回转干馏炉油页岩颗粒停留时间分布
第３８卷第１期 ２０１１年１月 华北电力大学学报
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｏｒｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｖｏ１．３８．Ｎｏ．１ Ｊａｎ．，２０１１
回转干馏炉油页岩颗粒停留时间分布
李少华 ，张立栋 ，余侃胜 ，张轩 ，王 擎
（１．东北电力大学能源与动力工程学院，吉林吉林１３２０１２；２．华北电力大学能源动力与机械工程学院，北京１０２２０６）
摘要：搭建回转干馏炉冷态实验装置，通过实验研究了回转干馏炉５种转速ｎ＝１７、１３．３、１０、６．８、３．４ ｒ・ｍｉｎ
及３种倾角ａ＝２．１６。、３．２４。、４．３３。，在不同出料口直 干馏炉内径Ｄｃ／Ｄ＝ｎ４、０．５６时，对油页岩颗粒停留时
间分布的影响。结果表明：油页岩颗粒在回转式干馏炉内的停留时间随转速、倾角及Ｄｃ／Ｄ的增加而缩短；当转速
达３，１３．４ ｒ・ｍｉｎ～、倾角达到２．１６。时，平均停留时间及平均停留时间方差均有激增情况出现。
关键词：油页岩颗粒；回转干馏炉；平均停留时间；方差
中图分类号：ＴＦ６２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００７—２６９１（２０１１）０ｌ一００９８—０５
Ｒｅｓｉｄｅｎｃｅ ｔｉｍｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｏｉｌ ｓｈａｌｅ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｉｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ
ｒｏｔａｒｙ ｒｅｔｏｒｔ
ＬＩ Ｓｈａｏ—ｈｕａ ，ＺＨＡＮＧ Ｌｉ—ｄｏｎｇ ，ＹＵ Ｋａｎ—ｓｈｅｎｇ ，ＺＨＡＮＧ Ｘｕａｎ ，ＷＡＮＧ Ｑｉｎｇ
（１．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｆｏｒ Ｅｎｅｒ￣ａｎｄ Ｐｏｗｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ｄｉａｎｌｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉｌｉｎ １３２０１２，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｎｅｒｇｙ Ｐｏｗｅｒ ａｎｄ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎｏａｈ Ｃｈｉｎａ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０２２０６，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｓｅｖｅｒｓｌ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｎ ｔｈｅ ｍｅａｎ ｒｅｓｉｄｅｎｃｅ ｔｉｍｅ ｏｆ ｏｉｌ ｓｈａｌｅ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｗｅｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａ—
ｔｅｄ ｕｓｉｎｇ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｏｔａｒｙ ｒｅｔｏｒｔ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｒｏｔａｔｉｏｎ ｓｐｅｅｄｓ（ｎ＝１７、１３．３、１０、６．８、３．４ ｒ・ｍｉｎ ），
ｄｉｆｉｅｒｅｎｔ ａｎｇｌｅｓ ｏｆ ｉｎｃｌｉｎａｔｉｏｎ（Ｏ／＝２．１６。、３．２４。、４．３３。），ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｒａｔｉｏｓ ｏｆ ｏｕｔｌｅｔ ｄｉａｍｅｔｅｒ／ｒｅｔｏｒｔ ｉｎｎｅｒ ｄｉａｍｅｔｅｒ
（Ｄｃ／Ｄ＝０．５６、０．４）．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍｅａｎ ｒｅｓｉｄｅｎｃｅ ｔｉｍｅ ｏｆ ｏｉｌ ｓｈａｌｅ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｒｏｔａｔｉｏｎ ｓｐｅｅｄ，ａｎｇｌｅ ｏｆ ｉｎｃｌｉｎａｔｉｏｎ，ａｎｄ ｏｕｔｌｅｔ ｄｉａｍｅｔｅｒ／ｒｅｔｏｒｔｉｎｇ ｉｎｎｅｒ ｄｉａｍｅｔｅｒ．Ａｔ ｔｈｅ ｒｏｔａｔｉｏｎ ｓｐｅｅｄ ｏｆ ３．４ ｒ‘
ｍｉｎ～，ｉｎｃｌｉｎａｔｉｏｎ ａｎｇｌｅ ｏｆ ２．１６。，ｔｈｅｒｅ ｉｓ ｓｈａｒｐ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍｅａｎ ｒｅｓｉｄｅｎｃｅ ｔｉｍｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｖａｒｉａｎｃｅ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｏｉｌ ｓｈａｌｅ ｐａｒｔｉｃｌｅ；ｒｏｔａｒｙ ｒｅｔｏｒｔ；ｍｅａｎ ｒｅｓｉｄｅｎｃｅ ｔｉｍｅ；ｖａｒｉａｎｃｅ
