油页岩与生物质菌糠热解特性及其共热解催化作用研究

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1、分类号：O69单位代码：10183研究生学号：2015331141密级：公开吉林大学博士学位论文姜海峰2018年6月油页岩与生物质菌糠热解特性及其共热解催化作用研究StudyonPyrolysisCharacteristicsofOilShaleandSpentMushroomSubstrateandCatalyticEffectDuringTheirCo-pyrolysis作者姓名：姜海峰专业名称：应用化学指导教师：李俊锋教授研究方向：资源开发与利用学位类别：工学博士培养单位：化学学院论文答辩日期：年月日授予学位日期：年月日论文评阅人：答辩委员会组成：姓名职称工作单位姓名职称工作单

2、位盲审专家正高级四川大学主席董相廷正高级长春理工大学盲审专家正高级哈尔滨工业大学委员廖伍平正高级中科院长春应化所盲审专家正高级广西大学施展正高级吉林大学邹海峰正高级吉林大学甘树才正高级吉林大学未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学博士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何

3、其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿声明研究生院：本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期刊（光盘版）电子杂志社的《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿，希望《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》给予出版，并同意在《中国博硕士学位论文评价数据库》和CNKI系列数据库中使用，同意按章程规定享受相关权益。论文级别：□硕士■博士学科专业：应用化学论

4、文题目：油页岩与生物质菌糠热解特性及其共热解催化作用研究作者签名：指导教师签名：年月日作者联系地址（邮编）：长春市前进大街2699号吉林大学化学学院作者联系电话：0431-85164704摘要油页岩与生物质菌糠热解特性及其共热解催化作用研究能源问题关乎人类的生存、社会的发展和国家的安全。当前，世界各国开始寻找和利用石油替代品以解决能源短缺问题。油页岩作为一种重要的石油补充能源，通过热解等技术生成页岩油产品，对于缓解能源供需矛盾和推动社会发展具有重要意义。因此，如何提高页岩油的产率仍是世界各国研究的重点。另外，生物质资源由于具有可再生、种类多和分布广等特点，在热解方面的利用也受到越来越

5、多的关注。中国作为食用菌生产大国，每年会产生大量的食用菌培养基废弃物菌糠，若其得不到有效处理，将会产生严重的环境污染。因此，探究菌糠在热解方面的利用，研究菌糠和油页岩的共热解行为，在提高菌糠的再利用价值和增加页岩油产率等方面具有现实意义。本论文以油页岩和生物质废弃物菌糠为研究对象，以实现菌糠综合利用和提高页岩油产率为目的，对油页岩和菌糠的单独热解行为和二者的共热解行为进行了研究，讨论了不同热解条件对两种原料经单独热解和共热解过程生成的热解产物产率的影响，探究了二者共热解时产生的催化作用，比较了三种碱金属盐对油页岩催化热解的效果，并详细分析了油产品的组成。此外，本论文还对油页岩热解固体

6、废渣页岩半焦在菌糠热解中的利用进行了研究。具体内容如下：1.通过热重分析方法和Coats-Redfern热动力学模型研究了桦甸油页岩的热分解行为，探究了水热处理对油页岩热分解行为的影响，利用热解装置探讨了热解温度、水热预处理温度和时间对油页岩热解产物产率的影响，并分析了油页岩经水热预处理后热解生成的页岩油的组成。研究表明，油页岩的主要热分解过程发生在355-540℃。水热处理降低了油页岩中有机物发生热分解反应所需的能量，使有机物在较低的温度区间内便完成分解。油页岩最佳的水热预处理温度为200℃，预处理时间为2.0h。此外，水热预处理影响了页岩油中基本元素和化合物的含量。2.利用热重分

7、析方法研究了生物质菌糠的热分解行为，探究了不同升温速率对菌糠热分解行为和热动力学参数的影响，通过热解装置探讨了热解温度、进料速率对菌糠热解产物产率的影响，并详细分析了生物油的组成。研究结果表明，菌糠的热分解过程主要包括四个阶段，半纤维素和纤维素的热分解阶段为菌糠热I解生油的主要阶段。升温速率的增加引起菌糠热解参数的增加。此外，与其他生物质废弃物相比，生物质菌糠热解的活化能数值较低。菌糠最佳的热解温度为470℃，进料速率为0.63g/min。菌糠热解生成的生