Науковий вісник НГУ

Числові дослідження процесу термохімічної переробки торфу у фіксованому шарі

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №1 2022

Останнє оновлення: 08 березня 2022

Опубліковано: 30 листопада -0001

Перегляди: 3118

Authors:

Б. Б. Рохман, orcid.org/0000-0002-1270-6102, Інститут теплоенергетичних технологій Національної академії наук України, м. Київ, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Н. I. Дунаєвська, orcid.org/0000-0003-3271-8204, Інститут теплоенергетичних технологій Національної академії наук України, м. Київ, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

В. Г. Вифатнюк, orcid.org/0000-0003-0771-2652, Інститут теплоенергетичних технологій Національної академії наук України, м. Київ, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

І. В. Безценний, orcid.org/0000-0001-6536-5121, Інститут теплоенергетичних технологій Національної академії наук України, м. Київ, Україна, e-mail: coalenergy@i.ua

повний текст / full article

Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2022, (1): 038 - 045

https://doi.org/10.33271/nvngu/2022-1/038

Abstract:

Мета. Дослідити процес газифікації торфу в газогенераторах із фіксованим шаром під тиском 1,5 МПа та сформувати початкові умови на вході до скидних пальників, необхідні для спалювання бінарної суміші.

Методика. Об’єктами досліджень були торф’яні гранули волинського торфу. Для розрахунку процесу газифікації торф’яного газу використовувалась побудована модель термохімічної переробки твердого палива, описана в першій частині роботи авторів.

Результати. Показано, що на ділянці, розташованій близько до верхньої межі фіксованого шару, де процес газифікації торфу є стаціонарним, відбувається стрибок температури торф’яних частинок із 300 до 772 °С, за якого смола практично не виділяється, а отриманий таким чином піролізний газ містить СO₂, H₂O, H₂ та CO. Отримані конструктивні та фізико-хімічні характеристики газогенераторів і сформовані початкові умови на вході до скидних пальників камерної топки парогенератора ТПП-210А.

Наукова новизна. Показано, що при зниженні швидкості руху частинок торфу між зоною максимальних тепловиділень і колосниковою решіткою формується шлакова подушка, яка складається з охолоджених золових частинок, що захищають решітку від перегріву. За такої організації процесу вдається досягти стаціонарності процесу газифікації з механічним недопалом, рівним нулю.

Практична значимість. Показано, що за допомогою моделі термохімічної переробки твердого палива з’являється можливість регулювання висоти зони сухої перегонки шляхом зміни швидкості руху дисперсної фази та швидкості протікання гетерогенних і гомогенних хімічних реакцій за рахунок зміни частки збагачення повітря O₂ або H₂O.

Ключові слова: нерухомий шар, вугілля, торф, теплопровідність, пароповітряна газифікація, кондуктивний і радіаційний теплообмін

References.

1. Roni, M. S., Chowdhury, S., Mamun, S., Marufuzzaman, M., Lein, W., & Johnson, S. (2017). Biomass co-firing technology with policies, challenges, and opportunities: A global review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 78, 1089-1101. https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.05.023.

2. Zheng, S., Hu, Y., Wang, Z., & Cheng, X. (2020). Experimental investigation on ignition and burnout characteristics of semi-coke and bituminous coal blends. Journal of the Energy Institute. https://doi.org/10.1016/j.joei.2019.12.007.

3. Batenin, V. M., Ivanov, P. P., & Kovbasyuk, V. I. (2017). Improvement of thermodynamic efficiency of the humid biofuel application in the distributed generation power suppliers. High Temperature, 55(1), 70-74. https://doi.org/10.1134/s0018151x17010035.

4. Rokhman, B. B., Dunayevska, N. I., Vyfatnuik, V. G., & Beztsennyi, I. V. (2021). Co-firing of gas coal dust fine particles and synthetic peat gas. Part 1. Simulation of processes of steam-air gasification of peat in a fixed bed and combustion of dust and gas mix in a stream. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (6), 57-65. https://doi.org/10.33271/nvngu/2021-6/057.

5. Rokhman, B., & Nekhamin, M. (2020). Theoretical study of nonstationary air gasification of solid fuel in a fixed bed at atmospheric pressure. Vidnovluvana Energetika, 1(60), 86-95. https://doi.org/10.36296/1819-8058.2020.1(60).86-9.

6. Gómes-Barea, A., & Leckner, B. (2010). Modeling of biomass gasification in fluidized bed. Progress in Energy and Combustion Science, 36, 449-509. https://doi.org/10.1016/j.pecs.2009.12.002.

7. Rokhman, B. B. (2020). Nonstationary steam–oxygen gasifi cation of solid fuel in a fixed bed under pressure. Journal of Engineering Physics and Thermophysics, 93(3), 664-676. https://doi.org/10.1080/00986448808940254.

8. Park, S., Jeong, H., & Hwang, J. (2015). 3-D CFD Modeling for Parametric Study in a 300-MWe One-Stage Oxygen-Blown Entrained-Bed Coal Gasifier. Energies, 8(5), 4216-236. https://doi.org/10.3390/en8054216.

9. Jeong, H. J., Seo, D. K., & Hwang, J. (2014). CFD modeling for coal size effect on coal gasification in a two-stage commercial entrained-bed gasifier with an improved char gasification model. Applied Energy, 123, 29-36. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2014.02.02.

10. Chua, Y. W., Yu, Y., & Wu, H. (2017). Thermal decomposition of pyrolytic lignin under inert conditions at low temperatures. Fuel, 200, 70-75. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2017.03.035.

11. Tabakaev, R., Kanipa, I., Astafev, A., Dubinin, Y., Yazykov, N., Zavorin, A., & Yakovlev, V. (2019). Thermal enrichment of different types of biomass by low-temperature pyrolysis. Fuel, 245, 29-38. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2019.02.049.

12. Khasraw, D., Spooner, S., Hage, H., Meijer, K., & Li, Z. (2021). Evaluation of devolatilization behavior of different carbonaceous materials under rapid heating for the novel HIsarna ironmaking process. Fuel, 292, 120329. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2021.120329.

13. Ding, L., Wei, J., Dai, Z., Guo, Q., & Yu, G. (2016). Study on rapid pyrolysis and in-situ char gasification characteristics of coal and petroleum coke. International Journal of Hydrogen Energy, 41(38), 16823-16834. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2016.07.10.

14. Zhou, Q., Zhang, Y., Zhang, J., & Ding, D. (2018). Evolution behaviors of nitrogen functionalities during fast CO₂-rich pyrolysis of coal. Fuel, 229, 135-143. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2018.05.013.

• < Попередня
• Наступна >