０ 引 言
油页岩一般是指富含有机质的沉积岩，干馏
可生产页岩油，油页岩目前是石油等较为理想的
补充能源。常采用低温干馏技术，将油页岩在干
馏炉内隔绝空气加热到４５０～６００ ｏＣ热解制取页岩
油和燃料气，干馏的方法可采用固体或气体热载
体…。本文以固体热载体干馏油页岩工艺为基
础 ，在回转式固体热载体干馏炉内增设翻料板，
既增加固体热载体与油页岩颗粒的混合度，又能
有效利用固体热载体的热量，本实验采用六叶式
廊式布置翻料板。油页岩在回转式干馏炉中的停
收稿日期：２０１０—０９—２６． 基金项目：吉林省重大科技发羼计划资助项目（２００９６０３４） 留时问是干馏工艺关键参数之一，它直接关系到
干馏气的产量及干馏炉操作与结构参数的优化。
停留时间过短，油页岩在干馏炉内未充分干馏，
导致产油率低；停留时间过长，在给料量一定的
情况下，将浪费大量固体热载体的热量。因此，
油页岩在回转式干馏炉内的停留时间要控制适当，
才能得到较高的产油率及避免大量热量损失。
许多学者曾对回转窑内物料停留时间进行了
研究，并总结出了物料停留时间与各因素之间的
关系式，王春华等 将Ｌｉ Ｓ—Ｑ 推导的停留时间
计算公式简化为
： ． ．堂 （１） ’ 。 ¨
式中： 为回转窑长度，ｍｍ；Ｄ为回转窑内径，ｍｍ；０
为物料安息角，（。）；／７，为回转窑转速，ｒ・ｍｉｎ～；
为回转窑倾角，（。）； 为回转干馏炉倾角，（。）。
第１期 李少华，等：回转干馏炉油页岩颗粒停留时间分布
认为简化后停留时间与长径比（Ｌ／Ｄ），物料
安息角的正弦ｓｉｎＯ成正比，而与转速ｎ，倾角正
切ｔａｎ 成反比。Ｌｉｕ Ｘｉａｏｙａｎ等 对回转窑出口增
设挡料板做了研究，认为物料停留时间随着转速
ｎ加快，出口挡料板高度及干馏炉倾角增大而缩
短，其中出口挡料板高度影响较大。但物料对内
置翻料板情况下回转炉停留时间的实验研究还鲜
有报道，因此，通过建立冷态实验装置来研究油
页岩颗粒在回转干馏炉内停留时间影响因素，并
对典型工况下的停留时间进行分析，将具有重要
的理论和现实意义。
１ 实验装置及实验方法
１．１ 实验装置
实验装置如图１所示，回转式干馏炉炉长 ：
６００ ｒａｉｎ、内径Ｄ：１２５ Ｉｎｌｎ；内构件直角翻料板尺寸：
直板段ｚ：：２８ ＩｎｌＴｌ，弯板段ｚ ８ ｍｉｌｌ；回转干馏炉能
在０～２０ ｒ・ｍｉｎ 实现无级变速，选取五种转速３．４、
６．８、１０、１３．３、１７ ｒ・ｍｉｎ～，及三种倾斜角２．１６。、
３．２４。、４．３３。进行研究；回转式干馏炉出口挡料板出
料口直径 （１ｎｌＴ１）为５０ ｍｒｆｌ、７０ ｍｌｎ，则Ｄｃ／Ｄ分别
为０．４、ｏ＿５６。实验物料粒径分布为０—１２ ｍｍ油页岩
颗粒群（物料堆积角为４３。）。
１．螺旋给料机电机；２．给料斗；３．螺旋给料机；４．回转干 馏炉；５．挡圈；６．定位轮；７．拖轮８．出口挡板；９．摄像 机；１０．支架；ｌ１．倾角调节；１２．传动电机；１３．传动皮 带；１４．电机支架；１５．给料机支架
图１ 回转式干馏炉冷态实验装置及抄板结构示意图 Ｆｉｇ．１ Ｄｉａｇｒａｍｍａｔｉｃ ｓｋｅｔｃｈ ｏｆ ｒｏｔａｒｙ ｒｅｔｏｒｔ ａｎｄ
ｓｔｒａｉｇｈｔ ｌｉｆｔｉｎｇ ｆｌｉｇｈｔ １．２实验方法
实验采用示踪粒子（对与实验物料相同颗粒
进行染色）的方法研究回转式干馏炉操作特性和
结构特性等因素对油页岩颗粒的停留时间影响规
律。实验开始，给定工况运行稳定时，将若干示
踪颗粒送入回转干馏炉，计算示踪粒子由进料口
至出料口流出时所需时间。油页岩颗粒群在回转
干馏炉内平均停留时间ＭＲＴ（ｍｅａｎ ｒｅｓｉｄｅｎｃｅ
ｔｉｍｅ）用式（２）计算：
１ ｍ ＭＲＴ＝＝１∑丁 （２） 玑 ：１ 式中： 为不同工况下第ｋ个示踪粒子停留时间，
ｍｉｎ；ｍ为示踪粒子个数。采用油页岩颗粒在回转
干馏炉内停留时间的方差 。表示示踪粒子偏离
ＭＲＴ的程度。
２＝ １ ｍ（Ｔｋ－－ＭＲ （３）
表１实验－Ｉ－况表
Ｔａｂ．１ Ｂｅｈａｖｉｏｕｒ ｏｆ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ
２结果与讨论
２．１ 转速对停留时间及方差的影响
２．１．１ 转速对油页岩颗粒停留时间的影响
油页岩颗粒在回转式干馏炉内运动是其不断
地被抄起与泻落的反复过程，直到从出料口流
出 。因此对不同结构参数的回转式干馏炉来说，
转速的提高将使停留时间缩短，如图２所示。从图
２（ａ）及图２（ｂ）中可以看出，对于Ｄｃ／Ｄ为０．４、
０．５６的干馏炉来说，油页岩颗粒平均停留时间均随
着转速的增加而明显减少，而且总体趋势趋于平
缓，与反比例函数曲线相似，即ＭＲＴｏｃ １／ｎ。分析
原因为：当转速增加时，油页岩颗粒被翻料板从抄
起到泻落的周期缩短，即走过单位轴向长度所用时
间缩短，而干馏炉长度不变，进而使得ＭＲＴ减少。
１００ 华北电力大学学报
ｎ／ｒ．ｍｉｎ一１
（ｂ） ■一２．１６。●一３．２４。▲一４．３３。 图２转速对油页岩ＭＲＴ的影响
Ｆｉｇ．２ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ ｓｐｅｅｄ ｏｆ ｒｏｔａｒｙ ｏｎ ＭＲＴ ｏｆ ｏｉｌ ｓｈａｌｅ
２．１．２转速对停留时间的方差影响
计算出５种实验工况转速下油页岩停留时间
方差，如图３所示，可以发现，随着干馏炉转速
增加，停留时间的方差ｏｒ 同ＭＲＴ一样也会减少，
这说明油页岩颗粒随着转速增加，其停留时间分
布更趋于集中，观测ＭＲＴ值更具参考价值。在实
验过程中，也能明显观察到：干馏炉在倾角为
２．１６。、转速为３．４ ｒ・ｒａｉｎ 最低工况下，某个示
踪粒子随翻料板在回转干馏炉出口处做抄起与泻
