[0004] 本发明的目的是为油砂干馏分离综合利用提供一种联动螺旋回程式油砂干馏工艺系统，其运行可靠、气、固、液三种产品分离稳定、彻底。
[0005] 本发明的技术方案是：
[0006] 一种联动螺旋回程式油砂干馏工艺系统，包括原料干燥单元、热解干馏单元、蓄热旋流热风单元、冷凝分离单元以及尾砂冷却单元，其特征在于：所述热解干馏单元采用联动螺旋三回程干馏装置，所述联动螺旋三回程干馏装置由加热箱和设于加热箱中的多组相互平行的三回程螺旋机组成，每组三回程螺旋机由首尾相连通且由上至下垂直布置的预热螺旋机、热解螺旋机和干馏螺旋机组成，所述预热螺旋机管体一端设有伸出加热箱壳体上表面的进料口，所述干馏螺旋机管体远离进料口的一端设有伸出加热箱壳体下表面的出料口，所述预热螺旋机和热解螺旋机之间设有热风导流隔板Ⅰ，所述热解螺旋机和干馏螺旋机之间设有热风导流隔板Ⅱ，所述热风导流隔板Ⅰ、Ⅱ在加热箱内形成三条首尾相通的上、中、下热风换热通道，所述加热箱壳体下表面和上表面分别设有与热风导流通道相通的进风口和出风口，相邻的两组三回程螺旋机之间沿其轴向设有多根集气竖管，所述集气竖管与其对应的预热螺旋机、热解螺旋机和干馏螺旋机管壳之间分别利用支管连通，各集气竖管顶部伸出加热箱壳体后连接有通向蓄热旋流热风单元或冷凝分离单元的集气横管。
[0007] 上述的联动螺旋回程式油砂干馏工艺系统，所述蓄热旋流热风单元包括热风炉、热风循环风机、燃烧系统鼓、引风机和四通换向阀，燃烧室内设有旋流管式换热装置，所述旋流管式换热装置由平行、错列布置的换热管束、设于换热管束两端的连管端板组成，所述换热管束通过两端的连管端板分别与热风炉低温热风入口管路、高温热风出口管路封闭连接并连通，所述高温热风出口管路与联动螺旋三回程干馏装置的进风口相连接，所述低温热风入口管路与热风循环风机出风口相连接，所述热风循环风机的吸风口与联动螺旋三回程干馏装置的出风口相连接形成闭式热风系统，所述热风炉炉体两侧均布置有两组燃烧系统用新风/烟气联箱，同一侧的上、下部两组新风/烟气联箱分别对应换热管束的两端，且新风/烟气联箱与所述燃烧室之间分别设置蜂窝式高铝蓄热体作为隔断墙体，每组所述新风/烟气联箱上部分别设有引出箱外的法兰短管，所述四通换向阀的数量为两个且分别布置于热风炉炉体两侧，所述四通换向阀的两个纵向管口分别与同侧的两组新风/烟气联箱的法兰短管相连，四通换向阀的两个横向管口分别与燃烧系统鼓风机的出风口和引风机的吸风口相连，所述燃烧室两侧分别设有燃气喷嘴，所述燃气喷嘴的燃气接口端穿过蜂窝式高铝蓄热体和新风/烟气联箱与外部储气罐相连接。
[0008] 上述的联动螺旋回程式油砂干馏工艺系统，所述三回程螺旋机的传动机构由分别安装于所述预热螺旋机首部和干馏螺旋机尾部的主动链轮、分别安装于所述预热螺旋机尾部和干馏螺旋机首部的中间链轮、安装于所述热解螺旋机首、尾部的从动链轮、连接于所述预热螺旋机尾部中间链轮与所述热解螺旋机尾部从动链轮间的传动链条、连接于所述干馏螺旋机首部中间链轮与所述热解螺旋机首部从动链轮间的传动链条组成。以采用链条联结传动方式，在实现传动比的同时，利于动力机与工作机之间隔热，保证了动力机的工作温度环境；另外，采用双主动链轮驱动的方式避免了单台驱动装置因螺旋总承过长使螺旋总承扭拒过大而增大螺旋轴几何尺寸，减少螺旋管内有效流通面积，降低输料能力。
[0009] 上述的联动螺旋回程式油砂干馏工艺系统，所述预热螺旋机、热解螺旋机和干馏螺旋机的管壳外侧沿其长度方向均匀布置有多组散热筋片，每组散热筋片沿管壳周向均匀分布。以强化螺旋机管壳热风侧的换热面积和换热效率，保证热风中的热能通过换热筋片有效、稳定、可靠的传递到螺旋机内的物料。
[0010] 上述的联动螺旋回程式油砂干馏工艺系统，所述加热箱壳体由内到外依次由耐热不锈钢板、耐热隔热层和Q235钢板组成。
[0011] 上述的联动螺旋回程式油砂干馏工艺系统，所述联动螺旋三回程干馏设备螺旋总承均匀设有四道滑环，以避免螺旋轴过长产生下弯变形现象，确保螺旋总承在管内正常运转。
[0012] 上述的联动螺旋回程式油砂干馏工艺系统，所述进风口与热风导流通道之间设有进风布风箱，所述出风口与热风导流通道之间设有回风布风管。
[0013] 上述的联动螺旋回程式油砂干馏工艺系统，所述燃烧室上部两侧分别设有脱硝剂喷嘴，以采用SMCR脱硝工艺进行炉内脱硝，确保烟气达标排放，减污环保。
