本文選題：油頁巖半焦 + 燃燒�。� 參考：《東北電力大學》2017年碩士論文

【摘要】：油頁巖半焦是油頁巖干餾煉油后的固體廢棄物,具有一定的熱值,主要以堆棄處理,但在堆棄的過程中會產(chǎn)生大量的污染物,將對環(huán)境造成巨大危害。燃燒油頁巖半焦充分利用其剩余熱量,是解決該問題的突破方向之一。本文從含氧官能團和孔隙結(jié)構(gòu)著手,分析了油頁巖半焦在燃燒過程中含氧官能團和孔隙結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律,進一步的了解了油頁巖半焦在燃燒過程中表面微觀結(jié)構(gòu)變化。本文主要研究內(nèi)容如下:首先在熱重實驗的基礎(chǔ)上,對油頁巖半焦的燃燒特性及TG-DTG曲線進行分析研究,結(jié)果表明:提高升溫速率可以在一定程度上阻礙油頁巖半焦的著火,推遲油頁巖半焦的燃燒完全,有助于促進油頁巖半焦的燃燒;從綜合燃燒特性來看,三種半焦中YJSC的綜合燃燒特性最好,LKSC次之,WQSC最差。通過管式爐對三種油頁巖半焦進行燃燒試驗,以獲取不同燃燒終溫不同的灰樣,然后,用傅里葉變換紅外光譜儀進行樣品測量官能團的測定分析。結(jié)果表明:WQSC、LKSC、YJSC三種半焦的紅外譜圖結(jié)構(gòu)相似,只是部分吸收峰的峰強度存在差異,且羥基區(qū)的振動吸收很弱,半焦中不存在明顯的羧基振動吸收。隨著燃燒的不斷深入,羥基區(qū)的振動吸收峰漸漸消失,酚、醇、醚、酯的C-O鍵相對含量呈遞增趨勢,羰基含量呈波動變化。同時隨著燃燒的進行,芳香骨架的振動吸收慢慢變?nèi)?脂肪烴的C-H鍵也隨氧化消耗而減少。最后在管式爐燃燒試驗的基礎(chǔ)上,利用氮等溫吸附脫附法研究不同燃燒終溫油頁巖半焦的孔隙結(jié)構(gòu)特性的變化情況,并通過分形維數(shù)來闡述半焦及其燃燒灰樣的表面形態(tài)的復雜程度。分析結(jié)果表明油頁巖半焦的孔隙結(jié)構(gòu)多為縫形孔,且以中孔和微孔居多。在燃燒過程中,比表面積有減小、增加再減小的變化,顆粒中微孔及中孔對比表面積的變化起決定作用。采用FHH方程線性回歸獲得的分形維數(shù)表達出汪清油頁巖半焦和龍口油頁巖半焦中孔隙特征在燃燒過程中變化較為均勻。
[Abstract]:Oil shale semi-coke is a solid waste after oil shale dry-distillation refining, which has a certain calorific value and is mainly treated by heap disposal. However, a large number of pollutants will be produced in the process of dumping, which will cause great harm to the environment. The combustion of oil shale semi-coke is one of the breakthrough directions to solve this problem by making full use of its residual heat. In this paper, the changes of oxygen-containing functional groups and pore structures in the combustion process of oil shale semi-coke are analyzed, and the surface microstructure changes of oil shale semi-coke during combustion are further understood. The main contents of this paper are as follows: firstly, on the basis of thermogravimetric experiments, the combustion characteristics and TG-DTG curves of oil shale semi-coke are analyzed. The results show that increasing the heating rate can hinder the ignition of oil shale semi-coke to some extent. Delaying the combustion of oil shale semi-coke is helpful to promote the combustion of oil shale semi-coke, and the YJSC has the best comprehensive combustion characteristic in terms of its comprehensive combustion characteristics, followed by LKSC, and WQSC is the worst. The combustion tests of three kinds of oil shale semi-coke were carried out in a tube furnace to obtain the ash samples with different combustion end temperature. Then the functional groups of the samples were measured and analyzed by Fourier transform infrared spectrometer (FTIR). The results show that the infrared spectra of the three kinds of char are similar, but the peak intensity of partial absorption peak is different, and the vibration absorption in hydroxyl region is very weak, and there is no obvious carboxyl vibration absorption in semi-coke. With the deepening of combustion, the vibrational absorption peak of hydroxyl region gradually disappeared, the relative content of C-O bond of phenol, alcohol, ether and ester showed an increasing trend, and the carbonyl content fluctuated. At the same time, the vibration absorption of the aromatic skeleton becomes weaker with the combustion, and the C-H bond of the fatty hydrocarbon decreases with the oxidation consumption. Finally, on the basis of combustion test in tubular furnace, the pore structure characteristics of oil shale semi-coke with different combustion temperatures were studied by nitrogen isothermal adsorption and desorption method. The complexity of the surface morphology of the char and its combustion ash sample is described by fractal dimension. The results show that the pore structure of oil shale semi-coke is mostly fracture-shaped, and the mesoporous and micropore are the most. In the combustion process, the specific surface area decreases, increases and decreases, the micropore and mesopore in the particle play a decisive role in the change of the specific surface area. The fractal dimension obtained by linear regression of FHH equation shows that the pore characteristics of Wangqing oil shale semi-coke and Longkou oil shale semi-coke vary uniformly during combustion process.
【學位授予單位】：東北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：X742

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