Исследование и разработка технологии газификации малозольных углей в плотном слое под давлением при паровоздушном дутье

• Автор: Нагорнов, Алексей Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 144 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩЕГО ОПЫТА ГАЗИФИКАЦИИ УГЛЕЙ В ПЛОТНОМ СЛОЕ ПОД ДАВЛЕНИЕМ

С ПАРОВОЗДУШНЫМ ДУТЬЁМ

1.1 Состояние технологий газификации угля в плотном слое под давлением с паровоздушным дутьём

1.2 Твёрдое топливо для газификации в плотном слое

1.3 Выводы по первой главе

2 ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ГАЗОГЕНЕРАТОРОВ ЛУРГИ ПРИ ПАРОВОЗДУШНОМ ДУТЬЕ

2.1 Работа газогенераторов Лурги при паровоздушном дутье

2.2 Характеристики шубаркольского угля

2.3 Схема экспериментального контроля и методика исследования анализируемых параметров и зависимостей
2.4. Экспериментальные исследования работы газогенераторов Лурги при паровоздушном дутье
2.5 Материальный баланс и технико-экономические показатели работы газогенератора Лурги на паровоздушном дутье
2.6 Выводы по второй главе
3 СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РАБОТЫ ГАЗОГЕНЕРАТОРОВ ЛУРГИ НА ПАРОВОЗДУШНОМ И
ПАРОКИСЛОРОДНОМ ДУТЬЕ
3.1 Особенности работы газогенератора Лурги в зависимости
от коэффициента газификации
3.2 Особенности технологического режима газогенератора Лурги в зависимости от температуры дутьевой смеси
3.3 Технико-экономические показатели работы газогенераторов Лурги с паровоздушным и парокислородным дутьём
3.4 Выводы по третьей главе
4 МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ГОРЕНИЯ И ГАЗИФИКАЦИИ УГЛЕЙ В ПЛОТНОМ СЛОЕ ГАЗОГЕНЕРАТОРА ЛУРГИ

4.1 Реактор газификатора Пурги для газификации твердого топлива в плотном слое под давлением
4.2 Диффузионный и кинетический режимы горения и газификации
4.3 Макрокинетика процессов в реакторе плотного слоя
4.4 Основные характеристики и физическая модель насыщенной пористой среды
4.5 Основные гипотезы феноменологического метода описания усредненных характеристик пористой среды
4.6 Физико-математическая модель процессов переноса массы
импульса и энергии в гетерогенных пористых средах
4.7 Математическая модель физико-химических процессов в различных зонах реактора газогенератора Пурги
4.8 Выводы по четвертой главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
Процессы слоевого горения и газификации углей применяются на практике с давних времен. На этих процессах основано действие многих энергетических устройств и агрегатов - слоевых топок котельных установок и промышленных печей различного назначения, газовых генераторов в энергетических и химических технологиях и т.д. Систематические исследования закономерностей горения угольных частиц и слоевого горения углей проводятся уже более 100 лет [1-35].
Известны исследования по слоевому горению в Горном бюро США Крейзингера с сотрудниками в 1917-1918 годах, далее их последователей Одибера, Хаслама и Русеела, а также всесторонние исследования Мотта в Англии в 1935-1941 годах [11]. Процессы распространения горения в подвижном и неподвижном слое угольных частиц в это же время и позднее исследовались зарубежными учеными В. Нуссельтом, П. Николсом, М. Эйлером, Д.Г. Сполдингом и другими [23, 32, 33]. В Советском Союзе обобщением экспериментальных материалов и разработкой расчетнотеоретических моделей слоевого процесса в 1930-1940 годах занимались К.К. Фарнес, М.А. Майерс, Б.В. Канторович, Д.Г. Гинзбург, Н.В. Шишаков, В.И. Блинов и другие [2, 3, 5, 32]. Дальнейший вклад в развитие теории и практики процессов горения и газификации углерода (угля, кокса и графита) внесли JI.A. Вулис, З.Ф. Чуханов, М.К. Гродзовский, Г.Ф. Кнорре, A.C. Предводителев, JI.H. Хитрин, O.A. Цуханова, J1.A. Вулис, Н.В. Лавров, В.В. Померанцев, K.M. Арефьев, Ю.А. Рундыгин, А.Б. Резняков, С.В. Бухман, Е.С. Головина, Г.С. Сухов, Л.П. Ярин, B.C. Альтшулер, Г.П. Сеченов,В.И. Бабий, Х.И. Колодцев, Ю.Ф. Куваев, Т.В. Виленский, Д.М. Хзмалян и другие [6-14]. Широко известны исследования по макроскопической кинетике химических реакций и теории процессов переноса в реальных системах Д.А. Франк-Каменецкого [4]. Из зарубежных

получаемого кокса. При этом наблюдалось также цементирующее действие высокомолекулярных продуктов крекинга смолы при их отложении на поверхности включений пластической массы угля.
Давление в большей степени оказывает влияние на выход летучих из газовых и длиннопламенных углей чем для углей марок СС и Т. Уменьшение выхода летучих с ростом давления для одного и того же угля обусловлено вторичными процессами в газовой фазе, эффект которых усиливается с увеличением времени пребывания газов в аппарате в связи с повышением давления. Изменение давления значительно влияет на показатель способности спекаться у длиннопламенных углей. Тощий уголь марки Т, который при нормальном давлении не проявляет способности к спеканию, уже при избыточном давлении 0,5 МПа начинает спекаться.