落的反复运动，导致停留时间明显增加，停留时
间的方差与表１中其他工况相比差距较大。对于
挡料板出口直径Ｄｃ／Ｄ：０．４情况下，当转速大于
１０ ｒ・ｍｉｎ 时停留时间方差降低速度减缓，在图
３（ａ）３．４～１０ ｒ・ｍｉｎ一停留时间的方差的斜率降
低；而对于挡料板出口直径Ｄｃ／Ｄ＝０．５６情况下，
当转速高于６．８ ｒ・ｒａｉｎ 后停留时间方差降低速度
减缓，并与倾角为３．２４。和４．３３。的停留时间方差
值接近。 ３Ｏ
２５
２０
１５ 。 ｌＯ
５
Ｏ
２ ４ ６ ８ ｌＯ ｌ２ １４ １６ ｌ８ ｎ／ｒ．ｒａｉｎ。１
（ｂ） ■一２．１６。 ●一３．２４。 ▲一４．３３。 图３转速对油页岩停留时间方差的影响 Ｆｉｇ．３ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ ｓｐｅｅｄ ｏｆ ｒｏｔａｒｙ Ｏ１１ ｖａｒｉａｎｃｅ
ｏｆ ｒｅｓｉｄｅｎｃｅ ｔｉｍｅ ｏｆ ｏｉｌ ｓｈａｌｅ
２．２倾角对停留时间及方差影响
２．２．１ 倾角对油页岩颗粒停留时间的影响
干馏炉倾角对油页岩颗粒停留时间的影响如
图４所示。在同一转速下，随着干馏炉斜度增大，
油页岩颗粒在干馏炉内停留时间与转速对ＭＲＴ影
响相似，使ＭＲＴ逐渐减少。当斜度增加时，油页
岩颗粒沿干馏炉轴向上重力分力也增加，使得油
页岩颗粒沿轴向运动速度加大，进而ＭＲＴ减少。
从图４（ａ）及图４（ｂ）中还可以看出，出料口直
径Ｄｃ／Ｄ＝０．４、０．５６的干馏炉在倾角为２．１６。的
ＭＲＴ与５．２４。、４．５５。的不同转速所对应的ＭＲＴ间
间隔相差较大，可以说明转速的线性增加（△
３．４ ｒ・ｍｉｎ ）对应ＭＲＴ降幅是非线性的。对照
油页岩综合优化利用的新方法
２００７年第１１期 内蒙古石ｆ￣ｅＬ．ｒ－． １４５
油页岩综合优化利用的新方法
刘建昌，陈金霞，郗金玉 （内蒙古伊泰集团） 摘 要：将油页岩矿石破碎与筛分，其中颗粒较大的油页岩送入干馏炉制取页岩油和燃气，所生成 的油页岩半焦废弃物经破碎后与油页岩炼油过程中的废弃的小颗粒的油页岩细渣混合构成混合物料， 供给循环流化床锅炉燃烧，燃烧产生的热量转化为蒸气，一部分作为外供热源，一部分驱动汽轮机带动 发电机发电。混合物料经循环流化床锅炉燃烧后产生的灰渣，用来生成水泥、陶粒和建筑砌块。 关键词：油页岩；干馏；流化床；半焦；陶粒 １概论 油页岩是一种重要的潜在能源，储量巨大，在化 石燃料中它的储量折算成发热量仅次于煤而列第二 ｆ位。如果将它折算成页岩油，世界上的油页岩储量约 为４７５０亿吨，相当于目前世界天然探明可采储量的 ５．４倍。油页岩的开发利用已有２００多年历史，油页 岩的开发利用主要在于制取页岩油。页岩油的炼制 过程通常采用干馏的方法，即在加热的条件下油页 岩发生裂解生成页岩油，但是，油页岩单一炼油的利 用方式，由于成本高，资源利用率差，抗市场经济性 冲击的能力差，难以持续发展。油页岩作为燃料直接 在层燃炉与室燃炉中直接燃烧而产生热能是油页岩 ‘的能源利用的又一途径，这一工艺由于省略了炼制 页岩油的中间环节，而使其能源利用率提高。但由于 存在炉膛内结焦、辐射受热面金属腐蚀严重、对流受 热面积小、燃烧热损失大、难已燃用低热值油页岩等 问题，难以发展。油页岩的鼓泡流化床燃烧，有效地 解决了上述存在的问题，但是该技术存在飞灰中含 碳量高且难以大型化的问题。油页岩循环流化床解
收稿日期：２ＯＯ７一Ｏ８一ｌ５ 决了油页岩在层燃炉与室燃炉及鼓泡流化床燃烧过 程中暴露出来的问题，是油页岩燃烧利用的有效方 式，但也未能实现油页岩资源的优化合理经济高效 利用。 油页岩综合优化利用方法，主要是综合考虑资 源、环境、经济与社会效益，实现科学利用油页岩资 源，为油页岩高效、洁净、经济、合理的综合利用提供 有效途径。 ２工艺流程 将炼制页岩油用的颗粒粒度小于８０ｒａｍ的油 页岩经破碎与筛分机，将其中颗粒粒度大于８ｍｍ 的油页岩用输送机从上部进入立式油页岩干馏炉中 进行干馏，干馏所需要的热量来自加热炉，油页岩干 馏炉的干馏温度４５０￣５５０℃为宜，干馏产生的页岩 油气由炉顶排出进入页岩油气冷却装置，经冷却页 岩油气再送入页岩油与飞灰及燃气分离装置，分离 装置将页岩油气分离为页岩油、燃气与飞灰，然后分 别储存，加以利用。页岩油干馏后产生的油页岩半
油页岩
中国石化新闻网2010年2月25日讯（郑言） 油页岩又称油母页岩，是一种含有机质的沉积岩，为低热值固体化石燃料，可以用来炼油。油页岩是一种干馏后可获得页岩油的高灰分致密薄层状可燃有机岩。由于其内部含有固体有机质，可以采用加热干馏技术炼制出页岩油，从页岩油可获得燃料油，可作为石油制品的代替品，因此被称为“人造石油”，可作为燃杆油或进一步加工制成汽油、柒油和下游石化产品，也可以直接作为锅炉燃杆进行发电。 在能源紧缺、油价高企的时代，页岩油的开发与利用再次成为国内外关注的焦点。2008年8月，中国石油天然气集团公司投资4亿元，在黑龙江省牡丹江市启动了我国第一个颗粒油页岩干馏炼油“先导基地”项目。“该项目较之传统工艺技术先进，油页岩利用率高，油收率高，处理量大，它将是我国页油岩工业自主创新发展的一个转折点。”有关专家对此高度评价。 油页岩是一种潜在的、储量巨大的能源，油页岩的开发和利用是世界石油资源的有益补充和替代。目前对油页岩采取综合开发利用的方式，即将储存于地下的油页岩开采出来，在干馏炉中将油页岩加热至约5000℃，使其分解产生页岩油，所剩余的残渣可以用于燃烧发电、制造水泥、砖等建筑材料。世界油页岩资源极其巨大，但油页岩分布区地质勘探程度低，所以很难对全球的油页岩资源量准确预刚。据美国《油气》公布的统计数字，全世界页岩油储量约11万亿－13万亿吨，远远超过石油储量。 