Теплофизические основы процессов переработки низкосортных углей в барботиремных шлаковых расплавах

• Автор: Прошкин, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 312 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Е ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ СОЗДАНИЯ МАЛООТХОДНЫХ, ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПЕРЕРАБОТКИ НИЗКОСОРТНЫХ УГЛЕЙ
1Л. Практика энергетической переработки низкосортных углей
1.2. Современные теплотехнологии комплексной переработки углей и отходов от их сжигания в топках энергоблоков
1.3. Методы моделирования теплообмена в энерготехнологических агрегатах и топках котлов с жидким шлакоудалением
1.4. Постановка задач исследования
2. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕПЛООБМЕНА В ЭНЕРГОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ АГРЕГАТАХ И ТОПКАХ С ЖИДКИМ ШЛАКОУДАЛЕНИЕМ
2.1. Разработка математической модели тепломассообмена в шлаковых расплавах энерготехнологических агрегатов
2.2. Разработка математической модели теплообмена в газовом пространстве энерготехнологических агрегатов
2.3. Обобщенная математическая модель тепломассообмена в энерготехнологических агрегатах
2.4. Уточнение методики огневого моделирования теплотехнологических устройств с жидким шлакоудалением
2.5. Выводы
3. ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕРАБОТКИ УГЛЕЙ В ШЛАКОВЫХ РАСПЛАВАХ
3.1. Особенности поведения углей в высокотемпературных шлаковых расплавах
3.2. Экспериментальное исследование процессов переработки низкосортных углей в барботируемых шлаковых расплавах
3.3. Выводы

4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ФОРМИРОВАНИЯ И УДАЛЕНИЯ
ЖИДКОГО ШЛАКА В ТОПОЧНЫХ КАМЕРАХ
4.1. Исследование теплообмена в топке котла БКЗ-320-140 ПТ-2 при различных вариантах реконструкции
4.1.1. Краткое описание объектов исследования и их зональных моделей

4.1.2. Анализ теплообмена в топке котла БКЗ-320-140 ПТ-2 до и после предлагаемой реконструкции
4.1.3. Влияние уменьшения высоты расположения пережима на показатели теплообмена и условия формирования шлакового покрытия
4.1.4. Экспериментальное исследование теплообмена в реконструированной топке котла БКЗ-320-140 ПТ
4.2. Расчетно-теоретическое исследование теплообмена в топках котлов БКЗ-640-140 ПТ-1 при сжигании холбольджинских углей
4.2.1. Краткое описание исходных данных, объектов исследования и
применяемых зональных моделей
4.2.2. Сравнительный анализ теплообмена в топках с двугранным и восьмигранным пережимами
4.2.3. Оценка предельных значений температур истинно жидкого состояния минеральной части низкосортных углей, пригодных для сжигания в топках с ЖШУ
4.3. Выводы
5. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕНА В ЭНЕРГОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ АГРЕГАТАХ С БАРБОТИРУЕМЫМ ШЛАКОВЫМ РАСПЛАВОМ
5.1. Анализ тепловой работы энерготехнологического агрегата (ЭТА) на базе котла БКЗ -320 - 140 ПТ
5.1.1. Энерготехнологический агрегат и зональная модель
теплообмена в его рабочем пространстве
5.1.2. Исследование работы энерготехнологического агрегата в режиме шлакогранулятора
5.1.3. Анализ работы ЭТА в режиме газификации

5.2. Расчетно-теоретическое исследование теплообмена в энерготехнологическом комплексе для переработки золошлаковых отходов (ЭТКПЗ)
5.2.1. Краткое описание объекта исследования и исходные данные для
моделирования
5.2.2. Результаты моделирования процессов в барботируемом шлаке
5.2.4. Исследования теплообмена в надслоевом пространстве ЭТКПЗ
5.3. Моделирование и анализ теплообмена в ЭТА при переработке низкосортных донецких углей
5.3.1. Исследование возможности работы энерготехнологического агрегата
в режиме газификации
5.3.2.Анализ теплообмена в энерготехнологическом агрегате
на базе котла ТП
5.4. Теплофизическое обоснование размеров, конфигурации энерготехнологических агрегатов для комплексной переработки низкосортных углей
5.4.1. Выбор рациональных компоновочных схем
энерготехнологических агрегатов
5.4.2. Оптимизация установки с барботируемым шлаковым расплавом
5.5. Выводы
6. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПИРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ МИНЕРАЛЬНОЙ ЧАСТИ НИЗКОСОРТНЫХ УГЛЕЙ
6.1. Аппаратурное оформление процесса
6.2. Освоение процесса получения пеносиликатов
6.4. Совершенствование электропечных установок для реализации технологии получения пеносиликатов
6.4. Исследование возможностей попутного извлечения промышленноценных компонентов
6.5. Основные требования к технике и технологии получения пеносиликатов из минеральных компонентов низкосортных углей
6.6. Технико-экономическая оценка производства пеносиликатов

ется основополагающим, ключевым направлением энергетической политики промышленно развитых стран. Поэтому разработка и совершенствование теплоизоляционных материалов, таких как минераловатные изделия, является приоритетным направлением научных исследований. Однако существенным недостатком минераловатных изделий является невозможность их повторного использования и накапливающиеся большие объемы неутилизируемых отходов. Кроме того, указанный продукт является весьма энергоемким (на производство 1 кг продукта расходуется до 17,46 МДж энергии) /95/.
Более перспективным продуктом, получаемым из шлакового расплава, является пеносиликат /62, 96/ - пористый аморфный материал, имеющий малый

удельный вес (от 50 до 300 кг/м ), обладающий низкими тепло - и электропроводными свойствами (коэффициент теплопроводности изменяется от 0,05 до 0,1 Вт/(м*К)). Перечисленные качества пеносиликата в сочетании с негорючестью делают новый материал привлекательным при производстве строительных материалов в качестве заполнителя в пенобетонах, при получении тепло-

изоляционных материалов с рабочей температурой до 1200 С, а также других экологически чистых материалов и изделий. В отличие от минераловатных изделий пеносиликат может быть успешно утилизирован. Однако техникоэкономические показатели процесса отсутствуют, технология в промышленном масштабе не опробована, не выявлены сферы наиболее эффективного применения пеносиликата.
Таким образом, проведенный анализ позволил выявить, что наиболее эффективные технологии комплексной переработки низкосортных углей и золошлаковых отходов от их энергетического использования могут быть реализованы при следующих условиях:
1) наличие высоких температур;
2) максимально возможное использование как горючей, так и минеральной части углей при минимально возможном количестве отходящих газов;
3) интенсивный тепломассообмен в зоне переработки при минимальных тепловых потерях в окружающую среду;