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颗粒粒度对油页岩热解特性和动力学参数的影响

颗粒粒度对油页岩热解特性和动力学参数的影响

摘 要 : 在热重—红外联用分析仪上进行了桦甸油页岩的热解特性实验研究 , 得到了升温速 率为 20℃ /min时颗粒粒度分别为 75.66μm 、 110.05μm 、 200.21μm 和 290.40μm 的油页 岩的热解 TG 、 DTG 和 DSC 曲线 , 分析了油页岩的热解特性及规律 . 结果表明 , 油页岩的热解是 分两步进行的 , 油页岩在低温段的热解是主要的 ; 随着颗粒粒度的减小 , 油页岩的热解特性趋 好 . 通过数据分析 , 得到了油页岩在不同阶段的热解反应动力学参数 . 关 键 词 : 油页岩 ; 热 解特性 ; 颗粒粒度 ; 化学反应动力学

油页岩是矿物质含量超过 30%的腐泥煤 [1].地质勘探工作表明 , 油页岩是在矿物机体中含 有固体可燃有机质的沉积岩 , 在化石燃料中它的储量折算为发热量仅次于煤列第 2位 [2],如果 将它折算成页岩油 , 世界上的油页岩储量将是 4 750亿 t, 相当于目前世界天然原油探明可采储 量的 5.4倍 [3].我国油页岩资源丰富 , 是世界上油页岩资源丰富的国家之一 , 已探明的油页岩储 量为 315.67亿 t, 储量也仅次于美国、巴西和爱沙尼亚 , 列世界第四 , 且主要集中于茂名、桦甸 和抚顺等地 [4],便于大规模开采利用 . 在世界范围内能源需求不断增长的今天 , 寻求油页岩的 有效开发与经济利用的途径 , 对于缓解能源供需矛盾 , 推动社会的发展 , 具有重大的现实意义 . 本文采用热分析方法 , 在原有研究基础上 [5-10],对桦甸油页岩的热解性能进行了研究 , 为今后 油页岩的燃烧能源利用奠定了坚实的基础 , 并提供了理论保障 .

1 热分析实验

1.1 实验样品的制备与基础数据的获得

本文的实验样品采用吉林省桦甸市的油页岩 , 经将块状的油页岩砸碎再在磨煤机上研磨 , 最后经过手用玛瑙磨研制而成 . 这全部采用原样品 , 期间未进行任何的筛分处理 , 以保证实验 数据能准确地反映此油页岩的特性 . 研磨后的油页岩粒度利用英国 MALVERN 公司生产的 MAM5 004型激光粒度分析仪测量得到 , 共磨制了 4种不同粒径的油页岩 . 有关本样品的元素 分析、工业分析、灰成分分析的实验数据及粒度分布与筛余份曲线见表 1、表 2及图 1.

颗粒粒度对油页岩热解特性和动力学参数的影响

1.2 实验设备及实验说明

本文采用 STA 409型热综合分析仪和 EQUI-NOX 55

型傅里叶红外光谱仪联合组成的热重

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