小颗粒油页岩及半焦CFB锅炉燃烧适应性研究

油页岩经低温干馏可以得到页岩油,因生产工艺限制,干馏炉无法使用粒径12 mm以下的油页岩,同时会产生大量副产品(页岩半焦)。为提高副产品的利用能力,实现资源利用最大化。通过在1 MW_(th)CFB燃烧试验台对小颗粒页岩及页岩半焦进行试烧试验,研究小颗粒页岩及页岩半焦的理化特性、着火特性、燃尽特性、结焦特性。试验结果表明,控制床温在720~850℃内,由油页岩小颗粒和半焦掺混而成的设计燃料在试验台采用CFB方式能够稳定燃烧,试验各工况灰渣含碳量均低于1.81%,试验燃料较易燃尽。CFB锅炉适合油页岩小颗粒与半焦掺烧利用,且燃烧效率高,燃烧稳定性较好。     

干馏条件对油页岩半焦孔隙结构的影响

油页岩干馏过程中发生挥发分物质的析出,导致颗粒的孔隙结构发生重大的变化,进而会对油页岩半焦的燃烧反应、成灰等特性产生重要的影响。利用扫描电镜、氮气吸附/脱附法对不同干馏温度、不同干馏时间下制备得到的桦甸油页岩半焦进行了孔隙分析,并与前人针对相同样品的油页岩半焦燃烧特性实验研究进行了对照分析。结果表明,在实验范围内,随干馏温度增加,受热解二次反应产生的焦炭对孔隙堵塞的影响,油页岩半焦孔隙比表面积和比容积先增加后减小;随干馏时间增加,伴随着小孔之间的合并,油页岩半焦孔隙比表面积先增加后减小,比容积单调增加。     

干馏条件对油页岩半焦孔隙结构的影响

油页岩干馏过程中发生挥发分物质的析出,导致颗粒的孔隙结构发生重大的变化,进而会对油页岩半焦的燃烧反应、成灰等特性产生重要的影响。利用扫描电镜、氮气吸附/脱附法对不同干馏温度、不同干馏时间下制备得到的桦甸油页岩半焦进行了孔隙分析,并与前人针对相同样品的油页岩半焦燃烧特性实验研究进行了对照分析。结果表明,在实验范围内,随干馏温度增加,受热解二次反应产生的焦炭对孔隙堵塞的影响,油页岩半焦孔隙比表面积和比容积先增加后减小;随干馏时间增加,伴随着小孔之间的合并,油页岩半焦孔隙比表面积先增加后减小,比容积单调增加。     

抚顺油页岩半焦燃烧特性

为了提高油页岩半焦燃烧特性对以油页岩半焦氧化为主要热源的抚顺油页岩炼油工艺效率,利用扫描电镜与热重分析对450、550、650℃三种不同制焦温度下的抚顺油页岩半焦(J1、J2、J3),进行了表面形态和燃烧特性分析。结果表明,由于挥发分的析出,半焦表面结构变得粗糙,羽化现象严重。由于可燃物质随制焦温度上升析出较多缘故,半焦着火温度随制焦温度的上升而增高,在20℃/min升温速率下,着火温度由J1焦样的384.7℃升高到J3焦样的408.8℃。半焦的活化能在低转化率比在高转化率时要小,这主要是由于在高转化率下,可燃物减少,灰分热阻增加。     

油页岩半焦燃烧动力学研究

燃烧动力学是研究油页岩半焦颗粒燃烧特性的基础。利用热重分析仪对油页岩半焦进行了恒温燃烧实验研究,在排除外扩散影响的基础上,分析了燃烧温度、氧气浓度对油页岩半焦燃烧过程的影响。在实验范围内,氧气浓度和燃烧温度均能对油页岩半焦燃烧速率产生重要影响,更高的氧气浓度和燃烧温度可以加快油页岩半焦燃烧速率。结合实验结果,建立了考虑氧气浓度影响的油页岩半焦燃烧动力学模型,发现油页岩半焦燃烧速率与氧气浓度的0.97次方呈线性关系。模型计算结果与实验结果符合较好,为进一步研究油页岩半焦大颗粒燃烧特性提供了燃烧动力学基础。     

油页岩半焦燃烧动力学研究

燃烧动力学是研究油页岩半焦颗粒燃烧特性的基础。利用热重分析仪对油页岩半焦进行了恒温燃烧实验研究,在排除外扩散影响的基础上,分析了燃烧温度、氧气浓度对油页岩半焦燃烧过程的影响。在实验范围内,氧气浓度和燃烧温度均能对油页岩半焦燃烧速率产生重要影响,更高的氧气浓度和燃烧温度可以加快油页岩半焦燃烧速率。结合实验结果,建立了考虑氧气浓度影响的油页岩半焦燃烧动力学模型,发现油页岩半焦燃烧速率与氧气浓度的0.97次方呈线性关系。模型计算结果与实验结果符合较好,为进一步研究油页岩半焦大颗粒燃烧特性提供了燃烧动力学基础。     

