回转干馏炉转向及物料配比对停留时间的影响

物料在回转干馏炉内的停留时间影响油页岩固体热载体干馏技术的干馏效果及出油率。在油页岩固体热载体干馏系统实验台上,以油页岩颗粒与页岩灰的混合物为实验物料,采用示踪粒子方法研究了冷态条件下混合物的配比、回转干馏炉（带内部翻料构件）的旋转方向2种因素对混合物停留时间的影响。结果表明,混合比例的不同会造成颗粒平均粒径的不同,平均粒径较小的混合物料停留时间长;干馏炉因翻料构件的结构特性,旋转方向不同时能形成不同的颗粒运动模式,当工作在直角抄板模式时,较大的表面层颗粒滚落距离造成了较长的物料停留时间。     

回转干馏炉内抄板形式与双组元颗粒混合过程冷模数值研究

为了研究水平回转干馏炉内双组元颗粒的混合效果,采用离散单元法研究回转干馏炉抄板形式和干馏炉壁面周向线速度对双组元颗粒间混合程度的影响,并引入不同颗粒间接触数来衡量颗粒间的混合程度,以颗粒接触数动态跟踪颗粒间的混合程度。研究结果表明:当干馏炉内未设抄板时,大小颗粒发生分离,混合效果不好;干馏炉内设抄板时,抄板在周期性地"抄起–卸出"物料的过程中破坏原有颗粒间分离的机制,从而改善多组元颗粒混合效果。抄板形式和干馏炉壁面周向线速度在不同程度上影响颗粒间的混合,相同周向线速度下,干馏炉内设弯抄板时混合较优;周向线速度对混合的影响与抄板形式有关。对于设抄板的干馏炉内颗粒混合,需要综合考虑线速度和抄板形式来实现干馏炉内较优混合。     

回转式干馏炉内影响颗粒混合运动因素的数值分析

以水平回转式干馏炉为研究对象,采用离散单元法(discrete element method,DEM)建立颗粒运动模型,接触模型采用Hertz无滑动接触模型,分别对在其内设置不同形式抄板(直角抄板﹑弯抄板和直抄板)的混合效果和混合规律进行了数值研究。将大小颗粒间接触数与颗粒间接触总数之比定义为混合质量,并以此来衡量混合程度,同时分析抄板形式及转速对混合质量的影响。研究结果表明,干馏炉内设抄板时,混合趋于稳定的时间较短,抄板形式对混合质量的影响较小;随着转速的降低,混合质量曲线越平缓,波动幅度越小。研究结果对干馏炉的设计和优化具有一定的指导作用。     

造纸厂固体废弃物焚烧实验研究

对两家造纸厂几种典型的固体废弃物进行了工业分析实验,在小型回转式焚烧装置上,对固体废弃物进行了冷态、热态试验,研究了炉内停留时间与转速、倾角的关系,以及燃尽率与炉内停留时间、炉温的关系。结果表明:造纸厂固体废弃物含有较多的水分和挥发份;回转炉的转速宜小于10 rpm,倾角宜小于2°,炉温宜大于800 ℃,以保证固体废弃物在炉内有足够的停留时间和反应温度达到较高的燃尽率。     

页岩颗粒在回转干馏炉内停留时间的正态性分析

搭建同转干馏炉冷态实验装置,并通过试验得出了不同回转炉转速、倾角、出料口直径等操作与结构参数下页岩示踪粒子停留时间,采用Shapiro-Wilk正态性检验方法对停留时间样本进行检验,并进行正态样本离群值判断与处理.结果表明,停留时间总体分布在检出水平β=0.05 下不拒绝正态性,对停留时间样本进行离群值分析能有效的剔除岐离值,使停留时间样本均值更接近其总体期望;通过不同工况下停留时间概率密度分布可以看出,停留时间总体均值及方差随转速、倾角的增加而减小.     

