方法，使能量得以获得回收。 该系统具有的优势比 结构简单，干馏不需要外加热源，传热快，石油产量高，占用空间相对较小等。2.4 油页岩利用前景分析A. 经济分析油页岩综合利用提供了物质和能量的平衡，产值包括页岩油，半焦炭和灰渣。 结果表明，综合利用产值是高于输出值，它能炼油和发电，变废为宝，提高能量回收后的经济利益。 综
11、合利用率必须高于发电。 B. 社会分析 油页岩产业的发展，将在一定程度上缓解失业的压力。整个油页岩交易生产的开发过程，引发的交通运输，炼油，电力 发电和建材方面一系列的工作程序，可以为社会带来很大的就业机会，此外，油页岩炼油行业的发展可以缓解我国石油短缺的问题。 因此，它会降低石油的价格。在同时，它会减少国家安全隐患带来一系列问题。 因为一个国家的经济安全与石油有直接的关系，石油稀缺将加剧不同地区之间的较量。页岩油可以减少这种石油比赛。C. 环境分析虽然油页岩资源的综合利用会带来少量的地下水的污染， 会带来固体废弃物，但它是对环境友好的。D. 前景分析 面对我国能源短缺，供给和需求之间的矛盾日益突出，当前形势下国家经济发展，社会的发展受到限制，甚至影响显着在未来的国家安全。 因此，综合利用油页岩技术需得到优先发展。三、结论 中国有丰富的油页岩资源，为了充分利用这一资源，有必要探索一种新的方式，提取油，生产电力，和灰烬利用结合在一起，以便释放没有固体废物排放量。 为了弥补石油短缺的问题，油页岩可以提供一种能合理利用和生产的资源。
