油页岩半焦与锯末混烧过程孔隙结构变化研究

利用氮等温吸附脱附法研究了燃烧过程对油页岩半焦和锯末混合物表面孔隙结构特性的影响,并应用分形维数来定量描述混合物表面形态的复杂程度。结果表明:混合物各个孔径范围内的孔体积较半焦明显减少,在失水段尤为明显,燃烧前期表面孔隙以中微孔为主,后期以中大孔和大孔为主;混合物的中微孔结构在挥发分燃烧阶段得到充分发展,比表面积在显著增大,对反应进程具有促进作用。通过FHH方程线性回归得到的分形维数反映出混合物内部孔隙的立体化程度比半焦更高,燃烧阶段化学反应及力学作用的交替影响,引起分形维数随温度而变化。

龙口油页岩半焦燃烧破碎特性研究

为了对流化燃烧中颗粒粒径分布进行研究,把固定床加热或燃烧处理后的半焦在小型流化床实验台上进行常温流化实验,对破碎特性进行研究,并且与常温流化处理和850℃流化燃烧实验进行对比,研究引发一次破碎和二次破碎的热应力、挥发分析出的膨胀压力和碰撞之间的关系,以及粒径和外形对这些力的影响。结果显示热应力和挥发分析出产生的膨胀压力导致一次破碎并改变颗粒内部结构,随着粒径增大一次破碎加剧,这种趋势受外形变化影响。燃烧增加热应力和膨胀压力加剧一次破碎。碰撞本身能造成的破碎很少,二次破碎主要由于热应力和膨胀压力降低了颗粒强度,流化时更易破碎。

油页岩半焦与玉米秸秆混合燃烧特性研究

在空气气氛下利用TGA/DSC1型同步热分析仪进行了桦甸油页岩半焦与玉米秸秆的混烧实验。研究了升温速率和质量比对燃烧特性参数的影响;并与单一油页岩半焦的燃烧特性进行比较。结果表明:混合样品的挥发分初析温度和着火温度远低于油页岩半焦,但略高于玉米秸秆;随着升温速率的提高,混合样品挥发分初析温度和着火温度逐渐提高。升温速率一定时,随着玉米秸秆质量比增大,燃烧过程呈现向低温区迁移的趋势;并且低温段曲线峰值高,挥发分释放剧烈,改善了混合物燃烧特性。玉米秸秆质量比大于10%时,混合样品的各项燃烧特性指标也增大。采用相互影响指数RMS和MR值评价混烧过程的相互影响,研究表明相互影响作用主要发生在第二、第三和第四阶段,第二、第三阶段为有利影响,第四阶段为不利影响。当半焦与玉米秸秆质量比为7:3时,其相互影响最大且均为有利影响。应用KAS模型,分析了混合物燃烧动力学,结果表明,随着反应进行,活化能总体呈上升趋势,与TG-DTG曲线变化规律一致。研究结果可以为油页岩半焦与玉米秸秆的高效燃烧提供参考。

油页岩半焦燃烧过程中官能团演化特性研究

对汪清油页岩半焦、龙口油页岩半焦、窑街油页岩半焦在空气气氛下,进行管式炉燃烧试验;分别制备不同燃烧终温(400~900℃)的灰样;然后,用傅里叶变换红外(Fourier transform infrared,FTIR)光谱仪进行样品测量官能团的测定,通过FTIR的分峰拟合处理,对试样进行定性及半定量的分析。结果表明:WQSC、LKSC、YJSC三种半焦的红外谱图结构相似,部分吸收峰的峰强度存在差异,且羟基区的振动吸收很弱,半焦中不存在明显的羧基振动吸收。随着燃烧的进行,羟基吸收逐渐消失,酚、醇、醚、酯的C-O键相对含量增加,羰基含量呈波动变化;同时在燃烧过程中芳香骨架振动逐渐减弱,脂肪烃也随不断氧化而减少。