煅烧活化对页岩残渣中SiO2利用率的影Ⅱ向

以油页岩三种工艺过程产生的残渣(油页岩固体热载体法干馏半焦、油页岩抚顺炉法干馏半焦和油页岩电厂循环流化床细渣)为研究对象,结合不同煅烧温度下的XRD特征研究了煅烧温度、煅烧时间和反应粒度对SiO2利用率的影响规律.结果表明,只有油页岩固体热载体半焦需要煅烧活化,850℃下煅烧0.5 h可获得SiO2最大碱浸出率为80%;抚顺炉干馏半焦和热电厂灰渣勿需煅烧活化,其SiO2利用率分别约为75%和60%.     

陕西彬县地区油页岩半焦基本特性研究

油页岩半焦是油页岩干馏后的主要固体废弃物,研究油页岩半焦的基本特性是油页岩半焦综合利用的基本前提。选用陕西彬县油页岩试样,利用低温干馏炉制备了2个半焦试样。采用化学及物理分析方法对油页岩半焦进行了工业分析、元素分析、发热量测定及灰分成分分析,对2个油页岩及其半焦进行了灰熔融特性分析、灰黏度测定、有害元素分析,计算了有害元素的富集因子。研究结果表明:该地区油页岩半焦具有高灰分、较高硫值、低热值及中等结渣倾向的特点;半焦灰在1 300~1 450℃时有较好的黏温特性,与油页岩具有类似的灰熔融特性和黏温特性;半焦中有害元素氟和砷含量较高,砷表现出较强的富集特性。     

双锥燃烧室燃用半焦的试验研究

为实现半焦在煤粉工业锅炉中的高效燃烧利用,根据半焦燃烧特性分析和CFD(计算流体动力学)数值模拟结果,提出针对高效煤粉工业锅炉常规双锥燃烧室的燃用半焦技术改造措施,分别采用常规和半焦燃烧室进行半焦粉燃烧试验。结果表明:半焦相比神府煤着火温度高、燃烬温度高,燃烧特性指数值均偏低;与常规燃烧室相比,半焦在半焦燃烧室燃烧时,着火更迅速,预热时间和伴燃时间均缩短1 min。起始着火位置前移,空气过量系数范围拓宽,炉膛轴向最高温度下降、温度分布更均匀,残炭率由57.54%降低为6.89%,实现了半焦在高效煤粉工业锅炉中的高效稳定燃烧。     

收油率超过90% 废物实现综合利用 新技术为油页岩炼油增效益

<正>6月9日,吉林省汪清县龙腾能源开发有限公司与东北电力大学合作开发的油页岩干馏炼油半焦燃烧供热发电一体化综合利用技术通过中国高科技产业化研究会组织的科技成果鉴定。该技术将油页岩干馏炼油收率由目前的65%一举提升至90%的世界先进水平,同时实现了干半焦、干馏气、灰渣的综合利用,提高了油页岩开发的经济效益,为我国页岩油行业开辟出一条新技术路线。据龙腾能源董事长黄兴伟介绍,应用该技术,油页岩破碎筛分后的10~100毫米块状油页岩用于干馏炼油,收油率超过90%,达到世界先进水平;0~     

基于Aspen Plus的桦甸式油页岩干馏工艺系统模拟

引言油页岩是一种富含有机质、具有微细层理、可燃烧的细粒沉积岩,油页岩作为能源资源,既可以干馏炼油也可以燃烧发电。油页岩储量丰富,截至2005年底,37个国家油页岩探明总储量折算     

Utilization of Estonian oil shale semicoke

In thermal processing of oil shale in vertical retorts huge quantities of a solid waste — semicoke are formed. It has been shown that circulating fluidized bed combustion of semicoke could be a promising technology allowing utilization of its high residual energy potential. The main parameters of combustion process and the additional heat produced were calculated and verified by combustion tests in a fluidized bed device with a thermal capacity of 50 kW_th. The experiments indicated that semicoke with low moisture content can be burnt directly in fluidized bed. For the combustion of semicoke with higher moisture content (over 10%) about 10% of oil shale must be added. In addition, possibilities for utilizing residual carbon present in semicoke by obtaining carbon-rich materials with further production, for example, activated carbon were discussed. A series of experiments accompanied by SEM and EDAX analysis was carried out in order to elucidate the distribution of carbon and mineral part in semicoke and to find possibilities for their separation and subsequent enrichment. Different separation methods — selective grinding and subsequent screening, pneumatic separation and triboelectroseparation method were analyzed. It was shown that due to close integration of mineral and organic part in semicoke, the separation of carbon-rich ingredients by these methods was not enough effective to obtain enriched products suitable for the production of activated carbon.     

