Композиционные водоугольные топлива на базе бурых углей Канско-Ачинского бассейна

• Автор: Худяков, Денис Сергеевич
• Шифр специальности: 05.17.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 195 с. : ил.

Введение

Литературный обзор

1.1. Современное состояние проблемы получения и использования суспензионных топлив на базе каменных и бурых углей

1.2. Модификация водоугольных топлив ВУТ с помощью химических добавок

1.3. Синтез модифицирующих добавок

1.4. Задачи и выбор объектов исследований

Сырье и методики экспериментов

2.1. Подготовка угля и приготовление спиртоводоугольных суспензий

2.2. Определение стабильности спиртоводоугольных суспензий

2.3. Вязкостные характеристики суспензий

2.4. Получение спиртоводоугольных суспензий с использованием аппарата вихревого слоя

2.5. Описание лабораторной установки получения продуктов синтеза из оксида углерода и водорода при атмосферном давлении
2.6. Лабораторная установка для работы под давлением
2.7. Анализ продуктов реакции
2.8. Приготовление Сосодержащего катализатора с носителем разного фракционного состава и проведение в его присутствии синтеза углеводородов из СО и Н
2.9. Приготовление Сосодержащего катализатора, его
9






восстановление в разных температурных режимах и проведение в его присутствии синтеза углеводородов из СО и Н
2 Проведение баротермической обработки ВУТ в проточной установке
2 Исследование микроструктуры угля при баротермической обработке
2 Методика автоматизированного экспрессанализа гранулометрического состава углей в ВУТ
2 Определение микротвердости углей
Глава 3
Синтез углеводородов из СО и Н2 на катализаторе Со8К
3.1. Влияние размера частиц катализатора Со8Ю2 на синтез углеводородов из СО и Н
3.2. Влияние разбавления катализатора Со8Ю2 кварцем на синтез углеводородов из СО и Н
3.3. Влияние температуры восстановления катализатора Со8Ю2 на синтез углеводородов из СО и Н
Глава 4
Разработка технологии приготовления спиртоводоугольных топлив
4.1. Влияние состава дисперсионной среды на реологические
свойства и устойчивость спиртоводоугольных суспензий
4.2. Оценка влияния содержания дисперсной фазы и
дисперсности на реологические характеристики спнртоводоугольных суспензий
4.3. Приготовление спиртоводоугольных суспензий с
использованием аппарата вихревого слоя
4.4. Исследование пригодности смеси синтетических спиртов,
получаемых в синолпроцессе и оксилпроцессе для
приготовления спиртоводоугольных суспензий
4.5. Разработка технологической схемы приготовления спиртоводоугольных топлив
4.6. Рекомендации по результатам исследований к главе 4
Глава 5
Баротермическая обработка композиционных буроугольных суспензий
Глава 6
Морфологические и термохимические превращения бурого угля при баротермической обработке СВУТ
6.1. Влияние условий баротермической обработки на
гранулометрический состав дисперсной фазы СВУТ и микроструктуру угольных частиц Глава 7
Экономическая оценка технологии приготовления и определение эффективности сжигания композиционных топлив из угля на электростанциях
Выводы
Список литературы


Лабораторные исследования и опытнопромышленные испытания по приготовлению трехкомпонентных топливных систем и изучению их свойств проводились в ИГИ и на Жилевской опытнопромышленной обогатительной фабрике ОПОФ . Количество топлива, приготавливаемого на стендовой установке ИГИ составляло кгсутки. Эта установка не имела дополнительной емкости для длительного хранения, и поэтому топливо сжигалось в продолжении одного опыта. Производительность камеры сгорания составляла кгчас. Опытнопромышленная установка на Жилевской ОПОФ была оборудована емкостью для длительного хранения, что позволяло осуществлять приготовление 3х компонентных топливных систем в количестве тонн в сутки. Производительность камеры горения составляла кгчас. Эксплуатация установки длилась 1,5 года. Емкость для хранения имела диаметр 4,3 м при высоте 2,5 м и была оборудована горизонтальной пропеллерной мешалкой. Для предотвращения возможности выпадания твердой фазы угольных частиц в центральной части емкости, где наименьшая скорость вращения при работе мешалки, был установлен конус из листового железа высотой 1,5 м и диаметром основания 1,8 м. Внутри емкость была оборудована паровым теплообменником для подогрева суспензии, а снаружи она была покрыта теплоизоляцией. Транспортировка суспензии осуществлялась шестеренчатым насосом производительностью тчас. Линия подачи суспензии была сооружена из стальных труб с диаметром мм при толщине стенки 3 мм и имела паровую рубашку для обогрева. В результате исследований был разработан упрощенный метод приготовления углеводомазутных суспензий при однократном перекачивании грубоперемешанной углеводомазутной смеси через шестеренчатый насос. Углеводомазутная суспензия, полученная таким образом, является стабильной, однородной и тонкодисперсной. По своим качествам такая система почти не отличается от суспензий, полученных при продолжительном и многократном перемешивании в емкостях с помощью механических мешалок или диспергаторов. Результаты исследований, проведенных в ИГИ показали, что термостабильность углеводомазутных суспензий увеличивается в полтора раза при содержании в ней угольных частиц размером менее микрон в количестве от общего веса угля. Таким образом, для получения термостабильных углеводомазутных топливных систем можно отказаться от ввода дополнительных стабилизаторов за счет частичного измельчения угля в коллоидной мельнице. Исследование вязкостных характеристик углеводомазутных топливных систем проводилось с бурым углем Березовского месторождения и мазутом М0 наиболее распространенная марка мазута. Анализ приготовленных суспензий показал, что при температуре С размер наиболее крупных капель воды в суспензии не превышал микрон. При нагревании размер капель постепенно увеличивался за счет коагуляции. Вязкостные характеристики определялись для углеводомазутных суспензий при изменении концентраций в следующих пределах, мас. Были также определены вязкостные характеристики для водомазутных эмульсий, которые использовались для приготовления углеводомазутных суспензий. В результате опытов было установлено вязкостные характеристики углеводомазутных суспензий в первую очередь зависят от вязкости мазута. Вязкость суспензий повышается за счет увеличения как доли воды, так и доли угля, причем влияние на вязкостные характеристики суспензии как воды, так и угля равноценно для данных условий. Установлено, что вязкость суспензий зависит от суммарной концентрации вода уголь, в то же время не зависит от соотношения этих компонентов. Равноценность влияния на вязкость суспензии воды и угля объясняется в данном случае приблизительно одинаковыми размерами капель воды и угольных частиц, заключенных в мазуте, который является дисперсионной средой. Частицы твердой фазы угля не смачиваются водой и поэтому капли воды и частицы угля существуют самостоятельно, при этом свойства мелких капель воды приближаются к свойствам частиц твердой фазы за счет относительно высокого поверхностного натяжения на границе водамазут. Таким образом, вязкость углеводомазутных суспензий будет увеличиваться как за счет переизмельчения угля, так и посредством более тонкого диспергирования воды при постоянной концентрации.