碱性木质素与油页岩共热解及协同作用的研究

发布时间：2017-11-11 23:22

  本文关键词：碱性木质素与油页岩共热解及协同作用的研究

  更多相关文章： 碱性木质素 油页岩 TG-FTIR 共热解 协同作用

【摘要】：油页岩作为当今石油能源的补充能源,无论从其液相还是气相的产物,都有良好的利用价值,因此油页岩在能源中具有无可厚非的地位。碱性木质素作为造纸工业中的副产品,由于其自身的利用价值未被开发完全,导致被当作废弃物随意排放,污染环境的同时也给人类的健康带来了危害。由于二者通过热解不但可以得到丰富的轻质气体,也存在着有害的含芳环结构化合物以及酚类化合物等物质,通过二者的共热解意在研究其是否协同,减小有害物质的生成,提高气产率与降低焦产率,本文基于TG-FTIR热重红外联用技术,提出碱性木质素与油页岩共热解方案,辅以ICP-MS与SEM电镜实验,通过热解过程、热解动力学,热解产物这几个方面来分析,并研究其协同成因。通过对碱性木质素与油页岩二者单独热解与共热解过程,研究了二者单独热解的特性,在共热解的研究中,混合比对其影响要大于升温速率的影响,通过油页岩与碱性木质素单独热失重数据计算出的理论数据与实际数据对比,初步断定二者的混合热解在高温区间发生了协同作用。通过多种动力学分析法对碱性木质素与油页岩共热解过程进行动力学分析,通过单一扫描速率Coats-Redfern积分法对三个热解区间的混合试样的研究中进一步表明高温热解区间协同作用明显,通过尝试两种model free法(F-W-O法、Starink法)对相同转化率下的不同升温速率的混合试样进行了动力学研究,表明了两种方法均适用于二者的共热解研究。通过对共热解中不同工况下的热解产物的分析,混合比方面,CH4、CO、CO2、H2O、芳环结构化合物以及酚类化合物的浓度在高温热解区间均有不同程度的增加,但碱性木质素与油页岩混合比为8:2时,浓度均为最低,验证了动力学结论的抑制作用。同时混合比对8:2减少芳环结构化合物与酚类化合物累积产量具有显著的影响。升温速率方面,CH4、CO、芳环结构化合物随着升温速率的变化,且气体析出浓度与升温速率成正比关系,其他产物均为不规律变化。升温速率对不同热解产物的累积产量的作用不明显。通过气产率和焦产率的对比,混合比的影响因素比升温速率更显著,8:2对气产率具有抑制作用,其余混合比均达到了增气减焦的目的。通过对二者在终温900℃时的不同混合比的热解半焦表观结构的研究中,验证了高温热解区间存在协同。通过引入RMS指数,活化能在温度区间的变化、热解产物的变化等均能够验证二者在高温热解区间存在明显的协同作用。
【学位授予单位】：东北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE662

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李军海;接道波;张涛;蔡国军;;工业副产品木质素的岩土工程应用与发展[J];路基工程;2015年01期

2 孙云娟;蒋剑春;许玉;应浩;戴伟娣;;木屑与煤慢速共热解产物特性研究[J];生物质化学工程;2015年01期

3 王慧敏;马艳丽;方桂珍;李淑君;;碱木质素接枝聚丙烯腈多孔材料的性能表征[J];生物质化学工程;2015年01期

4 李少华;王艳鹏;车德勇;刘大任;张卓文;;松木屑与褐煤催化共气化特性实验研究[J];热力发电;2015年01期

5 李帅丹;陈雪莉;于广锁;王辅臣;;生物质与煤共热解行为及模型化研究[J];太阳能学报;2014年06期

6 赵晓倩;陈宏振;;煤与稻草共热解特性研究[J];应用能源技术;2014年05期

7 曲永水;罗皓;李宏强;徐建;;工业木质素预处理及催化转化苯酚[J];生物工程学报;2014年05期

8 王燕杰;应浩;孙云娟;江俊飞;余维金;许玉;;烘焙稻壳与不同煤化程度的煤共热解特性[J];化工进展;2014年03期

9 何选明;王春霞;付鹏睿;王小娟;陈诚;;低阶煤与废弃物共热解的研究进展[J];能源环境保护;2014年01期

10 刘振亚;;中国电力与能源[J];当代电力文化;2013年05期

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 贾春霞;油砂热解特性及其产物生成机理研究[D];华北电力大学;2014年

2 胡亿明;木质生物质各组分热解过程和热力学特性研究[D];中国林业科学研究院;2013年

3 刘洪鹏;油页岩干馏残渣与生物质混烧特性研究[D];天津大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前5条

1 裴宝琳;油页岩低温热解的实验研究[D];太原理工大学;2013年

2 王立;稻草与煤固定床共热解特性研究[D];华东理工大学;2013年

3 张雪;煤与生物质共热解过程的热重分析研究[D];黑龙江大学;2012年

4 李志远;碱金属/碱土金属对生物质热解特性影响的实验研究[D];华中科技大学;2008年

5 修健;低含油率油页岩的热解研究[D];大连理工大学;2005年

，

本文编号：1173333