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半焦是油页岩干馏后的一种副产物,这种物质同油页岩一样,也是由多种成分组成的混合物。从油页岩干馏过程得到的半焦含有有机成分,然而到现在很少得到利用,大多作为废弃物以所谓“半焦堆存处”来储存。油页岩半焦对环境的影响比油页岩灰更具危害性,并且越来越高的储存费用也会在不久的将来引起炼油的经济性问题。因此,对于半焦基本特性的研究以及对其加以利用对于油页岩工业来说,其重要性是显而易见的。为此,我们承担了国家科技部项目“油页岩炼油、半焦发电以及灰渣综合利用”。其中,半焦在油页岩半焦循环流化床中燃烧是关键。
本文通过自行搭建试验台,在不同干馏温度下制得各种半焦,分析了相应条件下油页岩的含油率,并对所得半焦进行扫描电镜分析和各种物化特性的研究。米用Pyris 1TGA热重分析仪详细研究了半焦在不同种类、不同升温速率、不同干馏温度和不同粒径以及油页岩与半焦混合物在不同配比、不同升温速率下等典型工况的燃烧特性,获得了半焦及其与油页岩混合物燃烧的相关数据和一般规律,并对半焦燃烧特性和热解特性进行了比较。在试验的基础上建立了半焦及其与油页岩混合物燃烧的动力学模型。通过数据分析,利用Coats.Redfem法确定了线性相关系数最好的反应级数,得到油页岩半焦燃烧反应动力学参数,而对于油页岩与半焦混合物则采用二元一次线性回归法得到其燃烧反应动力学参数,为油页岩半焦的有效开发与经济利用提供了可靠的理论依据。