基于仿真模拟的油泥微波热解研究 .pdfVIP

第53卷第3期辽宁化工Vol.53，No.3

2024年3月LiaoningChemicalIndustryMarch，2024

基于仿真模拟的油泥微波热解研究

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钱增福，闫玉麟，金慧欣，胡志勇，赵磊

（1.抚顺矿业集团有限责任公司，辽宁抚顺113001；2.辽宁石油化工大学，辽宁抚顺113001）

摘要：油泥的存在加剧了原油的污染和侵蚀，给原油的使用带来了安全风险，所以必须对油泥

进行有效治理。对于罐底油泥，可以采用多种不同的处理方法，选用了微波热解，并进行了以下工作：

从油罐底部的油泥的各种危害性出发，对它的各种基本特征和净化指数进行了详细的总结和分析，并

对目前国内外油罐底部的油泥体系的研究现状和存在的问题进行了详细的总结和研究；通过对油罐底

油泥的微波热解技术的总体设计需求和仿真计算，得到了一套适用于中国现代化炼油厂的储罐油泥的

微波热解技术；在油泥的微波热解中，一个重要的问题是波导的大小以及微波腔体的大小，要根据油

泥物性参数以及其他影响因素，来确定一种适用于油泥的微波热解模式；本文利用COMSOL软件建

立了模型，并利用该模型对油泥的微波热解过程进行了模拟。基于仿真计算选择最佳的微波频率和输

出功率。

关键词：罐底油泥；微波热解；COMSOL仿真；数值模拟

中图分类号：TE992文献标识码：A文章编号：1004-0935（2024）03-0408-05

目前已有多种提高微波炉加热效果的方法，可均磁场增强，使得加热过程中物料的热解作用增强。

分为两种：一种是主动式加热，另一种是被动式加主动式供热技术能够实现高效的微波供热，但是其

热。提高热量的办法可以概括为：寻找一种高效的能耗比较高。

吸放能模式，将热量均匀地吸收。有源供热技术是1仿真方案设计

将其他的方式和微波联合起来使用的技术。Bae[1]

在材料干燥过程中，使用了一种可控制的微波源，1.1微波热解的基本原理及特点

改善了材料干燥过程中的热量均匀性。在此基础上，微波加热是一种新型的热能技术，当被加热物

进一步改进了受热器中的电场，使受热器中的冷斑质在其内部接受到微波辐射时，物质中的可动颗粒

得到了明显的改善，使受热器的热效率增加了34%。会发生快速地移动，它们会发生碰撞和摩擦，从而

[2]

Lee等提出了一种在微波和超声共同作用下加热在物质中形成较高的热效。然而，在常规的高温热

的新模式，并对模式下热转移现象进行了分析，并解法中，由于热由表层传至表层，表层的温度比表

与单个微波端口的热转移特性进行了比较，结果显层的温度要高。而在微观磁场下，则正好与之相对，

示，在水中，微波与超声的热均匀性要好于单个微即由材料本身所生成的热，再由材料释放到外界；

波。但是，与超声相比，在水环境下，微波对水体表层的温度比中间的低。微波加热，也叫体积加热，

的吸收相对较弱，会导致水体发生局部过热。这样它能快速而均匀地加热，大大提高加热品质。从宏

就不均匀了。结果表明，在超声的作用下，流体的观上看，在微波辐射下，在介电介质中产生了电偶，

流动速度显著提高，进而引起了换热的加速；在此电偶发生了重排；并以一种一秒几百万次的频率，

基础上，提高了供热效率。结果表明，随着受热时伴随着交流频率的高频电磁振荡。分子