陕北长焰煤低温干馏特性试验

为研究热解条件对陕北长焰煤热解过程的影响,利用管式炉进行低温干馏试验;结果表明:随着热解终温的升高,半焦产率减小,煤气产率增大,焦油产率先增大后减小,焦油中饱和烃含量持续降低,品质持续变差;在一定范围内,终温恒温时间的增加可以提高焦油和煤气的产率,当恒温时间大于30 min,热解产物分布基本不变;当载气流量小于450 mL/min时,增大载气流量可以显著提高焦油产率,改善焦油品质,同时大幅度减小煤气产率;综合分析得出,最佳热解条件为热解终温650℃、终温恒温时间30 min、载气流量450 mL/min,此时,热解产物中半焦、焦油、煤气的空干基产率依次为65.53%、8.33%、6.14%。     

山楂核热解特性及其产物研究

为研究山楂核热解特性及其产物分布规律,在不同升温速率及不同热解终温条件下对山楂核粉末进行热重分析,并用自制小型固定床热解炉对山楂核粉末进行了热解实验,考察了热解终温和升温速率对山楂核热解的三相产物产率的影响,结果表明：热解终温对焦油产率影响不大,对热解气和焦炭产率有显著影响,随着热解终温的提高,焦炭产率降低,而热解气产量增加。同一热解终温条件下,随着升温速率由5℃/min增加到10℃/min,焦油产率增加（热解终温600℃时,增加量约6个百分点）,焦炭和热解气产率降低,并且热解终温越大,升温速率对焦油产率影响越大;同时,提高热解终温和升温速率会使反应速率增大。     

玉米秸秆颗粒热解活化过程的热力学和动力学研究

利用热重分析研究了玉米秸秆颗粒制备活性炭的热解和活化过程.热解采用氮气为保护气体,升温速率 K/min,终温723 K,恒温时间30 min.热解过程主要发生在40～620 K之间,热解炭材微孔结构和机械强度良好.活化采用CO2为活化剂,升温速率10 K/min,终温1073 K,恒温时间20 min,活化反应主要发生在90～1070 K之间,得到的活性炭具有较大的比表面积(404.6 m²/g)和优良的吸附性能.通过对热解和活化过程的热重及差热变化综合分析,确定了两段热化学反应的活化能和频率因子.了解了热解和活化过程的热力学和动力学特性,为制备优质的生物质颗粒活性炭提供理论指导作用.     

传热特性对褐煤热解过程的影响研究

利用氮气作为对流气体,在温度为450℃、气体流量为0~10 L/min的条件下,对褐煤的热解过程进行了实验研究;在一维拟均相模型上,利用热解数据对煤的导热系数进行了计算;结果表明,5~10 L/min的气体流量可在一定程度上促进热解炉内的传热,增加煤的导热系数;气体温度一定,且小于热解终温时,增大气体流量450~500℃时的热解时间会增加。     

褐煤的对流热解特性实验研究

在固定床热解过程中引入对流气体,考察了对流气体流量、对流气体温度、煤样粒度对褐煤热解过程传热和热解产物的影响;试验表明:随对流气体流量增加,传热系数增加,流量小于1.0 L/min时,引入的对流气体能及时带出热解过程逸出的挥发分,避免了挥发分的二次裂解,能提高焦油产率;为提高褐煤热解过程的转化率,热解温度与对流气体温度之差不能超过50℃;随煤样粒度增大,传热系数增加,热解气产率增大,20~30 mm时焦油产率最大,10~30 mm时半焦产率最大。     

油页岩热解技术研究进展

针对油页岩热解反应过程复杂,产油率低的问题,进行了油页岩的热解机理和反应过程介绍,探讨了材料特性、炉型种类、催化剂类型、热解温度、加热速率和停留时间对热解转化率的影响及其变化规律。研究发现材料特性影响页岩油产率和品质,粒径尺寸适宜范围在1. 2~3 mm;固体干馏炉比气体干馏炉好,其油页岩利用率和油收率最高可达100%;催化剂由于其独特的性质和结构特点能够加速油页岩的热解,增大油页岩热解转化率,提高页岩油产率;此外,热解温度在520~550℃、加热速率在12~15℃/min和停留时间在20~40 min范围内能够提高页岩油产率,改善页岩油的品质。指出了油页岩热解技术发展趋势,以期为我国非常规、战略接替能源的开发利用提供一定的参考。     

