油頁巖干餾殘渣與生物質(zhì)混燒特性研究.pdf

1、油頁巖作為常規(guī)油氣的重要補充資源,在全球資源戰(zhàn)略中的地位日益彰顯。油頁巖干餾過程中產(chǎn)生大量的殘渣,既浪費了能源資源,又對環(huán)境造成極大威脅,已成為油頁巖開發(fā)利用中的瓶頸問題。本文提出以高熱值生物質(zhì)與干餾殘渣混燒的方法,通過理論與實驗研究,深入探討了油頁巖干餾殘渣與生物質(zhì)的混燒特性。
　　詳細分析了油頁巖干餾殘渣與生物質(zhì)基礎(chǔ)燃料特性。基于熱重分析方法,對油頁巖干餾殘渣與生物質(zhì)的混合燃燒特性進行了大量實驗研究,深入探討了燃料種類、混合比

2、及升溫速率等因素對混合物燃燒特性的影響。研究結(jié)果表明,隨著生物質(zhì)摻混比例增加,干餾殘渣與生物質(zhì)混合燃料的著火溫度及燃盡溫度降低,燃燒速率增加,從而改善了干餾殘渣的燃燒特性。隨著升溫速率的增加,TG曲線向高溫側(cè)移動,燃盡溫度升高;DTG曲線上的失水峰、揮發(fā)分釋放燃燒峰以及固定碳燃燒峰逐漸變寬,并且各峰峰值隨升溫速率的增加而變大。
　　理論上,基于單掃描率法Coats-Redfern方程、等轉(zhuǎn)化率法KAS方程與DAEM模型,詳細研究了

3、油頁巖干餾殘渣與生物質(zhì)混燒過程中的動力學特性。研究結(jié)果表明,運用等轉(zhuǎn)化率兩種方法獲得的動力學特性相近,而單掃描率法求解結(jié)果與等轉(zhuǎn)化率法相比在數(shù)值上存在一定的差別,但所呈現(xiàn)出的規(guī)律性是一致的。
　　詳細研究了油頁巖干餾殘渣與生物質(zhì)混燒過程中的協(xié)同作用,揭示了混合比、升溫速率、生物質(zhì)種類等因素對混燒特性的相互影響規(guī)律。基于Avrami轉(zhuǎn)化動力學理論,對樣品燃燒的熱失重過程進行了模擬。模擬結(jié)果與采用動力學方法獲得的活化自由能表征的規(guī)律相

4、一致,為進一步探索油頁巖干餾殘渣與生物質(zhì)多組分燃燒特性提供了理論基礎(chǔ)。
　　在混燒機理研究的基礎(chǔ)上,完成了油頁巖干餾殘渣與玉米秸稈顆粒的循環(huán)流化床混燒實驗。系統(tǒng)研究了燃料配比、一次風率等因素對爐膛溫度、底渣、返料、飛灰可燃物含量及燃燒效率的影響。結(jié)果表明,在油頁巖干餾殘渣中摻入一定比例玉米秸稈顆粒完全可以穩(wěn)定、高效地燃燒。
　　基于歐拉雙流體封閉模型,對一臺已投運的65t/h燃油頁巖高低差速循環(huán)流化床鍋爐進行了數(shù)值模擬并用實