基于气固流态化原理的油页岩干燥动力学
第五章气固相催化反应本征动力学
本身在反应前后没有变化
石油化学工程系 化学工程与工艺教研室 weigang
（2）
催化剂
不会改变
反应物质最终 所能达到的平衡状态 催化剂并不改 变化学平衡
对于催化或非 催化反应都有：
G RT ln K
0
（3）对于任何一个可逆反应
催化剂
同倍加快
正、逆反应速率
1
且K
k1 k2
K—化学平衡常数； γ—化学平衡常数； k1、 k2—正、逆反应速率常数；
方法是：1）适度加热驱除易除去的外来杂质； 2）小心燃烧除去顽固杂质； 3）用氢气、硫化氢、一氧化碳或氯化烃作为活化剂 活化催化剂。
石油化学工程系
化学工程与工艺教研室
weigang
5、催化剂的开工和停工
开工的不稳定阶段，可能 会发生温度失控而破坏催 化剂的活性，所与需要一 个专门的开车程序。
新催化剂
石油化学工程系 化学工程与工艺教研室 weigang
5.1.2 非均相催化反应速率表达
反 应 速 率 定义：单位反应体系中反应程度随时间的变化率。
r 1 d V dt
注意单位！
基准
单位质量催化剂wcat 单位体积催化剂Vcat
反应速率r
r
反应速率(-rA)
1 d 1 dnA (5.1 - 1) (rA ) (2.1 - 2) Wcat dt Wcat dt 1 d 1 dnA r (2.1 - 3) (rA ) (2.1 - 4) Vcat dt Vcat dt
石油化学工程系 化学工程与工艺教研室 weigang
总反应式可以写成：
A+B+2σ
R+S+2σ
常用干燥设备的应用及其选用原则研究
UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）是一种异步串 口通信协议，使用1个发送引脚和1个接收引脚进行通信。UART协议适用于短距离 和低速率的数据通信，如串口摄像头、GPS模块、无线模块等领域。
以上是常用的设备串口通信协议及其应用，每种协议都有自己的特点和适用 领域。在选择合适的协议时需要根据具体的应用场景来进行选择，以确保通信的 稳定性和可靠性。
感谢观看
四、口通信协议
I2C（Inter-Integrated Circuit）是一种同步串口通信协议，由Philips 公司制定。它是一种半双工的同步数据传输协议，使用2个数据引脚和1个时钟引 脚进行通信。I2C协议适用于短距离和高速率的数据通信，如EEPROM、传感器、 音频等领域。
五、UART串口通信协议
2、真空干燥机
真空干燥机在制药、食品、化工等领域广泛应用。在制药工业中，真空干燥 技术可以用于制备药品、疫苗等；在食品工业中，可确保食品的原有营养成分不 受损失；在化工领域，真空干燥可防止化学反应的发生，保证产品质量。其优点 是可降低物料的氧化程度、避免有效成分的破坏；缺点是设备成本较高，对操作 人员的技术要求较高。
4、能耗：在满足干燥需求的前提下，应选用能耗较低的干燥设备，以降低 生产成本和环保压力。
5、维护成本：不同干燥设备的维护成本和使用寿命各不相同。在选用时， 应考虑长期经济效益，选择维护成本较低且使用寿命较长的设备。
6、操作简便性：对于需要频繁使用的设备，应考虑操作简便性，以降低工 人的培训成本和提高生产效率。
1、干燥温度：根据物料性质和干燥程度选择适宜的温度。对于热敏性物料， 应选用较低的干燥温度；对于稳定性好的物料，可适当提高温度以提高干燥速度。
气体钻井岩屑颗粒动力学分析_韩春雨
气体钻井是利用空气或其他气体作为循环介质的一种低压欠平衡钻井技术。
由于气体密度较低，组分主要为干气及必要添加剂，能有效地在低压、易漏、水敏性强的泥页岩等层段钻进，因此气体钻井具有常规钻井液不可比拟的优越性[1,2]。
但是目前在气体欠平衡钻井研究领域中，主要集中在注气量的设计上，基本上都是把岩屑当作均一的规则颗粒考虑，这与实际钻井过程不相符合。
本文根据气固两相流流动基本理论，对比岩屑颗粒进行几何尺寸的划分、受力与摩阻等因素对钻井过程的气体携岩影响，可为今后的气体钻井环空岩屑运移动力学研究提供一定的参考。
1井筒环空岩屑颗粒性态特征在气体钻井过程中遇到的环空气固两相流动中的岩屑颗粒都不可能是均一的球体，而是直径由小到大分布的分散相。
由于颗粒的直径不同，其流动工况和流动规律亦各不相同，这使两相流的研究更复杂。
一般采用以下两种方法进行处理：一种是找出颗粒大小的分布规律，利用这个规律来求解两相流问题；另一种方法是把分散相颗粒采用合适的方法进行平均，以这样的平均直径来代替整个分散相颗粒群的运动规律。
粒度是岩屑颗粒在空间范围所占大小的线性尺度。
粒度越小，颗粒微细程度越大[3,4]。
表面光滑的球形颗粒只有一个线性尺寸，即直径，粒度也就相当于岩屑颗粒直径。
非球形颗粒或虽然大体上呈球形，但表面不光滑的颗粒，则可以用某种规定的线性尺度表示粒度。
其中有一些规定是以某种意义的相当球或相当圆的直径作为粒度的。
有些规定的粒度并不是相当球或圆的直径，也可统称为颗粒的直径。
用来描述颗粒粒度的“直径”主要有三轴径、球当量径、圆当量径和统计平均径。
这几种描述岩屑颗粒直径的方法中，以球当量直径应用较多，其表达式如下：dsV=6Vsπ3姨（1）但此方法没有考虑井筒环空高速流动气体（气相）对岩屑颗粒的影响。
由于岩屑是由几何形状不规则的小颗粒组成，为解决实际问题，本研究根据Stokes定律，定义岩屑直径d st为岩屑等沉降速度的直径，由于考虑了环空高速流动的气相的作用，与实际工程应用较为吻合，见方程（2）所示：d st=18μvtρ-ρf姨姨g姨（2）式中：μ—岩屑在沉降介质中的粘性系数；ρ—岩屑的密度,kg/m3；ρf—沉降介质的密度，kg/m3;vt—环空岩屑的等沉降速度,m/s。
