油頁巖綜合利用

1、油頁巖綜合利用1 概述油頁巖也稱作油母頁巖是高灰分的固體可燃有機巖，作為工業(yè)礦產(chǎn)要求含油率大于5%，發(fā)熱量超過7.54MJ/kg。它和煤的主要區(qū)別是灰分超過40%它和灰質(zhì)巖的主要區(qū)別是含油率）5%（4）。油頁巖綜合利用發(fā)電一般是指利用熱值在1200大卡以上的油頁巖，輔以適量的煤用于發(fā)電的利用方式，目前以初具規(guī)模。隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展，石油的消耗量迅速增加，尋找可替代能源已引起全球各國的普遍關(guān)注。地球上油頁巖儲量大大超過天然石油的儲量，在石油危機的背景下，沉寂多年的油頁巖受到了各國的重視，油頁巖流化干餾煉油等的開發(fā)和利用成為研究的熱潮（3）。2 油頁巖2.1 儲量與構(gòu)造依蘭礦區(qū)范圍內(nèi)井田煤層內(nèi)含有

2、大量的油頁巖，油頁巖與煤共生，富集層有兩個：煤層間和煤層上部厚層油頁巖段。煤層上部厚層油頁巖段，一般厚度在70-140m,最厚為165.96m,最薄為30.22m,一般中部較厚，東西南變薄。煤層間油頁巖厚度薄，其厚度變化與煤層變化相一致，且厚度愈大其含油率相對增高，厚度不穩(wěn)定。根據(jù)詳查報告，上2至中煤層間油頁巖、中煤層至下煤層間油頁巖含油率高，具開采價值。2.2 工藝性能詳查報告采取油頁樣86個，進(jìn)行了工業(yè)分析、視密度、低溫干餾、稀有元素、全硫及發(fā)熱量測定，測定結(jié)果如下：2.2.1 物理性質(zhì)物理性質(zhì)為黑灰色，細(xì)膩，具頁理，用爐火燒可燃。2.2.2 化學(xué)性質(zhì)水分：最小值為0.23%，最大值為1.

3、66%，平均1.04%?；曳郑鹤畹蜑?8.46%，最高值為89.47%，平均為79.08%。揮發(fā)份：最小值為55.25%，最大值為100.00%，平均為82.69%。2.2.3 有害元素有害元素為硫，煤層上部油頁巖段為特低硫，上2至中煤層間及中至下煤層間的油頁巖為特低硫至低硫。2.2.4 結(jié)焦性在低溫干儲試驗中所得半焦型為A型，油頁巖的結(jié)焦性較好。2.2.5 發(fā)熱量煤層上部油頁巖段由于灰分大，不著火，沒有發(fā)熱量指標(biāo)。上2至中煤層間04-7號孔測定干燥基高位發(fā)熱量(Qgr,d)為15.25JM/kg，中至下煤層間在04-5號孔測定干燥基高位發(fā)熱量(Qgr,d)為12.62JM/kg。2.2.6

4、含油率煤層上部油頁巖段含油率一般在1.65-5.42%，平均為3.67%，屬于貧油層；根據(jù)19個鉆孔中采取的樣品，其中含油率在12%前白1個點，23%前的3個點，34%訶的10個點，4-5%前的3個點，56%勺2個點。上2至中煤層間油頁巖含油率2.6412.70%,平均為6.94%,屬于富油層，9個鉆孔中采取的樣品，其中含油率在23%訶的1個點，34對的2個點，4-5%前的2個點，）6%勺4個點。中至下煤層間油頁巖含油率為4.3014.60%,平均為6.60%,根據(jù)5個鉆孔中采取的樣品化驗，其中含油率在45間的4個點，）6%勺1個點，屬于貧油層（2）根據(jù)上述分析，現(xiàn)階段煤層上部厚層油頁巖尚無工

5、業(yè)利用價值，而煤層間油頁巖具有工業(yè)利用價值，應(yīng)加以利用。各段油頁巖工業(yè)分析結(jié)果統(tǒng)計表2.3 工業(yè)評價目前油頁巖沒有具體的勘查規(guī)范，其工業(yè)指標(biāo)沒有統(tǒng)一的規(guī)定，從成因和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)上來定義，油頁巖是高灰分的固體可燃有機巖，作為工業(yè)礦產(chǎn)要求含油率大于5%，發(fā)熱量超過7.54MJ/kg它和煤的主要區(qū)別是灰分超過40%，它和灰質(zhì)巖的主要區(qū)別是含油率）5%上2-中煤層間通過勘查采樣測試含油率）5%勺點占總采樣點的44%，根據(jù)露天礦目前的開采實際，上2中煤層間的油頁巖含油率較高，具工業(yè)價值（4）。3 開發(fā)利用3.1 發(fā)電項目油頁巖綜合利用發(fā)電初具規(guī)模，發(fā)電一般是指利用熱值在1200大卡以上的油頁巖。截至2010

