堿性木質(zhì)素與油頁巖共熱解及協(xié)同作用的研究.pdf

1、油頁巖作為當(dāng)今石油能源的補(bǔ)充能源，無論從其液相還是氣相的產(chǎn)物，都有良好的利用價值，因此油頁巖在能源中具有無可厚非的地位。堿性木質(zhì)素作為造紙工業(yè)中的副產(chǎn)品，由于其自身的利用價值未被開發(fā)完全，導(dǎo)致被當(dāng)作廢棄物隨意排放，污染環(huán)境的同時也給人類的健康帶來了危害。由于二者通過熱解不但可以得到豐富的輕質(zhì)氣體，也存在著有害的含芳環(huán)結(jié)構(gòu)化合物以及酚類化合物等物質(zhì)，通過二者的共熱解意在研究其是否協(xié)同，減小有害物質(zhì)的生成，提高氣產(chǎn)率與降低焦產(chǎn)率，本文基于

2、TG-FTIR熱重紅外聯(lián)用技術(shù)，提出堿性木質(zhì)素與油頁巖共熱解方案，輔以 ICP-MS與 SEM電鏡實驗，通過熱解過程、熱解動力學(xué)，熱解產(chǎn)物這幾個方面來分析，并研究其協(xié)同成因。
　　通過對堿性木質(zhì)素與油頁巖二者單獨(dú)熱解與共熱解過程，研究了二者單獨(dú)熱解的特性，在共熱解的研究中，混合比對其影響要大于升溫速率的影響，通過油頁巖與堿性木質(zhì)素單獨(dú)熱失重數(shù)據(jù)計算出的理論數(shù)據(jù)與實際數(shù)據(jù)對比，初步斷定二者的混合熱解在高溫區(qū)間發(fā)生了協(xié)同作用。

3、　　通過多種動力學(xué)分析法對堿性木質(zhì)素與油頁巖共熱解過程進(jìn)行動力學(xué)分析，通過單一掃描速率 Coats-Redfern積分法對三個熱解區(qū)間的混合試樣的研究中進(jìn)一步表明高溫?zé)峤鈪^(qū)間協(xié)同作用明顯，通過嘗試兩種model free法（F-W-O法、Starink法）對相同轉(zhuǎn)化率下的不同升溫速率的混合試樣進(jìn)行了動力學(xué)研究，表明了兩種方法均適用于二者的共熱解研究。
　　通過對共熱解中不同工況下的熱解產(chǎn)物的分析，混合比方面， CH4、CO、CO2

4、、H2O、芳環(huán)結(jié)構(gòu)化合物以及酚類化合物的濃度在高溫?zé)峤鈪^(qū)間均有不同程度的增加，但堿性木質(zhì)素與油頁巖混合比為8:2時，濃度均為最低，驗證了動力學(xué)結(jié)論的抑制作用。同時混合比對8:2減少芳環(huán)結(jié)構(gòu)化合物與酚類化合物累積產(chǎn)量具有顯著的影響。升溫速率方面，CH4、CO、芳環(huán)結(jié)構(gòu)化合物隨著升溫速率的變化，且氣體析出濃度與升溫速率成正比關(guān)系，其他產(chǎn)物均為不規(guī)律變化。升溫速率對不同熱解產(chǎn)物的累積產(chǎn)量的作用不明顯。通過氣產(chǎn)率和焦產(chǎn)率的對比，混合比的影響因素