气固界面反应动力学研究
气固界面反应动力学研究气固界面反应动力学是一门十分重要的学科，它涉及到气体分子与固体物质的相互作用，研究其反应过程和机理，对于工业化生产流程优化、环境保护等方面都有着重要的意义。
气滴反应气滴反应是一种典型的气固界面反应，其研究逐渐受到了越来越多的关注。
在气滴反应过程中，气体中的粒子通过碰撞与固体表面上的原子或分子相互作用，从而引发了反应。
气滴反应的研究可以为解释肺部疾病、氧化燃料电池、超疏水表面制备等领域提供理论基础。
气固界面反应动力学气固界面反应动力学主要涉及到反应速率、反应物吸附、反应机理等方面的研究。
其中，反应速率是一个重要的指标，它决定了反应的进行程度和速度。
反应速率的研究涉及到气体分子与固体表面的相互作用、气体分子的扩散等方面。
同时，反应速率还与反应条件、环境温度等因素密切相关。
反应物吸附也是气固界面反应动力学研究的重要方面。
反应物在气固界面上的吸附过程被认为是反应的第一步。
一些实验结果表明，反应物与固体表面之间的物理吸附和化学吸附会直接影响到反应的进行。
对反应物的有效吸附与化学键形成的研究有助于进一步了解气固界面反应机理。
最近，越来越多的研究集中在气固界面反应的机理和反应路径方面。
这些研究探讨了分子对于不同表面结构的反应性差异，以及反应过程中可能会出现的中间体。
为了更好地理解这些机理和反应路径的研究，可采用计算机模拟的方法与实验相结合，从而获得更为准确和可靠的数据。
总结气固界面反应动力学研究对于理解气体分子与固体表面的相互作用以及气滴反应机理具有重要作用。
反应速率、反应物吸附和反应机理是该研究领域的关键方面，并且计算机模拟与实验相结合可以获得更为准确和可靠的数据。
随着研究的深入，我们相信气固界面反应动力学将为工业化生产以及环境保护等方面提供更为有效的解决方案。
循环流化床锅炉
锅炉结构
锅炉结构
锅炉采用单锅筒，自然循环方式，总体上分为前部及尾部两个竖井。前部竖井为总吊结构，四周膜式水冷 壁组成。自下而上，依次为一次风室、密相区、稀相区，尾部烟道自上而下依次为高温过热器、低温过热器及省 煤器、空气预热器。尾部竖井采用支撑结构，两竖井之间由立式旋风分离器相连通，分离器下部联接回送装置及 灰冷却器。燃烧室及分离器内部均设有防磨内衬，前部竖井用敷管炉墙，外置金属护板，尾部竖井用轻型炉墙， 由八根钢柱承受锅炉全部重量。
高温分离器入口烟温在800℃左右，旋风筒内径较小，结构简化，筒内仅需一层薄薄的防磨内衬（氮化硅 砖）。其使用寿命较长。循环倍率为10—20左右。
循环灰输送系统主要由回料管、回送装置，溢流管及灰冷却器等几部分组成。
床温控制系统的调节过程是自动的。在整个负荷变化范围内始终保持浓相床床温850-950℃间的某一恒定值， 这个值是最佳的脱硫温度。当自动控制不投入时，靠手动也能维持恒定的床温。
循环流化床锅炉
低污染清洁燃烧枝术
01 简介
03 烟风系统 05 临界速度
目录
02 锅炉结构 04 流态化 06 节能改造
07 安全事项
09 优点
目录
08 注意事项
基本信息
循环流化床锅炉采用的是工业化程度最高的洁净煤燃烧技术。循环流化床锅炉采用流态化燃烧，主要结构包 括燃烧室（包括密相区和稀相区）和循环回炉（包括高温气固分离器和返料系统）两大部分。与鼓泡流化床燃烧 技术的最大区别是运行风速高，强化了燃烧和脱硫等非均相反应过程，锅炉容量可以扩大到电力工业可以接受的 大容量（600MW或以上等级），循环流化床锅炉已经很好的解决了热学、力学、材料学等基础问题和膨胀、磨损、 超温等工程问题，成为难燃固体燃料（如煤矸石、油页岩、城市垃圾、淤泥和其他废弃物）能源利用的先进技术。
古龙油页岩干酪根热解特性分子动力学模拟
热解产物的分布与组成
气体产物
热解过程中会产生大量的气体产物，如二氧化碳 、甲烷、氢气等。
液体产物
热解过程中也会产生一些液体产物，主要是由古 龙油页岩干酪根中的有机物质分解而成。
固体产物
热解过程中会产生一些固体产物，主要是由古龙 油页岩干酪根中的无机物质分解而成。
热解动力学参数的计算与分析
反应活化能
古龙油页岩是一种具有重要开 采价值的页岩资源
干酪根是页岩中的重要有机质 ，其热解特性对页岩气的生成
和释放具有重要影响
分子动力学模拟是一种研究物 质微观结构和性质的有效手段
研究目的和方法
研究古龙油页岩干酪根在不同温度和压力下的热 解特性
通过分子动力学模拟，揭示干酪根热解过程中的 微观机制
分析热解产物分布、反应路径和动力学参数，为 页岩气开采提供理论指导
03
分子动力学模拟方法
分子动力学模拟基本原理
分子动力学模拟是一种基于量子力学 原理的计算机模拟方法，可以研究分 子体系的运动和相互作用，从而揭示 物质的微观结构和性质。
该方法通过求解牛顿运动方程来模拟 分子的运动轨迹，进而计算体系的能 量、构型、振动频率等性质。
建立模型与参数设置
01
首先，根据实际研究对象构建一 个合理的模型，包括确定分子的 化学式、构型、原子间的相互作 用等。
研究不足与展望
01
02
03
当前研究主要集中在古龙油页岩 干酪根的化学组成和结构特性上 ，对其热解过程中的详细反应路 径和机理仍需进一步研究。
未来研究可以结合实验手段，通 过测定古龙油页岩干酪根在不同 条件下的热解产物，进一步验证 和优化分子动力学模拟结果。
针对古龙油页岩干酪根热解过程 中涉及的复杂反应机制，可以引 入更先进的计算方法和技术，深 入研究其反应细节，为其开发应 用提供更有价值的理论依据。
