本文關(guān)鍵詞：FG-DVC模型應(yīng)用于油頁巖熱解過程的模擬研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：伴隨著全球經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,各國在能源方面的需求與日俱增,常規(guī)的油氣資源已經(jīng)不能夠滿足世界各國對能源增長的需要。油頁巖作為一種儲量巨大,而且可以大規(guī)模開采和利用的化石燃料,已經(jīng)成為各國能源部門發(fā)展的重要對象。然而在油頁巖的各種開發(fā)和利用過程中均涉及到油頁巖的熱解特性問題,油頁巖熱解特性及反應(yīng)機(jī)理的研究是其干餾煉油、氣化、燃燒等利用過程的重要基礎(chǔ)。但從國內(nèi)外有關(guān)油頁巖熱解及結(jié)構(gòu)特性研究的現(xiàn)狀來看,大多數(shù)研究者以表觀熱解特性研究為主,對油頁巖熱解本征特性研究的較少。本文以基于燃料化學(xué)結(jié)構(gòu)的FG-DVC模型為主,結(jié)合NMR和TG-FTIR來分析油頁巖的結(jié)構(gòu)與熱解反應(yīng)性之間的關(guān)系。為研究油頁巖化學(xué)結(jié)構(gòu)與熱解產(chǎn)物之間的關(guān)系,利用NMR對試驗樣品的化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析,得到了一系列碳骨架及官能團(tuán)信息;采用TG-FTIR分析儀對油頁巖及其干酪根在三種升溫速率條件下(10℃/min、20℃/min、50℃/min)進(jìn)行了熱解實驗研究。對熱解產(chǎn)物中的CH4、CO、CO2、H2O和頁巖油進(jìn)行了定量分析,結(jié)果表明在熱解過程中熱解產(chǎn)物的析出速率峰值隨著升溫速率的提高而增大,同時油頁巖中礦物質(zhì)的存在會對頁巖中有機(jī)質(zhì)的熱解起到促進(jìn)作用。對四種實驗樣品,利用非線性最小二乘擬合方法,得出四種輕質(zhì)氣體及頁巖油的活化能E分布在183-267kJ/mol之間,而指前因子A在3.0×109-2.8×1013s-1之間。采用基于燃料化學(xué)結(jié)構(gòu)的FG-DVC熱解網(wǎng)絡(luò)模型對不同升溫速率條件下CH4、CO、CO2、H2O和頁巖油的析出過程進(jìn)行了模擬,并將模擬結(jié)果與TG-FTIR實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較。模型對油頁巖和干酪根熱解產(chǎn)物產(chǎn)量的預(yù)測值與實驗數(shù)據(jù)都較為吻合,說明FG-DVC模型的官能團(tuán)理論用來描述油頁巖熱解脫揮發(fā)分過程是可行的。其中模型對干酪根熱解產(chǎn)物產(chǎn)量的預(yù)測效果較油頁巖更好,說明油頁巖中礦物質(zhì)的存在是造成模型的預(yù)測值出現(xiàn)誤差的重要原因之一。
【關(guān)鍵詞】：油頁巖 干酪根 NMR TG-FTIR FG-DVC
【學(xué)位授予單位】：東北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TE662
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 主要符號表10-12
• 第1章 緒論12-17
• 1.1 課題研究背景12-13
• 1.1.1 能源與環(huán)境12
• 1.1.2 油頁巖資源及其利用現(xiàn)狀12-13
• 1.2 網(wǎng)絡(luò)模型的研究進(jìn)展13-14
• 1.2.1 FLASHCHAIN模型13
• 1.2.2 CPD模型13
• 1.2.3 FG-DVC模型13-14
• 1.3 本課題研究的目的和意義14-15
• 1.4 課題來源與研究內(nèi)容15-16
• 1.5 本章小結(jié)16-17
• 第2章 試驗裝置及試驗方法17-25
• 2.1 核磁共振波譜儀簡介17
• 2.2 紅外光譜分析法17-18
• 2.2.1 紅外光譜分析法簡介17-18
• 2.2.2 紅外光譜區(qū)域及其應(yīng)用18
• 2.3 傅立葉變換紅外光譜儀18-19
• 2.3.1 傅立葉變換紅外光譜儀的發(fā)展18
• 2.3.2 FTIR的構(gòu)成與原理18-19
• 2.3.3 FTIR的優(yōu)點19
• 2.4 試驗設(shè)備及方法19-22
• 2.4.1 試驗設(shè)備19-22
• 2.4.2 熱重紅外聯(lián)用的試驗方法22
• 2.5 試驗樣品22-24
• 2.6 本章小結(jié)24-25
• 第3章 油頁巖及干酪根的熱解特性分析25-42
• 3.1 樣品的 ~(13)C-NMR譜圖解析及結(jié)構(gòu)參數(shù)25-29
• 3.1.1 油頁巖及干酪根的 ~(13)C-NMR譜參數(shù)計算25-27
• 3.1.2 油頁巖及干酪根的 ~(13)C-NMR波普特征27-29
• 3.2 油頁巖及干酪根熱解的TG-FTIR分析29-41
• 3.2.1 油頁巖及干酪根熱重特性分析30-32
• 3.2.2 油頁巖及干酪根熱解產(chǎn)物的FTIR分析32-41
• 3.3 本章小結(jié)41-42
• 第4章 FG-DVC模型應(yīng)用于油頁巖及干酪根熱解的模擬42-57
• 4.1 FG-DVC模型簡介43-44
• 4.2 模型初始參數(shù)的確定44-45
• 4.3 FG-DVC模型對熱解產(chǎn)物產(chǎn)量的預(yù)測45-56
• 4.3.1 動力學(xué)參數(shù)計算45-49
• 4.3.2 FG-DVC模型分析及計算49-56
• 4.4 本章小結(jié)56-57
• 結(jié)論57-59
• 參考文獻(xiàn)59-64
• 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文64-65
• 致謝65

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：313436