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1、1. 海上钻屑脉冲热驱脱油技术与脉冲管洗涤器钻屑主要是指钻井过程中被破坏、通过泥浆循环携带回地面的地层岩屑。钻屑对海洋环境污染的主要物质是与钻屑相混杂的泥浆和油类物质，同时一含有大量的有机物和添加剂。如果不经过彻底的处理排到海里，对海洋生态环境会产生巨大的危害，各国对含油钻屑的排放都有严格的标准。海上钻井岩屑的处理受到普遍重视，是一项待解决的国际性难题。研究开发的总体思路对含油岩屑组成进行分析化验，经充分调研、实验室实验和过程模拟计算与优化后，提出以下处理方案: 以轻质溶剂稀释和清洗岩屑，再将重质油( 油墓泥浆) 与轻质溶剂分离，重质油可汇入振动筛下钻井液，溶剂循环使用。岩屑中所含轻质溶剂以高
2、温干燥方式驱除，使岩屑中不含油与溶剂，可抛海处理，干燥出来的溶剂循环使用。脉冲管洗涤器结构如图4-1所示。脉冲管洗涤器由管径交替改变的圆管串接而成，含溶剂岩屑由螺杆泵推入管内，从管底部进入的溶剂以高于砂粒沉降速度的流速，将其携带进入上方脉冲管中。在细管中溶剂流速较大，砂粒处于加速状态，进入粗管后，溶剂流速较小，砂粒由于惯性作用，仍然具有较高的速度。其减速过程落后于流体。从而产生于流体的相对运动，当再次进入加速段时，颗粒又被加速。经过多次的加速和减速，使油基与溶剂充分互溶与混合，并增加沙粒的停留时间，其综合效果是提高了洗涤效率。脉冲管洗涤器的最大优点是设备结构简单，流动阻力小，无转动部件。管内不
3、设任何阻隔部件，避免出现流动死区和短路现象，设备结构简单。由于细颗粒的自由沉降速度比大颗粒小，其停留时间比大颗粒短，大颗粒有更长的洗涤时问，所以，器内物料的停留时间分布有利于提高洗涤效果。2. 环流式旋风除尘器环流式旋风除尘器的外型与常规型旋风除尘器相似，但器内增设了一个与筒体同心的内件，内件中有强化分离效率的整流装置. 启用时，含尘气体从直筒段下部切向进入内件，在内件中( 一次分离区工) 螺旋上升进行一次分离，达到分离要求的气体大部分直接从顶部排气口排出，少部分气体连同固体颗粒由顶部特设旁路(IID引入锥体， 在锥体内 ( 二次分离区II)气体先沿边壁螺旋下降再沿轴心螺旋上升返回一次分离区，
4、固体颗粒在锥体底部富集并从排灰口排入灰仓或排向器外，从而使气固两相得到分离. 该除尘器流体流动路线短，速度梯度小，粉尘不易形成二次卷扬和短路，故具有压降低、放大效应小、分离效率高和操作稳定性好等特点. 3. 液柱喷射烟气脱硫塔液柱喷射烟气脱硫性能试验装置沈阳化肥厂液柱喷射脱硫系统如图3. 1 所示。整个脱硫塔可以分成两部分:脱硫塔上部循环浆液与烟气充分接触，并将SOZ高效脱除，此区域称为吸收段; 下部脱硫后的浆液与新鲜浆液混合新鲜浆液中的脱硫剂与溶入的SOZ 充分反应，同时氧化空气的鼓入将生成的CaS03氧化为 CaS04 ，并最终结晶生成CaS04 “ 2H20 ，此区域称为氧化段。燃煤锅炉
5、中排出的烟气经过烟道阀门和送风机从反应塔吸收段下部进入反应塔，烟气在塔内上升的过程中穿过脱硫剂循环浆液区，与浆液充分接触并脱除其中的 SOZ ，同时可洗去部分细颗粒灰尘。脱硫后的烟气穿过反应塔上部的除雾器，可同时除去烟气中的水分和细灰，既减少了烟气中夹带的细小液滴，也进一步提高系统的除尘效率。除雾后的烟气经引风机通过烟囱排出。脱硫剂循环液由装在中下部的喷嘴向上喷射，在塔内形成先自下而上与烟气顺流的液柱，然后在上升的过程中逐步散开，直至顶部，形成自上而下与烟气逆流的浆滴，在浆液喷上散落的过程中，形成气液高度混合、高效传质的脱硫反应区。通过向循环浆液中加入新鲜脱硫剂浆液来调节循环浆液的pH值范围为
6、5. 5-9，使循环浆液为最佳的脱硫反应状态，有利于二氧化硫的深度脱除和脱硫剂的充分利用。脱硫后的循环浆液落入反应塔下部的氧化槽中，在氧化槽中，通过氧化空气的鼓入，使得大部分硫的中间产物被氧化成了S(VI) 。通过控制氧化槽内的新鲜浆液加入量，保证pH值范围为4-6. 5，从而保证氧化槽内的高效氧化。吸收塔脱硫系统烟气中二氧化硫的脱除和中间产物S(IV) 的氧化是在吸收塔中完成的。如图3.2, 塔体内径为2m，使塔内烟气上升速度为2 =3.Sm/s 。塔内布置从上到下分别为除雾器 ( 标高12.Sm= 15.4m),吸收段 ( 标高6.9m= 12.1m)、烟气入口( 标高6.9m ) 、浆液