我国油页岩资源储量很丰富。2004-2006年新一轮全国油气资源评价结果显示，全国油页岩资源为7199.4亿吨，可采资源2432.4亿吨；页岩油资源476.4亿吨，可采资源159.7亿吨；页岩油可回收资源119.8亿吨。2006年国土资源部、国家发改委委托吉林大学开展的全国油页岩资源调查认为，中国油页岩资源估计有7,000亿吨，若换算成页岩油，至少有300亿吨，是中国原油可采储量的20几倍。未来油价高涨、资源趋紧的状况很难改变，相对于高油价，开发油页岩资源等非常规能源日益变得有利可图。油页岩遍布20个省和自治区、47个盆地和80个含矿区，主要分布在松辽、鄂尔多斯、准噶尔、柴达木、伦坡拉、羌塘、茂名、大杨树、抚顺等9个盆地。与常规石油资源相比，页岩油可回收资源量相当于全国石油可采资源量的56.5%，未来开发利用具有广阔的前景，将成为常规油气资源的重要补充。 根据能源局公布的数据，中国2009年生产原油1.89亿吨，净进口原油达到1.99亿吨，这也就是说，中国使用的石油有一多半需要从国外进口。原油对外依存度高达51.3%，自从1993年首度成为石油净进口国以来，中国的原油对外依存度由当年的6%一路攀升，到2006年突破45%，其后每年都以2个百分点左右的速度向上攀升，2007年为47%，2008年为49%，到2009年突破50%警戒线。今后还有增长的趋势。因此发展页岩油等非常规能源以代替部分原油，有明显的重要战略意义。 我国油页岩资源品质较好、矿层产状平缓、储量分布集中、沉积环境稳定，使得页岩油具有作为替代能源的巨大潜力。以吉林省为例，目前该省已探明油页岩储量为174亿吨，含油率超过7%，即便以含油率5％计算，也可开采8.7亿吨页岩油。我国每年在煤炭开采过程中产生的油页岩近千万吨，仅抚顺西露天矿油母页岩每年排弃量就已达800万吨。可见沉睡的油页岩一旦被唤醒，喷发出来的能量是难以估量的。我国油页岩的开发利用已有80年的历史，规模也比较大，在页岩油的提炼方面积累了较丰富的技术经验，曾经对国民经济建设发挥了十分重要的作用。但是20世纪60年代以后，大庆、胜利等油田相继发现，并投入大规模开发。生产成本较高的页岩油开发规模逐渐萎缩，勘察工作基本停滞，油页岩开发利用技术也止步不前。 近年来，随着国际原油价格走高和油页岩开发利用技术的进步，中国油页岩行业的发展又迎来转机。 20世纪五六十年代发展起来的抚顺、茂名、桦甸等油页岩矿，又纷纷加大投资力度，大力开发油页岩资源。同时，一些新兴的油页岩项目也像雨后春笋一样发展起来。2008年国内年产页岩油约40万吨，其中抚顺矿业集团油页岩炼油厂是目前我国正在运行的最大的油页岩提炼厂，产量达到35万吨。据中国石油大学钱家麟教授等专家预刚，至2015年中国页岩油年产量达到80万吨，爱沙尼亚页岩油产量达到200万吨，巴西30万吨，世界页岩油年产量增至约350万吨。 近年来，我国加大了在油页岩利用技术方面的投入，开展了大量的研究和试验工作。页岩油是一种替代能源，由于页岩油中的烯烃等不饱和烃含量很高，所以它的不稳定性远远高于其他从原油炼成的油品。也就是说，由于其自身的性质决定，页岩油只能直接用作燃料油的组分。如果要用于生产轻质油品如汽油、柴油等，则必须将页岩油进一步加工(如加氢等)，这就另需加工的设备，增加投资，费时费力，因而当前在中国，生产出来的页岩油，不再加工而直接出售了。 目前我国已经掌握油页岩综合开发与利用的关健技术与集成技术，油页岩炼制、低热值煤发电技术也日趋成熟，技术上的障碍越来越少。针对现有抚顺炉单台装置处理能力小、油收率低、污染环境等缺点，抚矿集团于2006年成立了“辽宁省抚矿集团工程技术研究中心”，将油页岩综合利用作为重点，开发大型油页岩干馏新工艺和相应的生产装置，研发页岩油生产过程的废水、废渣的处理与循环利用技术。中煤集团支持所属的龙江哈尔滨煤化工公司开展油页岩流化干馏炼油的中试（日加工油页岩50吨），已取得初步成功，日加工油页岩2000吨的工业试验装置的可行性研究报告已初步通过。 我国石油供需缺口逐年加大，石油供不应求的矛盾将长期存在。好在我国还有丰富的油页岩资源。因此，我国及早做好准备，迎接世界油页岩大开发的到来。通过油页岩大开发，接替部分常规油气，缓解我国能源压力。 根据我国具体情况，业内建议开展全国新一轮油页岩资源调查和评你制定油页岩勘探、开发技术标准及规范；政府牵头组织有实力的科研院所进行联合攻关，尽快形成适合我国实际的干馏、燃烧新技术新工艺；政府制定类似煤层气的油页岩勘探开发产业扶植政策；积极发展油页岩综合开发利用技术，最大限度地保护环境；适度引进国外技术和资金，坚持“以我为主”的勘探开发原则。 油页岩开采和干馏的各个环节都有可能对环境造成威胁，正是为了解决环保问题，所以提出了综合利用的思路。 在开采环节，由于油页岩埋藏在地下，需要不断抽出地下水，这与开采煤炭等矿产对环境造成的危害一致。由于煤矿行业对于这个环保问题有许多自己的解决办法，钱家麟认为不是油页岩开采利用的主要环保问题，主要问题仍然在干馏环节。由于在页岩油气的冷却环节必须直接使用大量的水，所以会使水被污染。国外对于污水的解决办法一般是采用生物处理，培养细菌分解水中的污染杂质，但成本较高。目前解决办法是，改进工艺，尽量少用冷却水，并采取循环供水的办法，少量水的排放，可用于种树，或者焚烧掉。 环保问题是油页岩开发利用中最重要的问题。如果解决得不好，不仅会污染土壤、水源、空气，还会对周围的环境造成破坏。所以在油页岩开发利用项目的前期规划中，需将总投资的20%投入到环保设施中
抚顺干馏炉压力降及影响的探讨
・９０・ 露天采矿技术 ２０１３年第１０期
抚顺干馏炉压力降及影响的探讨
