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1、10申请公布号CN104192800A43申请公布日20141210CN104192800A21申请号201410436632222申请日20140829C01B3/34200601C10B53/06200601F01D15/1020060171申请人华南理工大学地址511458广东省广州市南沙区环市大道南路25号华工大广州产研院72发明人杨思宇杨庆春钱宇74专利代理机构广州市华学知识产权代理有限公司44245代理人蔡茂略54发明名称一种油页岩干馏气化学链制氢联合发电系统及工艺57摘要本发明公开了一种油页岩干馏气化学链制氢联合发电系统及工艺。所述系统包括依次连接的油页岩破碎筛分单元、油页岩干馏。
2、单元、干馏气冷凝回收单元，还包括燃料反应器、蒸汽反应器、发电单元及空气反应器。本发明将现有油页岩干馏炼油过程的低热值剩余煤气用于生产高经济价值和高化学价值的氢气，回收干馏气制氢过程中的余热用于发电和产生蒸汽，通过热量集成，实现化学循环过程中的热量平衡，在提高现有油页岩干馏过程中资源利用率和能量效率的同时，较大幅度提高了过程经济效益。51INTCL权利要求书3页说明书12页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书3页说明书12页附图2页10申请公布号CN104192800ACN104192800A1/3页21一种油页岩干馏气化学链制氢联合发电系统，包括油页岩破碎筛分单元。
3、、油页岩干馏单元和干馏气冷凝回收单元，其特征在于还包括燃料反应器、蒸汽反应器、发电单元及空气反应器；所述油页岩破碎筛分单元设有油页岩原料入口、油页岩细颗粒出口及碎屑页岩出口；所述油页岩干馏单元设有干馏页岩原料入口、干馏气出口、循环气入口和灰渣出口；所述油页岩破碎筛分单元的油页岩细颗粒出口通过管道与所述油页岩干馏单元的干馏页岩原料入口连接；所述干馏气冷凝回收单元设有干馏气入口、循环煤气出口、剩余干馏气出口及页岩油出口；所述油页岩干馏单元的干馏气出口通过管道与所述干馏气冷凝回收单元的干馏气入口连接，所述干馏气冷凝回收单元的循环煤气出口通过管道与所述油页岩干馏单元的循环气入口连接；所述燃料反应器设有。
4、剩余干馏气原料入口、载氧体原料入口、CO2和N2混合气相物流出口及被还原载氧体出口；所述干馏气冷凝回收单元的剩余干馏气出口通过管道与所述燃料反应器的剩余干馏气原料入口连接；所述蒸汽反应器设有还原载氧体原料入口、蒸汽入口、氢气气相物流出口及被部分氧化载氧体出口；所述空气反应器设有被部分氧化载氧体入口、空气入口、完全氧化载氧体出口及缺氧空气出口；所述发电单元设有氢气入口、CO2和N2混合气入口、缺氧空气入口、蒸汽出口、氢气产品出口及电力输出口；所述燃料反应器的被还原载氧体出口通过管道与所述蒸汽反应器的还原载氧体原料入口连接；所述燃料反应器的CO2和N2混合气相物流出口通过管道与发电单元的CO2和N。
5、2混合气入口相连接；所述蒸汽反应器的氢气气相物流出口通过管道与所述发电单元的氢气入口相连接；所述蒸汽反应器的被部分氧化载氧体出口通过管道与所述空气反应器的被部分氧化载氧体入口连接；所述发电单元的蒸汽出口通过管道与所述蒸汽反应器的蒸汽入口连接；所述空气反应器的完全氧化载氧体出口通过管道与所述燃料反应器的载氧体原料入口连接；所述空气反应器的缺氧空气出口通过管道与所述发电单元的缺氧空气入口连接。2根据权利要求1所述的一种油页岩干馏气化学链制氢联合发电系统，其特征在于所述油页岩干馏单元包含预热器、干燥器、干馏反应器、第一气固分离器、气化反应器、加热反应器、第二气固分离器、集合管和第一换热器；干馏气冷凝。
6、回收单元包含第一冷却器、洗涤塔、第一分流器、气液分离器、分离器、混合装置、第二冷却器以及第二分流器；所述预热器设有油页岩原料入口，预热器、干燥器和干馏反应器通过管道依次连接；干馏反应器设有脱水油页岩入口、气化气体入口、热载体原料入口与油气混合物出口；第一气固分离器设有油气混合物入口、含油气混合物流出口及固体物料出口；干馏反应器的油气混合物出口通过管道与第一气固分离器的油气混合物入口相连接；第一冷却器设有高温含权利要求书CN104192800A2/3页3油气混合物入口及混合物出口；第一气固分离器的含油气混合物流出口通过管道与第一冷却器的高温含油气混合物入口相连接；所述洗涤塔设有混合物流入口、洗涤。
