煤气化-无烟燃烧立式锅炉内空气动力场的数值模拟研究

采用RNGk ε湍流模型、其动量方程利用具有三阶精度的QUICK格式离散的方法 ,对一台采用了无烟燃烧技术的锅炉炉内冷态流场进行了数值模拟 ,并根据模拟结果对这一新技术进行了理论上的探讨     

油砂燃烧特性与动力学的分布活化能模型

采用美国Pyris1TGA热重分析仪对印度尼西亚油砂进行了燃烧特性实验,并分析了升温速率等因素对油砂燃烧反应特性的影响,求得了着火温度、燃烧稳定性判别指数和燃烧反应性能参数等值。通过数据分析,利用分布活化能模型确定了印度尼西亚油砂在整个燃烧过程中活化能随着转化率的变化关系,反应初始阶段,2种油砂的活化能在50—90 kJ/mol之间;STB与STC转化率在0.28和0.27时活化能最大,分别为226 kJ/mol和103 kJ/mol。转化率大于0.6时,STB活化能为200 kJ/mol,STC活化能为160 kJ/mol。还分析了活化能和频率因子之间的补偿效应,为油砂的有效开发与经济利用提供了理论依据。     

油页岩干馏过程中H2S释放的数值模拟

油页岩干馏过程中产生的以H2S为主的有害气体污染环境、危害人体健康。针对干馏气中H2S的释放特性进行理论研究,结合试验数据进行油页岩干馏过程中H2S释放特性的数值模拟。所建立模型采用Aspen Plus进行模拟计算,模拟结果与试验结果基本相符。通过模拟计算分析了干馏终温对H2S释放量和释放速率的影响。在特定温度段内,H2S气体释放量和总气体释放量均随干馏终温的升高而增加。模型计算结果与实验值相近,可为研究油页岩干馏过程中硫的转化与分布特性提供有益参考。     

甘肃窑街油页岩等温干燥机理分析

采用甘肃窑街油页岩颗粒作为原料,利用电热鼓风箱和电子天平及红外温度测定仪,测定油页岩样品在外界温度恒定条件下的含水率和干燥速率曲线,并讨论各段的干燥机理方程,分析温度、粒径大小对甘肃油页岩干燥效果的影响。结果表明:干燥速率曲线上明显存在拐点,由此可知干燥过程存在不同的干燥机理,当含水率大于拐点含水率时,主要是大孔隙中的自由水和束缚水脱除过程且伴随着体积的缩小,由Keliven公式,这一过程受到毛细管作用影响,蒸发速率逐渐降低;含水率小于拐点含水率阶段对应着油页岩内部更细小孔内水分的受热过程,当水分子动能达到一定值后突然汽化逸出引起含水率下降并引起油页岩干燥后期的热破碎现象。     

基于13C NMR技术的桦甸油页岩热解行为

基于13C NMR技术,研究了桦甸油页岩及其不同终温下的热解固体残余物中有机质的化学结构,对典型页岩油与热解气的有机组分进行了简要分析。通过对油页岩及其热解固体残余物的谱图分峰拟合分析,获得了芳碳率、脂碳率等11个基本结构参数和平均亚甲基链的碳数、芳环取代度、桥接芳碳与周碳之比3个重要结构参数,探讨了热解过程中相应结构参数的变化特性。结果表明,油页岩在生油阶段开始之前就已经有部分亚甲基基团析出生成烃气或缩合成为芳环,而油页岩的热解过程是芳环不断缩合的过程。结合化学结构与热解固体残余物的潜在产物产率之间的关系可知,油页岩热解固体残余物的热解半焦、热解气的潜在产率分别与油页岩芳碳率、脂碳率成线性关系,而热解油的潜在产率与亚甲基基团率有直接关系。     

油页岩在回转干馏炉内混合度与停留时间综合分析

运用相关性与多指标综合评分法,对影响油页岩与固体热载体在回转干馏炉内的混合度及油页岩在回转干馏炉内停留时间的各因素(抄板形式、填充率、回转干馏炉倾角、回转干馏炉转速)进行分析,结果表明:4个因素对停留时间及混合度影响由强至弱依次为倾角、转速、填充率、抄板形式,最佳工况组合为回转干馏炉倾角3.24°、回转干馏炉转速3.4r/ min、填充率20％、直角抄板.     

