Сорбционные свойства и структура углей, прошедших обработку в низкотемпературной плазме

• Автор: Старинский, Иван Васильевич
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Улан-Удэ
• Количество страниц: 125 с. : ил.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПО КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКЕ
УГЛЕЙ
1 Л.Химическое строение и структура углей
1.2.Теоретические основы процесса газификации и пиролиза углей
1.3. Основные свойства твердых горючих ископаемых, влияющих на их газификацию и сорбционные свойства
1.4. Промышленные способы газификации и активирования углей
1.5. Плазменные технологии переработки угля
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ
ПЛАЗМЕННО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ УГЛЕЙ
2.1. Экспериментальная установка для проведения исследований
2.2. Методика исследований основных и сорбционных свойств и структуры
углей
2.2.1 Методика исследований основных свойств углей
2.2.2. Методика исследований сорбционных свойств углей
2.2.3. Методика исследований пористой структуры углей
2.3. Измерения основных параметров плазменной установки по комплексной переработки углей
2.4. Комплексные исследования по получению синтез-газа и активированных углей
2.4.1. Исследования по получению синтез-газа
2.4.2. Экспериментальные исследования по получению активированных углей
2.4.2.1. Исследования влияния воздуха на сорбционные свойства активированных углей
2.4.2.2. Исследования влияния перегретого пара на сорбционные свойства конечного продукта

2.4.2.3. Исследования влияния силы тока электрической дуги на сорбционные свойства конечного продукта
2.4.3. Исследование пористой структуры углей
ГЛАВА 3. РАСЧЕТНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1. Расчет процесса плазменного пиролиза по программе АСТРА
3.2. Расчет баланса мощности плазменного реактора
3.3. Построение температурного поля в камере переработки углей
3.4. Расчет времени падения частицы угля в лабораторной установке по
плазменной переработке углей
ГЛАВА 4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПЛАЗМЕННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ АКТИВИРОВАННОГО
УГЛЯ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВ АНЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ

Современное развитие теплоэнергетики характеризуется сокращением использования дефицитного жидкого топлива, являющегося ценным сырьем нефтеперерабатывающей промышленности, и расширением применения твердых топлив.
В настоящее время более 75% всей электроэнергетики в нашей стране производят ТЭС, основным топливом которых в перспективе будут низкосортные забалластированные золой и влагой угли открытой добычи с теплотой сгорания 8-16 МДж/кг [1]. Принимая во внимание огромные масштабы потребления таких углей в энергетике, нельзя ожидать их обогащения в необходимых для ТЭС объемах, особенно учитывая довольно высокую стоимость обогащения угля [2]. Более того, в результате обогащения можно снизить лишь зольность и влажность углей, тогда как увеличить выход летучих в низкореакционных топливах, путем обогащения в принципе невозможно. Это означает, что нельзя и повысить реакционную способность таких углей. Вследствие низкого содержания летучих веществ угольные частицы обладают малой пористостью, что препятствует диффузии кислорода внутри частиц и приводит к значительным затруднениям при организации их воспламенения и полного интенсивного сжигания. Из-за низкого выхода летучих происходит запаздывание воспламенения пыли (до 1170-1220 К), что требует увеличения объема топочной камеры для завершения процесса горения и проведения самого сжигания при пониженных тепловых нагрузках топочного объема [3]. Последние факторы являются причиной значительного мехнедожога, достигающего в экстремальных случаях 10-16%, и сильной неустойчивости горения пылеугольного факела [4,5]. Все эти факторы значительно снижают эффективность использования топлива и экономичность котлоагрегата [6-8].
Для решения проблемы высокоэффективного использования
низкосортных твердых топлив при минимальном отрицательном воздействии

объединить шлакосборник и камеру активации. Снизу предусматривается подача газового реагента (угарный газ, пар или кислород).
Камера вывода газа крепится к мере разделения к выводу для газовых продуктов.
Скруббер высотой 2 м диаметром 270 мм предназначен для мокрой очистки газа. Для этого предусмотрено разбрызгивание воды сверху. Для более эффективной очистки скруббер заложен фарфоровой крошкой.
2.2. Методика исследований основных и сорбционных свойств и структуры углей.
2.2.1. Методика исследований основанных свойств углей.
Для каждого эксперимента проводятся следующие предварительные анализы.
1. Ситовый анализ, количества в % частиц исходя из их геометрических размеров.
2. Влажность.
3. Зольность.
4. Выход летучих веществ.
Определение содержания влаги.
Предварительно взвешенную навеску угля (1 г) помещают в сушильный шкаф предварительно нагретый до температуры 105 °С, где уголь высушивается при этой температуре в течение двух часов.
Содержание влаги Wa (в %) вычисляют по следующей формуле:

где G- вес навески после высушивания, г;
G- вес навески до высушивания, г.
Определение содержания летучих компонентов.
Предварительно взвешенную навеску угля массой 1 г. засыпают в тигли и вносят в предварительно нагретую до температуры 850 °С муфельную печь. Через 7 мин тигли вынимают, охлаждают в течение 5 мин