基于油頁巖氣流干燥的CFD模擬和實驗研究.pdf

1、油頁巖作為一種“非常規(guī)油氣資源”，是本世紀(jì)重要的接替能源之一，因儲量豐富受到全球的廣泛關(guān)注。但由于油頁巖孔隙發(fā)達(dá)、含水量高的特點，在干餾過程中常出現(xiàn)很多不利于生產(chǎn)的問題，所以，在油頁巖熱裂解前必須對其進(jìn)行干燥脫水處理。而氣流干燥因其處理量大、設(shè)備簡單、投資低等優(yōu)點在干燥處理中有著廣泛應(yīng)用。本文采用了流體動力學(xué)模擬新技術(shù)，對油頁巖的氣流干燥過程進(jìn)行了模擬研究，揭示了干燥過程中各種流場的詳細(xì)分布情況和變化趨勢，同時，通過Fluent軟件中的

2、用戶自定義(user definedfunctions)功能對軟件中的物理模型進(jìn)行二次開發(fā)，創(chuàng)建了更符合油頁巖氣流干燥過程的傳熱、傳質(zhì)計算模型。對模擬結(jié)果進(jìn)行系統(tǒng)分析的同時，還分別進(jìn)行了冷態(tài)下的中試實驗和熱態(tài)下的實驗室實驗，將氣流管動力學(xué)模擬、氣流干燥過程熱力學(xué)模擬的模擬結(jié)果分別和實驗結(jié)果進(jìn)行對比，模擬結(jié)果和實驗數(shù)據(jù)吻合較好，證明了模擬結(jié)果的可靠性和自建模型的正確性。
　　對氣流干燥管的動力學(xué)模擬和實驗研究表明:對料氣質(zhì)量比非常低

3、的稀相輸送狀態(tài)而言，可認(rèn)為顆粒之間沒有相互干擾和影響，所以應(yīng)使用歐拉-拉格朗日算法來模擬顆粒的運動特性，即Fluent當(dāng)中的離散相模型(DPM);將進(jìn)氣方式改為兩側(cè)進(jìn)氣，或者在氣流管底部增加傾斜角度合適的倒錐形縮孔，均可明顯改善單側(cè)迸氣時易出現(xiàn)的偏流現(xiàn)象，但縮孔結(jié)構(gòu)也會大幅增加設(shè)備的局部壓力損失。
　　對氣流干燥管的熱力學(xué)模擬和實驗研究表明:氣流干燥過程對應(yīng)兩階段干燥動力學(xué)模型（two-stage drying kinetics