基于Aspen_Plus_抚顺式油页岩干馏过程模拟方法研究
2017年第36卷第1期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS·121·化 工 进 展基于Aspen Plus 抚顺式油页岩干馏过程模拟方法研究柏静儒1，李启凡1，吴海涛1，白章2，王擎1（1东北电力大学油页岩综合利用教育部工程研究中心，吉林 吉林 132012；2中国科学院工程热物理研究所，北京100190）摘要：利用Aspen Plus 软件对抚顺式油页岩干馏过程进行模拟，采用带Fortran 气化动力学子程序的自定义反应模型来代替Gibbs 反应器，通过与文献中实验数据对比来验证模拟结果的准确性，结果吻合良好。
利用该模型研究了主风量和主风饱和度等参数对气体组分、气体热值、气化效率和热效率的影响。
研究结果表明：随着气化温度的增加，CO 的含量增加，而H 2和CH 4的含量减少，同时气体的热值呈现出逐渐降低的趋势；提高主风量，气化效率、干发生气热效率（ηd ）和湿发生气热效率（ηw ）均有显著提高，但是过量空气的通入将会造成烧油，建议主风量控制在7.38×104～8.61×104m 3/h 最佳；提高主风饱和度，气化温度呈线性下降；当主风饱和度为90℃时，湿发生气热效率（ηw ）达到最大，为37.08%；但是综合考虑实际过程中的合理运行，建议主风饱和度选取80℃为宜。
关键词：油页岩；抚顺式干馏过程；Aspen Plus ；模拟中图分类号：TE662 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2017）01–0121–08 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017.01.016Simulation of Fushun type retort for oil shale processing method usingAspen PlusBAI Jingru 1，LI Qifan 1，WU Haitao 1，BAI Zhang 2，WANG Qing 1（1Engineering Research Centre of Ministry of Education for Comprehensive Utilization of Oil Shale ，Northeast Dianli University ，Jilin 132012，Jilin ，China ；2Institute of Engineering Thermal Physics ，Chinese Academy of Sciences ，Beijing100190，China ）Abstract ：In this paper ，Aspen Plus was used to simulate Fushun type retort for oil shale processing using a user-defined model with gasification kinetics of Fortran subroutines to replace Gibbs reactor ．The accuracy of results was verified by comparing document of the experimental data and simulation of the data ，which indicated that the results were in good agreement ．Meanwhile ，the effects of the air volume as well as saturation of feeding air on the gas component ，the calorific value of the gas ，the gasification efficiency and the thermal efficiency were systematically studied ．The results showed that the increase of gasification temperature could decrease H 2 and CH 4 fractions and promote the generation of CO. Furthermore, the high temperature gasification would lead to a decrease of heating value. The increase ofthe air volume could raise the gasification efficiency and the thermal efficiency （ηw ）as well as the thermal efficiency （ηd ）. Because the excess air may cause oil firing ，it was suggested that the air volume was bestin the range of 7.38×104—8.61×104m 3/h. The gasification temperature declined linearly when the saturation of feeding air increased. When the saturation of feeding air maintained 90℃，the thermal efficiency （ηw ）reached the maximum value of 37.08%．But considering the reasonable operation in the actual process ，the saturation of air of 80℃ was recommended ．Key words ：oil shale ；Fushun type retort process ；Aspen Plus ；simulation油页岩综合利用技术方面的研究工作。
