樺甸油頁(yè)巖熱解過(guò)程中氣體析出特性

王擎，謝卓穎，賈春霞，李礎(chǔ)安

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樺甸油頁(yè)巖熱解過(guò)程中氣體析出特性

王擎，謝卓穎，賈春霞，李礎(chǔ)安

（東北電力大學(xué)油頁(yè)巖綜合利用教育部工程研究中心，吉林吉林 132012）

通過(guò)熱重-紅外-質(zhì)譜（TG-FTIR-MS）三機(jī)聯(lián)用技術(shù)對(duì)樺甸油頁(yè)巖在不同升溫速率的條件下進(jìn)行熱解實(shí)驗(yàn)，計(jì)算了其揮發(fā)分氣體析出階段的動(dòng)力學(xué)參數(shù)，并對(duì)整個(gè)熱解過(guò)程中揮發(fā)分氣體的析出特性進(jìn)行了分析，獲得了揮發(fā)分氣體析出的紅外三維譜圖及CH4、CO2、CO、H2O、CH和H2共6種氣體的析出速率隨溫度變化的規(guī)律曲線。其中甲烷作為熱解析出的主要?dú)鈶B(tài)烴類產(chǎn)物，是多種反應(yīng)綜合作用的結(jié)果，故采用分峰擬合的方法對(duì)其在升溫速率為20℃/min下的析出過(guò)程進(jìn)行分析。結(jié)果表明，在300～600℃這一溫度區(qū)間，甲烷的生成速率曲線可以分為4個(gè)峰，代表了4個(gè)反應(yīng)類型，分別計(jì)算了其動(dòng)力學(xué)參數(shù)，結(jié)合樺甸油頁(yè)巖的結(jié)構(gòu)特性及熱解過(guò)程中其他氣體析出的特性，分析了各個(gè)反應(yīng)甲烷的生成機(jī)理。

熱解；氣體；甲烷；動(dòng)力學(xué)；油頁(yè)巖

油頁(yè)巖是一種具有無(wú)機(jī)礦物質(zhì)骨架的可燃沉積巖，含有固體有機(jī)物。熱解作為油頁(yè)巖氣化和燃燒的初始和伴隨反應(yīng)，一直是熱化學(xué)轉(zhuǎn)化關(guān)注的焦點(diǎn)[1]，其實(shí)質(zhì)上是在溫度、壓力等因素的作用下，使油頁(yè)巖發(fā)生了化學(xué)結(jié)構(gòu)變化，隨之引起化學(xué)性質(zhì)變化的生油產(chǎn)氣過(guò)程。作為油頁(yè)巖熱解過(guò)程中的主要產(chǎn)物，氣體在油頁(yè)巖中賦存情況非常復(fù)雜[2]。目前，很多學(xué)者通過(guò)不同的方法對(duì)油頁(yè)巖熱解過(guò)程中產(chǎn)生的氣體進(jìn)行了不同程度的研究，TIWARI等[3]用X射線顯微CT熱解分析油頁(yè)巖，發(fā)現(xiàn)在油頁(yè)巖熱解產(chǎn)生半焦的同時(shí)由于化學(xué)變化會(huì)產(chǎn)生碳?xì)浠系膿]發(fā)分氣體。……