探析惰性粒子流化床干燥钻井废泥浆的实验研究

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1、一JI『大学硕士学位论文作者至垒蕉完成日期2嫂2年土月』坠日专授予学位日期年——月——日四川大学硕士论文惰性粒子流化床干燥钻井废泥浆实验研究化学工程专业研究生：王忠德指导老师：朱家骅教授钻井废泥浆主要由膨润土、粘土、岩屑、重晶石粉及多种成分的少量化学处理剂组成，具有CODcr含量高，颗粒细小、级配差，粘度大、含水率高且不易脱水的特点，里强碱性，是一种典型的粘稠状胶体悬浮体系。为防止钻井废泥浆污染地表及水源并能实现完井后土地复耕，必须对其进行无害化处理。针对钻井废泥浆高黏性难处理的特点，本课题采用惰性粒子流化床对其进行干燥、研磨处理，以

2、其实现钻井废泥浆的有效回用或无害化处理，达到消除它们对周边环境的不良影响，降低钻井废泥浆的处理费用，节约资源。本文在流化干燥机理分析的基础上，推导了床层内颗粒循环时间、床层稳定操作的最大喷浆量的估算式，通过计算探讨了惰性粒子粒度、流化速度、进气温度、废泥浆含水量、惰性粒子装填高度等因素对喷浆量的影响。根据实验目的和条件，拟定了实验工艺流程，完成了装置的设计、安装和调试。分别以沙子和玻璃珠作惰性粒子，通过实验考察了惰性粒子在于燥过程中的形态变化，探索了不同操作因素对干燥、研磨处理效果的影响。实验结果表明：(1)惰性粒子流化床干燥、研磨钻

3、井废泥浆具有干燥能力大、干燥时间短、操作弹性大等优点，在本实验条件范围内，体积传热系数可达到6kw．m-3·K-‘，热效率4晰0％；(2)床层稳定操作的泥浆喷淋量随流化速度、进气温度、废泥浆含水量、惰性粒子装填高度和喷嘴安装高度等参数的变化趋势与本文所推估算式计算结果相一致；(3)在350．-400"C之问，废泥浆中的有机物能有效分解，浸出液的CODc,值可降．至60mg·U1；(4)干燥产物平均粒度为129in且分布较为集中，平均密度为3．2g．c．m-3，两指标均满足钻井泥浆加重剂的!II四川大学硕士论文指标．(5)惰性粒子流化床

4、干燥器具有设备体积小、结构简单等特点。干燥时间短，可连续操作，可直接得到粉状干燥产品。适合于陆地和海洋平台上处理与回收利用钻井废泥浆。(6)干燥产品可回用于钻井泥浆加重剂，使废物得到二次利用，既保护了环境又使钻井泥浆成本降低。用工业废气处理泥浆，可以实现以废治废．关键词：钻井废泥浆流化床惰性粒子干燥IV坚坐查兰堡主丝奎TheExperimentalInvestigationofdryingDrillingWasteSlurriesbyfluidizedbedofinertparticles、Major：ChemicalEn勘e鲥ngG

5、raduateStudent：WangZhongdeSupervisor：Prof．ZhuJiahuaThedrillingwastemudismainlycompo辩ofbentonite,clay,rockdebris，bariteandmanykindsoffewchemicalin霉'eAients．Therearemanycharactorisdcsaboutit,suchasthehighCODecont蹦t,thetinypeU％thenRIi_0wgradation,thebigviscosity,the五ighmoi

6、sturecontent,noteasydehydrates．sU蚀glya]kaljne．Itisthetypicalviscoussusp伽'iOllcolloidsystem．Inordertopreventthedrillingwastemudpollutingtheearthsurfaceandwaterandrestoresthecultivationafterthewellcompletion,wemustharmlessdisposalit．Atpresentthedomesticandforeigndisposalm

7、ethodisverymuch,such私drying,burningdown,centrifugals印缸ating，thesolidification,thesystembrickandsoon．Themothodthatthepowderismadebydryingandburningdowntorecycleusingisfavourbymoreand11101"0developedcountry．Atthefle_∞nodryingthedrillingwastomudmaybothsolvetheenvironmental

8、poBufionproblem,andrecycleusingthehigh-densitymaterialindrillingmudtoreducethewelldrillingcost．Theemphicaldata