世界油页岩干馏技术
产品: 页岩油 (铝甑干馏收率90%)，高热值干馏气
小颗粒页岩干馏炉
Galoter 干馏炉
Galoter 干馏炉
Galoter 干馏炉是由ENIN 最初开发，彼得 格勒设计院设计，属于水平圆柱旋转式固
体热载体干馏炉。
目前有两套干馏炉在Estonian Narva
Power Plant 被建成投产。
已经成功运行的两套干馏炉: 直径5.5m，日加工油页岩1600t 直径11m，日加工油页岩6000t
油页岩入炉粒径为 8-50mm。
巴西Petrosix 干馏炉
上段是油页岩的干燥和干馏 下段是进入冷循环干馏气对页岩半焦进行冷却，
回收热量。
干馏所需热量由干馏炉中部进入，干馏气被管式 加热炉加热后为干馏过程供热。
俄罗斯页岩油工业
俄罗斯最早于1932年于苏斯兰(Syzran)利 用萨马拉(Samara)地区的油页岩干馏制取 页岩油; 后于1952年始在列宁格勒区的页岩 城 (Slantsy) 建 有 干 馏 炉 36 台 ( 单 炉 日 加 工 100t油页岩)，对该地区油页岩干馏制取页 岩油。 1981年开采加工500万吨油页岩, 1998年减 为200万吨。目前正兴建3000吨/天的炉子。
叶窗式）。
下段是由干馏炉底部的循环干馏气对页岩 半焦进行冷却，回收半焦的显热。
爱沙尼亚Kiviter 干馏炉
该干馏炉已经被成功应用20多年 Kiviter 干馏炉是一种垂直圆柱形干馏 炉
日加工油页岩为300吨和1000吨两种。 页岩粒度 (25-125mm)（页岩易碎）
爱沙尼亚Kiviter 干馏炉
油页岩干燥动力学读书报告
（5）温度及特征尺度对污泥表观干燥动力学的影响 研究 王伟云, 李爱民；
（6）干燥动力学研究综述 王宝和；
Chemical Engineering 2011 Spring
参考文献
（7）我国油页岩的主要性质及利用 肇永辉； （8）脱水污泥薄层干燥特性及动力学模型分析 姜瑞勋, 李爱民,王伟云；
（9）茂名颗粒油页岩的干燥与崩碎 王剑秋，李术元，王 贤清，钱家麟，朱亚杰
Chemical Engineering
2011 Spring
油页岩干燥设备 气流干燥的优点
（l）干燥强度大； （2）干燥时间短； （3）热效率高，生产能力大； （4）设备简单； （5）应用范围广；
气流干燥的缺点
（1）系统阻力大，消耗动力 大；（2）气流干燥器的附属 设备较大，操作气速高； （3）对除尘系统要求高；
Chemical Engineering
2011 Spring
Why do the research
油页岩是一种多孔物质，含有较高的水分
（2）爱沙尼亚使用的Kiviter和Galoter干馏炉 （3）中国使用的Fushun干馏炉
Chemical Engineering
2011 Spring
油页岩利用新型技术
（1）壳牌原位转化(ICP)工艺 壳牌技术不涉及地表采矿,而是向地下插入一个加 热器将油页岩中的干酪根转化为高品质的燃料。较 之以前的油页岩处理技术,壳牌的ICP处理技术可以 在更小的地表面上生成更多的原油与天然气。 （2）埃克森美孚电压裂工艺 通过水力压裂油页岩及向裂缝中注入一种导电材料,形成 一种加热部分,这样将原位油页岩转换为加热原位油页岩 将页岩油加热到分解温度,生成可以用传统采油技术采出 的原油和天然气。
油页岩
油页岩报告王** 周* 纪** 刘*摘要：重点学习了油页岩的形成成因、性质、开发利用、发展前景等几个方面。
经过几次讨论，共同完成了此报告，以下详细介绍我们看论文后认为最基础最重要的部分。
一、油页岩形成成因油页岩就是一种高灰分的含有一定量可燃有机质的沉积岩。
它和煤的主要区别是灰分超过40%，与碳质页岩的主要区别是含油率大于3.5%。
油页岩经低温干馏可以得到页岩油，页岩油类似原油，可以制成汽油、柴油或作为燃料油。
油页岩一般为褐黑色或黄褐色，质地很细腻，有时候就像纸片一样，用手一掰，可以略微弯曲，具油脂光泽，用硬东西敲一敲，发出像敲击木头时的声音。
用火去点这种石头，先是发出“噼、啪”的爆裂声，随后冒出一些黑黑的烟来，闻着有浓烈的烧沥青似的刺鼻味道（其实和烧沥青的原理一样），不一会儿就会燃烧起来，而且还会产生一些发白的灰质，就像烟灰一样。
油页岩油母页岩油页岩主要包括油母、水分和矿物质。
①油母。
含量约10％～50％（干基），是复杂的高分子有机化合物，富含脂肪烃结构，而较少芳烃结构。
油母的元素组成主要为碳、氢，以及少量的氧、氮、硫；其氢碳原子比为1.25～1.75。
油母含量高，氢碳原子比大，则油页岩产油率高。
②水分。
为4％～25％不等,与矿物质颗粒间的微孔结构有关。
茂名油页岩的水分含量较高，热加工过程中消耗较多的热量，且在干燥时易崩碎。
③矿物质。
主要有石英、高岭土、粘土、云母、碳酸盐岩以及硫铁矿等。
含量通常高于有机质。
油页岩主要在湖泊和海洋中形成，关键在于有大量的有机质来源和良好的保存条件。