7、煤气出口及第一页岩油出口；第一冷却器的混合物出口与洗涤塔的混合物流入口相连接；第二冷却器设有洗涤煤气入口及冷却洗涤煤气出口；气液分离器设有洗涤煤气入口、第二页岩油出口及第一净化煤气出口；所述洗涤塔的洗涤煤气出口接入第一分流器，然后分为两个通道，分别通过管道与第二冷却器的冷却洗涤煤气入口以及气液分离器的洗涤煤气入口相连接；所述分离器设有物流入口、第三页岩油出口及第二净化煤气出口；第二冷却器的冷却洗涤煤气出口通过管道与分离器的物流入口相连接；气化反应器设有饱和空气入口、第一水蒸气入口、固体物料入口及气固混合物流出口；第二气固分离器设有气固混合物流入口、气化气出口和灰渣出口；气化反应器的固体物料入口。
8、通过管道与第一气固分离器的固体物料出口相连接，气化反应器的气固混合物流出口通过管道与第二气固分离器的气固混合物流入口相连接；所述第一换热器设有燃烧尾气入口、净化煤气入口、加热循环煤气出口及烟道气出口；第二气固分离器的气化气出口和第一换热器的加热循环煤气出口经集合管合并后再通过管道与干馏反应器的热载体原料入口相连接；所述加热反应器设有空气入口、净化煤气入口及燃烧尾气出口；所述分离器的第二净化煤气出口通入第二分离器后分为两个通道，一通道通过管道与加热反应器的净化煤气入口相连接，另一通道通过管道与燃料反应器的剩余干馏气原料入口相连接；加热反应器的燃烧尾气出口通过管道与第一换热器的燃烧尾气入口相连接；。
9、第一换热器的净化煤气入口通过管道与气液分离器的第一净化煤气出口相连接；洗涤塔的第一页岩油出口、气液分离器的第二页岩油出口和分离器的第三页岩油出口通过混合装置连通合并。3根据权利要求1所述的一种油页岩干馏气化学链制氢联合发电系统，其特征在于所述发电单元包括CO2和N2混合气透平、氢气透平、余热回收装置、氢气压缩机、第二换热器和闪蒸罐；所述CO2和N2混合气透平设有CO2和N2混合气入口、低压高热CO2和N2混合气混合气出口和第一电力输出端口；所述氢气透平设有氢气入口、氢气出口和第二电力输出端口；所述余热回收装置设有第一气体入口、第二气体入口、自来水入口、缺氧空气入口、低压低热CO2和N2混合气出。
10、口、低压低热氢气出口和蒸汽出口；所述氢气压缩机设有低压低热氢气入口和升压氢气出口；燃料反应器的CO2和N2混合气相物流出口通过管道与CO2和N2混合气透平的CO2和N2混合气入口相连接；所述CO2和N2混合气透平的低压高热CO2和N2混合气混合气出口通过管道与余热回收装置的第一气体入口相连接；蒸汽反应器的氢气气相物流出口通过管道与所述氢气透平的氢气入口相连接；氢气透平的氢气出口与余热回收装置的第二气体入口相连接；余热回收装置的低压低热氢气出口通过管道与氢气压缩机的低压低热氢气入口相连接；氢气压缩机的升压氢气出口接入所述第二换热器，再与闪蒸罐连接；所述闪蒸罐设有氢气产品出口；余热回收装置的蒸汽出。
11、口通过管道与蒸汽反应器的蒸汽入口相连接。4一种采用权利要求13任一项所述的油页岩干馏气化学链制氢联合发电系统进行制氢联合发电的工艺，其特征在于包括以下步骤将油页岩原料通过油页岩原料入口输入油页岩破碎筛分单元，进行破碎筛分，将破碎筛分所得的油页岩颗粒经油页岩颗粒出口通权利要求书CN104192800A3/3页4过管道输入油页岩干馏单元，不符合干馏粒径要求的碎屑页岩经碎屑页岩出口排出；所述油页岩颗粒在油页岩干馏单元中发生干馏反应，得到干馏气和灰渣，灰渣经灰渣出口排出系统，干馏气经干馏气出口通过管道进入干馏气冷凝回收单元；所述干馏气在干馏气冷凝回收单元中分离得到循环煤气、页岩油和剩余干馏气，循环煤气。
12、经循环煤气出口通过管道返回到油页岩干馏单元反应，剩余干馏气经剩余干馏气出口进入燃料反应器中，页岩油经页岩油出口排出收集；所述剩余干馏气在燃料反应器中与载氧体原料进行还原反应，生成CO2、H2O及被还原载氧体；所产生的被还原载氧体经被还原载氧体出口通过管道进入蒸汽反应器与蒸汽反应生产氢气，得到氢气气相物流，被还原载氧体被部分氧化得到被部分氧化载氧体；氢气气相物流经氢气气相物流出口通过管道进入发电单元；被部分氧化载氧体经被部分氧化载氧体出口通过管道进入空气反应器，与第一饱和空气发生反应使被部分氧化载氧体完全氧化，得到载氧体原料，载氧体原料经完全氧化载氧体出口通过管道进入燃料反应器中循环反应；上述工。
