油页岩气体热载体干馏炉内温度分布的试验研究.pdf

《油页岩气体热载体干馏炉内温度分布的试验研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第4l卷第6期化工机械727油页岩气体热载体干馏炉内温度分布的试验研究+秦宏”‘张鑫1柏静儒1刘洪鹏1迟铭书1王擎1刘斌2(1．东北电力大学油页岩综合利用教育部工程研究中心；2．兴安盟科洁新能源有限公司)摘要为研究油页岩在气体热载体干馏炉的加热过程，自行搭建气体热载体干馏炉试验台，在中心管进气流量为13．2m3／h的条件下，对干馏炉内的温度分布进行试验研究。试验结果表明：受物料的堆积影响。气体射流通过物料间隙进行喷射流动和扩散流动来实现传热过程，其流动特性可通过炉内温度分布呈现；温度较高区域为喷射气流经过区域；沿角度和半径方向，45。方向测点温度略高，0。方向在布气管下方整

2、体偏低，在上方整体偏高；布气管下方温度特性受气流喷射和扩散特性的影响，布气管上方只受气流扩散的影响。除0．70h截面外，大部分区域的温度随炉内高度呈整体升高趋势；温度最高点通常出现在一0．16h和0．20h截面，0．70h截面温度整体偏低。但趋于相对均匀。关键词干馏炉油页岩气体热栽体温度分布中图分类号TQ054文献标识码A文章编号0254-6094(2014)06-0727-06近年来，油页岩这种最具潜力的非常规能源被逐渐重视起来，在化石燃料中，其储量(折算为发热量)仅次于煤¨’21。随着经济的发展，能源的消耗量不断增加。美国能源信息管理局预测，全球石油的需求量将以每年1．

3、9％的速度增长，到2025年全球石油平均日需求量将上升至1．21亿桶"1。按照此消耗速率，若没发现新的资源，世界已探明的原油储量大致能维持45年，天然气可供66年，原煤可维持229年H1。目前，世界上比较成熟的气体热载体干馏炉有巴西的Petrosix、爱沙尼亚的Kiviter型、中国的抚顺炉和桦甸茂名气燃式方型炉”“0

4、。我国加工油页岩仍然以抚顺干馏炉技术为主。其主要工艺特点为：油页岩热解所需热量来自热循环干馏气和气化段产生的气化气，其中气化段存在局部燃烧反应，很容易造成部分页岩油气的损失，降低了油收率(60％～65％)¨“，热循环气从炉体中部进入炉内，在混合室内与气化段气

5、混合，通过边壁喷口进入干馏段。但是，这种结构限制了其大型化的发展。为研究油页岩在于馏炉内的加热过程，借鉴国内外干馏技术的经验，并试图克服现有干馏工艺存在的不足，笔者设计了一种新型的炉内布气工艺，并通过自行搭建试验台，对油页岩干馏炉内气体热载体热解特性进行研究。油页岩在气体热载体干馏炉中干馏包括加热过程、热解过程和热解反应产物扩散与逸出过程¨⋯。为了方便单独研究物料物理显热的变化，拟采用空气加热鹅卵石替代循环干馏气加热油页岩方式专门研究物理显热和炉内的温度分布情况。1试验部分1．1试验装置和温度测点试验台主体为立式圆柱，其结构如图1所示，干馏炉总高日=3．62m，干馏炉内径R

6、=0．2m，T为气体热载体温度测点。干馏炉上部为进料段，经双阀门由螺旋输送机进料，其中干馏段高度h=0．4m。气}国家自然科学基金项目(51276034)；长江学者和创新团队发展计划资助项目(IRTl3052)和吉林省重点科技攻关项目(20140204004SF)。★·秦宏，男，1970年4月生，教授。吉林省吉林市，132012。728化工机械2014年体热载体经中心进气管进入炉内，由沿截面圆周方向呈十字分布的4根布气管喷入炉膛。图1干馏炉装置及测点图假定以中心进气管上的4根布气管为坐标轴，中心进气口水平面为0点平面，以干馏段高度h为标准。在与坐标轴夹角0。方向上，距0点平

7、面高0．70h、0．20h、一0．16h、一0．40h位置和夹角22．5、45o方向上，距0点水平面高0．20h、一0．16h、一0．40h位置上分别布置3测点的热电偶(热电偶根部在炉内边壁处，即R处；端部在炉中心处，即0处；中部处于距中心0．5R处)。1．2于馏炉的布气装置本试验装置布气管结构如图2所示，其与国内的抚顺炉、巴西的Petrosix炉等现有气体热载体干馏炉的布气方式均不相同。试验装置采用中心管进气，中心管上有4根布气管，每根布气管上在两侧斜向下450位置交错布置5个直径5mm的圆孑L。考虑到炉中心处相邻布气管喷口距离较近，在炉内气体充满度较强，布气孔间距大；随

8、着半径的增大，布气孔的间距减小。图2布气管结构1、3试验流程及安排在气体流量为13．2m3／h的条件下进行加热试验i试验物料为鹅卵石，其粒径范围为13～40lqf

9、II-，气体热载体为空气，在加热管内被加热至所需温度，然后送入炉内以加热物料。整个系统封闭?气体在系统内循环。上、下部有给料机和出焦机，可以实现连续进料和连续出焦。试验操作流程为：将鹅卵石由上部螺旋给料机送入干馏炉，启动风机，调节气体流量至13．2m3／h(此时喷口气体流速为4．67m／s)，空气在流经加热管时，被加热成高温空气，加热管功率由加热控制箱来