發(fā)布時間：2017-04-17 14:28

  本文關鍵詞：FG-DVC模型應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】：伴隨著全球經濟的飛速發(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機理的研究是其干餾煉油、氣化、燃燒等利用過程的重要基礎。但從國內外有關油頁巖熱解及結構特性研究的現(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結構的FG-DVC模型為主,結合NMR和TG-FTIR來分析油頁巖的結構與熱解反應性之間的關系。為研究油頁巖化學結構與熱解產物之間的關系,利用NMR對試驗樣品的化學結構進行了分析,得到了一系列碳骨架及官能團信息;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)進行了熱解實驗研究。對熱解產物中的CH4、CO、CO2、H2O和頁巖油進行了定量分析,結果表明在熱解過程中熱解產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的存在會對頁巖中有機質的熱解起到促進作用。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。采用基于燃料化學結構的FG-DVC熱解網絡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行了模擬,并將模擬結果與TG-FTIR實驗數(shù)據(jù)進行了比較。模型對油頁巖和干酪根熱解產物產量的預測值與實驗數(shù)據(jù)都較為吻合,說明FG-DVC模型的官能團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物產量的預測效果較油頁巖更好,說明油頁巖中礦物質的存在是造成模型的預測值出現(xiàn)誤差的重要原因之一。
【關鍵詞】：油頁巖 干酪根 NMR TG-FTIR FG-DVC
【學位授予單位】：東北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：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 網絡模型的研究進展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 課題來源與研究內容15-16
• 1.5 本章小結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的構成與原理18-19
• 2.3.3 FTIR的優(yōu)點19
• 2.4 試驗設備及方法19-22
• 2.4.1 試驗設備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譜圖解析及結構參數(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物的FTIR分析32-41
• 3.3 本章小結41-42
• 第4章 FG-DVC模型應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模型對熱解產物產量的預測45-56
• 4.3.1 動力學參數(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56-57
• 結論57-59
• 參考文獻59-64
• 攻讀學位期間取得的研究成果及發(fā)表的學術論文64-65
• 致謝65

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本文編號：313436