13、序形成一个循环过程；蒸汽反应器的氢气气相物流经氢气气相物流出口通过管道进入发电单元，经过透平发电，得到电力和氢气产品；发电单元会产生蒸汽，蒸汽经蒸汽出口通过管道进入蒸汽反应器中进行反应；空气反应器通过空气入口引入饱和空气，与被部分氧化载氧体进行氧化反应，剩余的缺氧空气经缺氧空气出口进入发电单元内进行余热回收，副产蒸汽。5根据权利要求4所述的制氢联合发电的工艺，其特征在于所述破碎筛分所得的油页岩颗粒的粒径为875MM。6根据权利要求4所述的制氢联合发电的工艺，其特征在于所述油页岩干馏单元中干馏反应的温度为500600，压力01MPA；所述油页岩干馏单元的进料中空气和水蒸气的质量比为105120。。
14、7根据权利要求6所述的制氢联合发电的工艺，其特征在于所述油页岩干馏单元中干馏反应的温度为565；所述油页岩干馏单元的进料中空气和水蒸气的质量比为113。8根据权利要求4所述的制氢联合发电的工艺，其特征在于所述燃料反应器的反应温度为800900，压力为335MPA；所述蒸汽反应器的反应温度为680750，压力为2835MPA；所述载氧体原料为NI、CU、FE或MN的氧化物。9根据权利要求8所述的制氢联合发电的工艺，其特征在于所述燃料反应器的反应温度为870，反应压力为3MPA；所述蒸汽反应器的反应温度为720，反应压力为3MPA；所述载氧体原料为FE2O3，所述被还原载氧体为FE，被部分氧化载氧。
15、体为FE3O4。权利要求书CN104192800A1/12页5一种油页岩干馏气化学链制氢联合发电系统及工艺技术领域0001本发明属于能源与化工技术领域，具体涉及一种油页岩干馏气化学链制氢联合发电系统及工艺。背景技术0002随着我国社会和经济快速发展，对能源需求日益增加。为减少对进口石油的依赖，我国正积极实施多元化的能源战略以保障能源持续供应。油页岩是一种沉积岩，具有无机矿物质的骨架，并含有固体有机质，为低热值固体化石燃料。我国油页岩资源十分丰富，储量达7199亿吨，折合成干馏油品相当于426亿吨，远高于原油探明储量22亿吨。我国不仅油页岩储量丰富，而且埋藏较浅，均有利于油页岩资源的开发利用。大。
16、力发展油页岩炼油技术有利于缓解我国石油资源供需矛盾，为实现能源多元化提供切实可行的途径。0003目前国内对油页岩的利用技术主要是干馏炼油技术。通过地下开采或露天开采得到的油页岩，经破碎、筛分，在隔绝空气的条件下，加热到一定温度范围，发生一系列的物理化学反应，最终生成页岩油、煤气和半焦等。目前国内干馏技术中，抚顺式干馏技术占据着非常重要的地位。国内共装备了476台该类的干馏炉，其页岩油产能占我国总量的85以上。0004但是该技术存在一个突出的问题是干馏气的热值低，一般小于335MJ/M3，不能用作家用煤气，也很难化工利用。在过去作为废气排放，现已用于内燃机燃烧发电。该利用途径存在以下两方面的问题。
17、一是燃烧发电过程能量效率较低；二是干馏气中含有化学价值较高的H2和CO，直接燃烧这两种气体并未能高效利用其化学价值，造成的资源的大量浪费。除此之外，油页岩炼油过程的经济效益不佳。如何进一步提高油页岩炼油过程经济性能，已成为页岩油加工行业的瓶颈。发明内容0005为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种油页岩干馏气化学链制氢联合发电系统；0006本发明的另一目的在于提供一种油页岩干馏气化学链制氢联合发电工艺。0007本发明的目的通过下述技术方案实现0008一种油页岩干馏气化学链制氢联合发电系统，包括油页岩破碎筛分单元、油页岩干馏单元和干馏气冷凝回收单元，还包括燃料反应器、蒸汽反应。
18、器、发电单元及空气反应器；0009所述油页岩破碎筛分单元设有油页岩原料入口、油页岩细颗粒出口及碎屑页岩出口；0010所述油页岩干馏单元设有干馏页岩原料入口、干馏气出口、循环气入口和灰渣出口；0011所述油页岩破碎筛分单元的油页岩细颗粒出口通过管道与所述油页岩干馏单元说明书CN104192800A2/12页6的干馏页岩原料入口连接；0012所述干馏气冷凝回收单元设有干馏气入口、循环煤气出口、剩余干馏气出口及页岩油出口；0013所述油页岩干馏单元的干馏气出口通过管道与所述干馏气冷凝回收单元的干馏气入口连接，所述干馏气冷凝回收单元的循环煤气出口通过管道与所述油页岩干馏单元的循环气入口连接；0014所。
19、述燃料反应器设有剩余干馏气原料入口、载氧体原料入口、CO2和N2混合气相物流出口及被还原载氧体出口；0015所述干馏气冷凝回收单元的剩余干馏气出口通过管道与所述燃料反应器的剩余干馏气原料入口连接；0016所述蒸汽反应器设有还原载氧体原料入口、蒸汽入口、氢气气相物流出口及被部分氧化载氧体出口；0017所述空气反应器设有被部分氧化载氧体入口、空气入口、完全氧化载氧体出口及缺氧空气出口；0018所述发电单元设有氢气入口、CO2和N2混合气入口、缺氧空气入口、蒸汽出口、氢气产品出口及电力输出口；0019所述燃料反应器的被还原载氧体出口通过管道与所述蒸汽反应器的还原载氧体原料入口连接；所述燃料反应器的C。
