【摘要】：油頁(yè)巖是最具開發(fā)潛力的非常規(guī)油氣資源,其主要利用形式是通過(guò)干餾制備頁(yè)巖油。在干餾過(guò)程中,會(huì)產(chǎn)生大量的固體廢棄物——油頁(yè)巖半焦,因其灰分含量高、熱值低,難以利用,目前直接填埋處理的方式不僅影響生態(tài)環(huán)境還造成了資源的浪費(fèi)。由于循環(huán)流化床燃燒技術(shù)能夠使用高灰分、低熱值的劣質(zhì)燃料,所以,針對(duì)油頁(yè)巖半焦利用,對(duì)其在循環(huán)流化床鍋爐中的燃燒特性進(jìn)行研究就具有明確的工程意義,所獲結(jié)果為油頁(yè)巖半焦的燃燒利用提供了較為可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。本文首先使用管式加熱爐對(duì)三個(gè)產(chǎn)地的油頁(yè)巖在450℃-600℃條件下干餾處理;并運(yùn)用TGA/DSC 1/1600HT型熱重分析儀以30℃/min的升溫速率,研究了干餾溫度、干餾時(shí)間和油頁(yè)巖產(chǎn)地對(duì)油頁(yè)巖半焦的成分、發(fā)熱量和燃燒性能的影響;計(jì)算了各個(gè)樣品的燃燒特性指數(shù)和動(dòng)力學(xué)參數(shù);此外,在截面為1m×1m,高度為22.5m的3.3MWth循環(huán)流化床中試裝置上進(jìn)行了油頁(yè)巖與半焦的混燃試驗(yàn),獲得了工業(yè)應(yīng)用中油頁(yè)巖半焦與油頁(yè)巖的混燃特性,探索了運(yùn)行中燃燒效率和污染物排放特征。研究結(jié)果表明,對(duì)于吉林樺甸和山東龍口油頁(yè)巖,干餾使得其發(fā)熱量降低一半,但對(duì)于黑龍江依蘭油頁(yè)巖并沒(méi)有太大影響,這主要與固定碳含量有關(guān)。從著火溫度Ti、燃盡溫度Th、可燃特性指數(shù)SW等多個(gè)燃燒特性指數(shù)判斷,黑龍江依蘭油頁(yè)巖和半焦的燃燒特性最好。熱重燃燒試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),因固定碳含量不同,吉林樺甸和山東龍口的油頁(yè)巖和半焦樣品燃燒有明顯的三個(gè)階段:350℃-500℃間揮發(fā)分析出燃燒階段、500℃-700℃間固定碳燃燒階段和700℃之后的礦物質(zhì)分解階段;而黑龍江依蘭油頁(yè)巖則表現(xiàn)出較為連續(xù)的失重現(xiàn)象。通過(guò)對(duì)比Friedman-Carroll法、Coats-Redlfern法和直接Arrhenius法,確定了使用直接Arrhenius法計(jì)算油頁(yè)巖半焦燃燒的動(dòng)力學(xué)參數(shù)更加合理。干餾時(shí)間和干餾溫度增加后,半焦的燃燒特性變差、揮發(fā)分燃燒的活化能增加,而且干餾溫度的影響要大于干餾時(shí)間。在循環(huán)流化床中試裝置上的研究結(jié)果指出,利用煤燃料將鍋爐運(yùn)行至爐膛溫度分布均勻、壓力分布合理的穩(wěn)定狀態(tài)后,先后加入純油頁(yè)巖和油頁(yè)巖與半焦配比分別為3:1與2:1的混合燃料。運(yùn)行結(jié)果表明在油頁(yè)巖和半焦比例為2:1的工況下鍋爐仍然可以較為平穩(wěn)運(yùn)行,自脫硫效率達(dá)到了69.9%,同時(shí)氮氧化物原始排放值可以控制在150mg/m3以下,但是由于半焦較差的成灰磨耗特性,爐膛內(nèi)的壓力和溫度分布變差,半焦的高灰分不利于燃盡,底渣和飛灰中的含碳量較高。
[Abstract]:Oil shale is the most potential unconventional oil and gas resource. In the process of dry distillation, a large number of solid waste, oil shale semi-coke, is produced. Because of its high ash content and low calorific value, it is difficult to use. At present, the way of direct landfill treatment not only affects the ecological environment but also causes the waste of resources. Because circulating fluidized bed combustion technology can use inferior fuel with high ash content and low calorific value, it is of engineering significance to study combustion characteristics of oil shale semi-coke in circulating fluidized bed boiler. The results provide reliable basic data for combustion and utilization of oil shale semi-coke. In this paper, firstly, the oil shale from three producing areas was treated by dry distillation at 450 鈩，

本文編號(hào)：2324268