Науковий вісник НГУ

Cпільне спалювання дрібнодисперсного пилу газового вугілля й синтетичного торф’яного газу. Частина 1. Моделювання процесів пароповітряної газифікації торфу в нерухомому шарі та спалювання пилогазової суміші в потоці.

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №6 2021

Останнє оновлення: 28 грудня 2021

Опубліковано: 28 грудня 2021

Перегляди: 3919

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: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

повний текст / full article

Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2021, (6): 057 - 065

https://doi.org/10.33271/nvngu/2021-6/057

Abstract:

Мета. Побудувати модель газифікації твердого палива у фіксованому шарі з урахуванням швидкості частинок, що дозволяє отримати детальну інформацію щодо технологічного процесу. Розробити оптимальну технологічну схему спільного спалювання в котлі ТПП-210А пиловугільних частинок і торф’яного газу. Дослідити процес спалювання бінарної суміші.

Методика. Об’єктами досліджень були пилоподібне вугілля українських покладів і волинський торф. Для розрахунку процесу газифікації торф’яного газу використовувалась розроблена модель. Для дослідження процесу спалювання бінарної суміші – ANSYS FLUENT.

Результати. Розроблена модель газифікації твердого палива у фіксованому шарі, що відрізняється від існуючих моделей урахуванням швидкості частинок та її зміни. За її допомогою отримана детальна інформація про температурні й концентраційні поля двофазного середовища. Досліджено процес спалювання бінарної суміші в котлі ТПП-210А.

Наукова новизна. Встановлено, що у часовому інтервалі 2200 <  < 3200 с формується стійкий стаціонарний процес термохімічної переробки торфу з q₄ = 0,13–0,3 %. Характер розподілу швидкостей дисперсної фази нагадує дзеркальне відображення залежності профілю діаметра частинок.

Практична значимість. За допомогою побудованої моделі чисельно досліджено процес термохімічної переробки 28 939 кг/год сирого торфу у трьох реакторах із фіксованим шаром під тиском 1,5 МПа. Визначено склад генераторного газу на виході з реакторів.

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

References.

1. Tiilikka, M., & Bolhàr-Nordenkampf, M. (2014). Advanced Gasification Technologies for Large Scale Energy Production. Power-Gen Europe Conference, 1, 1-16.

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

3. Nagornov, A. N. (2020). Results and development of gasification technologies of low-ash coal in a pressurized dense bed with a steam-air blowing (Abstract of a doctoral thesis of Technical Sciences).

4. Alekseev, M. V., Bogomolov, A. R., Pribaturin, N. A., Shevyrev, S. A., Sorokin, A. L., & Kagakin, E. I. (2013). Modeling of a layerwise gas counterflow gasifier for conversion of sludge TSOF “Berezovskaya” in a flow of overheated steam. Vestnik Kuzbasskogo gosudarstvennogo universiteta, 79-84.

5. Taimasov, D. R., Permyakov, E. E., Ulzysayhan, Hudryoe, & Senachin, P. K. (2017). Coal gasification in the dense bed of the reversed process gas generator. Polzunovsky almanac, 3(1), 24-27.

6. Maryishin, N. S., Timasov, D. R., Permyakov, E. E., & Sena­chin, P. K. (2017). Modeling gasification in a dense bed. Energo and resource-efficiency of low-stored buildings. Materials, 338-342.

7. Han, W., & Gou, X. (2020). Improved path flux analysis mechanism reduction method for high and low temperature oxidation of hydrocarbon fuels. Combustion Theory and Modelling, 24(6), 1090-1107. https://doi.org/10.1080/13647830.2020.1820577.

8. Nnabuo, N., Salama, A., & Ibrahim, H. (2020). CFD investigation of biogas reformate using membrane-assisted water gas shift reaction: parametric analyses. Chemical Engineering Research and Design. https://doi.org/10.1016/j.cherd.2020.07.023.

9. Ma, J., & Zitney, S. E. (2012). CFD modeling of entrained-flow gasifiers with improved physical and chemical submodels. Energy Fuels, 26, 7195-7219.

10. Gómes-Barea, A., & Leckner, B. (2010). Modeling of biomass gasification in fluidized bed. Progress in Energy and Combustion Science, 36, 449-509.

11. Watanabe, H., & Kurose, R. (2020). Modeling and simulation of coal gasification on an entrained flow coal gasifier. Advanced Powder Technology. https://doi.org/10.1016/j.apt.2020.05.002. 

12. Gerasev, A. P. (2017). Modeling of mass transfer in apparatuses with a stationary granular bed taking into account the phase temperature difference. Theoretical Foundations of Chemical Engineering, 51(3), 320-326. https://doi.org/10.1134/s0040579517030046. 

13. Schneiderbauer, S., & Saeedipour, M. (2018). Approximate deconvolution model for the simulation of turbulent gas-solid flows: An a priori analysis. Physics of Fluids, 30(2), 023301. https://doi.org/10.1063/1.5017004.

14. Nikolaev, A. K., Dokoukin, V. P., Lykov, Y. V., & Fetisov, V. G. (2018). Research of processes of heat exchange in horizontal pipeline. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 327, 032041. https://doi.org/10.1088/1757-899x/327/3/032041.

15. Pinto, R. N., Afzal, A., D’Souza, L. V., Ansari, Z., & Mohammed Samee, A. D. (2016). Computational Fluid Dynamics in Turbomachinery: A Review of State of the Art. Archives of Computational Methods in Engineering, 24(3), 467-479. https://doi.org/10.1007/s11831-016-9175-2.

16. Lü, D., Bai, Y., Wang, J., Song, X., Su, W., Yu, G., …, Tang, G.-J. (2021). Structural features and combustion reactivity of residual carbon in fine slag from entrained-flow gasification. Journal of Fuel Chemistry and Technology, 49(2), 129-136. https://doi.org/10.1016/s1872-5813(21)60011-7.

17. Mularski, J., & Modliński, N. (2020). Entrained flow coal gasification process simulation with the emphasis on empirical devolatilization models optimization procedure. Applied Thermal Engineering, 115401. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2020.115401.

• < Попередня
• Наступна >