偏芯光纤光传输特性分析

根据光纤光学传输理论建立了偏芯光纤的理论计算模型,通过菲涅耳公式推导出偏芯光纤倏逝波的表达式,进而求出了倏逝波的穿透深度。运用RSoft软件中的BeamPROP模块对偏芯光纤进行光学结构建模,仿真出偏芯光纤中的模场分布、倏逝波场以及基模有效折射率随纤芯偏移距离的变化趋势。仿真结果表明：偏芯光纤的包层倏逝波散射随着纤芯与外界介质距离δ增大而显著减小;同时基模有效折射率随纤芯与外界介质距离δ的增大而显著增大,当δ达到8μm时,有效折射率趋于稳定。     

甘肃油页岩红外光谱分析及热解特性

基于热重分析仪（TG）、傅里叶变换红外光谱分析仪（FTIR）和质谱分析仪（MS）三机联用对甘肃油页岩进行光谱和热解实验。通过分析光谱谱图,得到了样品中的化学成分和化学结构的相关信息。结果表明,其化学结构的特征在于相对较高量的脂肪族基团。在TG/FTIR/MS三联机上研究了甘肃油页岩的热解特性,实验结果表明：整个热解过程主要有两个阶段,即低温段和高温段。大部分的热解行为发生在低温段（400～600℃）,此阶段里油页岩的失重量占总失重量的70%,可挥发物质迅速热解,热解产生的气体有H2、H2O、CO2、CH4、CO、轻质烃等。而在高温段（600～850℃）的热解气体产率很小,失重量只占总重量的2.167%。这个阶段主要是含碳酸盐的矿物质分解而产生一定量的气体。本文主要研究两个热解阶段产生的气体。对产生气体的种类、时间和产生机理进行了研究,并得出热解的化学反应动力学参数。     

油页岩中矿物质对挥发分不凝气释放过程的影响

对桦甸油页岩（OS-R）采用HCl/HF/HNO3处理,分别得到去碳酸盐样品（OS-C）、去碳酸盐及硅酸盐样品（OS-F）以及有机质样品（OS-N）,用XRD鉴别其矿物组成,然后通过TG-FTIR-MS研究有机质脱挥发分机理及不同矿物质对挥发分不凝气释放过程的影响。结果表明：黄铁矿的存在使挥发分不凝气体释放的初始温度明显降低,反应更易进行,且使生成的不凝气产量更高,尤其是对不凝气中H2O生成促进作用更显著;硅铝酸盐的存在使不凝气体产量明显减少,提高了不凝气释放的初始温度,减少了不凝气释放的过程时间。然而碳酸盐的存在能增加不凝气产量,使CO2脱出的初始温度更低。     

中国油页岩干馏技术现状与发展趋势

中国油页岩资源丰富,换算成页岩油储量高达476亿吨.目前中国页岩油生产企业仍然采用以抚顺炉为主的干馏技术,该技术成熟稳定,但油收率不高.本文介绍了目前国内已投产运行和即将工业化的干馏技术以及曾经投入生产、后因多种原因停产的干馏技术.分析表明,我国油页岩产业正处于技术快速发展和产业成长阶段:为显著提高油收率,针对抚顺炉的改进技术已有一些进展,自主研发的成大气体热载体干馏工艺已经开始商业化运行,我国自主知识产权的固体热载体干馏技术出现.但依然存在诸多问题:国内干馏炉单炉处理量小、油收率偏低、半焦无法利用等问题亟需解决,国内固体热载体干馏自主技术依然处于试验阶段,引进国外先进的干馏技术尚没有实质性进展,国内页岩油回收技术亟待改进,油洗技术亟需完善和推广.