[0014] 上述的联动螺旋回程式油砂干馏工艺系统，所述换热管束采用不锈钢管，且其内设有长螺距螺旋片，螺距为100mm-200mm，以保证热风在管束内呈螺旋贴壁流型进、出管束，增大传热系数。
[0015] 上述的联动螺旋回程式油砂干馏工艺系统，所述热风炉外壳采用钢板，壳体内壁设有三层耐火材料构筑的隔热层，以达到隔热、保温的目的。
[0016] 本发明的有益效果是：
[0017] 1、该系统工艺流程简单，油砂原料在联动螺旋三回程干馏装置内经过预热螺旋机（第一行程）被加热，经过热解螺旋机（第二回程）被热解，经过干馏螺旋机（第三回程）被干馏。油砂原料经过联动螺旋三回程干馏装置干馏分离出气液两相组份以气相形态析出，经管道进入横管冷凝分离单元，在冷却介子冷却水作用下，油气中的液相组份被冷凝还原为液相轻质油，除去液相组份的气体成为单纯的可燃气体；被干馏后的尾砂经尾砂冷却单元冷却后可用于改性沥青基料和建材配料；干馏加热的介子为由蓄热旋流热风装置提供的高温热风，循环加热使用，在蓄热旋流热风装置中燃烧加热热风的燃料为油砂原料干馏分离出来经过冷却净化处理后的可燃气体。油砂原料通过本工艺系统干馏后生产出油砂轻质油、可燃气、尾矿三种产品，具有运行可靠、气、固、液三种产品分离稳定、彻底的优点。
[0018] 2、由于采用联动螺旋三回程干馏装置，其整合性能优良，物料在其中完成加热、热解、干馏三个工况过程，完成气、固、液三种产品的生产过程。物料在干馏装置中依次经过预热螺旋机、热解螺旋机和干馏螺旋机推动运行，既保证物料前行的可靠性，又保证了物料与螺旋机管壁充分接触达到换热目的，同时三回程螺旋机并联极大的增加了换热面积和物料接触面积，显著增强了换热效果。
[0019] 3、由于联动螺旋三回程干馏装置中布置有集气竖管和集气横管，及时将物料在加热、热解、干馏工艺过程中分离出的气相组份全部及时排出三回程螺旋机外，减少了螺旋机内气相组份的分压力，利于物料中气相组份的析出分离。
[0020] 4、由于联动螺旋三回程干馏装置中布置了两层热风导流隔板，则自下而上形成三条首尾相通的下、中、上热风导流通道，从而形成自下而上三个不同温度场，即预热螺旋机、热解螺旋机和干馏螺旋机分别处于不同的温度场，使物料在三个回程的螺旋机中具有不同的物质形态，利于传质换热，实现物料气、固、液三态转化分离。
[0021] 5、由于联动螺旋三回程干馏装置采用三回程螺旋机，使物料从进料口到出料口经过长距离换热过程（长度约60m），延长了物料加热分解的时间，同时物料因采用螺旋机强制推进，从而避免了物料粘壁、滞料现象，保证了物料在螺旋机内稳定、均匀前行换热，实现加热、热解、干馏工艺过程。
[0022] 6、由于联动螺旋三回程干馏装置采用三回程螺旋机，三回程干馏设备加热物料长度大于60m，但设备整体长度小于24m，设备长宽比合理，利于设备总图平面布置，节约占地面积和厂房空间。
[0023] 7、采用联动螺旋三回程干馏装置在转速60转/分，物料水平速度2.5m/min条件下，加热处理油砂物料达50t/h·台以上，年处理油砂物料达36万吨/年（工作300天）比国内回转窑干馏设备（Φ3000）生产能力20万吨/年增加16万吨/年，生产能力提高80%。同时设备外型几何尺寸小于回转窑干馏设备，生产能力最大。
[0024] 8、联动螺旋三回程干馏装置加热干馏油砂物料适应性强，特别是物料粒度适应性更强，不会因物料粒度偏大不均，在窑内受热时间不够长，温度场不均匀而使部分物料热解分离不彻底，半原料出窑，影响生产作业率和物料加热分离率。
[0025] 9、蓄热旋流热风炉采用了燃烧效率最优的蓄热式燃烧工艺和气一气换热效率最优的旋流管式烟气一空气换热技术。使本生产工艺加热热源热风的供应得到保证，确保联动螺旋三回程干馏装置稳定安全可靠运行。
[0026] 10、蓄热旋流热风炉生产热风为洁净热空气，传热系数大，热阻小，在进入干馏装置的热风换热通道时利于换热，流通阻力小，不会因尘垢粘壁增加热阻影响传热进行，使螺旋机管壳内物料稳定均匀受热，达到加热、热解、干馏工艺目的。
[0027] 11、蓄热旋流热风炉采用蓄热燃烧工艺和旋流管换热技术，使炉内温度场均匀可靠，利于烟气和空气换热，不需过氧燃烧而产生氮氧化物，排放污染环境，不需过氧减少鼓、引风机轴功率，节省电能；采用高铝耐热蓄热体装置，使燃烧用新风和排烟显热在经过蓄热体装置时被加热和吸热，得到有效回收利用，利于炉内燃烧、降低排烟温度、减少排烟热损失、节能减排。
