全循环干馏炉内油页岩颗粒流动规律

采用离散元方法建立了300 t/d气体全循环油页岩干馏炉三维数学模型,研究了干馏过程中油页岩颗粒的流动行为;搭建了1:6比例的干馏炉冷态物理模型,验证了数学模型的准确性。结果表明,油页岩颗粒在炉内流动过程中流型呈现“一”→波浪型→“W”→不规则“V”的演变过程。颗粒与炉墙壁面的摩擦,使流动形态沿半径方向呈现波浪型,中心柱与阿西结构的阻滞作用使流型进一步变为“W”型与不规则的“V”型,促进了干馏段的颗粒混合,有利于干馏过程的进行;干馏段结构的支撑和分流作用,使得干馏段下部颗粒结构疏松,颗粒在此阶段加速流动,同时阿西结构的分流作用使气体热载体与油页岩颗粒发生剧烈的掺混,提高了换热面积。冷却段炉壁顶角区域出现的“死料区”,可能导致物料黏结,进一步堵塞出料口,影响干馏过程的顺利进行。对炉内相互作用力进行分析表明,炉内相互作用力大小主要在0~200N,1000N以下约占90%,在可承受载荷范围内;炉内磨损分析表明,法向累计接触能较小,切向累计接触能较大且集中在阿西结构下部,表明颗粒的流动摩擦是磨损的主要原因,实际干馏中,气体热载体会与油页岩颗粒发生掺混换热,磨损情况会更严重。