20、O2和N2混合气相物流出口通过管道与发电单元的CO2和N2混合气入口相连接；0020所述蒸汽反应器的氢气气相物流出口通过管道与所述发电单元的氢气入口相连接；所述蒸汽反应器的被部分氧化载氧体出口通过管道与所述空气反应器的被部分氧化载氧体入口连接；0021所述发电单元的蒸汽出口通过管道与所述蒸汽反应器的蒸汽入口连接；0022所述空气反应器的完全氧化载氧体出口通过管道与所述燃料反应器的载氧体原料入口连接；所述空气反应器的缺氧空气出口通过管道与所述发电单元的缺氧空气入口连接。0023优选的，所述油页岩干馏单元包含预热器、干燥器、干馏反应器、第一气固分离器、气化反应器、加热反应器、第二气固分离器、集合管。
21、和第一换热器；干馏气冷凝回收单元包含第一冷却器、洗涤塔、第一分流器、气液分离器、分离器、混合装置、第二冷却器以及第二分流器。0024所述预热器设有油页岩原料入口，预热器、干燥器和干馏反应器通过管道依次连接；干馏反应器设有脱水油页岩入口、气化气体入口、热载体原料入口与油气混合物出口；第一气固分离器设有油气混合物入口、含油气混合物流出口及固体物料出口；干馏反应器的油气混合物出口通过管道与第一气固分离器的油气混合物入口相连接；第一冷却器设有高温含油气混合物入口及混合物出口；第一气固分离器的含油气混合物流出口通过管道与第一冷却器的高温含油气混合物入口相连接；所述洗涤塔设有混合物流入口、洗涤煤气出口及第。
22、一页岩油出口；第一冷却器的混合物出口与洗涤塔的混合物流入口相连接；第二冷却器设有洗涤煤气入口及冷却洗涤煤气出口；气液分离器设有洗涤煤气入口、第二页岩油出口及第一净化煤气出口；所述洗涤塔的洗涤煤气出口接入第一分流器，然后分为两个通说明书CN104192800A3/12页7道，分别通过管道与第二冷却器的冷却洗涤煤气入口以及气液分离器的洗涤煤气入口相连接；所述分离器设有物流入口、第三页岩油出口及第二净化煤气出口；第二冷却器的冷却洗涤煤气出口通过管道与分离器的物流入口相连接；0025气化反应器设有饱和空气入口、第一水蒸气入口、固体物料入口及气固混合物流出口；第二气固分离器设有气固混合物流入口、气化气出。
23、口和灰渣出口；气化反应器的固体物料入口通过管道与第一气固分离器的固体物料出口相连接，气化反应器的气固混合物流出口通过管道与第二气固分离器的气固混合物流入口相连接；所述第一换热器设有燃烧尾气入口、净化煤气入口、加热循环煤气出口及烟道气出口；第二气固分离器的气化气出口和第一换热器的加热循环煤气出口经集合管合并后再通过管道与干馏反应器的热载体原料入口相连接；0026所述加热反应器设有空气入口、净化煤气入口及燃烧尾气出口；所述分离器的第二净化煤气出口通入第二分离器后分为两个通道，一通道通过管道与加热反应器的净化煤气入口相连接，另一通道通过管道与燃料反应器的剩余干馏气原料入口相连接；加热反应器的燃烧尾气。
24、出口通过管道与第一换热器的燃烧尾气入口相连接；第一换热器的净化煤气入口通过管道与气液分离器的第一净化煤气出口相连接；洗涤塔的第一页岩油出口、气液分离器的第二页岩油出口和分离器的第三页岩油出口通过混合装置连通合并。0027上述方案中，所述的第二分流器为流体分流设备，用于根据加热循环煤气所需热负荷的大小调节分流比，即调节进入所述加热反应器的煤气量和进入所述燃料反应器的煤气量。0028优选的，所述发电单元包括CO2和N2混合气透平、氢气透平、余热回收装置、氢气压缩机、第二换热器和闪蒸罐。0029所述CO2和N2混合气透平设有CO2和N2混合气入口、低压高热CO2和N2混合气混合气出口和第一电力输出端。
25、口；所述氢气透平设有氢气入口、氢气出口和第二电力输出端口；所述余热回收装置设有第一气体入口、第二气体入口、自来水入口、缺氧空气入口、低压低热CO2和N2混合气出口、低压低热氢气出口和蒸汽出口；所述氢气压缩机设有低压低热氢气入口和升压氢气出口；0030燃料反应器的CO2和N2混合气相物流出口通过管道与CO2和N2混合气透平的CO2和N2混合气入口相连接；所述CO2和N2混合气透平的低压高热CO2和N2混合气混合气出口通过管道与余热回收装置的第一气体入口相连接；蒸汽反应器的氢气气相物流出口通过管道与所述氢气透平的氢气入口相连接；氢气透平的氢气出口与余热回收装置的第二气体入口相连接；余热回收装置的低。
