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油页岩油页岩地下原位工频高压复合加热法

收藏本文 2024-01-31 点赞:5630 浏览:16381 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:人类对能源的需求量和消耗量随着人类社会的进展而不断增加,这使得传统的石油、煤炭等不可再生的化石燃料资源逐渐走向枯竭。油页岩作为一种替代能源以其储量巨大,分布集中的特点吸引了各国探讨者的注意。现在规模化生产中采取的油页岩开采技术是地上干馏法。这种策略由于需要将矿石以地下开采出来,对地质结构破坏较大,而且由于干馏历程中会产生大量的废气,对环境影响较大。目前,世界各地的探讨机构都将注意力集中在开发经济合理的地下原位开采技术,包括壳牌石油、埃克森美孚等能源巨头都开发出了自己的原位开采技术,但是现有的原位开采技术都有着技术复杂、开采成本过高等不足,目前仍处于实验探讨阶段。而且由于我国大部分油页岩含油率较低,使得这些技术也难以在我国运用。本论文在现有的探讨基础上,与俄罗斯托木斯克理工大学合作对我国(主要是桦甸产)油页岩的性质进行综合浅析,开发出可在国内推广运用的油页岩原位工频高压复合加热法。本论文的主要探讨内容包括:(1)测定油页岩在20-600℃、25Hz-1MHz区间的相对介电常数、介质损耗角正切值和单位电导率等介电性质及50-3000C温度范围内热导率和热容等热物理性质与温度和频率之间联系;(2)建立油页岩原位加热数学模型,利用测得的各项参数模拟计算出加热速度、温度在油页岩中的分布情况,评估加热策略的可行性;(3)根据试验和模拟结果,设定加热设备的最佳参数并开展加热试验。试验中,首先通过高压对油页岩进行电击穿,在其内部形成导电通道,然后便可利用220V常规电压对其进行加热,试验在一个小时左右便将油页岩加热至裂解温度(400℃)。浅析后发现,裂解产物中主要包括:H_2、CH_4、C_2H_6、C_3H_8等可燃气体及脂肪烃、芳香烃等有机物。关键词:油页岩论文原位加热论文热物理论文介电性质论文导热性质论文数值模拟论文

    摘要5-6

    Abstract6-11

    第一章 绪论11-23

    1.1 选题的背景及作用11-12

    1.2 国内外油页岩资源量12-13

    1.2.1 世界各国油页岩资源量12-13

    1.2.2 我国油页岩资源储量13

    1.3 国内外油页岩工业及技术进展近况13-22

    1.3.1 油页岩技术进展近况14-22

    1.4 本论文探讨的主要内容22-23

    第二章 油页岩的热学性质及实验探讨23-33

    2.1 油页岩热学性质23-24

    2.1.1 比热容23

    2.1.2 热导性23-24

    2.2 油页岩热学性质的测量实验24-29

    2.2.1 实验仪器24-25

    2.2.2 实验原理25-27

    2.2.3 试验策略27-28

    2.2.4 结果与讨论28-29

    2.3 热重浅析29-32

    2.3.1 实验仪器29

    2.3.2 实验策略29-30

    2.3.3 结果与讨论30-32

    2.4 本章小结32-33

    第三章 油页岩的电物理性质及实验探讨33-46

    3.1 油页岩的介电性能33-36

    3.1.1 介电常数34-35

    3.1.2 介电损耗35-36

    3.2 油页岩的导电性能36

    3.2.1 电导率与电阻率36

    3.3 油页岩电物理性质的测定36-45

    3.3.1 实验设备36-38

    3.3.2 实验原理38-39

    3.3.3 实验策略39-40

    3.3.4 结果与讨论40-45

    3.4 本章小结45-46

    第四章 油页岩原位加热模拟46-55

    4.1 论述基础46-50

    4.2 无量纲变量50-51

    4.3 计算结果51-54

    4.4 结论54-55

    第五章 油页岩原位加热实验55-63

    5.1 电磁辐射复合加热法55-57

    5.1.1 实验设备55-56

    5.1.2 试验策略56

    5.1.3 结果与讨论56-57

    5.2 工频高压复合加热法57-61

    5.2.1 实验设备57-58

    5.2.2 试验策略58-59

    5.2.3 结果与讨论59-61

    5.3 本章小结61-63

    第六章 结论与展望63-65

    6.1 结论63-64

    6.2 展望64-65

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