油頁(yè)巖與生物質(zhì)共熱解的研究.pdf

1、油頁(yè)巖是一類重要的非常規(guī)油氣能源，熱解可以得到頁(yè)巖油和燃料氣，目前受到越來(lái)越多的關(guān)注，尤其是石油資源相對(duì)匱乏的國(guó)家的關(guān)注。盡管油頁(yè)巖熱解已經(jīng)工業(yè)化，但現(xiàn)有工藝存在油產(chǎn)率低和油品質(zhì)差等不足，這些問(wèn)題的有效解決是推動(dòng)和加快油頁(yè)巖利用的關(guān)鍵。生物質(zhì)作為一種豐富的綠色可再生資源，其熱解制油研發(fā)蓬勃發(fā)展，但存在油氣熱值較低的問(wèn)題。熱解機(jī)理分析表明，油頁(yè)巖與生物質(zhì)共熱解有可能將兩者的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，解決單獨(dú)熱解存在的問(wèn)題。盡管文獻(xiàn)已有大量報(bào)道，但實(shí)驗(yàn)規(guī)律

2、及研究結(jié)果不盡相同。
　　眾所周知，生物質(zhì)主要由纖維素和木質(zhì)素組成，不同生物質(zhì)所表現(xiàn)的不同行為可能與兩者含量不同有關(guān)，然而兩者在共熱解中的作用并不明確。鑒于此，本文采用熱重、兩段固定床反應(yīng)器和模擬蒸餾等方法考察了纖維素和木質(zhì)素與油頁(yè)巖共熱解時(shí)的失重量、產(chǎn)物收率和熱解油品質(zhì)，得出以下主要結(jié)論:
　　(1)油頁(yè)巖和纖維素混合共熱解具有一定的協(xié)同作用。與單獨(dú)熱解相比，共熱解時(shí)的液氣產(chǎn)率提高、氣體產(chǎn)物中的CH4和C3H8釋放量增加、

3、液體產(chǎn)物中汽柴油含量增加、減壓渣油含量顯著減少（即共熱解時(shí)部分重質(zhì)組分轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)組分，油品品質(zhì)得到改善）。此外，纖維素?fù)]發(fā)分的析出發(fā)生了延后，且在纖維素與油頁(yè)巖同時(shí)熱解區(qū)域，纖維素的失重速率大于理論值。
　　(2)油頁(yè)巖和纖維素混合共熱解的協(xié)同作用一方面源于頁(yè)巖灰對(duì)纖維素?zé)峤獾拇龠M(jìn)作用，另一方面纖維素?fù)]發(fā)分降低了油頁(yè)巖熱解的殘?jiān)省⒃黾恿艘后w產(chǎn)物產(chǎn)率，表明纖維素?zé)峤馍傻男》肿幼杂苫€(wěn)定了油頁(yè)巖熱解產(chǎn)生的自由基碎片，有效減少了自由

4、基碎片縮聚生成半焦。油頁(yè)巖揮發(fā)分在纖維素半焦上積炭不明顯，證明油頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)的一些弱鍵在纖維素自由基影響下于380℃之前提前熱解，導(dǎo)致380-520℃熱解的有機(jī)物量減少。
　　(3)油頁(yè)巖和木質(zhì)素混合共熱解基本不影響產(chǎn)物產(chǎn)率和氣體產(chǎn)物組成，但液體產(chǎn)物餾分變輕，可能源于木質(zhì)素生成的小分子自由基對(duì)油頁(yè)巖產(chǎn)生的大分子自由基的穩(wěn)定作用。頁(yè)巖灰對(duì)木質(zhì)素?zé)峤獾挠绊戄^小。
　　以上結(jié)果表明，油頁(yè)巖與生物質(zhì)共熱解發(fā)生的協(xié)同作用是纖維素和油頁(yè)巖