Плазменно-термическая подготовка твердых топлив к сжиганию на основе модульной двухступенчатой установки

• Автор: Шишулькин, Станислав Юрьевич
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Улан-Удэ
• Количество страниц: 194 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ОБ ИСПОЛЬЗОВАНИИ УГЛЯ В

ЭНЕРГЕТИКЕ И ЕГО ПЕРЕРАБОТКЕ

1 Л. Использование угля в энергетике

1Л Л. Слоевое сжигание

1Л.2. Факельно-слоевое сжигание

1Л.З. Факельное сжигание в пылеугольных котлах

1Л.4. Сжигание в кипящем слое

1Л.5. Сжигание в ЦКС

1.2. Общая характеристика процесса газификации

1.2.1. Кинетика процесса
1.2.2. Основные свойства твердых горючих ископаемых, влияющие на их газификацию
1.2.2.1. Спекаемость топлива
1.2..2.2. Шлакообразующая способность топлива
1.2.2.3. Гранулометрический состав топлива
1.2.2.4. Реакционная способность топлива
1.3. Методы газификации
1.3.1. Метод «Lurgi»
1.3.2. Метод «Winkler»
1.3.3. Метод «Koppers-Totzek»
1.3.4. Газификация с применением промежуточных теплоносителей
1.3.4.1. Газификация с внутренним обогревом при помощи циркулирующего газообразного теплоносителя
1.3.4.2. Плазменная газификация
1.3.4.3. Газификация с применением жидких теплоносителей
1.3.5. Метод «Bi-Gas»
1.3.6. Метод «Byntnane»

1.3.7. Метод «Hygas»
1.3.8. Подземная газификация
1.4. Актуальность, преимущества и место плазменно-энергетических технологий в энергетике
1.4.1. Сущность плазменно-энергетических технологий и характеристики твердых топлив, используемых при их осуществлении
1.4.2. Применение плазменно-энергетических технологий на отопительных котельных Байкальского региона
1.5. Постановка задач исследований
ГЛАВА 2. РАСЧЕТНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ПЛАЗМЕННО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ УГЛЕЙ
2.1. Расчет процесса плазменно-термической подготовки угля с применением программы «ТЕРРА»
2.1.1. Определение исходного химического состава термодинамической системы
2.1.2. Определение удельных энергозатрат необходимых для воздушной плазменно-термической подготовки Тугнуйского угля
2.1.2.1. Воздушная плазменно-термическая подготовка угля
2.1.2.2. Паровая плазменно-термической подготовки угля
2.1.3. Расчетное определение оптимальных режимов плазменнотермической подготовки Тугнуйского угля
2.1.4. Расчет процесса плазменно-термической подготовки Баганурского угля с применением программы «ТЕРРА»
2.2. Математическое моделирование процесса движения, нагрева и кинетики термохимических превращений угольных частиц с помощью
программы «Плазмауголь-3»
Выводы:
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ПЛАЗМЕННО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ УГЛЕЙ

3.1. Объект и методы исследования
3.2. Плазменно-термическая подготовка угля к сжиганию и установка для ее осуществления
3.2.1. Экспериментальная установка для проведения исследований
3.2.2. Измерения основных параметров системы плазменно-термической подготовки углей к сжиганию
3.2.2.1. Измерение расхода угля
3.2.2.2. Измерение давления и расхода пара и/или воздуха
3.2.2.3. Измерение расхода и давления охлаждающей воды
3.2.2.4. Измерение температуры
3.3. Методы физико-химического анализа подготавливаемых углей
3.3.1. Ситовый анализ
3.3.2. Определение содержания влаги в углях
3.3.3. Определение зольности углей
3.3.4. Определение выхода летучих веществ
3.3.5. Исследовании пористой структуры исходных углей
3.4. Комплексные исследования по получению синтез-газа
3.4.1. Исследование влияния воздуха и перегретого водяного пара на качество получаемого синтез-газа из Тугнуйского угля
3.4.2. Исследование влияния воздуха и перегретого водяного пара на качество получаемого синтез-газа из Баганурского угля
3.4.3. Исследование влияния воздуха и перегретого водяного пара на качество получаемого синтез-газа из Урейского угля
3.4.4. Исследование влияния на конечный продукт мощности электрической дуги в плазменном реакторе
3.5. Исследования структуры термически подготовленных углей
Выводы
ГЛАВА 4. ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ПЛАЗМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

парами и вводят в нижнюю часть реакционной камеры, заполненной буроугольными брикетами. Состав получаемого газа приведен в таблице 1.4.
Таблица
Состав синтез-газа получаемого различными способами при газификации угля
Наименование процесса Состав синтез-газа, % (об.)
н2 СО П О о СпНгп СП, n2
Г азификация с внутренним обогревом при помощи циркулирующего газообразного теплоносителя 56,1 28,1 13,0 - 1,6 1
Плазменная газификация 54-56 42-44 0,6-0,8
«Kellog» 45 33,6 13,9 - 7,5
«Coalcon» 48-66 39 3-28 5 2-7
«С02-акцептор» 56 15,5 10,9 од
«Bi-Gas» 24-32 29-44 14-21 - 15-16 0,4-0
«Byntnane» 27,8 16,7 28,9 0,8 24,5 1
«Hygas» 30,2 23,8 24,5 - 18,7
Подземная газификация 17-20 8-10 14-16 - 1Д-1
1.З.4.2. Плазменная газификация.
Сущность метода заключается в том, что, пропуская через электрическую дугу водяной пар, воздух или кислород, получают поток плазмы, содержащий в достаточно высоких концентрациях электроны,