桦甸油页岩半焦燃烧特性研究

采用美国Perkin Elmer公司生产的Pyris1TGA热重分析仪,对桦甸油页岩干馏半焦进行燃烧特性试验研究,并分析了桦甸不同矿区油页岩半焦、不同粒径和燃烧升温速率等对半焦燃烧反应特性的影响,从而得到油页岩半焦燃烧化学反应的动力学参数,为油页岩半焦的有效开发与经济利用提供了理论依据。     

桦甸油页岩及其半焦基础特性分析

对油页岩及其半焦基础特性进行了研究并进行了比较,这包括它们的密度、含油率、灰渣成分、灰熔融温度、可磨性、半焦的浸水及干燥实验、页岩油油品分析和瓦斯气体分析。结果表明,桦甸油页岩是一种高灰分、高挥发分、低热值和具有中等结渣倾向的劣质燃料,不同矿区的油页岩的品质有区别;油页岩和半焦在灰渣成分、灰熔融温度含量方面表现出了很大的相似性。对页岩油的密度、粘度、凝点、馏程等进行了测定,并对瓦斯气体的成分进行了分析。     

桦甸油页岩颗粒特性研究

文中研究了吉林省桦甸油页岩颗粒的基本特性，得出了该种油页岩扁平度、伸长度和球形度分布，并用相似分形维数进行了分形描述。对设计油页岩流化床锅炉提出了球形度应用范围的建议。     

桦甸油页岩在流化床中的燃烧质量实验研究

根据固体颗粒在流化床中的燃烧特性提出了碳质量燃烧率、挥发份质量析出率和颗粒总质量燃烧率等概念,用以描述某一粒度燃烧颗粒任意时刻的燃烧效果。用桦甸油页岩进行流化床燃烧试验,给出了三个质量速率随时间变化规律。     

褐煤与稻草混合半焦燃烧特性及动力学研究

用热重法研究了褐煤与稻草混合半焦的燃烧特性,考察了稻草比例和半焦制备温度对混合半焦燃烧特性的影响,并对其燃烧动力学参数进行了计算．结果表明：半焦制备温度为350℃和550℃时,稻草比例对混合半焦的燃烧几乎没有影响;在750℃时,稻草比例为20％的混合半焦其TG和DTG曲线明显向高温区偏移．随着制备温度的提高,混合半焦着火温度提高,失重率减少．半焦燃烧为一级反应（n=1）,活化能在49．78～83．04kJ／mol范围内,制备温度越高,混合半焦的活化能也越高．随着稻草比例的变化,活化能没有表现出明显的规律性．     

半焦在内循环流化床中的燃烧特性

在内循环流化床中进行半焦的燃烧实验,研究改变加料量与进风量对床层温度变化及燃烧稳定性的影响。实验结果表明:加料量和进风量改变时,床层温度能够保持稳定,风室阻力压降保持水平,说明半焦在内循环流化床中能够稳定燃烧;同时随半焦进料量增加,生成NO,SO_2,HCl等的质量分数均有不同程度增加。     

桦甸油页岩微波干馏及其升温特性研究

页岩/吸波剂混合比和微波功率两个因素对升温特性和微波干馏产物的产率都有一定的作用。以桦甸油页岩为研究对象,以石墨为吸波剂,在自行搭建的微波干馏实验台上,通过正交实验比较研究了页岩/吸波剂混合比和微波功率两个因素对升温特性和微波干馏产物的产率影响的相对大小。结果表明：微波功率在油页岩干馏过程中所起的作用较大,微波功率越高,油页岩干馏的越彻底。微波功率和石墨配比量对页岩油产率的影响基本相当,其对干馏的影响主要体现在所得气体和半焦产率方面。油页岩在微波加热过程中,其温升经历了快速升温、平台期和慢速升温三个阶段,功率越高平台期越短,微波功率对温升有明显的影响,石墨配比量的影响不明显。     

油页岩燃烧过程的DSC实验研究

利用显示差热量热法（DSC）研究了桦甸大层子四层油页岩及500‘℃半焦热量的转移过程,分析了升温速率和颗粒粒度对DSC曲线的影响。研究发现油页岩在燃烧的过程中出现四个峰分别为干燥段（100℃-300℃）和碳酸盐分解（700℃-800℃）的吸热峰、挥发分（300℃-400℃）和焦炭燃烧（500℃-600℃）的放热峰;而500℃半焦仅有难于挥发的有机质和焦炭的放热峰以及碳酸盐的吸热峰。随着升温速率和粒径的增大,燃烧时峰值向高温区温度移动。为油页岩及半焦的燃烧奠定一定的理论基础。     

500t/d油页岩干馏系统的半焦燃烧输送数值模拟

油页岩半焦喷动床作为以固体热载体为主的油页岩干馏工艺中的重要设备,有着经济有效的燃烧方式。针对500 t/d油页岩干馏系统内的半焦喷动床燃烧输送装置,应用计算流体力学软件,采用非预混燃烧模型,对油页岩半焦喷动床内部的传热及燃烧进行数值模拟。建立了油页岩半焦热解和燃烧的模型,得到了油页岩半焦喷动床内部的温度、氧气、二氧化碳的分布。结果表明:在喷动床内形成喷射区、环隙区、喷泉区的分布明显。在顶部的喷泉区燃烧剧烈,温度变化均匀,氧气摩尔分数较低,二氧化摩尔分数较高。     

