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油页岩基础特性研究 开题报告

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油页岩 基础 特性 研究 开题 报告
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毕业设计(论文)开题报告学生姓名: 邵建宇 学 号: 0902050430 专 业: 热能与动力工程 设计(论文) 题目: 油页岩基础特性研究 指导教师: 柏静儒 2013 年 3 月 28 日开题报告填写要求1.开题报告(含“文献综述 ”)作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下,由学生在毕业设计(论文)工作前期内完成,经指导教师签署意见及所在系审查后生效;2.开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式打印,禁止打印在其它纸上后剪贴,完成后应及时交给指导教师签署意见;3. “文献综述 ”应按论文的格式成文,并直接书写(或打印)在本开题报告第一栏目内,学生写文献综述的参考文献应不少于 10篇(不包括辞典、手册) ;4.有关年月日等日期的填写,应当按照国标 7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求,一律用阿拉伯数字书写。如“2002 年 4 月 26 日” 或“2002 毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告1.结合毕业设计(论文)课题情况,根据所查阅的文献资料,每人撰写2000 字左右的文献综述:文 献 综 述一、前言能源资源是人类社会繁荣发展至关重要的因素,而当今人们越来越面临能源资源匮乏的严峻考验,全球石油需求以每年 速度增长,照此需求供给,不到 30 年石油就面临枯竭。随着全球能源危机的加剧,油页岩作为一种重要的补充能源以其巨大的储量,丰富的综合利用层次,引起了全世界的关注。据统计,如果将全球 33 个国家和地区的油页岩折算成页岩油约 4750 亿 t,相当于目前世界天然原油探明可采储量的 [1]。油页岩不仅可以提取页岩油,并且可以用于发电、石油化工、提取页岩油后的灰渣还可以用来制造陶粒、水泥等建筑材料,以及农用肥料等 [2]。近年来,油页岩综合利用新技术不断出现,如直接地下干馏开采技术、油页岩循环流化床燃烧技术等提高了油页岩的经济效率、发电效率,使环境污染减少、综合利用用途大大提高。油页岩具有巨大的资源潜力 [3]。因此,加深对油页岩的研究,从油页岩的基础特性全面的解析其密度、含油率、发热量、元素组成、灰熔融特性、可磨性、燃烧特性、热解特性等十分必要。二、国内外研究现状油页岩属于非常规油气资源,是一种高灰分的固体可燃有机矿产,低温干馏可得页岩油,主要成分是有机质、无机矿物质和水分。有机质的结构组成及含量直接决定油页岩的含油率及油品位。无机矿物质的结构对油页岩炼油过程中油母转化率以及油页岩热分解出油率有很大影响 [1,4]。1、油页岩的性质油页岩的密度主要取决于其中无机矿物质的含量和密度。油母的密度一般1g/物质的密度为 2.2 g/般情况下,油页岩的密度越大,含油率越低。油页岩的硬度与强度与所含矿物质的性质有关,与形成年代也有关。时代较老的油页岩硬度较大。强度和硬度小的油页岩在干馏炉中易破碎成小块,影响正常通风和操作 [5]。油页岩的灰熔点也称熔融性,是油页岩受热时由固态向液态逐渐转化的特性,与油页岩的成分及加工过程有关。在工业上多用软化温度作为熔融性指标,称为灰熔点。低灰熔点的油页岩在热加工时在炉内易结渣,影响生产的进行。我国油页岩灰分中氧化钙较少,故灰熔点一般较高,软化温度多在 1200℃~1450℃以上,在低温干馏炉内不会形成熔块而影响生产 [6]。含油率和热值是油页岩最主要的化学工艺性质,它们与油页岩的水分、灰分、挥发分有关。含油率是采用标准的铝甑干馏分析方法 [7]。油页岩的热值与有机质的含量和组成有关,与其中的无机矿物质的性质也有关 [1]。我国油页岩中的 n 、、 素具有高富集特性,在桦甸油页岩中极为明显 [8]。2、油页岩低温干馏油页岩的低温干馏是指在隔绝空气的条件下,加热至 450围内,将油页岩进行热加工的方法,通常包括油页岩的加热过程,油页岩受热其有机质受热裂解过程,热解反应产物的扩散和溢出过程。在干馏油页岩的加热条件中,升温速率、干馏终温、持稳时间是影响页岩油收率的主要因素,油页岩颗粒度及料层厚度也是影响干馏效率的重要指标 [9]。