26、压低热氢气出口通过管道与氢气压缩机的低压低热氢气入口相连接；氢气压缩机的升压氢气出口接入所述第二换热器，再与闪蒸罐连接；所述闪蒸罐设有氢气产品出口；余热回收装置的蒸汽出口通过管道与蒸汽反应器的蒸汽入口相连接。0031一种采用上述油页岩干馏气化学链制氢联合发电系统进行制氢联合发电的工艺，包括以下步骤0032将油页岩原料通过油页岩原料入口输入油页岩破碎筛分单元，进行破碎筛分，将破碎筛分所得的油页岩颗粒经油页岩颗粒出口通过管道输入油页岩干馏单元，不符合干馏粒径要求的碎屑页岩经碎屑页岩出口排出；0033所述油页岩颗粒在油页岩干馏单元中发生干馏反应，得到干馏气和灰渣，灰渣经说明书CN104192800A。
27、4/12页8灰渣出口排出系统，干馏气经干馏气出口通过管道进入干馏气冷凝回收单元；0034所述干馏气在干馏气冷凝回收单元中分离得到循环煤气、页岩油和剩余干馏气，循环煤气经循环煤气出口通过管道返回到油页岩干馏单元反应，剩余干馏气经剩余干馏气出口进入燃料反应器中，页岩油经页岩油出口排出收集；0035所述剩余干馏气在燃料反应器中与载氧体原料进行还原反应，生成CO2、H2O及被还原载氧体；所产生的被还原载氧体经被还原载氧体出口通过管道进入蒸汽反应器与蒸汽反应生产氢气，得到氢气气相物流，被还原载氧体被部分氧化得到被部分氧化载氧体；氢气气相物流经氢气气相物流出口通过管道进入发电单元；被部分氧化载氧体经被部分。
28、氧化载氧体出口通过管道进入空气反应器，与第一饱和空气发生反应使被部分氧化载氧体完全氧化，得到载氧体原料，载氧体原料经完全氧化载氧体出口通过管道进入燃料反应器中循环反应；上述工序形成一个循环过程；蒸汽反应器的氢气气相物流经氢气气相物流出口通过管道进入发电单元，经过透平发电，得到电力和氢气产品；发电单元会产生蒸汽，蒸汽经蒸汽出口通过管道进入蒸汽反应器中进行反应；空气反应器通过空气入口引入饱和空气，与被部分氧化载氧体进行氧化反应，剩余的缺氧空气经缺氧空气出口进入发电单元内进行余热回收，副产蒸汽。0036优选的，所述破碎筛分所得的油页岩颗粒的粒径为875MM；0037优选的，所述油页岩干馏单元中干馏反。
29、应的温度为500600，压力01MPA；更优选的，所述油页岩干馏单元中干馏反应的温度为565；0038优选的，所述油页岩干馏单元的进料中空气和水蒸气的质量比为105120；更优选的，所述油页岩干馏单元的进料中空气和水蒸气的质量比为113；0039优选的，所述燃料反应器的反应温度为800900，压力为335MPA；更优选的，所述燃料反应器的反应温度为870，反应压力为3MPA；0040优选的，所述蒸汽反应器的反应温度为680750，压力为2835MPA；更优选的，所述蒸汽反应器的反应温度为720，反应压力为3MPA。0041优选的，所述载氧体原料为NI、CU、FE或MN的氧化物；0042更优选的。
30、，所述载氧体原料为FE2O3，所述被还原载氧体为FE，被部分氧化载氧体为FE3O4。0043本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果00441本发明高效合理利用了油页岩炼油过程中产生的剩余干馏气，该气体中的高化学价值的H2和CO利用率约为100。00452本发明的能量效率较现有的油页岩干馏炼油过程高。一方面通过回收蒸汽反应器气相生成物的能量，进行发电；另一方面通过热集成可实现化学链制氢过程热量平衡。00463本发明将油页岩干馏炼油过程中多余的干馏气用于制备高经济价值的氢气。一方面为后序页岩油加氢提质单元提供稳定氢源，降低了页岩油加氢过程的生产成本；另一方面作为产品输出，极大地提高了油页岩加工行。
31、业的经济收入。本发明所述工艺的经济收入较油页岩单纯炼制过程提高了约20，而总投资费用和总生产成本约提高了19和14。00474本发明集成油页岩干馏炼油技术和化学链制氢技术，优化了资源配置的同时也提高了过程的经济效益，可为我国油页岩加工行业经济效益不佳问题提供一种解决方说明书CN104192800A5/12页9法。附图说明0048图1为现有油页岩炼油过程的工艺示意图。其中1为油页岩破碎筛分单元，2为油页岩干馏单元，3为干馏气冷凝回收单元，4为内燃机发电单元；513为物流编号，其中5为油页岩原料，6为油页岩颗粒，7为干馏气，8为剩余干馏气，9为电力，10为页岩油，11为循环煤气，12为碎屑页岩，1。