油页岩干馏瓦斯积碳影响因素的实验研究

采用自制的连续流动反应装置,以06Cr25Ni20不锈钢管为反应器,对不同温度(600,650,700,750℃)、不同反应时间(30,60 min)、不同瓦斯流量(10,20 m L/min)等条件下油页岩干馏瓦斯在反应器内的积碳情况进行了实验研究。实验结果表明,积碳量随着反应温度、反应时间和瓦斯流量的增加而增大。前者是由于反应由表面反应决定,受反应动力学控制;后两者由于积碳反应所需前驱体不断增多所致。过渡型催化金属表面积碳是积碳速率随着反应时间的增加而降低的主要原因。利用多因素混合水平方差分析方法分析了影响油页岩干馏瓦斯积碳的因素,分析结果显示,反应温度、反应时间和瓦斯流量对油页岩干馏瓦斯积碳的影响均极为显著,说明从事油页岩干馏瓦斯积碳的相关研究,此3种因素必须予以考虑。     

油页岩半焦燃烧特性的研究

采用热分析法对油页岩半焦燃烧特性进行了实验研究，并讨论了干馏度和升温速率对半焦燃烧过程的影响。干馏度影响失重初析温度和低温段燃烧历程，而对高温段燃烧影响不大；不同升温速率下的燃烧TG陆线表明，升温速率低有利于颗粒的燃尽；而不同升温速率下的燃烧DTG陆线表明，升温速率高，颗粒失重速度快；半焦着火温度随着挥发分含量的降低而明显升高，但升温速率对半焦着火温度影响不大。为保证半焦通过循环床炉膛能一次燃尽，建议适当减小半焦颗粒直径和延长颗粒在炉内的停留时间。最后采用二元一次线性回归法求出了半焦燃烧动力学参数，计算结果可供数值仿真和工程设计参考。     

无线技术在回转式油页岩干馏反应器中的研究与应用

回转式油页岩干馏反应器是目前应用广泛的油页岩低温干馏设备,由于设备的360连续旋转,反应器内的参数检测一直是监控的难点。基于IEEE 802.15.4无线标准,以CC2430为基础芯片,给出回转式油页岩干馏反应器ZigBee无线参数测量系统,包括传感器终端节点及协调器节点,实现现场数据采集、ZigBee无线通信及远程数据处理。在1h工作周期及100 m工作距离内的现场测试中,信号未见衰减,参数测量稳定,测量精度达到设计要求;同时上位机软件对实时数据的管理,为系统的实时监控提供测量基础。     

桦甸油页岩半焦燃烧反应动力学研究

模拟巴西PETROSIX炼油工艺自行设计搭建实验装置,对桦甸油页岩干馏制得半焦。对不同干馏终温半焦进行电镜扫描测试,从微观角度分析了挥发分的析出和干馏半焦的结构变化过程;采用美国PerkinElmer公司生产的Pyris1TGA热重分析仪,对桦甸油页岩干馏半焦进行燃烧特性试验研究,并分析了桦甸不同矿区油页岩半焦、干馏终温、和燃烧升温速率等对半焦燃烧反应特性的影响。通过数据分析,利用Coats-Redfern法确定了桦甸油页岩半焦在低温段的燃烧反应级数为3,而在高温段则为5.5,从而得到油页岩半焦燃烧化学反应的动力学参数,为油页岩半焦的有效开发与经济利用提供了理论依据。     

油页岩综合利用集成技术与循环经济

油页岩是介于煤炭和石油之间储量巨大的化石燃料,可直接燃烧发电,也可干馏炼制页岩油———人造石油,对弥补煤炭尤其石油之不足具有重大意义。概述了国内外油页岩资源特性和开发利用现状;分析了现有单纯发电或单纯干馏炼油技术路线的弊端;提出并论述了油页岩干馏炼油、循环流化床燃烧发电与联产建材相结合的综合利用集成技术路线,可实现油页岩无固体废物排放的循环经济模式;因而使油页岩开发利用的经济效益倍增,环境和社会效益良好,为油页岩的综合利用开辟了一条新路。