油页岩热解技术研究进展

针对油页岩热解反应过程复杂,产油率低的问题,进行了油页岩的热解机理和反应过程介绍,探讨了材料特性、炉型种类、催化剂类型、热解温度、加热速率和停留时间对热解转化率的影响及其变化规律。研究发现材料特性影响页岩油产率和品质,粒径尺寸适宜范围在1. 2³ mm;固体干馏炉比气体干馏炉好,其油页岩利用率和油收率最高可达100%;催化剂由于其独特的性质和结构特点能够加速油页岩的热解,增大油页岩热解转化率,提高页岩油产率;此外,热解温度在5203 mm;固体干馏炉比气体干馏炉好,其油页岩利用率和油收率最高可达100%;催化剂由于其独特的性质和结构特点能够加速油页岩的热解,增大油页岩热解转化率,提高页岩油产率;此外,热解温度在520⁵50℃、加热速率在12550℃、加热速率在12¹5℃/min和停留时间在2015℃/min和停留时间在20⁴0 min范围内能够提高页岩油产率,改善页岩油的品质。指出了油页岩热解技术发展趋势,以期为我国非常规、战略接替能源的开发利用提供一定的参考。     

褐煤热分析及热解过程析出气体的实验研究

利用热重法对褐煤进行热解实验,并通过动力学分析得出适合该煤种热解的温度区间;利用自建的固定床热解装置在该温度范围内考察热解终温、恒温时间、升温速率对乌拉盖褐煤热解产物产率和析出气体组分的影响。实验表明:褐煤热解过程主要分为3个阶段;在300~550℃热解时最剧烈;热解终温对产物产率和析出气体组分影响明显,恒温时间的影响不大,升温速率仅对气体组分影响明显。     

杉木屑真空热解制备生物油的实验研究

以杉木屑为原料,进行了真空热解制备生物油的实验研究. 考察了体系压力、热解终温、终温保持时间及升温速率等热解参数对生物油产率、生物油组分及其相对含量的影响. 结果表明,热解终温为500℃、体系压力为20 kPa、热解终温保持时间为60 min、升温速率为60℃/min的条件有利于杉木屑真空热解制备生物油的生产,其产率达67%以上. 真空热解过程中,慢速热解可得到较高的生物油产率.     

神府煤低温热解焦油高效利用探索

随着工业和经济的发展,对低变质煤的高效清洁利用已成为国家化石能源利用中急需重视的问题。研究了粒度、热解终温和恒温时间对神府低变质煤焦油产率的影响,得出最优热解条件为粒度74～96μm、热解终温510℃、恒温时间40 min,且焦油产率为12.40%,同时对煤焦油进行检测分析,并根据相关数据提出了低温煤焦油"阶梯分离转化利用"工艺技术路线,拓展了低温煤焦油加工利用的新路径,提高了低变质煤及其焦油的利用率,为优化能源结构提供了一定的指导性意见。     

Study of the pyrolysis of Maoming oil shale lumps

Pyrolysis experiments on Maoming oil shale lumps (10–60 mm in diameter) were carried out with the aid of large-particle thermogravimetric analysis apparatus at constant heating rates of 1, 2 and 5 °C min⁻¹. A pyrolysis kinetic model was developed which took into account both the pyrolysis reaction and intraparticle heat transfer. Oil shale pyrolysis kinetic parameters were then determined on the basis of experimental data concerning weight loss, shale oil production, gas evolution and intraparticle temperature distribution versus time, by using the developed model. Furthermore, the effects of variables (e.g. temperature, lump size, heating rate) on oil shale pyrolysis were assessed during experimentation. It is found that model predictions agree reasonably well with experimental data.     

温度对油页岩快速热解特性的影响

采用喷动载流床快速热解装置,研究桦甸大城子4层油页岩的低温快速热解特性.采用改变气速的方法使不同热解温度下气体的停留时间一致,探讨不同热解温度对油页岩热解的气、液、固三相产物的产率、组成以及三者之间相互关系的影响,确定了在以获得液体燃料为主要目的时,530℃为桦甸大城子4层油页岩低温快速热解的最适宜温度.     

程序升温下页岩油泥热解机理

采用热重分析仪,进行了桦甸和汪清页岩油泥在不同升温速率（5 ℃/min,10 ℃/min,20 ℃/min,40 ℃/min）下热失重实验,并通过瓦斯气析出情况研究页岩油泥热解机理。结果表明,页岩油泥热解分为3个阶段：第一阶段（20～180 ℃）为水分和轻质组分析出;第二阶段（180～360 ℃）重质组分稳定析出,是动力学研究的重点;第三阶段（360～600 ℃）为半焦炭化及矿物质失重过程。研究发现,催化剂K2CO3能有效降低油泥热解温度及其残渣率,而Al2O3对油泥热解催化不明显甚至起抑制作用。在页岩油泥热解过程中,生成的有机大分子侧链发生C—C键断链,生成小分子的烷烃和不饱和烃,在低压高温条件下,其断链位置倾向于碳链端部,使得小分子烃含量较多。     

微波功率对油页岩热解的影响

对甘肃油页岩进行了微波热解实验研究,考察了油页岩在微波场中的升温特性及功率对页岩油、半焦、干馏气产率和组成的影响。结果表明：在微波场中油页岩干馏终温可达800℃以上;不同功率下干馏气组成不同,在480 W时干馏气中有效组分（H2＋CH4＋CO）达55%以上;随着功率的增大,半焦产率逐渐减小;页岩油产率随功率先增加后减小,在480 W时达到最大值13.5%;而干馏气产率随功率逐渐增大,在480 W时可达10%。     

