流化床中油页岩破碎及磨损特性的试验研究

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油页岩作为一种潜在的能源,其储量非常丰富。油页岩的能源开发利用已有近二百年的历史,由于油页岩含有很高的有机质成分,通常将其炼制成页岩油加以利用。在炼制过程中会产生大量细小油页岩颗粒,同时炼油后剩下大量半焦,如果不加以合理利用,将对环境造成污染。在自行设计搭建的小型流化床实验台对油页岩及其半焦的热破碎特性进行初步的研究,以霍林河褐煤进行对比实验,考查了颗粒的粒径、床温、燃烧时间、流化风速对油页岩及半焦破碎的影响。试验发现油页岩及其半焦的破碎程度随着粒径的增大,床温的升高,停留时间延长而加大,相同条件下半焦的破碎要比油页岩的破碎剧烈;油页岩不同干馏温度的破碎程度不同,随着干馏温度的增大破碎变得严重。霍林河褐煤的破碎程度最大。对影响油页岩及半焦破碎的影响因素作灰色关联分析,得到400℃,500℃的半焦和原油页岩影响程度排序相同:床温最大,粒径次之,燃烧时间最小;而600℃半焦略有不同:流化风速对破碎影响程度大于粒径。研究了页岩灰质量变化率、粒径变化率随时间、流化风速、温度的变化规律,采用二阶磨损模型求出了磨损速率常数,利用Arrhenius方程得到指前因子k0,磨损活化能E。并建立了质量与时间、流化风速、温度的关联式,预测值与实验值拟合效果好。
摘要第6-7页
Abstract第7-8页
主要符号表第9-14页
第1章 绪论第14-23页
    1.1 课题的背景与意义第14-17页
        1.1.1 能源现状第14-15页
        1.1.2 油页岩的资源第15-16页
        1.1.3 油页岩的开发与利用第16-17页
    1.2 物料破碎特性的研究现状第17-20页
        1.2.1 国外的研究现状第17-18页
        1.2.2 国内的研究现状第18-20页
    1.3 物料磨损特性的研究现状第20-21页
        1.3.1 国外的研究现状第20-21页
        1.3.2 国内的研究现状第21页
    1.3 课题的意义第21-22页
    1.4 本文研究的主要内容第22-23页
第2章 试验研究装置第23-29页
    2.1 半焦制备试验台第23-24页
    2.2 燃烧破碎试验台第24-25页
    2.3 页岩灰磨损试验台第25-26页
    2.4 电镜扫描系统及试验过程介绍第26-29页
        2.4.1 电镜扫描系统及其特点第26-27页
        2.4.2 电镜扫描试验过程第27-29页
第3章 油页岩及半焦流化床中热破碎的试验研究第29-42页
    3.1 引言第29页
    3.2 试验部分第29-31页
        3.2.1 样品的制备第29-30页
        3.2.2 试验工况第30-31页
        3.2.3 试验方法第31页
    3.3 试验结果与分析第31-39页
        3.3.1 粒度对破碎的影响第32-33页
        3.3.2 床温对破碎的影响第33-34页
        3.3.3 燃烧时间对破碎的影响第34-35页
        3.3.4 流化风速对破碎的影响第35-36页
        3.3.5 流化介质对破碎的影响第36页
        3.3.6 粒度分布特征第36-39页
    3.4 破碎机理的研究第39-40页
        3.4.1 自相似定理第39页
        3.4.2 扫描电镜分析第39-40页
    3.5 本章小结第40-42页
第4章 影响油页岩和半焦破碎因素的灰色关联分析第42-50页
    4.1 灰色系统理论的简述第42-44页
        4.1.1 什么是灰色理论第42页
        4.1.2 灰色理论的产生及发展第42-43页
        4.1.3 灰色理论的主要内容第43-44页
    4.2 灰色关联分析理论的介绍第44-47页
        4.2.1 灰色关联分析的步骤第44-46页
        4.2.2 灰色关联分析的优点第46-47页
    4.3 影响油页岩破碎试验参数的灰色关联分析第47-48页
    4.4 计算结果及分析第48-49页
    4.5 本章小结第49-50页
第5章 页岩灰流化床磨损试验研究第50-62页
    5.1 引言第50页
    5.2 试验部分第50-52页
        5.2.1 试验样品第50页
        5.2.2 试验工况第50-51页
        5.2.3 试验步骤第51-52页
    5.3 试验结果与讨论第52-61页
        5.3.1 床料质量变化规律及分析第52-54页
        5.3.2 床料粒径变化规律及分析第54-56页
        5.3.3 磨损模型第56-60页
        5.3.4 磨损模型验证第60-61页
    5.4 本章小结第61-62页
结论第62-64页
致谢第64-65页
参考文献第65-68页
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