循環(huán)流化床高灰油頁(yè)巖半焦燃燒特性的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、油頁(yè)巖是最具開發(fā)潛力的非常規(guī)油氣資源，其主要利用形式是通過(guò)干餾制備頁(yè)巖油。在干餾過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的固體廢棄物——油頁(yè)巖半焦，因其灰分含量高、熱值低，難以利用，目前直接填埋處理的方式不僅影響生態(tài)環(huán)境還造成了資源的浪費(fèi)。由于循環(huán)流化床燃燒技術(shù)能夠使用高灰分、低熱值的劣質(zhì)燃料，所以，針對(duì)油頁(yè)巖半焦利用，對(duì)其在循環(huán)流化床鍋爐中的燃燒特性進(jìn)行研究就具有明確的工程意義，所獲結(jié)果為油頁(yè)巖半焦的燃燒利用提供了較為可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
　　本文首先使

2、用管式加熱爐對(duì)三個(gè)產(chǎn)地的油頁(yè)巖在450℃-600℃條件下干餾處理；并運(yùn)用TGA/DSC1/1600HT型熱重分析儀以30℃/min的升溫速率，研究了干餾溫度、干餾時(shí)間和油頁(yè)巖產(chǎn)地對(duì)油頁(yè)巖半焦的成分、發(fā)熱量和燃燒性能的影響；計(jì)算了各個(gè)樣品的燃燒特性指數(shù)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)；此外，在截面為1m×1m，高度為22.5m的3.3MWth循環(huán)流化床中試裝置上進(jìn)行了油頁(yè)巖與半焦的混燃試驗(yàn)，獲得了工業(yè)應(yīng)用中油頁(yè)巖半焦與油頁(yè)巖的混燃特性，探索了運(yùn)行中燃燒效率和

3、污染物排放特征。
　　研究結(jié)果表明，對(duì)于吉林樺甸和山東龍口油頁(yè)巖，干餾使得其發(fā)熱量降低一半，但對(duì)于黑龍江依蘭油頁(yè)巖并沒有太大影響，這主要與固定碳含量有關(guān)。從著火溫度Ti、燃盡溫度Th、可燃特性指數(shù)SW等多個(gè)燃燒特性指數(shù)判斷，黑龍江依蘭油頁(yè)巖和半焦的燃燒特性最好。
　　熱重燃燒試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，因固定碳含量不同，吉林樺甸和山東龍口的油頁(yè)巖和半焦樣品燃燒有明顯的三個(gè)階段：350℃-500℃間揮發(fā)分析出燃燒階段、500℃-700℃間固定碳

4、燃燒階段和700℃之后的礦物質(zhì)分解階段；而黑龍江依蘭油頁(yè)巖則表現(xiàn)出較為連續(xù)的失重現(xiàn)象。通過(guò)對(duì)比Friedman-Carroll法、Coats-Redlfern法和直接Arrhenius法，確定了使用直接Arrhenius法計(jì)算油頁(yè)巖半焦燃燒的動(dòng)力學(xué)參數(shù)更加合理。干餾時(shí)間和干餾溫度增加后，半焦的燃燒特性變差、揮發(fā)分燃燒的活化能增加，而且干餾溫度的影響要大于干餾時(shí)間。
　　在循環(huán)流化床中試裝置上的研究結(jié)果指出，利用煤燃料將鍋爐運(yùn)行至爐