马国明 （抚顺矿业集团西露天矿坑口油厂，辽宁抚顺１１３００１）
摘要：抚顺油页岩干馏炉在生产过程中产生一定的压力降，通过对压力降的计算和影响因素分析，了
解最低安全压力的水封高度，为干馏装置安全、平稳生产起到一定的借鉴作用。
关键词：抚顺干馏炉；油页岩；压力降 中图分类号： ｒＥ ６６２．５ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７１—９８１６（２０１３）１０—００９０—０３
１抚顾千馏炉压力降简介 ２干馏妒压力降的计算
１．１抚顺油页岩干馏原理 抚顺式干馏炉属内热式干馏炉，１２～７５ ｍｍ粒度 的油页岩在千馏炉内从上至下进行千馏生产，干馏生
产过程中热载体与干馏物油页岩直接接触，进行对流
传热。热载体由两部分组成，一部分是干馏炉经干馏
段千馏至３５０—５５０￣Ｃ后的页岩半焦，页岩半焦中固定 碳在发生段内与炉底进入主风中的氧气发生激烈的
氧化、还原反应，产生大量的６００—８ｏｏ Ｃ热发生瓦斯；
另一部分是通过间歇式加热炉提供的５５０～７５０￣Ｃ热 循环瓦斯气，从干馏炉中部直接供热，两部分热源于
干馏炉混合室相遇，混合后给干馏段干馏供热，产出
大量油气混合的干馏瓦斯气。热载体在干馏炉内自上 而下与油页岩进行对流换热。通过油页岩料层过程中 受料层阻力作用形成一定的压力降，最后借助瓦斯排
送机将干馏产物经炉出口微负压导出。
１．２干馏炉压力降的形成
油页岩料块在干馏炉内形成固定床，床层中料 块间的空隙形成的供热载体通过细小、曲折、互相交
联的复杂通道，固定床内部的传热、传质过程十分复
杂。就传质来讲，不仅有气相和固相各自的本体运 动，还有气固相间、固相颗粒内部向颗粒外部的传质
过程。热载体通过油页岩料层时由于阻力作用，压力 逐渐降低，热载体通过料层时的流动阻力计算存在
诸多变量，很难进行精确的理论推算。
为计算热载体通过油页岩床层的压力降问题， 在保证单位床层体积表面积相等的前提下，将床层
格金干馏法测定油页岩含油率的探讨
科技情报开发与经济 ＳＣＩ—ＴＥＣＨ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ＆ＥＣＯＮＯＭＹ ２０１０年第２０卷第１Ｏ期 文章编号：１００５—６０３３（２０１０）ｌ０一Ｏ１６ｏ一０３ 收稿日期：２０１０－０３—０８ 格金干馏法测定油页岩含油率的探讨 洪 军 （东北煤田地质局沈阳测试研究巾心，辽宁沈阳，１ １００１６） 摘要：探讨了利用格金干馏法测定油页岩含油率的可行性、科学性和结果准确性，通 过试验，分析了影响页岩含油率测定的主要因素，阐述了最佳试验条件的选择。 关键词：油页岩含油率；格金干馏法；最佳试验条件 中图分类号：ＴＥｌ５ 文献标识码：Ａ 近年来国际油价不断攀升，能源危机问题再度搅动世界各 国。我国作为世界第三大能源消耗国，出台了各项鼓励发展能源 的政策措施。油页岩是一种重要的可替代能源。我国油页岩资源 相对丰富，开发空间很大，如何评价油页岩的质量，找ｆ｛Ｊ一种更 稳定、结果更准确可靠、效率更高的油页岩含油率测定方法就显 得尤为重要。为此，笔者以阜新大古本区油页岩为研究对象，借 鉴煤的格金低温干馏的测定方法测定油页岩的含油率，对加热 条件、升温速率、样品粒度和质量、最终温度、干馏产物的收集等 进行了分析对比和研究，从而确定了利用格金低温干馏法测定 油页岩含油率及最佳试验条件。 ｌ 测定油页岩含油率的方法选择 许多测试单位采用销甑低温干馏法测定油页岩含油率，试 验中发现该方法存在许多问题，如加热方式原始（电炉加热方 式）、升温速度不稳定、气密性不好、容易漏气、干馏产率低、试样 受热不均匀、导气管中存留残油无法收集等，直接影响了页岩油 产率。而格金低温干馏法具有升温速度较稳定、气密性好、试样 受热均匀、残油收集方便、油产率较高等优点。我们通过对两种 测定方法的对比（试验结果见表１），发现格金低温干馏法不仅有 以上的优点，而且测定的含油率均高于铝甑法、干馏效果更好、 干馏产率更高，因此有理由说格金低温干馏法是目前测定油页 岩含油率的最佳方法。 表ｌ 格金干馏法和铝甑干馏法对比表 油页岩含油率，％ 样品编号 格金干馏法 铝甑干馏法 ２０３油一ｌ ５－３２ ５．０ｌ ２０３油一２ ８．０３ ７．８３ ２０３油一８ ８．２５ ８．１４ ２０３油一２４ ７．６６ ７－３９ ２０３油一３５ ５．５８ ５．２３ ２０３油一３９ ４．５９ ４．５０ Ｑ油－３２９ ５．６０ ５＿３Ｏ Ｑ油－３３０ ５．３７ ５．Ｏ２ Ｑ油一３３１ ８．６２ ８．４６ 注：２０３油为辽源矿务局金宝屯区；Ｑ油为阜新大古本区。 ２格金干馏法的测定原理及方法 将一定质量的试样装入十馏管巾，置于格金低温干馏炉 ｌ６Ｏ 内，在隔绝空气的条件下，以规定的升温速度加热到终温，并在 此温度下保持一定的时问。加热过程中，试样分解产生的干馏 冷凝物、油、水蒸气和气体经干馏管及支管进入锥形瓶，油和水 蒸气在锥形瓶中冷凝，气体则由导气管排出，半焦留在干馏管 中。 向已称过质量的干馏冷凝物的锥形瓶中加入１Ｏ０ ｍＬ二甲 苯或甲苯，与水分测定管连接，并置于加热器上，通电加热并控 制蒸馏速度，使从冷凝器下端滴下的液滴速度为２滴／ｓ一４滴，ｓ， 当水分测定管巾的水分不再增加，溶液变得完全透明时，即可停 止蒸馏，待锥形瓶冷却，静置分层后，从水分测定管巾读取水的 体积（读准到０．Ｏ１ ｍＥ） 因常温下水的密度为１ ｇ／ｃｍ。，因此水的体积（ｍＥ）数即为干 馏总水分（ｂ）的质量数（ｇ）。我们可按下式计算油页岩的含油率： 含油率（％）＝（ａ－ｂ＋ｄ）ｘｌＯＯ／ｍ 式中：ｍ为空气干燥基试样质量，ｇ；ａ为干馏冷凝物质量，ｇ； ｂ为干馏总水分质量，ｇ；ｄ为干馏管和支管所沾页岩油质量，ｇ。 ３格金法所使用的仪器设备及化学试剂 格金低温干馏仪：程序自动控温。 干馏管：石英玻璃制，管长３００ａｍ，孔径２７ ｍｍ。 电炉：温度可调。 水分测定装置：锥形瓶，水分测定管，冷凝器。 天平：感量０．０１ ｇ。 标准筛：３ ｍｍ孑Ｌ径，圆孔。 破碎机：破碎粒度可调。 二甲苯（ＨＧｆＦ３—１０１１）或甲苯（ＧＢ／１ｒ６８４）：化学纯。 丙酮（ＧＢ：Ｆ６０２６）：工业品。 ４影响测定的主要因素及条件选择 影响油页岩含油率测定的因素很多，因此克服主要影响，确 定最佳试验条件十分重要。笔者在此主要研究分析试验温度、升 温速率、持温时间、试验终温、试样粒度、试样质量及干馏产物的 影响，并选择最佳试验条件。 ４．１升温速率对油页岩含油率测定的影响 用５０ ｇ￣０．５ ｇ粒度小于３ ｍｍ的油页岩试样进行实验。实验 终温５２０℃，并在此温度下保持２Ｏ ｒａｉｎ，升温速度分别取５￣Ｃ／ｍｉｎ、 １０￣Ｃ／ｍｉｎ、１５￣Ｃ／ｍｉｎ和２０￣Ｃ／ｍｉｎ，实验结果见表２。
油页岩干馏技术影响因素及工业发展展望
化学工程师 Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒ ２０１２年第Ｏ８期
： ≥ｉ 文章编号：１００２—１ １２４（２０１２｝０８—０ｏ４２—０４ 环：，ｌＩ＿
谜 油页岩干馏技术影响因素及
卢红杰
（辽宁石油化工大学。辽宁抚顺１１３００１）
摘要：对油页岩资源的分布及储量情况、油页岩干馏过程及其影响因素、国内外的油页岩干馏技术及 其工业发展现状进行了介绍，并对油页岩干馏工业进行了展望。 关键词：油页岩；干馏技术；影响因素 中圈分类号：ＴＥ６６２．５ 文献标识码：Ａ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｐｒｏｓｐｅｃｔ ｏｎ ｒｅｔｏｒｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ｆｌｕｅｎｅｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ ａｎｄ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｏｆ Ｏｉｌ ｓｈａｌｅ ＬＵ Ｈｏｎｇ－ｊｉｅ （Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｓｈｉｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｆｕｓｈｕｎ １ １３００１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｆｏｒ ｏｉｌ ｓｈａｌｅ ａｎｄ ｒｅｓｅｒｖｅｓ，ｏｉｌ ｓｈａｌｅ ｒｅｔｏｒｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｉｔｓ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｆａｃｔｏｒｓ，ｔｈｅ ｏｉｌ ｓｈａｌｅ ｒｅｔｏｒｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｔ ｈｏｍｅ ａｎｄ ａｂｒｏａｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｄｕｓｔ￣ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．ａｎｄ ｔｈｅ ｏｉｌ ｓｈａｌｅ ｒｅｔｏｒｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｃｏｍｍｅｒｉｃａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ａｌｓｏ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｏｉｌ ｓｈａｌｅ；ｒｅｔｏｒｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｅｆｆｅｃｔ ｆａｃｔｏｒ
油页岩（ｏｉｌ ｓｈａｌｅ）又称油母页岩，是一种沉积
岩，具有无机矿物质的骨架，并含有固体有机物质，
油页岩 2
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。
第二章 煤的低温干馏
第二章 煤的低温干馏
1．煤干馏过程简介
煤的干馏又称为煤的热解，是煤化工的重要过程之一。它指煤在隔绝空气条件下加热、分解，生成焦炭（或半焦）、煤焦油、粗苯、煤气等产物的过程。按加热终温的不同，可分为三种：900～1100℃为高温干馏，即焦化；700～900℃为中温干馏；500～600℃为低温干馏（见煤低温干馏）。
与高温干馏（即焦化）相比，低温干馏的焦油产率较高而煤气产率较低。一般半焦为50％～70％，低温煤焦油8％～25％，煤气80～100m3/t（原料煤）。
煤低温干馏技术的应用始于19世纪，当时主要用于制取灯油（或称煤油）和蜡。19世纪末，因电灯的发明而趋于衰落。第二次世界大战前夕及大战期间，纳粹德国基于战争的目的,建立了大型低温干馏工厂,生产低温干馏煤焦油，再经高压加氢制取汽油、柴油。战后，大量廉价石油的开采，使煤低温干馏工业再次陷于停滞状态，各种新型低温干馏的方法多处于试验阶段。
历史上曾出现过很多低温干馏方法，但工业上成功的只有几种。这些方法按炉的加热方式可分为外热式、内热式及内热外热混合式。外热式炉的加热介质与原料不直接接触，热量由炉壁传入；内热式炉的加热介质与原料直接接触，因加热介质的不同而有固体热载体法和气体热载体法两种。