32、3为灰渣。0049图2为本发明的油页岩干馏气化学链制氢联合发电系统的工艺示意图。其中14为燃料反应器，15为蒸汽反应器，16为发电单元，17为空气反应器；1824为物流编号，其中18为被还原载氧体，19为氢气气相物流，20为氢气产品，21为载氧体原料，22为被部分氧化载氧体，23为蒸汽，24为第一饱和空气，25为缺氧空气，26为CO2和N2混合气。其余编号与图1中相同编号表示相同的操作单元或物流。0050图3为油页岩干馏过程的工艺流程图。其中48为预热器，49为干燥器，50为干馏反应器，51为第一气固分离器，52为第一冷却器，53为洗涤塔，54为第一分流器，55为第二冷却器，56为气液分离器，。
33、57为分离器，58为混合装置，59为第二分流器，60为加热反应器，61为气化反应器，62为第二气固分离器，63为集合管，64为第一换热器；其中27为页岩油和干馏气混合物，28为冷凝页岩油和干馏气混合物，29为第一洗涤煤气，30为第二洗涤煤气，31为第一页岩油，32为冷却洗涤煤气，33为第三洗涤煤气，34为第二净化煤气，35为第三页岩油，36为第二页岩油，37为第三净化煤气，38为燃烧尾气，39为空气，40为第一净化煤气，41为烟道气，42为固体物流，43为混合循环煤气，44为气化气体，45为混合物流，46为第二饱和空气，47为脱除水，65为预热油页岩，76为干燥油页岩。其余编号与图1中相同编号。
34、表示相同物流。0051图4为油页岩干馏气化学链制氢工艺流程图。其中77为CO2和N2混合气透平，78为氢气透平，79为余热回收装置，80为氢气压缩机，81为第二换热器，82为闪蒸罐；6675为物流编号，其中66为低压高热CO2和N2混合气，67为低压低热CO2和N2混合气，68为低压低热氢气，69为升压氢气，70为冷凝氢气，71为液态水，72为热量，73为H2和H2O混合气，74为自来水，75为低压H2和H2O混合气。其余编号与图2中相同编号表示相同物流。具体实施方式0052下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。0053现有技术中的油页岩炼制过程的工艺示意图如图。
35、1所示，包括依次连接的油页岩破碎筛分单元1、油页岩干馏单元2、干馏气冷凝回收单元3及内燃机发电单元4；油页岩原料5进入油页岩破碎筛分单元1进行破碎筛分，符合干馏粒径要求的油页岩颗粒6进入油页岩干馏单元2，而不符合要求的碎屑页岩12排出系统；油页岩颗粒6在油页岩干馏单元2进行干馏得到干馏气7，干馏气7通入干馏气冷凝回收单元3，而干馏过程中的灰渣13则排出系统外；干馏气7在干馏气冷凝回收单元3进行冷凝分离，得到的页岩油10排出收集，得到的循环煤气11通入油页岩干馏单元2循环反应，而剩余干馏气8则进入内燃机发电单元进行燃烧发电，得到电力9输出系统外。0054本发明油页岩干馏气化学链制氢联合发电系统，。
36、流程示意图如图2所示，包括油说明书CN104192800A6/12页10页岩破碎筛分单元1、油页岩干馏单元2、干馏气冷凝回收单元3，还包括燃料反应器14、蒸汽反应器15、发电单元16及空气反应器17。0055所述油页岩破碎筛分单元1设有油页岩原料入口、油页岩细颗粒出口及碎屑页岩出口；0056所述油页岩干馏单元2设有干馏页岩原料入口、干馏气出口、循环气入口和灰渣出口；0057所述油页岩破碎筛分单元1的油页岩细颗粒出口通过管道与所述油页岩干馏单元2的干馏页岩原料入口连接；0058所述干馏气冷凝回收单元3设有干馏气入口、循环煤气出口、剩余干馏气出口及页岩油出口；0059所述油页岩干馏单元2的干馏气出。
37、口通过管道与所述干馏气冷凝回收单元3的干馏气入口连接，所述干馏气冷凝回收单元3的循环煤气出口通过管道与所述油页岩干馏单元2的循环气入口连接；0060所述燃料反应器14设有剩余干馏气原料入口、载氧体原料入口、CO2和N2混合气相物流出口及被还原载氧体出口；0061所述干馏气冷凝回收单元3的剩余干馏气出口通过管道与所述燃料反应器14的剩余干馏气原料入口连接；0062所述蒸汽反应器15设有还原载氧体原料入口、蒸汽入口、氢气气相物流出口及被部分氧化载氧体出口；0063所述空气反应器17设有被部分氧化载氧体入口、空气入口、完全氧化载氧体出口及缺氧空气出口；0064所述发电单元16设有氢气入口、CO2和N。