低阶煤与冷轧氧化铁红共热解半焦的燃烧特性

采用固定床热解装置制备神木长焰煤与冷轧氧化铁红热解终温为550℃的共热解半焦。扫描电子显微镜(SEM)分析结果表明,冷轧氧化铁红可以催化煤的热解,增加半焦表面的裂纹及孔隙;X-射线衍射(XRD)分析结果表明,煤与冷轧氧化铁红共热解降低了半焦碳的微晶结构的石墨化程度,提高其氧化反应活性;由热分析结果可知,共热解半焦的综合燃烧特性指数(Sn)比原料煤半焦高63.5%,燃烧反应活化能比原料煤半焦低39.7%,表明共热解半焦的燃烧性能优于原料煤半焦,煤与冷轧氧化铁红共热解可改善半焦的燃料品质,拓宽半焦作为燃料的利用领域。     

固体热载体干馏桦甸油页岩试验研究

设计并搭建了一套处理量为5 kg/h油页岩的回转干馏炉装置,以桦甸油页岩为原料,高温热灰作固体热载体,对该油页岩进行干馏特性试验研究。考察了干馏过程中油页岩出油率的影响因素,经试验发现主要包括固体热载体初温、回转干馏炉转速、固体热载体与油页岩混合比以及油页岩粒径大小。基于上述的实验结果研究了热载体初始温度600℃~800℃、回转干馏炉转速15 r/min~21 r/min、固体热载体与油页岩混合比2~5以及油页岩粒径分布0~5 mm对油页岩出油率的影响。研究结果表明：当固体热载体初温为750℃、回转干馏炉转速为19 r/min、固体热载体与油页岩比例为41及油页岩粒径大小在0~3 mm分布的工况下,油页岩的出油率达到最高,且为95%。     

抚顺油页岩热解动力学模型的对比研究

利用热重分析(TG)研究了抚顺油页岩在氩气氛围中不同升温速率的热失重行为,对比分析了DAEM模型、Coats-Redfern法、FWO法和Doyle法4种热动力学模型。结果表明,不同的动力学模型分析结果不同,Coats-Redfern法的活化能(E)变化不大,且E属于某一温度范围内的平均值,其整体上随着升温速率的增加而增大,当升温速率为20℃/min时,E为109.40 kJ/mol;DAEM模型、Doyle法和FWO法的E都随着转化率的增加而增大。此外,DAEM模型和FWO法得到的E较为接近,且DAEM模型的决定系数最高。因此,DAEM模型在4种热动力学分析方法中更适合抚顺油页岩热解的动力学分析。     

页岩油泥催化热解研究

在管式反应器上,考察了页岩油泥在不同催化剂（ Al2 O3、K2 CO3、Fe2 O3）及比例（质量比为13、15、110）下的热解行为,着重研究了催化剂对产油率和热解油馏程的影响。结果表明：油泥催化热解效果良好,碳酸钾在15时,产油率达到44.08%,氧化铝在13时,产油率达到45.42%,与无催化剂相比,分别提高了28.97%和32.89%。对馏程的促进方面,氧化铁表现突出,在15和110时,均使得重、柴油含量下降,汽油含量上涨。催化热解是按碳正离子机理进行的,重质油发生裂化反应,烷烃出现聚合反应,均提高轻质油的产量。     

龙口页岩油的综合评价

为了合理利用龙口页岩油,对其进行综合评价。结果表明,按照天然石油分类,龙口页岩油属于中质、低硫、高氮的中间基原油。实沸点蒸馏结果表明,龙口岩油汽油馏分(小于200℃)的质量收率为1.71%,柴油馏分(200~350℃)的质量收率为44.16%,蜡油馏分(350~425℃)的质量收率为20.32%,渣油馏分(大于425℃)的质量收率为33.81%。     

紫外分光光度法测定火烧油层含油饱和度

通常测量油水饱和度的方法是以水为基准来区分油水量的,而稠油油藏火烧驱油后岩心中含水较少,甚至几乎不含水。鉴于此,用石油醚做萃取剂,利用紫外分光光度法测定含油量,用氦孔隙度仪测定孔隙体积及孔隙度,建立针对稠油油藏的含油饱和度测定新方法,并将它们应用于实际的岩心分析中,能较好用评价火烧驱油的效果及火烧驱油模型的燃烧情况,为稠油油藏开发方案设计和开发效果评价提供完整的基础资料。     

抚顺油页岩灰分的检测与利用的可能性

本文用化学法、原子吸收法、Ｘ光衍射法．对油页岩灰分进行分析，结果检测出了金属氧化物镍、钛、铜、铅、铁等．并对它们的利用提出了可能性．     

油页岩渣在化工与环境领域的应用

针对油页岩渣在化工和环境领域的应用概况及油页岩渣的堆弃现状,进行多方位分析,发现目前在环境与化工领域回收利用油页岩渣的途径存在六点局限,导致了油页岩渣仍难以得到妥善合理处置,由油页岩渣引发的环境污染问题依旧严峻。基于对局限性的深入探讨,提出了利用油页岩渣制备社会需求量大的材料是妥善处理大量油页岩渣的新思路,并且制备工艺简单,二次能耗少。     

过渡金属盐催化剂对抚顺油页岩热解的影响

利用FTIR、XRD研究了抚顺油页岩(OS)的组成结构,TG-MS分析了过渡金属盐催化剂(页岩灰作为载体负载NiCl2·6H2O、CuCl2·2H2O、ZnCl2)对OS热解的催化作用和挥发分析出的影响规律,采用Coats-Redfern模型分析过渡金属盐催化剂对OS热解活化能的影响.结果表明,OS中矿物质主要由石英、...