Ignition of droplets of coal–water–oil mixtures based on coke and semicoke

To permit expansion of the resource base and utilize industrial waste, coal–water–oil fuels may be prepared on the basis of coke and semicoke, as well as common petroleum derivatives (fuel oil and spent compressor, turbine, and transformer oils). The minimal oxidant temperature corresponding to stable ignition of coal–water–oil slurries is established. Typical variation in fuel temperature in the course of reaction is determined, as well as the delay time of ignition and the total combustion time for individual droplets of such fuel suspensions. For droplets of initial size 0.5–1.5 mm, the influence of the various factors (droplet size, oxidant temperature, and concentration of the components) on the threshold (minimum) temperature and inertia of ignition is studied. It is shown that stable ignition of coke and semicoke in such fuel is possible at moderate oxidant temperatures: 700–1000 K.     

AKTS模拟分析龙口油页岩与半焦混烧动力学特性

利用热重分析仪对龙口油页岩与其500℃半焦按照不同比例混合燃烧时着火温度和燃烧特性进行探究考察。基于3种升温速率下燃烧试验所对应的TG-DTG曲线,整个燃烧过程可分为3个阶段,分别为水析出阶段、燃烧低温段和燃烧高温段。不同比例样品的燃烧特性参数随掺入的页岩比例增大呈现出增大的趋势。利用AKTS-Thermokinetics软件对实验得到的DTG数据分析,对比实验曲线与模拟曲线,并进行反应动力学的计算。基于计算结果发现,随着样品中油页岩的比例增大,活化能呈现出先减小后增大的趋势。综合各样品燃烧特性参数,发现页岩与半焦比例2：1为当前燃烧试验最优混合比。     

油页岩及其半焦混烧特性的热重试验研究和动力学分析

利用热重分析仪对桦甸油页岩燃烧时的双峰现象以及与其500℃半焦按不同比例混烧时单样相互影响程度、颗粒特性、着火温度和燃烧特性指数进行了考察；利用DAEM模型解析了混烧动力学参数。结果表明：油页岩燃烧DTG曲线在500℃附近的双峰活性参数值相差不大，分别为0.79和0.73，反映油页岩燃烧DTG曲线双峰归因于脂类有机质与干酪根中芳香烃的燃烧；混样中各单样在不同温度段相互影响程度不同，表观影响程度系数f的值均小于1。在燃烧过程中颗粒的缩核形状和表面分形维数并不是固定不变的，在低温段接近长圆柱体，在高温段接近平板，当浓度级次β=0.6时，低温段分形维数接近3，在高温段接近1；着火温度随半焦掺混量的增加呈线性递增；混样燃烧特性指数介于单烧之间并且存在掺混效果明显区；试样表观活化能在燃烧前期变化比较缓慢并呈下降趋势，大约在60～90 kJ·mol^-1之间，在后期剧烈增加，当转化率在0.60～0.75之间时表观活化能从80 kJ·mol^-1剧增到200 kJ·mol^-1。     

我国油页岩综合利用相关研究进展

油页岩是一种重要的能源资源,其储量巨大,是世界石油资源补充能源。本文综述了近几年油页岩相关基础研究与技术开发,分析了我国单独炼油、单独燃烧发电及灰渣综合利用的研究进展,将油页岩炼油、半焦燃烧发电、灰渣综合利用集成一体,不仅可提高油页岩综合利用效率,而且还可对环境起到保护作用。本文为油页岩综合利用相关科学研究提供参考。     

轻质油品引燃温度测试与自燃危险性分析

引燃温度（自燃点）是评价可燃物质着火性能的重要参数之一，全面的轻质油品引燃温度数据资料，是进行油品自燃引燃危险性评价、自燃事故分析的重要依据，同时也是企业有针对性的进行安全管理和制定安全技术措施的技术支撑，因此开展轻质油品引燃温度测试与自燃危险性分析工作，对于杜绝自燃事故发生、保障企业安全生产具有非常重要的意义。     

Characterization of Chinese, American and Estonian oil shale semicokes and their sorptive potential

The primary byproduct of current oil shale oil extraction processes is semicoke. Its landfill deposition presents a potential threat to the environment and represents a waste of a potentially useable byproduct. Here we examine the sorptive characteristics of oil shale semicoke. Oil shale samples from Estonia, China and the United States were pyrolyzed at 500 and 1000 °C and their products analyzed for organic char content, surface area and porosity. Pyrolysis of the oil shales at temperatures of 500-1000 °C yields semicokes with organic char contents from 1.7% to 17.5% and BET surface areas of 4.4-57 m² g⁻¹, corresponding to 100-550 m² g⁻¹ of organic char. For comparison, the BET surface areas of class F coal fly ashes (combustion byproducts of bituminous coals) typically range from 2 to 5 m² g⁻¹, corresponding to 30-60 m² g⁻¹ of carbon while class C fly ash (from low rank coals) have carbon BET surface areas comparable to oil shale semicoke organic char surface areas.