7、喷嘴 ( 标高 6.1m), 氧化槽 ( 标高 0= Sm ) 。烟气从烟道入口进入反应塔，脱硫后经过两级除雾器( 粗滴除雾和细滴除雾) 。从反应塔顶部排出。而循环浆液由循环浆液口( 标高 0.8m) 引出，通过循环泵， 由浆液喷嘴进入反应塔吸收段，与烟气充分接触以实现最终的脱硫效果。最终浆液由排浆口( 标高 0.3m) 排出。从氧化空气管鼓入( 标高 0.9m) 的空气使中间产物氧化成S(VI) 。脱硫负荷可以通过控制循环泵的流量来灵活调节，并且可以通过向循环浆液加入的新鲜浆液量来调节反应塔内吸收段和氧化段浆液的pH值，从而保证塔内不同脱硫反应条件下所要求的 pH值，并使得塔内脱硫反应保持在
8、最佳pH 条件下进行。该装置具有较大的液气比调节范围(6-20L/Nm3)。同时通过浆液塔内循环，大大提高脱硫剂浆液的利用效率。吸收段和氧化槽的一体化设计，大大减少了设备占地面积。4. 直流降膜式旋风除雾器旋风除雾器是利用旋转流体所产生的离心力将雾滴与气流分离。考虑到雾滴在到达器壁面后不会再被气流卷起，只能沿壁面流下，故开发了直流降膜式旋风除雾器，其结构如图1 所示直流式结构为圆柱状，流体从柱体顶部切向引入器内，旋转向玉由于离心力的作用，所含雾滴被甩向器壁，并沿壁流到直筒段底部，由出液口排出，净化了的气体从底部中心出气口排出。5. 淘析器淘析器是一种粉体分离设备，主要用于颗粒产品中微小晶粒和纤
9、维粉尘的分离，其工作原理是: 利用各区域气固两相存在的速度差，使附着在粒料表面的细粉尘由气体对固体表面的剪切作用而脱落。气流突然加速，减速或改变方向，绕过粒料表面的气流边界层需重新建立，此时气流对拉料表面的剪切力成倍增大。操作时，进入器内的固体粒料经过加速减速阶段，在气流的剪切作用下，使粗细顺粒分离，成品粒料下落至料仓，细粉尘随气流排出器外，以此达到淘析洁净的目的。本文所研究的改进型淘析器结构如图i 所示。粒料从N:加入，靠重力下落，在加料段下部，被从N5进入加料段环隙的气体加速，向下经加速段流入对流分离段。在对流段，并流向下流动的顺粒和气体与从循环区N3人口流入的卜升气流相遇，两股气流均转为
10、向上流动，顺粒表面附着的细粉尘大部分在此区域脱离粒料表面进入气相，被从NZ排出的气体带出器外。粒料靠重力和惯性继续下落，在对流区下段与上升气流逆流流动，较料表面的细粉尘被进一步淘析后落入循环区。在循环区， 由 N3进入的气体横向穿过持续下落的粒料，部分返转向上进入对流区，部分返转向下，在空气喷嘴喷人的高速气流带动下形成环流，粒料再次被淘析，洁净的粒料落入锥体，从Na由输送机送出器外。6. 波纹板规整填料波纹板规整填料是由一些垂直排列的波纹板片组装而成，波纹板片的波纹棱与塔轴线成一斜角. 填料中两相邻板片波纹棱倾斜方向相反，形成一系列相互交错的倾斜通道 . 这些倾斜通道在波纹棱上接触，产生一个个
11、通道接触点. 把两相邻板片间的通道和通道接触点抽象成一个由网线和网线交叉点( 称为节点 ) 构成的平面节点网，如图1 所示，一盘填料( 又称填料单元) 被简化成一个由这些相互平行的平面节点网构成的立体节点网. 经上述处理后， 填料单元中的液体流动过程就可以用立体节点网中液体沿网线和节点的流动情形来模拟，由一定个数的填料单元所组成的填料层中的液体分布则可以用由相同数量的立体节点网所组成的节点网络中的液体分布来代替. 沿填料箍和塔壁流动的液体均视做壁流，即将填料箍与塔壁虚拟成一个塔壁. 从波纹通道流到塔壁的液体一部分在重力作用下沿塔壁流下，另一部分沿通道返回填料层，填料和塔壁之间的这种液体交换情况比较复杂.为了简化问题的处理，将与一填料单元相对应的塔壁区抽象成一个由塔壁节点组成的环形节点网，填料与塔壁间的液体交换视做在立体节点网与环形节点网之间进行 .
