【摘要】：本文以先鋒和小龍?zhí)逗置�、不連溝次煙煤、神木煙煤、樺甸油頁巖為研究對(duì)象,利用熱重分析儀、葛金固定床反應(yīng)器、兩層固定床反應(yīng)器對(duì)煤及油頁巖的單獨(dú)熱解、煤與油頁巖的共熱解特性進(jìn)行研究;首先采用熱重分析儀考察煤和油頁巖的熱解失重行為和適宜的共熱解溫度區(qū)間,在此基礎(chǔ)上,借助于模擬蒸餾氣相色譜儀、GC-MS研究熱解固定床共熱解產(chǎn)物分布及產(chǎn)物特性,并設(shè)計(jì)兩層實(shí)驗(yàn)揭示出煤和油頁巖共熱解的協(xié)同效應(yīng)及其相互作用機(jī)理。結(jié)果表明:(1)在熱重分析儀實(shí)驗(yàn)中,通過單種試樣的熱重分析確定各試樣揮發(fā)分的析出溫度區(qū)間,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明四種煤樣揮發(fā)分析出溫度區(qū)間均和樺甸油頁巖存在不同程度的重合,表明了四種煤樣均有可能與樺甸油頁巖于共熱解實(shí)驗(yàn)中存在協(xié)同效應(yīng);兩種褐煤與神木煙煤分別與樺甸油頁巖的混合熱重分析結(jié)果表明存在協(xié)同效應(yīng),不連溝次煙煤與樺甸油頁巖的混合共熱解協(xié)同效應(yīng)對(duì)揮發(fā)分的產(chǎn)出為抑制效果。在熱重分析儀上的實(shí)驗(yàn)初步確定了協(xié)同效應(yīng)在何種煤樣上會(huì)發(fā)生且是否會(huì)促進(jìn)揮發(fā)分更多的產(chǎn)出。(2)固定床混合共熱解實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)兩種褐煤與樺甸油頁巖的混合共熱解協(xié)同效應(yīng)表現(xiàn)出 增水降氧‖的作用,各混合比例下共熱解實(shí)驗(yàn)水收率增加而油收率降低;而神木煙煤與樺甸油頁巖的混合共熱解實(shí)驗(yàn)在各混合比例下均表現(xiàn)為 增油減水‖的協(xié)同效應(yīng),油收率增加,水收率和半焦收率均降低,這說明神木煙煤與樺甸油頁巖的共熱解在提高油收率方面表現(xiàn)出良好的協(xié)同效應(yīng)。(3)在兩層固定床中選用神木煙煤與樺甸油頁巖進(jìn)行共熱解分析,并采取均勻混合和分層共熱解形式研究了溫度對(duì)共熱解特性的影響以及初步探索兩者共熱解協(xié)同效應(yīng)產(chǎn)生的機(jī)理。在600℃時(shí)所獲得的焦油收率在三個(gè)溫度點(diǎn)各形式共熱解實(shí)驗(yàn)中為最高,且混合熱解和分層熱解的油收率都高于計(jì)算值,表明神木煤和樺甸油頁巖混合共熱解間的協(xié)同作用主要來源于熱解油氣間的相互作用,協(xié)同效應(yīng)提高了熱解油收率;各個(gè)熱解溫度下,分層熱解的油收率都顯著高于混合熱解的結(jié)果,這是頁巖灰充分發(fā)揮催化裂解作用的結(jié)果;上層油頁巖熱解時(shí),所產(chǎn)生的富氫組分的油氣更有利于下層煤熱解油氣的釋放及向產(chǎn)物油轉(zhuǎn)化的趨勢(shì);而上層煤熱解時(shí),所產(chǎn)生的揮發(fā)分經(jīng)過下層油頁巖熱解層時(shí),除揮發(fā)分之間的反應(yīng)之外,共熱解油氣組分會(huì)與油頁巖中灰分中催化物質(zhì)反應(yīng),發(fā)生一定程度的裂解,導(dǎo)致熱解油收率降低的同時(shí)提高焦油品質(zhì);在共熱解過程中,油頁巖氣相產(chǎn)物扮演著穩(wěn)定劑和加氫劑的角色,而固體產(chǎn)物中的礦物質(zhì)起到催化加氫裂解的作用,以達(dá)到提高焦油產(chǎn)率,改善油品品質(zhì)的目的。
【學(xué)位授予單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ530.2
【圖文】：

煤與樺甸油頁巖的共熱解特性研究堝為氧化鋁材質(zhì)，其規(guī)格為 Φ5×4，即底面直徑為 5 mm，高為 4 mm，熱重分坩堝實(shí)物圖如圖 2-1 所示。表 2-2 主要實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備Table 2-2 The main experiment apparatus and equipment設(shè)備名稱 型號(hào) 儀器出品國或廠家高速萬能破碎機(jī) FW100 天津泰斯特儀器有限公司電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 DGG-9140A 上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司箱式電阻爐（馬弗爐） SX-G30103 天津中環(huán)實(shí)驗(yàn)電爐有限公司電子天平 AL204 梅特勒-托利多儀器有限公司元素分析儀 Vario MACRO cube 德國熱重分析儀 TG-DTG 6300 日本精工

圖 4-1 熱解實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)物圖Fig. 4-1 The diagram of pyrolysis apparatus應(yīng)管 2. 電爐 3. 冷凝管 4. 接收瓶 5-7. 丙酮洗氣瓶 8. 碳酸氫9. 濕式流量計(jì) 10. 硅膠干燥瓶1. Pyrolysis tube, 2.Furnace, 3. Condenser, 4. Receiving bottle,物料層物料層石棉隔層篩板

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本文編號(hào)：2800332