依兰油页岩在固定床反应器中的热解研究

摘要

在内置传热板和中心集气管内构件的外热式固定床反应器中研究了油页岩热解产物生成特性，并与无内构件的相同常规固定床反应器内的油页岩热解行为对比，考察了两反应器中油页岩升温特性、热解产物分布、页岩油品质以及气体产物组成的变化规律。结果表明，内置传热板和中心集气管显著强化了反应器内的传热，相对于无内构件常规固定床反应器，料层升温速率提高了约1倍。对于依兰油页岩，其热解页岩油收率明显提高，最高达11.1wt.％，明显高于无构件常规固定床反应器获得的页岩油收率。随着外加热炉温度的升高，内构件固定床反应器的页岩油收率逐渐增加，而无内构件常规固定床反应器的页岩油收率则明显降低。当外加热炉温度为1000℃时，前者页岩油收率是后者的2.3倍，并且内构件固定床反应器的热解水收率较低。两反应器中热解气产物组成相近，其H2与CH4之和占气体总量的70vol.%左右，热值为4406-5400 kcal/Nm3。
　　在内构件固定床反应器中继续考察了预热温度、油页岩粒度对页岩油收率的影响。预热炉温度为0℃、150℃、200℃、250℃、300℃，加热炉温度为800℃下热解产物分布可知：虽然预热时间较长，但是油页岩经过预热后其热解产物页岩油收率平均增加了19.63%，而水收率平均降低了16.18%，气体收率平均降低了11.82%，而不同预热温度的情况下，页岩油收率相差不大。在900℃加热炉温度下，内构件固定床反应器中0.5-2mm油页岩热解得到页岩油收率最高。在相同加热炉温度下，不同油页岩粒径范围，会造成油页岩粒径之间的缝隙不相同，油页岩热解时间和热解气体产物在高温反应器中的停留时间不同，从而影响页岩油收率。
　　在格金干馏炉中考察了料层升温速率、料层厚度、产物停留时间、页岩半焦和页岩灰对页岩油收率的影响。料层升温速率越快、料层越薄和产物停留时间越短页岩油收率越高。当油页岩与页岩半焦或者页岩灰混合时，页岩半焦或者页岩灰比例越高页岩油收率越低。页岩灰中的金属氧化物裸露在其表面，能够更多的与页岩油接触，造成与页岩半焦相同比例的情况下页岩油收率更低。

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第1章 文献综述

1.1能源现状

1.2 油页岩资源

1.3 国内外油页岩利用现状

1.4油页岩的利用

1.5 国内外油页岩热解技术简介

1.6课题的目的及意义

第2章 内构件在固定床中强化传质传热作用的研究

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3 实验装置和方法

2.4 产物收率计算

2.5 分析方法

2.6 结果与讨论

2.7 结论

第3章 影响内构件固定床中页岩油收率的研究

3.1引言

3.2实验部分

3.3 产物收率计算

3.4 分析方法

3.5 结果与讨论

3.6 结论

第4章 依兰油页岩在格金干馏炉中的热解研究

4.1 引言

4.2实验部分

4.3 产物收率计算

4.4 结果与讨论

4.5 结论

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢

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