油页岩气体热载体干馏炉内干馏特性研究

文章利用自行设计搭建的处理量120 kg/d的瓦斯全循环气体热载体干馏炉,通过试验的方法,研究新型气体热载体干馏炉在干馏过程中的一些运行参数和产生的页岩油的一些特性,对现有干馏工艺的改进具有指导意义。试验通过改变油页岩颗粒的粒径,进而改变物料之间的空隙率、空隙结构和进气流量,来研究不同粒径的样品对干馏特性和干馏产物的影响。结果表明:油页岩颗粒的粒径不同,物料之间的空隙率和干馏炉的进气流量不同,导致炉内传热传质的不同,不同粒径的油页岩干馏油收率不同,粒径为20—25 mm的页岩油收率最高。由于气体热载体流量不同,干馏炉内传热传质情况和冷却器的工作负荷也不相同,因此不同粒径的页岩干馏之后,在4个收油点所收到的页岩油质量分数也不相同。

0.12t/d油页岩干馏炉预热过程中温度分布特性

油页岩干馏炉启动升温过程中,其炉内的温度分布特性对油页岩的预热具有显著影响。干馏炉内气体在固体物料间的空隙内流动十分复杂,难以实现模拟研究。试验结果表明,空炉与填料时水平截面的温度分布变化基本相似,可通过空炉时的温度分布特性来进行近似分析。在进气量12m3/s、进气比1的工况下,采用LES和RNS模型分别对空炉下干馏段和布气装置的升温过程进行数值模拟,分析干馏段和布气装置内温度及流速的变化。结果表明,布气方式决定炉内不同区域油页岩发生热解的顺序,率先发生热解的油页岩吸热减少,该位置温度加速上升,加剧炉内温度分布不均;加权平均数公式能更加准确反映截面温度不均性;炉内温度分布主要由不同区域的喷嘴加热功率与该区域的流场特性共同作用形成。

气体热载体干馏炉内布气方式对油页岩干馏特性的影响

为研究炉内油页岩的干馏特性及炉内的温度分布,自行搭建处理量为5 kg/h的循环瓦斯热载体干馏试验装置,试验结果表明炉内布气方式对页岩的干馏特性具有很大影响。在边壁进气与中心管进气体积比为8∶4时油收率达到最大值,且炉内温度分布最均匀,单位时间内的放热量最大;不同的布气方式导致干馏层内气体冲刷页岩颗粒程度的不同,使得炉内油页岩的传热特性存在差异,炉内温度分布与放热量不同,最终油收率也不同。边壁进气在炉体内部的传热效果优于中心进气。温度分布越均匀,油收率越高;该布气方式依然存在局限,需要进一步研究。

多层喷雾洗涤塔对粉尘颗粒的脱除特性

通过搭建多层喷雾洗涤塔实验台,研究了液气体积比、塔内气体平均流速、粉尘浓度、喷雾压力等操作参数对除尘效率的影响规律。研究结果表明:洗涤塔内喷雾层数对除尘效率的影响最为显著,与传统的单层相比,除尘效率可以提高15%以上,并且入口粉尘浓度的变化对其除尘效率的影响较小。增大喷雾压力可以有效提升除尘效率,当喷雾压力为0.5~0.6MPa时除尘效率变化趋于稳定。在相同操作参数下,适当降低气体在塔内平均流速有利于提高洗涤塔的除尘效率,对于三层喷雾洗涤,最佳的气体塔内平均流速为0.6~0.8m/s。当喷雾压力为0.6MPa、塔内气体平均气速为0.6m/s、液气体积比为5.27的条件下,三层喷雾除尘的效率可以达到98.3%。

气体热载体干馏炉内压力降的研究

油页岩在气体热载体干馏炉内干馏过程中,由于块状堆料之间存在不同的空隙,导致气体在空隙中通过,由于阻力的作用,压力会产生损失,行成一定的压降。本研究采用散料层阻力损失计算公式和Ergun方程两种方法对干馏炉的压力降进行计算,并与实际压降进行比较,结果发现这两种方法所得理论值与实际值比较接近,而且变化趋势与实际值基本一致,利用Ergun方程更适用于工程运行。