發(fā)布時(shí)間：2017-11-11 23:22

  本文關(guān)鍵詞：堿性木質(zhì)素與油頁巖共熱解及協(xié)同作用的研究

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【摘要】：油頁巖作為當(dāng)今石油能源的補(bǔ)充能源,無論從其液相還是氣相的產(chǎn)物,都有良好的利用價(jià)值,因此油頁巖在能源中具有無可厚非的地位。堿性木質(zhì)素作為造紙工業(yè)中的副產(chǎn)品,由于其自身的利用價(jià)值未被開發(fā)完全,導(dǎo)致被當(dāng)作廢棄物隨意排放,污染環(huán)境的同時(shí)也給人類的健康帶來了危害。由于二者通過熱解不但可以得到豐富的輕質(zhì)氣體,也存在著有害的含芳環(huán)結(jié)構(gòu)化合物以及酚類化合物等物質(zhì),通過二者的共熱解意在研究其是否協(xié)同,減小有害物質(zhì)的生成,提高氣產(chǎn)率與降低焦產(chǎn)率,本文基于TG-FTIR熱重紅外聯(lián)用技術(shù),提出堿性木質(zhì)素與油頁巖共熱解方案,輔以ICP-MS與SEM電鏡實(shí)驗(yàn),通過熱解過程、熱解動力學(xué),熱解產(chǎn)物這幾個(gè)方面來分析,并研究其協(xié)同成因。通過對堿性木質(zhì)素與油頁巖二者單獨(dú)熱解與共熱解過程,研究了二者單獨(dú)熱解的特性,在共熱解的研究中,混合比對其影響要大于升溫速率的影響,通過油頁巖與堿性木質(zhì)素單獨(dú)熱失重?cái)?shù)據(jù)計(jì)算出的理論數(shù)據(jù)與實(shí)際數(shù)據(jù)對比,初步斷定二者的混合熱解在高溫區(qū)間發(fā)生了協(xié)同作用。通過多種動力學(xué)分析法對堿性木質(zhì)素與油頁巖共熱解過程進(jìn)行動力學(xué)分析,通過單一掃描速率Coats-Redfern積分法對三個(gè)熱解區(qū)間的混合試樣的研究中進(jìn)一步表明高溫?zé)峤鈪^(qū)間協(xié)同作用明顯,通過嘗試兩種model free法(F-W-O法、Starink法)對相同轉(zhuǎn)化率下的不同升溫速率的混合試樣進(jìn)行了動力學(xué)研究,表明了兩種方法均適用于二者的共熱解研究。通過對共熱解中不同工況下的熱解產(chǎn)物的分析,混合比方面,CH4、CO、CO2、H2O、芳環(huán)結(jié)構(gòu)化合物以及酚類化合物的濃度在高溫?zé)峤鈪^(qū)間均有不同程度的增加,但堿性木質(zhì)素與油頁巖混合比為8:2時(shí),濃度均為最低,驗(yàn)證了動力學(xué)結(jié)論的抑制作用。同時(shí)混合比對8:2減少芳環(huán)結(jié)構(gòu)化合物與酚類化合物累積產(chǎn)量具有顯著的影響。升溫速率方面,CH4、CO、芳環(huán)結(jié)構(gòu)化合物隨著升溫速率的變化,且氣體析出濃度與升溫速率成正比關(guān)系,其他產(chǎn)物均為不規(guī)律變化。升溫速率對不同熱解產(chǎn)物的累積產(chǎn)量的作用不明顯。通過氣產(chǎn)率和焦產(chǎn)率的對比,混合比的影響因素比升溫速率更顯著,8:2對氣產(chǎn)率具有抑制作用,其余混合比均達(dá)到了增氣減焦的目的。通過對二者在終溫900℃時(shí)的不同混合比的熱解半焦表觀結(jié)構(gòu)的研究中,驗(yàn)證了高溫?zé)峤鈪^(qū)間存在協(xié)同。通過引入RMS指數(shù),活化能在溫度區(qū)間的變化、熱解產(chǎn)物的變化等均能夠驗(yàn)證二者在高溫?zé)峤鈪^(qū)間存在明顯的協(xié)同作用。
【學(xué)位授予單位】：東北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TE662

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本文編號：1173333