热水洗涤法处理龙口页岩油泥的试验研究

采用热水洗涤法处理龙口页岩油泥。利用纯水清洗页岩油泥,考察液固比、搅拌频率、清洗温度、清洗时间对油回收的影响,确定纯水清洗的最佳工况。经过试剂筛选、复配,确定试剂配方为OP-10∶Na_2SiO_3=1∶3。通过正交试验优化工况,试验结果表明:温度70℃、搅拌频率330 r/min、清洗时间30 min、液固比为5∶1、OP-10∶Na_2SiO_3=1∶3的浓度为6.0 g/L、含油率为60.31%的页岩油泥经过热化学法清洗后,残油率为2.84%。通过比较极差的大小,各因素对清洗效果影响的大小顺序为试剂浓度>温度>液固比>搅拌频率。由扫描电镜(SEM)分析可知,清洗过程会对油泥的微观形貌产生一定的影响。试剂Na_2SiO_3清洗后油泥呈现网状沟壑结构,其分散程度和比表面积均有增加。在清洗试验后,清洗液可以循环使用,剩余的油泥渣制作成砖,进而减少对环境的二次污染。

基于TG和FTIR的印尼油砂微观结构及热解特性实验

采用傅里叶红外光谱仪(FTIR)对四种油砂微观结构和官能团进行研究,通过FTIR谱图的分峰拟合处理,对油砂主要官能团进行半定量分析。研究表明:油砂由芳香烃、脂肪烃、羟基官能团和含氧官能团等组成,其中芳香烃结构和醇类化合物为主。利用TGA/DSC1型同步热分析仪和傅里叶变换红外光谱仪(TG-FTIR)进行了油砂热解特性实验,考察了升温速率对热解特性的影响,探究了油砂热解过程中挥发分的析出规律与主要气相产物H_2O、CO_2、CO、CH_4、CnHm的释放特性。结果表明:油砂热解过程分为干燥脱气段、低温热解和高温热解3个阶段,其中有机质挥发分的析出主要发生在低温热解段;随着升温速率的提高,油砂热解产物释放更加集中,热解特性趋好。油砂热解过程中先析出游离水,随后发生解聚和脱水反应,主要的烷基侧链不断脱落、环化及含氧官能团逐渐断裂生成各种烷烃类、羧酸类、醇类和醛类等物质,甲氧基(—O—CH_3)、亚甲基(—CH_2—)和甲基(—CH_3)在低温段(<600℃)断裂振动生成有机气体C_nH_m和CH_4。

65t/h高低差速循环流化床锅炉燃烧特性模拟

基于商业计算流体力学软件Fluent,采用非预混燃烧模型对一台65t/h高低差速循环流化床锅炉炉内燃烧特性进行三维稳态模拟,并对高、低速床内温度和组分分布进行分析。通过温度场和差速循环流化床特有的内循环特性验证所选模型的有效性,根据炉内温度、CO_2浓度和O_2浓度的分布分析差速循环流化床的燃烧特性。结果表明:高低差速循环流化床实现了不同粒径颗粒的分床燃烧,大粒径颗粒在高速床燃烧,小粒径颗粒进入低速床燃烧。燃料燃烧放出的热量一部分由烟气带走,大部分由颗粒的内循环过程被带入左右低速床,使燃料继续燃烧并传递给埋管受热面,换热后的物料通过回流孔回到高速床。

油页岩中几种微量元素在干馏过程中的形态变迁

以桦甸油页岩为研究对象,采用逐级提取实验,考察了不同升温速率及干馏终温对其内部赋存的Cr、Co、Pb、Cu、V五种微量元素的形态变迁特性的影响。结果发现,各元素均在2.5℃/min和20℃/min升温速率下表现出了较大的迁移率,且干馏终温升高更有利于元素的迁移;低升温速率和高干馏终温更能促进元素大部分形态的迁移,但硫化物结合态的迁移在高升温速率和高干馏终温则更为有利;元素不同形态的迁移总会有一部分向有机物结合态转变。