油页岩中所含的有机质大部分来自藻类、植物的孢子或花粉。
除了藻类及其他植物残体之外，油页岩中还常会有丰富的鱼类残骸。
油页岩代表着古时候这片水域曾经出现过营养过剩期间，即曾发生大量死亡的阶段。
中国油页岩以陆相沉积为主，从有机成因角度，中国陆相油页岩可以分为腐泥型油页岩、腐殖腐泥型油页岩和腐泥腐殖型油页岩；从油页岩的沉积环境成因角度，可以划分为拗陷湖成油页岩、断陷湖成油页岩和断陷湖泊一沼泽油页岩；从油页岩形成的水体性质角度，可以划分为淡水油页岩和半成水油页岩。
油页岩的干燥性能研究
， D0 为 指 前 因 子 ， 表 达 式 为
表观活化能 Ea 随着油页岩颗粒粒径的不同而不同， 变化 D0 5.441d 2 31.32d 61.42 ； 范围约为 16 ～ 19kJ/mol ；油页岩干燥方程为 M R exp[ (kt)1.5947] ，干燥速率方程为
油页岩的干燥性能研究
Study on drying characteristic of oil shale
油页岩的干燥性能研究
摘
要
近年来，随着世界能源的日趋紧张，寻求一种储量巨大、分布集中、开发技术日趋 进步的非常规石油资源已成为21世纪一项意义深远的能源战略计划。 油页岩作为一种潜 力巨大的化石能源， 越来越受到人们的重视。 目前， 油页岩的利用工艺主要是干馏工艺， 而由于油页岩为多孔性物质，内部含有大量水分，一般在30%左右。对其进行干燥，一 方面节约了运输成本，减少了干馏过程中能耗；另一方面提高了干馏产品的质量，减少 了设备投资成本。因此在进行干馏之前，对油页岩进行干燥异常重要。 目前，国内外开展了对油页岩干燥的研究工作。本文在前人的基础上，采用恒温介 质干燥器，在低温干燥介质条件下对柳树河油页岩颗粒进行干燥特性的实验研究。采用 薄层干燥模型对油页岩干燥过程进行数学模拟，建立适用于油页岩的干燥方程，分析干 燥常数的影响因素，为有效开发利用油页岩提供一定的理论依据。 实验结果表明：油页岩的干燥过程分为三个阶段，主要发生在降速干燥阶段，属于 内部扩散控制过程。干燥介质温度越高，油页岩颗粒直径越小，物料临界含水量越小， 干燥速率越大，所需干燥时间越短；薄层干燥模型中的 Page 模型和其修正模型具有很 高的相关系数和很低的残差平方和； 使用修正 Page 模型Ⅰ M R exp[ (kt) n ] 可很好的模 拟油页岩的恒温干燥过程，模拟结果与实验值之间的相对误差值均很小，在 3%左右；油 页岩内部扩散系数表达式为
油页岩干燥动力学实验研究
选取粒径分别为 2mm、4mm、6mm 油页岩颗粒(初始含水量见表 1,2,3), 分别在干燥介 质温度为 353K、393K、423K、473K 的条件下，放入干燥动力学实验装置中进行恒温干燥， 以一定的时间间隔读取样品质量，直到样品恒定为止。记录不同实验条件下，油页岩质量随 干燥时间的变化数据，利用油页岩干燥动力学数据绘制干燥曲线及干燥速率曲线。
1 引言
进入 21 世纪，由于世界各国对能源需求的不断增大及全球能源的日趋紧张，寻求新型 能源已成为各国能源开发研究的主要课题。 油页岩作为一种石油的补充和可替代能源， 以其 巨大的储量及丰富的综合利用价值，引起了全世界的广泛关注
[1,2]
。因此寻求油页岩的有效
开发与经济利用的途径，对于缓解能源供需矛盾，推动社会的发展，具有重大的现实意义。 目前，油页岩的干馏技术有爱沙尼亚的 Galoter 干馏技术、Kiviter 干馏技术，中国的 Fushun 式干馏技术以及巴西的 Petro-Six 燃气干馏技术
2
图2
2mm 不同温度下的干燥曲线
图3
2mm 不同温度下干燥速率曲线
图4
4mm 不同温度下的干燥曲线
图 5 4mm 不同温度下的干燥速率曲线
图 6 6mm 不同温度下的干燥曲线
图 7 8
150℃下不同粒径干燥曲线
图9
150℃下不同粒径干燥速率曲线
由图 2～9 可见，油页岩的干燥过程也可分为三个阶段，即预热阶段、恒速干燥阶段和 降速干燥阶段，但油页岩的恒速干燥阶段不明显，主要干燥过程发生在降速干燥阶段。当干 燥介质温度与油页岩颗粒直径一定时， 随着干燥时间的延长， 物料内部的水分逐渐趋于平衡。 对于相同粒径的油页岩颗粒， 随着干燥介质温度的增加， 干燥曲线斜率越大， 干燥时间越短； 当湿分比相同时， 干燥温度越高， 干燥速率越大。 在相同操作温度条件下， 油页岩粒径越小， 表面积越大，水分蒸发越快，干燥速率越大，干燥时间越短。
油页岩干燥性能综合概述
研究内容
实验设计
参数确定 误差分析
数据分析 模型选择
Chemical Engineering
实验仪器
原料/仪器 型号 生产厂家
油页岩 电热恒温干 燥箱 精密分析天 平 分子筛
热电偶
大庆柳树河盆地 上海锦屏仪器仪表有限公司通州 202-2型 分公司生产 丹纳赫西特传感工业控制（天津） BL-410S 有限公司 2/4/6mm 上虞杜浦文秀仪器厂
a=-0.045, b=4.593E-4 0.970
Chemical Engineering
模型选择
方程类型名称
4mm 150℃下不同薄层干燥模型的模拟结果
模型参数
R2
0.967
0.964 0.943 0.999 0.999 0.999
RSSave
0.003
0.004 0.006 2.428E-5 2.428E-5 1.545E-5
2mm 150℃下不同薄层干燥模型的模拟结果
模型参数
R2
0.941 0.934 0.913 0.999 0.999 0.999 0.943
RSSave