内热式气体热载体法 鲁奇－斯皮尔盖斯低温干馏法是工业上已采用的典型方法。此法采用气体热载体内热式垂直连续炉，在中国俗称三段炉，即从上而下包括干燥段、干馏段和冷却段三部分（图1）。褐煤或由褐煤压制成的型块（约25～60mm）由上而下移动，与燃烧气逆流直接接触受热。炉顶原料的含水量约15％时，在干燥段脱除水分至 1.0％以下，逆流而上的约250℃热气体冷至80～100℃。干燥后原料在干馏段被600～700℃不含氧的燃烧气加热至约500℃,发生热分解；热气体冷至约250℃,生成的半焦进入冷却段被冷气体冷却。半焦排出后进一步用水和空气冷却。从干馏段逸出的挥发物经过冷凝、冷却等步骤，得到焦油和热解水。德国、美国、苏联、捷克斯洛伐克、新西兰和日本都曾建有此类炉型。中国东北也曾建此种炉。60年代初，在中国曾采用的气燃式炉也属此类型，后因大量廉价天然石油的开采而停产。
影响油页岩热分解的因素
２００６年第１期 煤炭加 工 与 综 合利 用 ｃ０ＡＬ ＰＲｏｃＥｓｓ ＮＧ＆ＣＯＭＰＲＥＨＥＮＳＩＶＥ ＵＴＩＬＩＺＡＴＩＯＮ Ｎｏ．１， ２００６
影响油页岩热分解的因素
孙长利 （抚顺矿业集团有限责任公司页岩炼油厂，辽宁抚顺１１３１１５） － 摘 要：介绍了抚顺式干馏炉的工作原理；论述了油页岩的含水量、热稳定性、粘结性、 结焦性、粒度组成等性质及干馏加热的温度、速度和时间等不同受热条件对其热分解的影响； 总结出干馏炉内油页岩受热条件的控制须根据页岩的各种实际物理性质进行操作。 关键词：油页岩；性质；抚顺式干馏炉；受热条件；热解条件；分析 中圈分类号：ＴＥ６６２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００５．８３９７ ｌ２００６）０１．００３６．０３
油页岩是一种可燃性矿产，由矿物质和有机 质组成。有机质中氢含量较高，通过低温干馏可 得页岩油。页岩油中的碳氢比与天然石油类似。 抚顺矿业集团页岩炼油厂采用抚顺式炉干馏 工艺炼制页岩油。其生产工艺为：油页岩经破 收稿日期：２００５—１１．０９ 作者简介：孙长利（１９６５一），男。辽宁抚顺人， ２００５年毕业于中央电视大学辽宁分校，抚顺矿业集团 有限责任公司页岩炼油厂车间主任，电话：０４１３— ２５４７７２３转６１２５。 碎、筛分后，粒径为１２～７５ｒａｍ的成品页岩进入 干馏炉内，在干馏段干燥、预热与干馏后，其中 所含页岩油大部分被热解释放，剩下的页岩半焦 进入气化段与上升的饱和主风进行氧化、还原反 应，生成页岩废渣排出炉外。干馏炉出口的干馏 产物，经过冷凝回收系统得页岩油与干馏煤气。 油页岩在干馏炉的干馏段进行热分解，热分 解的程度直接影响其干馏效果及页岩油产率。而 影响油页岩热分解的因素除干馏炉的炉型外，还 包括油页岩的性质以及热加工条件，如加热温 度、速度、时间等，也都直接影响页岩油及挥发 心、郑州大学、河南农业大学等合作，完成了平 顶山市粉煤灰、煤矸石、废水等污染状况和治理 措施的研究报告及国家科技部重点社会发展攻关 项目——“粉煤灰综合利用技术研究”。其中 “利用粉煤灰冶炼铝、硅、铁合金”技术已完成 工业性试验，填补了国内空白。 ７结论 粉煤灰虽然会给环境带来污染并占用土地， 但是，只要因地制宜，合理利用，就会变废为 宝 改善人类生活质量，彻底解决企业生产的后 顾之忧。为此，粉煤灰资源化的基础理论研究非 常重要。今后要进一步详细研究粉煤灰的各项特 性与其形成条件的关系，将煤炭资源特性、煤的 燃烧、燃烧产物的利用等有机结合起来，研究不 同煤种、不同炉型条件下的粉煤灰特性，建立粉 煤灰的科学分类体系，找出规律，从而为粉煤灰 的深度资源化开发利用与污染防治提供科学 依据。 、 参考文献： ［１］ 高占国，华 路，郑海金，等．粉煤灰的理化性质及其 资源化的现状与展望［Ｊ］，首都师范大学学报，２００３， ２４（１）：７Ｏ～７７． ［２］ 张新旺．粉煤灰水泥混凝土在路面工程中的应用［Ｊ］． 河南科学，２００４，２２（１）：１２１—１２３． ［３］ 张锦瑞。王伟之，郭舂丽．利用粉煤灰生产农用肥［Ｊ］． 化工矿物与加工，２０００，（６）：１４～１６． ［４］ 白木，子 荫．粉煤灰综合利用大有可为［Ｊ］．粉煤 灰，２００３，（１）：４５～４６． ［５］ 潘丁文．国内粉煤灰综合利用简况［Ｊ］．纯碱工业， １９９７，（５）：２Ｏ～２４． ［６］ 蒋汉祥，孙善长，张立锋．粉煤灰、铝土矿电热法生产 铝硅铁合金的试验［Ｊ］．铁合金．２００３。（３）：２３－２７＋
小颗粒油页岩干馏技术探讨
第４２卷第１２期 ２０１３年１２月 当 代 化 工 Ｃｏｎｔｅｍｐｏｒａｒｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｖｏ１．４２，Ｎｏ．１２ Ｄｅｃｅｍｂｅｒ，２０１３
小颗粒油页岩干馏技术探讨
宋 岩 ，王 （Ｉ．抚顺矿业集团有限责任公司页岩油化工厂，辽宁抚顺１１３００４； 莉
２．中国寰球工程公司辽宁分公司，辽宁抚顺１ １３００６）
摘 要：主要介绍了国内、外小颗粒油页岩的处理技术，针对国内的三种加工工艺和国外的两种加工工艺 所涉及到的五种炉型工艺进行比较，得 用回转炉处理小颗粒页岩的结论及用干馏瓦斯做外热式回转炉的燃料 气、用外热式回转窑处理小颗粒页岩的设想。 关键词：小颗粒；页岩加工；回转炉；流化床 中图分类号：ＴＥ ６６２ 文献标识码： Ａ 文章编号： １６７１—０４６０（２０１３）１２—１７４６—０３
Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｏｎ Ｒｅｔｏｒｔｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｆｏｒ Ｓｍａｌｌ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｏｉｌ Ｓｈａｌｅ
ＳＯＮＧ Ｙａｎ ，ＷＡＮＧＬｉ （１．Ｓｈａｌｅ Ｐｌａｎｔ ｏｆＦｕｓｈｕｎ Ｍｉｎｉｎｇ Ｂｕｒｅａｕ，Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｆｕｓｈｕｎ １１３００４，Ｃｈｉｎａ； ２．ＨＱＣ Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｆｕｓｈｕｎ １ １ ３００４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｅｔｏｒｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｆｏｒ ｓｍａｌｌ ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｏｉ１ ｓｈａｌｅ ａｔ ｈｏｍｅ ａｎｄ ａｂｒｏａｄ ｗｅｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｆｉｖｅ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｆｕｒｎａｃｅ ｔｙｐｅｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｈｒｅｅ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｄｏｍｅｓｔｉｃ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ａｎｄ ｔｗｏ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ａｂｒｏａｄ ｏｎｅｓ，ｗｅｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｏ ｓｅｌｅｃｔ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｆｕｒｎａｃｅ ｆｏｒ ｒｅｔｏｒｔｉｎｇ ｓｍａｌｌ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｏｉｌ ｓｈａｌｅ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｒｏｔａｒｙ ｆｕｍａｃｅ ｉｓ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｆｏｒ ｒｅｔｏｒｔｉｎｇ ｓｍａｌｌ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｏｉｌ ｓｈａｌｅ，ａｎｄ ｒｅｔｏｒｔｉｎｇ ｇａｓ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ａｓ ｆｕｅｌ ｆｏｒ ｅｘｔｅｒｎａｌ ｈｅａｔ ｒｏｔａｒｙ ｆｕｒｎａｃｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｓｍａｌｌ ｐａｒｔｉｃｌｅ；Ｏｉｌ ｓｈａｌｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ；Ｒｏｔａｒｙ ｆｕｒｎａｃｅ；Ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ ｂｅｄ
化学反应工程停留时间及返混
第二章 停留时间分布与流动模型
2.1停留时间分布
粒子的停留时间：流体粒子从进入反应器到离开反应器所经历的时间。
由停留时间的不同而产生的某种分布。
产生原因：a、流体摩擦而产生的流速分布不均；b、分子扩散；c、湍流扩散和对流；d、搅拌而产生的强制对流、沟流；e、反应区内的死角。
类型：
二者区别：年龄分布是对仍存留在系统中的流体粒子而言。
寿命分布是对已经离开系统的粒子而言。
闭式系统：流体粒子在系统进口处有进无出，在出口处有出无进的系统。
1、 定量描述停留时间分布。 停留时间分布寿命分布流体粒子从进入系统起到离开系统止，在系统内停留时间。年龄分布从粒子进入系统算起在系统中停留的时间。
停留时间分布函数F（τ）与停留时间分布密度函数E（τ）
不发生化学反应的连续流动系统，在同时进入系统N个粒子中，停留时间小于τ的粒子△N所占总粒子的分数称为粒子的停留时间分布函数F（τ）。
分布密度E（τ）：单位时间内流出设备的粒子量与粒子总量之比。
𝐸(𝜏)=𝑑𝐹(𝜏)/𝑑𝜏
2）数字特征
数学期望——平均停留时间τM F(τ）的基本性质值在0~1单调连续非减函数无因次E（τ）归一化性质有因次（t^-1）
连续型随机变量
𝜏𝑀=∫𝜏𝐸(𝜏)𝑑𝜏∞0∫𝐸(𝜏)𝑑𝜏∞0
离散型随机变量
𝜏𝑀=∑𝜏𝐸(𝜏)△𝜏∞0∑𝐸(𝜏)△𝜏∞0
方差𝜎𝜏2——停留时间分布的散度
连续型随机变量
𝜎𝜏2=∫𝜏2∞0𝐸(𝜏)𝑑𝜏−𝜏𝑀2
离散型随机变量
𝜎𝜏2=∑𝜏2𝐸(𝜏)△𝜏∞0∑𝐸(𝜏)△𝜏∞0−𝜏𝑀2
3）停留时间分布无因次化
无因次停留时间定义
𝜃=𝜏𝜏𝑀
闭式系统中流动的流体，当流体密度维持不变时，其平均停留时间等于𝜏𝑀=𝑉𝑅𝑄。
2、实验测定停留时间分布
基本原理是利用刺激应答技术。
脉冲注入法离散型计算重要计算公式：