38、2混合气入口、缺氧空气入口、蒸汽出口、氢气产品出口及电力输出口；0065所述燃料反应器14的被还原载氧体出口通过管道与所述蒸汽反应器15的还原载氧体原料入口连接；所述燃料反应器14的CO2和N2混合气相物流出口通过管道与发电单元16的CO2和N2混合气入口相连接；0066所述蒸汽反应器15的氢气气相物流出口通过管道与所述发电单元16的氢气入口相连接；所述蒸汽反应器15的被部分氧化载氧体出口通过管道与所述空气反应器17的被部分氧化载氧体入口连接；0067所述发电单元16的蒸汽出口通过管道与所述蒸汽反应器15的蒸汽入口连接；0068所述空气反应器17的完全氧化载氧体出口通过管道与所述燃料反应器14。
39、的载氧体原料入口连接；所述空气反应器17的缺氧空气出口通过管道与所述发电单元16的缺氧空气入口连接。0069所述油页岩干馏单元2包含预热器48、干燥器49、干馏反应器50、第一气固分离器51、气化反应器61、加热反应器60、第二气固分离器62、集合管63和第一换热器64；干馏气冷凝回收单元3包含第一冷却器52、洗涤塔53、第一分流器54、气液分离器56、分离器57、混合装置58、第二冷却器55以及第二分流器59。0070所述预热器48设有油页岩原料入口，预热器48、干燥器49和干馏反应器50通过管道依次连接；干馏反应器50设有脱水油页岩入口、气化气体入口、热载体原料入口与油说明书CN10419。
40、2800A107/12页11气混合物出口；第一气固分离器51设有油气混合物入口、含油气混合物流出口及固体物料出口；干馏反应器50的油气混合物出口通过管道与第一气固分离器51的油气混合物入口相连接；第一冷却器52设有高温含油气混合物入口及混合物出口；第一气固分离器51的含油气混合物流出口通过管道与第一冷却器52的高温含油气混合物入口相连接；所述洗涤塔53设有混合物流入口、洗涤煤气出口及第一页岩油出口；第一冷却器52的混合物出口与洗涤塔53的混合物流入口相连接；第二冷却器55设有洗涤煤气入口及冷却洗涤煤气出口；气液分离器56设有洗涤煤气入口、第二页岩油出口及第一净化煤气出口；所述洗涤塔53的洗涤煤。
41、气出口接入第一分流器，然后分为两个通道，分别通过管道与第二冷却器55的冷却洗涤煤气入口以及气液分离器56的洗涤煤气入口相连接；所述分离器57设有物流入口、第三页岩油出口及第二净化煤气出口；第二冷却器55的冷却洗涤煤气出口通过管道与分离器57的物流入口相连接；0071气化反应器61设有饱和空气入口、第一水蒸气入口、固体物料入口及气固混合物流出口；第二气固分离器62设有气固混合物流入口、气化气出口和灰渣出口；气化反应器61的固体物料入口通过管道与第一气固分离器51的固体物料出口相连接，气化反应器61的气固混合物流出口通过管道与第二气固分离器62的气固混合物流入口相连接；所述第一换热器64设有燃烧尾。
42、气入口、净化煤气入口、加热循环煤气出口及烟道气出口；第二气固分离器62的气化气出口分为两个通道，一通道通过管道与干馏反应器50的气化气体入口直接连接，另一通道和第一换热器的加热循环煤气出口经集合管63合并后再通过管道与干馏反应器60的热载体原料入口相连接；0072所述加热反应器60设有空气入口、净化煤气入口及燃烧尾气出口；所述分离器57的第二净化煤气出口通入第二分离器59后分为两个通道，一通道通过管道与加热反应器60的净化煤气入口相连接，另一通道通过管道与燃料反应器14的剩余干馏气原料入口相连接；加热反应器60的燃烧尾气出口通过管道与第一换热器64的燃烧尾气入口相连接；第一换热器64的净化煤气。
43、入口通过管道与气液分离器56的第一净化煤气出口相连接；洗涤塔53的第一页岩油出口、气液分离器56的第二页岩油出口和分离器57的第三页岩油出口通过混合装置58连通合并。0073上述方案中，所述的第二分流器59为流体分流设备，用于根据加热循环煤气所需热负荷的大小调节分流比，即调节进入所述加热反应器60的煤气量和进入所述燃料反应器14的煤气量。0074所述发电单元16包括CO2和N2混合气透平77、氢气透平78、余热回收装置79、氢气压缩机80、第二换热器81和闪蒸罐82。0075所述CO2和N2混合气透平77设有CO2和N2混合气入口、低压高热CO2和N2混合气混合气出口和第一电力输出端口；所述氢。
44、气透平78设有氢气入口、氢气出口和第二电力输出端口；所述余热回收装置79设有第一气体入口、第二气体入口、自来水入口、缺氧空气入口、低压低热CO2和N2混合气出口、低压低热氢气出口和蒸汽出口；所述氢气压缩机80设有低压低热氢气入口和升压氢气出口；0076燃料反应器14的CO2和N2混合气相物流出口通过管道与CO2和N2混合气透平77的CO2和N2混合气入口相连接；所述CO2和N2混合气透平77的低压高热CO2和N2混合气混合气出口通过管道与余热回收装置79的第一气体入口相连接；蒸汽反应器15的氢气气说明书CN104192800A118/12页12相物流出口通过管道与所述氢气透平78的氢气入口相连。