油页岩经低温干馏可得到页岩油,它可以直接作为锅炉或工业炉液态燃料使用,工业上进一步对页岩油进行热加工和加氢精致工艺处理,可得汽油、煤油、柴油、前地下干馏仍处于研发阶段,还未实现工业化。地上干馏是指油页岩开采运出地面后,通过生产装置干馏炼油的方法。地上干馏可分为直接和间接传热法。直接传热比间接传热速度快,效率高,所有现代干馏技术主要采用直接传热法 [2]。3、油页岩的燃烧特性要利用油页岩作为燃料来发电, 就必须对其燃烧特性进行研究, 作为低热值燃料, 在目前技术条件下, 只有循环流化床才有可能实现油页岩的稳定燃烧, 因此油页岩燃烧特性的研究必须在循环流化床上进行才能达到研究目的。经对茂名油页岩的实验研究表明油页岩升温过程易于控制,且点火时间短。点火成功后, 炉膛下部密相区的温度很快达到 800℃左右, 投循环灰后约需 4h 到稳定运行。燃烧试验油页岩燃烧温度分布均匀、在约 625℃可以稳定燃烧。试验油页岩燃烧表现很好的低负荷特性。燃烧试验油页岩, 温度沿炉膛高度的分布规律是基本均匀一致。由于试验煤种的热值低, 维持炉膛稳定温度需要油页岩加入量较大。因此,炉膛下部靠近布风板区域温度偏低。油页岩可以容易实现压火。压火 3h 后密相区床层温度能够维持在 450℃, 重新启动风机后不需要启动床下燃烧器, 可以直接投油页岩调整燃烧至正常运行状态。试验台条件下, 油页岩的燃烧效率基本可保证在 95%以上。试烧结果表明油页岩的燃烧效率明显受飞灰的影响。底渣含碳量一般在 2%以下;飞灰含碳量在 间。实验煤种抗结焦性较好,只要保证流化,燃烧油页岩不易结焦 [10,11] 。4、油页岩的热解特性油页岩中固定碳成分很低,在高温段的热解产率很小,由于油页岩灰分很高,随着热解过程的进行,灰层会不断的增厚,使其传质能力下降,热解产物不易析出,因而其高温区热经反应进行缓慢。而低温热解反应强烈,挥发分析出集中 [2,12]。三、总结我国油页岩资源储量丰富,可开采资源量巨大, ,分布范围遍布全国,分布在 20省和自治区、47 个盆地,共约有 80 个矿区。全国油页岩探明储量为 500 亿 t,折算为页岩油约 27 亿 t,油页岩潜在资源为 6699 亿 t,折算为页岩油约 449 亿 t。 ,其中含油率在 5%~ 10%范围内的油页岩资源为 t,含油率>10%的油页岩资源为 t,具有很高的经济效益和社会效益 [13,14]。开发利用油页岩,是应对当前石油资源日益紧张、能源消耗日益增长的必要手段。通过对我国油页岩基础特性的研究,从含油率、发热量、元素组成、燃烧、热解和其他基础性质等多方面深入了解油页岩,为开采技术等方面提供可靠的理论依据。为将来大规模开发油页岩资源提供技术储备。油页岩开发利用的广阔前景将会是我国应对能源危机的绝佳途径,对我国有非常重要的意义。 四、参考文献[1]、宋微娜,董永利,周国江等. 油页岩结构组成及应用研究[J]010,37(3):70]、s ]006,26:1]、刘志逊,高健,]007,10(1):45]、 张丽萍,曾荣树,]006,18(2):46].、王擎,徐峰,]球科学版,2006,36(6) :1006~1011[6]、 陈洁渝,严春杰,](12):43~43[7]、 0508,油页岩含油率测定法[S]]、 柏静儒,王擎,]008,28(3):487 ~492[9]、马海燕,申云生,]010,28(2):1090]、姜秀民,刘德昌,郑楚光,]001,21(8):551]、于海龙,]003,9(1) :54~57[12]、于海龙,]001,29(5):4503]、刘招军,董清水,]006,36(6):8694]、赵隆业,陈基娘,]991,5(4):423 业 设 计(论 文)开 题 报 告2.本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段(途径):本课题主要研究油页岩的基础特性,包括油页岩的密度、含油率、发热量、元素组成、灰熔融特性、可磨性、燃烧特性、热解特性等。本课题通过实验的方法作为研究手段,同时辅以现有的研究资料作为参考,实验主要包括:1、用鋁甑测油页岩含油率的低温干馏实验2、油页岩工业分析实验3、油页岩元素分析实验4、油页岩发热量实验5、油页岩灰熔融特性和灰成分分析6、可磨性指数测量 毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告指导教师意见:1.对“文献综述 ”的评语:2.对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计(论文)结果的预测:指导教师: 年 月 日所在系审查意见:负责人: 年 月 日
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