0.007 0.008 0.011 1.399E-5 1.399E-5 1.433E-5 7.860 0.003
a=1.180, k=0.075 a1=0.589, a2=0.589 k1=0.074, k2=0.074 k=0.064 k=0.005, n=1.909 k=0.061, n=1.908 a=1.001, k=0.004, n=1.902 a=-14.482, b=-1.380
d=2mm d=6mm d=8mm
-dM R /dt (min)
-1
0.03 0.02 0.01 0.00 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
柳树河油页岩微波干燥特性及干燥模型
第 ６ ５卷 第 ２期 ２ ０ １ ４年 ２月
化
工 学
报
Ｖ＿ ０ １ ． ６ ５ Ｎｏ ． ２ Ｆ ｅ ｂ ｒ ｕ ａ ｒ ｙ
ＣＩ ＥＳ Ｃ Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ
一 研一 ＿
一 究一 一 论一 一 文一
箍 ８
柳树河 油页岩微波干燥特性及干燥模型
Ｂ ＡＩ Ｊ ｉ ｎ ｇ ｒ ｕ ， Ｌ Ｉ Ｘ ｉ ａ ｏ ｈ ａ ｎ ｇ ， Ｊ Ｉ Ａ Ｃｈ ｕ ｎ ｘ ｉ ａ ， Ｚ ＨＡ ＮＧ Ｌ ｉ ａ ｎ ｇ ， ＷＡ ＮＧ Ｑ ｉ ｎ ｇ
（ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ｅ ｏ ｆＯ ｉ ｌ Ｓ ｈ ａ ｌ ｅ Ｃ ｏ ｍ ｐ ｒ ｅ ｈ ｅ ｎ ｓ ｉ ｖ ｅ Ｕ ｔ ｉ ｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ｍｉ ｎ ￣ ｔ ｒ ｙ ｏ ｆＥ ｄ ｕ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ｎ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ａ ｓ ｔ Ｄｉ ａ ｎ ｌ ｉ
柳树河油页岩异步旋转干燥技术
柳树河油页岩异步旋转干燥技术杨宁;周云龙;齐天宇;朱孝宇【摘要】为充分挖掘流化床的最大干燥效力进而对油页岩流化干燥过程进行强化,将常规布风板改造为异步旋转布风装置,调节内嵌式中心转盘布风装置与外套式行星转环布风装置的转速,实现不同的布风工况.实验研究了不同干燥工况对柳树河油页岩干燥特性的影响,并选取9种常用干燥模型对实验数据进行干燥动力学分析.结果表明:适当地降低中心转盘布风装置的转速,增加外套式行星转环布风装置的转速,可以改善物料在流化床内的分布状态,降低干燥所需的时间;物料的流化干燥过程主要分为升速干燥、恒速干燥和降速干燥3个阶段,合理的调整布风板转速会促使物料由升速干燥阶段直接进入降速干燥阶段;Two-term干燥模型对异步旋转工况下物料的干燥实验数据进行拟合的效果最好,但由于物料空隙内部吸附的气体会随水分一同扩散,且每次实验结束后物料仍残留少量结合水,导致模拟结果大于实验结果.%A novel asynchronous rotating air distributor was designed to replace the conventional distributor in this study to optimize the drying ability of fluidized bed and strengthen the drying performance of oil shale particles.The rotating speed of the asynchronous rotating air distributor with embedded center disk and encircled disk was regulated to achieve the various air supply conditions.The impacts of different drying conditions on the drying characteristics of Liushuhe oil shale particles were studied with the help of Electrical Capacitance Tomography (ERT).The dynamics of experimental data was analyzed with 9 common drying models.The results indicate that decrease of embedded center disk and increase of the encircled disk air distributor rotating speed can improve particlesdistribution in the fluidized bed,and reduce the drying time.The drying process of oil shale particles consists of three periods,i.e.raising drying rate period,constant drying rate period and falling drying rate period.The method that regulating air distributor rotating speed reasonably leads