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《碩士論文-樺甸油頁巖在不同升溫速率下的熱解和燃燒動力學(xué)研究》由會員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、摘 要摘 要油頁巖是一種重要的化石能源,其儲量巨大,是石油和天然氣的重要替代能源。合理地開發(fā)利用油頁巖,對彌補(bǔ)能源資源不足,緩解國家石油短缺具有極為特殊的戰(zhàn)略意義。對油頁巖熱解及燃燒的動力學(xué)進(jìn)行研究是保證油頁巖優(yōu)化轉(zhuǎn)化的前提,也是油頁巖綜合開發(fā)利用工作的基礎(chǔ)。本文從油頁巖能源利用的角度出發(fā),對油頁巖的熱解及燃燒動力學(xué)特性進(jìn)行了全面深入的理論分析與試驗(yàn)研究。利用熱重分析法(TGA)對樺甸和茂名五個不同礦區(qū)的油頁巖熱解動力學(xué)特性進(jìn)行了研究,采用等轉(zhuǎn)化率法求取了油頁巖熱解反應(yīng)的表觀活化能,并在此基礎(chǔ)上對油頁巖熱解的反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了求取,得到了油頁巖熱解的動力學(xué)三因子,結(jié)果發(fā)現(xiàn)油頁巖在熱解
2、過程中活化能不是一個定值,熱解的機(jī)理復(fù)雜,主要以成核機(jī)制所控制;本文在熱重分析儀上進(jìn)行了油頁巖燃燒試驗(yàn),采用單掃描速率法和等轉(zhuǎn)化率法得到了油頁巖燃燒反應(yīng)的表觀活化能。兩種方法的求解結(jié)果均表明油頁巖燃燒過程分兩個階段,燃燒前期活化能低于燃燒后期。等轉(zhuǎn)化率法分析認(rèn)為油頁巖燃燒是一個復(fù)雜的多步反應(yīng)過程,C-R法假設(shè)的反應(yīng)機(jī)理存在問題,本文對兩種方法的可靠性作了客觀的評價;利用差示掃描量熱法(DSC)得到了油頁巖及其半焦燃燒過程中的吸放熱情況,并比較了不同升溫速率下油頁巖及其半焦燃燒的DSC曲線,同時利用等轉(zhuǎn)化率法對放熱段進(jìn)行了動力學(xué)分析。研究結(jié)果為進(jìn)一步開發(fā)利用油頁巖資源奠定了理論基礎(chǔ)。關(guān)
3、鍵詞 油頁巖 熱解 燃燒 等轉(zhuǎn)化率法 動力學(xué)-VII-AbstractAbstractOilshale,asoneoftheimportantfossilfuels,hasagreatdealofresources.Itistheimportantreplacementofoilandnaturalgas.Thereasonableexploitationandutilizationofithasthespecialstrategicsignificancetomakeupthedeficiencyofenergyresourceandalleviatetheenergycrisis
4、.Itisthefoundationofoilshaleoptimizeconversionthatthepyrolysisandcombustionkineticscharacteristicswasstudied.Inthepaper,thepyrolysisandcombustionkineticscharacteristicsofoilshalesamplesareinvestigatedbytheoreticalandexperimentalanalysis.Proximateanalysisandultimateanalysiswereconducted.Thepyrol
5、ysisbehaviorofHuadianandMaomingoilshalesampleswasstudiedonthethermogravimetricanalysis(TG,DTG)atdifferentheatingratesunderthenitrogenenvironment.Theapparentactivationenergyinpyrolysisreactionsofoilshalesampleshasbeenanalyzedbythreekindsofiso-conversionalmethods.TheSestak’scomplexmechanismwasuse
6、dtofitlinerforpyrolysisreactionmechanismofoilshale,andthedecompositionmechanismandfrequencyfactiorwereobtained.Theresultsshowedthattheactivationenergywasnotaconstantthroughoutthereactionprocess,andoilshalepyrolyticmechanismwascomplexandmainlyattributedtothenuclearmechanism.Furthermore,non-isoth
7、ermalthermogravimetriccombustionexperimentsonoilshalesampleshavebeencarriedout.Twothermoanalyticalmethods(theCoats-Redfernmethodandisoconversionalmethod)areadoptedtocalculatetheapparentactivationenergyincombustionreactionofoilshal