油页岩气体热载体干馏过程模拟

运用Aspen Plus软件,将油页岩定义为常规物流、非常规物流和常规惰性固体物流的混合物流,结合油母质热解机理、总包一级热解动力学模型,建立了油页岩气体热载体干馏炉模型。在干馏炉正常运行温度下,对油页岩中有机质及其热解产物页岩油、热解气体、半焦等物质的质量进行了计算和分析,并对不同温度下有机质及其热解产物的质量进行了计算和分析。模拟结果与干馏炉设计运行参数符合较好,能方便的对不同温度下热解产物的质量进行预测。     

Hydroprocessing of stuart a (Australian) oil shale

Research on production of shale oil by direct hydrogenation of oil shale has been conducted in batch stirred autoclave reactors. The objective of the work has been to elucidate the effect of operating variables on conversion of organic carbon, and the resulting product yield structure (oil/gas). Yields of oil and gas (hydrocarbon and carbon oxide) have been quantified for hydroprocessing under a wide range of operating conditions using both hydrogen donor and pyrolysis oil (non-donor) solvents. The effects of temperature, reaction time, pressure, hydrogen partial pressure, and solvent characteristics on yield structure are described.     

桦甸油页岩的微波干馏特性

在自行设计的微波干馏装置上研究了桦甸油页岩、半焦及其混合物在微波场中的升温特性。发现油页岩本身是一种微波弱吸收物质,纯油页岩在微波场中升温能力较差;油页岩热解产物半焦在微波场中升温很快,可以作为油页岩微波干馏的微波吸收剂,将油页岩和半焦的混合物放入微波场中能达到良好的热解效果。实验研究了半焦和油页岩的混合比、微波功率、粒径等因素对微波干馏效果的影响,结果发现,随着半焦比例加大,产油率增加,半焦产率降低;在相同时间内,微波功率越大,产油率和气体损失产率越大,半焦产率降低;油页岩粒径对微波热解影响较小,但当粒径小于0.2mm时实验中出现了较严重的夹带现象。     

回转式油页岩干馏炉测温技术研究进展

介绍了油页岩低温干馏制油气的过程和工艺,阐明了干馏是一个复杂的物理传热和化学热解的过程,是整个页岩炼油中最关键的工艺,并介绍了目前国际上关于低温干馏反应炉的技术,其中包括Galoter技术、ToscoⅡ技术、LR技术以及ATP技术。分析了在油页岩反应炉中温度对产油率的影响,表明温度对整个反应炉的重要性,并进一步分析了温度对干馏所造成影响的原因,重点阐述了温度测量的重要性与技术方法。对回转式油页岩干馏炉的测温现状进行了综述,总结了目前常用的一些回转炉测温方法,针对回转式油页岩反应炉目前存在的问题,提出了在温度控制、系统检测、红外测温等方面的改进措施。     

石长沟油页岩的热解特性及动力学

通过热重、元素和XRD分析,研究了新疆吉木萨尔县石长沟矿区油页岩在不同升温速率下的热解特性及热解机理. 结果表明,油页岩中有机质热解生成页岩油和热解煤气的反应主要集中在300~550℃;升温速率从3℃/min增至15℃/min,热解反应向高温区移动,有机质完全热解温度从530℃升至575℃. 油页岩有机质的热解动力学分析显示,升温速率从3℃/min增至15℃/min,直接Arrhenius法计算的有机质热解活化能从243.52 kJ/mol增至257.32 kJ/mol;反应转化率从0.02增至0.97,Friedman法计算的活化能从96.39 kJ/mol增至292.84 kJ/mol.     

煤与油页岩热预处理特性及对热解的影响

对比研究了神木煤和桦甸油页岩在150~400℃热预处理时的孔隙变化和挥发分析出规律以及热预处理对后续慢速升温热解反应产物的影响。结果表明,热预处理显著增加了油页岩的孔隙结构,其比表面积提高4倍、孔体积提高5倍以上,而神木煤的孔隙结构则减少了,特别是孔径大于1 nm的孔体积减少了近60%、比表面积减少了近80%,而其1 nm以下的孔则相对稳定,孔体积和比表面积分别只减少了10%左右。低于400℃时热预处理过程中除脱去吸附水外,其他挥发分也有一定析出,并以CO₂为主,另有少量CO,但挥发分总失重量不超过5%。固定床慢速升温热解研究表明,经热预处理后,油页岩的油产率最高提高了22.7%,而水和气的产率则相应降低,气体中CH₄增加而H₂降低。热预处理对煤的热解油产率影响不明显,但热解水产率降低而热解气产率增加且其中CH₄增多而H₂降少。