6、年底，全國現(xiàn)有油頁巖發(fā)電廠400多處，總裝機規(guī)模2600萬kMl油頁巖發(fā)電技術(shù)水平不斷提高，目前廣泛采用循環(huán)流化床鍋爐，發(fā)電機組運行參數(shù)、運行安全性、技術(shù)管理水平和供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗等指標(biāo)等到不斷優(yōu)化，油頁巖發(fā)電的污染物排放符合國家環(huán)保要求?z3?。目前中煤龍化黑龍江煤炭化工XX公司于2011年7月份開工建設(shè)220萬噸/a油頁巖循環(huán)流化床鍋爐，2012年4月份建成投產(chǎn)。目前是國內(nèi)最大的油頁巖發(fā)電項目。3.1 油頁巖流化干餾煉油1）上海博中工程技術(shù)XX公司依托其石油煉制方面的雄厚技術(shù)實力，與中煤龍化哈爾濱煤化工XX公司合作，開發(fā)出了油頁巖流化干儲的全新工藝技術(shù)。2004年2006年在原哈爾濱氣化廠科技

7、實業(yè)總公司進(jìn)行了油頁巖流化干餾工藝技術(shù)的工業(yè)試驗研究并取得了成功。該試驗的成功驗證了油頁巖流化干餾煉油工藝的運行可靠性，并且取得了大量的實驗數(shù)據(jù)。2010年4月“油頁巖流態(tài)化干餾煉油技術(shù)研究”成果順利通過由國家能源局能源節(jié)約與科技裝備司組織的技術(shù)成果鑒定，該技術(shù)已取得的中試研究成果處于國際領(lǐng)先水平。在此基礎(chǔ)上中煤龍化哈爾濱煤化工XX公司擬建設(shè)60萬噸/年油頁巖流化干儲煉油項目，項目場址選在露天礦三采區(qū)北面?z1?。該項目估算投資50988萬元，設(shè)計在藉人數(shù)182人，設(shè)計年消耗油頁巖60t，產(chǎn)輕質(zhì)頁巖油5.24萬t/a，干氣2.12萬t/a，3.82MPa、450蒸汽67.28萬t/a。2）該項

8、目的實施將會給當(dāng)?shù)貛盹@著的經(jīng)濟效益和社會效益，具體體現(xiàn)在以下方面： 與現(xiàn)有傳統(tǒng)干餾工藝相比，該流化干餾技術(shù)頁巖油產(chǎn)率多20%左右。在石油需求量與日俱增和石油資源日益枯竭的背景下，該技術(shù)所產(chǎn)生的頁巖油可作為石油的補充產(chǎn)品，同時還可為國家的石油戰(zhàn)略儲備提供技術(shù)儲備和技術(shù)支持。 該流化干餾過程中燒炭產(chǎn)生的大量熱量可以用來提供發(fā)電。 該流化干餾技術(shù)在煤礦的應(yīng)用，將使煤層中伴生的油頁巖變廢為寶，減少黑色污染，減少煤礦廢棄物的占地，減少油頁巖的自燃對環(huán)境的危害。 油頁巖煉油廠的建設(shè)將促進(jìn)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟建設(shè)，解決當(dāng)?shù)貏趧恿蜆I(yè)等問題。 實現(xiàn)節(jié)能減排，油頁巖廢棄物資源化、再利用，提取頁巖油，增加了企業(yè)經(jīng)濟效益。

9、 油頁巖干餾產(chǎn)生的頁巖灰可以作為廉價的建筑、化工等材料，有著廣泛的應(yīng)用。3.2 油頁巖矸石磚項目根據(jù)國內(nèi)市場需求及國家墻體材料革新和建筑節(jié)能政策要求，中煤黑龍江煤炭化工XX公司擬建油頁巖肝石磚廠年產(chǎn)12000萬塊（折普通磚）頁巖矸石燒結(jié)磚生產(chǎn)線，已設(shè)計完成。本項目設(shè)計承重型多孔磚作為主導(dǎo)產(chǎn)品。將多孔磚與實心磚作比較，有關(guān)參數(shù)性能如下：孔洞率）25%導(dǎo)熱系數(shù)入=0.452w/m.k,墻體熱阻：240厚多孔磚墻體總熱阻為0.783m2.k/w，而370厚實心磚墻體總熱阻為0.642m2.k/w。因此240厚多孔磚墻體熱工性能優(yōu)于370厚實心磚墻體。力學(xué)性能：多孔磚的力學(xué)性能完全可以滿足結(jié)構(gòu)要求。多孔磚墻體的軸心抗壓和水平抗剪強度都好于實心磚。能耗：北方地區(qū)多孔磚墻體比實心磚墻體能減少37%。燒結(jié)多孔傳抗壓強度不低于MU15燒結(jié)空心傳抗壓強度不低于MU35多孔傳具有很好的熱工性能，是具有承重保溫雙重功能的優(yōu)質(zhì)墻體材料?z5??？蓮V泛用做節(jié)能建筑的墻體材料。3.3 其它方面經(jīng)實驗測定油頁巖自燃形成的火燒矸中含有以硅酸鈣為主要礦物成分的水硬性膠凝物質(zhì)，是生產(chǎn)水泥很好原料。修建公路可替代水泥拌料用于硬化隔水層，哈同公路依蘭段就是用油頁巖火燒巖為原料修筑的硬化隔水層，各項指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計要求，節(jié)剩了原料，降低了成本。4 結(jié)論油頁巖綜合利用既是煤