to accelerate the particles from raising drying rate period to the falling drying rate period directly.The two-term model fits the oil shale particles drying simulation within 9 drying models at different air supply conditions.Yet the air absorbed in the particles pores is diffused together with moisture evaporation,and a small amount of bound moisture remains after each experiment;consequently,the results of drying simulation are less than the experimental values.【期刊名称】《石油学报（石油加工）》【年(卷),期】2017(033)003【总页数】10页(P497-506)【关键词】流化床;异步旋转;油页岩;干燥技术【作者】杨宁;周云龙;齐天宇;朱孝宇【作者单位】东北电力大学能源与动力工程学院,吉林吉林 132012;东北电力大学能源与动力工程学院,吉林吉林 132012;清华大学核能与新能源技术研究院,北京100084;东北电力大学能源与动力工程学院,吉林吉林 132012【正文语种】中文【中图分类】TK121油页岩作为一种能源资源，既可以低温干馏炼油，又可以燃烧发电，由于其特殊的组成和结构决定了它在能源、矿产、化工、环保方面具有广阔的潜在用途[1-5]。
基于惯性原理的流态化气固分离方法探讨
基于惯性原理的流态化气固分离方法探讨王伟;叶雪平【摘要】在固体粉末流态化领域,需要对气体中的固体颗粒进行分离回收.当前环保对排放颗粒物的要求越来越严,需要对传统分离方法进行升级.分析比较了几种常规分离方式的特点及瓶颈,提出了一种改进的基于惯性原理的气固分离方法,并应用这一原理设计了一种简易设备模型.依托该模型通过理论推导,得出了该型式分离器结构设计的一个通用依据,据此设计的分离器理论上可以分离所有粒径的颗粒,并且没有已分离颗粒再带起问题,具有解决目前细颗粒物分离难的潜力.提供了一个理论模型,为今后实用设备的设计提供了一个新的思路和可靠的依据.【期刊名称】《炼油技术与工程》【年(卷),期】2016(046)005【总页数】4页(P19-22)【关键词】流态化;催化裂化;气固分离;过滤;沉降;旋风分离器;惯性分离【作者】王伟;叶雪平【作者单位】中石化洛阳工程有限公司,河南省洛阳市471003;中石化洛阳工程有限公司,河南省洛阳市471003【正文语种】中文在固体粉末流态化领域，气体与固体粉末的分离是一个重要课题。
典型的如流化催化裂化装置，反应和再生都采用流化床，因此反应油气和再生烟气中都挟带有大量催化剂颗粒，需要对这些催化剂颗粒进行捕集回收。
反应油气催化剂回收效果不好，会导致油浆固含量高，加剧油浆泵以及设备阀门管线等的磨损，且容易引起换热器堵塞等问题。
再生烟气催化剂回收不好则会加剧烟机结垢和叶片磨损，严重时酿成事故;后续的余热锅炉结垢也会影响取热;没有烟气脱硫装置则会导致烟气排放温度和颗粒物浓度不达标，设有烟气脱硫装置则会增大烟气脱硫单元的消耗和水处理的负担。
在当今环保要求越来越严的大环境下，寻找一种低成本的分离方法来满足环保要求以提高经济效益显得非常有必要。
1.1 过滤过滤是流体通过具有细微孔道的过滤介质流到另一侧，流体中的颗粒物因体积大于孔道而被截留下来的过程。
过滤适用范围广，过滤精度可以达到很高，是目前分离气体非均相混合物的常用方法，在催化裂化装置中也有许多应用，比如催化剂罐顶除尘器、代替烟气四旋等。
含油污泥薄层干燥特性及动力学模型分析_王静静
含油污泥薄层干燥特性及动力学模型分析 ＊
王 静静１ 王 万福１ 于 显 水２ 刘 鹏１ 岳 勇１
（ 中国石油安全环保技术研究院 ； 中国石油辽河油田公司锦州采油厂 ） １． ２．
引 入 薄 层 干 燥 模型对 含 油 污 泥 干 燥 过 程 进行模 拟 ， 摘 要 采用 薄 层 干 燥 方式进行 含 油 污 泥 热 干 燥 的 研究 ， 结果表 明 ， 得到 ８ Ｍ ｉ ｄ ｉ ｌ ｌ ｉ模型 比 其 他 模型 更 适 合 含 油 污 泥 的 薄 层 干 燥 分析 。 应用 Ｆ ｉ ｃ ｋ 扩散 模型 ， ０～１ ４ ０ ℃ 条件 下 －１ ０ －１ ０ ２ ， 含油污泥干燥的 有 效 扩 散 系 数 变 化 范 围 为 １ 其 值 随 着 温 度 升 高 而 增 大。 根 据 ． ０ ８×１ ０ ． ２ ２×１ ０ ｍ／ ｓ ～４ ／ 。 得到含 油 污 泥 干 燥 时 水 分 扩散 的 活 化 能 为 ２ Ａ ｒ ｒ ｈ ｅ ｎ ｉ ｕ ｓ经验公式建 立 温 度 与 扩散 系 数 的 关 系 ， ７ ． ２ ６ｋ Ｊ ｍ ｏ ｌ 关键词 含 油 污 泥 ；薄 层 干 燥 ；动 力 学 模型 ；有效 扩散 系 数 ；活 化 能
油 泥 厚 度 越 薄， 干燥速率的最大 由图 ３ 可看 出 ， 值越大 ， 油泥厚度为 １． 时干燥速 率最大值约为 ０ｍｍ
－３ －３ －１ －１ 而２． 前 １． ５×１ ０ ｓ ， ６ｍｍ 时约为０． ２ ５×１ ０ ｓ ， 者是后者的 ６ 倍 ； 并 且 油 泥 厚 度 越 薄， 干燥速率峰值