45、接；氢气透平78的氢气出口与余热回收装置79的第二气体入口相连接；余热回收装置79的低压低热氢气出口通过管道与氢气压缩机80的低压低热氢气入口相连接；氢气压缩机80的升压氢气出口接入所述第二换热器81，再与闪蒸罐82连接；所述闪蒸罐82设有氢气产品出口；0077采用本发明所述油页岩干馏气化学链制氢联合发电系统进行制氢联合发电系统的工艺，包括以下步骤0078将油页岩原料5通过油页岩原料入口输入油页岩破碎筛分单元1，进行破碎筛分，将破碎筛分所得的油页岩颗粒6经油页岩颗粒出口通过管道输入油页岩干馏单元2，不符合干馏粒径要求的碎屑页岩12经碎屑页岩出口排出；0079所述油页岩颗粒6在油页岩干馏单元2中。
46、发生干馏反应，得到干馏气7和灰渣13，灰渣13经灰渣出口排出系统，干馏气7经干馏气出口通过管道进入干馏气冷凝回收单元3；0080所述干馏气7在干馏气冷凝回收单元3中分离得到循环煤气11、页岩油10和剩余干馏气8，循环煤气11经循环煤气出口通过管道返回到油页岩干馏单元2反应，剩余干馏气8经剩余干馏气出口进入燃料反应器14中，页岩油10经页岩油出口排出收集；0081所述剩余干馏气8在燃料反应器14中与载氧体原料21进行还原反应，生成CO2、H2O及被还原载氧体18；所产生的被还原载氧体18经被还原载氧体出口通过管道进入蒸汽反应器15与蒸汽23反应生产氢气，得到氢气气相物流19，被还原载氧体18被部。
47、分氧化得到被部分氧化载氧体22；氢气气相物流19经氢气气相物流出口通过管道进入发电单元16；被部分氧化载氧体22经被部分氧化载氧体出口通过管道进入空气反应器17，与第一饱和空气24发生反应使被部分氧化载氧体22完全氧化，得到载氧体原料21，载氧体原料21经完全氧化载氧体出口通过管道进入燃料反应器14中循环反应；上述工序形成一个循环过程；蒸汽反应器15的氢气气相物流19经氢气气相物流出口通过管道进入发电单元16，经过发电，得到电力9和氢气产品20；发电单元16会产生蒸汽23，蒸汽23经蒸汽出口通过管道进入蒸汽反应器15中进行反应；空气反应器17通过空气入口引入第一饱和空气24，与被部分氧化载氧体。
48、22进行氧化反应，剩余的缺氧空气25经缺氧空气出口进入发电单元16内进行余热回收，副产蒸汽。0082上述工艺中，油页岩干馏单元2和干馏气冷凝回收单元3形成一个油页岩干馏炼油过程，具体过程如图3所示0083经破碎筛分后的符合干馏要求的油页岩颗粒6经预热器48预热，得到的预热油页岩65经干燥器49干燥处理排除脱除水47后，得到干燥油页岩76；干燥油页岩76进入干馏反应器50，与混合循环煤气43进行干馏反应生成混杂有页岩油和半焦的干馏气7；干馏气7经第一气固分离器51分离成页岩油和干馏气混合物27和含无机矿物质和半焦等的固体物流42；0084所述页岩油和干馏气混合物27经第一冷却器52冷却得到冷凝页。
49、岩油和干馏气混合物28，将所述冷凝页岩油和干馏气混合物28进入洗涤塔53洗涤，得到第一页岩油31与第一洗涤煤气29，第一洗涤煤气29被第一分流器54分为两股物流，分别为第二洗涤煤气30和第三洗涤煤气33，第三洗涤煤气33进入气液分离器56得到第二页岩油36和第一净化煤气40，第一净化煤气40进入第一换热器64；第二洗涤煤气30经第二冷却器55得到冷说明书CN104192800A129/12页13却洗涤煤气32，冷却洗涤煤气32进入分离器57后得到第三页岩油35和第二净化煤气34，第二净化煤气34经第二分流器59分为第三净化煤气37和剩余干馏气8两部分，第三净化煤气37进入加热反应器60与空气39混合后进行燃烧，然后得到的燃烧尾气38通入第一换热器64并将第一净化煤气40加热至500600，得到加热后的循环煤气11和烟道气41，剩余干馏气8则进入燃烧反应器14进行处理；0085固体物流42进入气化反应器61与第二饱和空气46混合发生气化反应，反应得到含气化气体、无机矿物质和灰渣的混合物流45，所述混合物流45进入第二气固分离器62除去灰渣13还包括半焦等固体物质后得到气化气体44，得到的气化气体44与加热后的循环煤气11经集合管63混合后得到混合循环煤气43，混合循环煤气43通入干馏反应器50，为干馏段提供热量；00。