油页岩热重干燥特性分析

发布时间：2017-12-17 17:15

  本文关键词：油页岩热重干燥特性分析

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【摘要】：在油页岩的开采和储运过程中,由于其自身或外部环境因素而使其含有一定量的水分;假如油页岩含水率高,将会对其加工利用过程产生各种弊端,可见干燥预处理在油页岩利用中有巨大作用。本文以内蒙古油页岩为实验对象,利用热重法分析了等温、非等温的内蒙古油页岩的干燥过程,对比分析了温度、粒径、升温速率对油页岩薄层干燥特性及干燥动力学的影响,划分了内蒙古油页岩的不同的干燥阶段,讨论了各个阶段中水分的迁移扩散机理。分别采用了不同的干燥模型对等温和非等温干燥过程进行了动力学分析,获得了最适合本文等温、非等温干燥实验的动力学模型。分析了干燥前后的油页岩样品孔隙结构和外观表面的变化。内蒙古油页岩等温和非等温干燥实验结果表明,等温和非等温干燥区间均可划分为3个阶段:升速干燥阶段,降速第1干燥阶段,降速第2干燥阶段。在等温干燥过程中,干燥温度对内蒙古油页岩干燥过程具有显著影响因素,温度越大,干燥速率越大,干燥完成所需时间越短。在粒径较小时(小于1mm),颗粒粒径对干燥过程的影响较小。根据扫描电镜和氮吸附技术分析结果表明,脱水干燥前油页岩表面粗糙,形状不规侧,但表面没有那么多的小颗粒。油页岩表面的不规则现象随着等温干燥温度的升高先增大后减小,110℃时最严重。随着干燥温度的升高,油页岩表面变得越来越光滑,出现更多细微小颗粒。不同干燥温度干燥后的油页岩吸附量随着干燥温度的增大而减少;随着干燥温度的增加大孔和中孔所占比例增大,但微孔和中孔在干燥后的页岩中仍占主导地位。BET比表面积和BJH吸附孔容随干燥温度的升高而减小。等温干燥动力学分析表明,Page模型和Weibull分布函数均非常适用于描述内蒙古油页岩的等温薄层干燥过程;随着干燥温度的增加有效水分扩散系数Deff近似成线性增大,干燥活化能为14.752 kJ/mol。Weibull分布函数的尺度参数α随着温度的增大而减小;估算水分有效扩散系数随干燥温度增加而增大,其值总大于由Fick第二定律计算出的水分有效扩散系数Deff。内蒙古油页岩非等温干燥实验结果表明,干燥速率随着升温速率的增加而增大。C2模型能很好的描述内蒙古油页岩非等温干燥过程的机理函数。随着升温速率的增大,表观活化能逐渐增大。非等温干燥过程中的有效水分扩散系数有三段不同变化趋势,开始急剧增长,随之增长平缓,最后下降然后突然上升。
【学位授予单位】：东北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TE662

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