Ταξινόμηση αντιπροσωπευτικών λιγνιτών του Ελλαδικού χώρου σε λιθότυπους και έλεγχος της συμπεριφοράς τους σε συνθήκες πυρόλυσης

Abstract

The objective of the present doctoral thesis is to study the behavior of lignites coming from the main Greek lignite basins under pyrolysis conditions. We emphasized on the effect the macroscopic, coal petrographic and chemical characteristics have on the pyrolysis mechanisms and also studied the liberation of CO, CO2, H2, CH4 and Ν2 during open system non-isothermal pyrolysis. A number of analytic methods such as proximate and ultimate analysis, maceral analysis, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), isotopic δ15Ν composition, Rock Eval II pyrolysis, thermal analyses (TG/DTA), Soxhlet extraction and open system non-isothermal pyrolysis were performed in an effort to collect more data and investigate the correlations between them. From the studied lignites more suitable for pyrolysis are those coming from W. Macedonia as opposed to those coming from Megalopolis since they have higher gas hydrocarbon generation potential and mainly of methane, the presence of which would result in an increase of the calorific value of the lignites.

Σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής είναι η γενικότερη μελέτη της συμπεριφοράς λιγνιτών από τις δύο κύριες λιγνιτοφόρες λεκάνες του Ελλαδικού χώρου κατά την πυρόλυση. Ιδιαίτερη έμφαση δίδεται στον τρόπο, κατά τον οποίο τα μακροσκοπικά και ανθρακοπετρογραφικά και χημικά χαρακτηριστικά των λιγνιτών επηρεάζουν το μηχανισμό της πυρόλυσης, καθώς επίσης και στα αέρια CO, CO2, H2, CH4 και Ν2 που εκλύονται σε συνθήκες ανισόθερμης πυρόλυσης, συμπληρώνοντας έτσι ορισμένα κενά της επιστημονικής γνώσης περί της συμπεριφοράς του λιγνίτη κατά την πυρόλυση. Τα παραπάνω αποτελέσματα εξετάζονται σε συνδυασμό με άλλες σύγχρονες αναλυτικές μεθόδους, όπως είναι η προσεγγιστική και άμεση ανάλυση, η ανθρακοπετρογραφική εξέταση, οι αναλύσεις υπέρυθρης φασματοσκοπίας (FTIR), πυρόλυσης Rock Eval, ισοτόπων δ15Ν, εκχύλισης Soxhlet, θερμικής ανάλυσης (TG/DTA) καθώς και με ανοικτού τύπου ανισόθερμη πυρόλυση. Από τους υπό μελέτη λιγνίτες καταλληλότεροι για πυρόλυση φαίνεται να ότι είναι αυτοί της Δ. Μακεδονίας έναντι αυτών της Μεγαλόπολης, καθώς οι πρώτοι έχουν μεγαλύτερη δυνατότητα παραγωγής αέριων υδρογονανθράκων και κυρίως μεθανίου η παρουσία του οποίου συνεπάγεται αύξηση της θερμαντικής ικανότητας.