出现的时间也 越 早 。 这 说 明 含 油 污 泥 作 为 一 种 多 孔 介质 ， 料层越薄 ， 水分就越容易从油泥的内部迁移出 来， 干燥速度也 就 越 快 ， 干 燥 所 需 时 间 就 越 短。 因 此， 对含油污泥进行干燥处理时 ， 应尽量减小物料 层 的 厚 度， 从而提高干燥速度 ， 减少干燥时间 。 ２ ． ２ ． ２ 不同温度下含油污泥的干燥特性 １ ． ６ｍｍ 厚的含油污泥在不同温度下的湿分比 随 。 从图 ４ 可看出 ， 时间的关系见图 ４ 温度越高 ， 干 燥达 到相同 湿 分 比 所 需 的 时 间 越 短 。 温 度 由 ８ ０ ℃提高到 ， 干燥时间由 １ 大 大节 １ ４ ０ ℃时， ０ ０ ０ ０ｓ缩短至 ４ ０ ０ ０ｓ 。 省了干燥时间
气固反应动力学
气固反应动力学
气固反应动力学是研究气体与固体之间的化学反应速率和反应机理的学科。
在气固反应中，气体分子与固体表面上的活性位点发生反应，产生新的化学物质。
气固反应动力学的研究可以帮助我们了解反应速率与反应条件之间的关系，以及反应机理的细节。
气固反应动力学的研究方法包括实验和理论模拟。
实验可以通过测量反应速率和反应物浓度的变化来研究反应动力学。
理论模拟则可以使用计算化学方法，如密度泛函理论和分子动力学模拟，来模拟反应机理和反应速率。
气固反应动力学在许多领域都有应用，如催化剂设计、环境保护和材料科学等。
例如，在催化剂设计中，研究气固反应动力学可以帮助我们设计更高效的催化剂，提高化学反应的产率和选择性。
在环境保护中，研究气固反应动力学可以帮助我们了解大气污染物的生成和转化机理，从而制定更有效的减排措施。
在材料科学中，研究气固反应动力学可以帮助我们合成新型材料，并控制其结构和性能。
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（ ．大连理工大学 化工学院 ，辽宁 大连 １ １６ １ ；２ １０ ２ ．大庆油 田有限责任公 司，黑龙江 大庆 １３０ ） ６ ００
摘要 ： 了考察气 固流化床干燥器能否使油页岩含水质量分数 达到要求 ， 为 以柳树河油 页岩颗粒为原料 ， 研究进 口气 体温度和颗粒直径对油页岩干燥性能 的影响 ， 采用薄层干燥模型 ， 对油 页岩干燥实验数据进行模拟 ， 确定油页岩干 燥方程和干燥速率方程 ， 建立油页岩干燥速率特征常数 和有效扩散系数之 间的关联式 。研究 结果表 明： 薄层干燥 模型 中修正 Ｐｇ 模 型 Ｉ ａｅ 适合描述油页岩的干燥过程 ； 油页岩在流化床 内干燥过 程主要发生在降速干燥 阶段 ， 口 进 气体温度越高 ， 油页岩颗粒直径越小 ， 所需干燥时间越短 ， 口气体温度 为 ３０℃时 ， ２ ４ｍ 进 ５ 使 ． ｍ油页岩含水质量分 数低 于 ５ ， ％ 所需干燥时问为 ２ ５ｍｎ ． ｉ。 关键词 ： 油页岩 ； 气固流化床 ； 干燥动力学 ； 干燥速率特征常数 ； 分形理论
ＦＡＮ ｎ－ ｉ ，Ｗ ＡＮＧ ｏ ｈ ‘ ＹＵ ｉ ｕ ｎ ，ＸＵ ｈ ｏ ｈ ｉ ，ＱＩＹｏ ｇｑｎ Ｘｉ ｘ ｎ Ｂａ － ｅ Ｃａ－ ａ ｙ Ｚ ａ — ｕ ｎ － ｉｇ ，ＣＨＥＮ ｎ －ｅ ｇ Ｄｅ ｇ ｆｎ
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（ ．Ｓｈｏ ｏ ｈ ｍｃｌ ｎｉｅｒ ｇ Ｄ ｉ ｎｖｒ ｔ ｏ ｅｈ ｏ ｇ ， ａ ａ １０ ２ Ｌａｎｎ ｒｖ ｃ ， ｈｎ ； １ ｃｏｌ ｆ ｅ ｉａ Ｅ ｇ ｅｉ ， ａ ａ Ｕ ｉ ｓｙ ｆ ｃｎ ｌ ｙ Ｄ ｉ １６ １ ， ｉ ｉ Ｐｏｉ ｅ Ｃ ｉａ Ｃ ｎ ｎ ｌ ｎ ｅ ｉ Ｔ ｏ ｌ ｎ ｏ ｇ ｎ
２ ａｉｇＯｌ ｉ ｄＣ ｍ ａ ｙＬｄ ，Ｄ ｑ ｇ１３ ０ Ｈ ｉ ｎ ｊ ｎ ｒｖ ｃ ， ｈｎ ） ．Ｄ ｑｎ ｉＦｅ ｏ ｐ ｎ ｔ． ａ ｉ ６ ０ ０， ｅ ｏ ｇ ａｇＰｏｉ ｅ Ｃ ｉａ ｌ ｎ ｌ ｉ ｎ
Ａｂｓｒ ｃ ： ｕ ｈ ｖ ｒｏｌｓ ａｅ ｄ ｙ ｎ ｘ ｅ ｍｅ ｔ ｒ ａｒｅ ｕ ｎ ｔ ｅ ｇ ｓ ｓ ｌｄ ｆｕｄｉｅ ｅ ｒ ｅ ｏ ｍｅ ｔｔ ｅ ｔ ａ ｔ Ｌｉｓ ｕ ｒ ｅ ｉ ｈ ｌ ｒ ｉ ｇ ｅ ｐ ｒ ｎ ｓｗｅ ｅ ｃ ｒｉｄ ｏ ｔｉ ｈ ａ — ｏｉ ｉ ｚ ｄ ｂ ｄ ｄ ｙ ｒｔ ｅ ｈ ｉ ｉ ｌ
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中图 分 类 号 ：Ｑ ０８ Ｔ ２ 文 献标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ５９ ５ （００ １－２００ １０ ．ｆ ｏ ｌｓ ａ ｅ ｂ ｓ ｄ ｏ ａ —ｏ ｉ ｕ ｄ ｚ ｔ ｎ ｐ ｉ ｃｐ ｅ ｙ ｎ ｉ ｅ ｉｓ ｏ ｉ ｈ ｌ ａ ｅ ｎ ｇ ｓ ｓ ｌ ｆ ｉ ｉａ ｉ ｒ ｎ ｉ ｌｓ ｄｌ ｏ
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第３ ８卷 第 １ Ｏ期
２１ ０ ０年 １ ０月
化
学
工
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Ｖ０ ． ． ０ １３８ Ｎｏ １
Ｃ Ｅ Ｉ Ａ Ｎ ｌ Ｅ Ｒ Ｎ Ｃ Ｉ Ａ） Ｈ Ｍ Ｃ Ｌ Ｅ Ｇ Ｎ Ｅ Ｉ Ｇ（ Ｈ Ｎ
０ｃ． ２ ０ ｔ ０１
基 于 气 固流 态 化 原 理 的油 页 岩 干燥 动 力 学