Исследование двухстадийной газификации угольной пыли в воздушном потоке

Аннотация

Перспективной технологией производства энергии из угля, обеспечивающей высокую эффективность и минимальные значения выбросов вредных веществ, является парогазовый цикл с внутрицикловой газификацией твердого топлива (ПГУ-ВЦГ). Однако, несмотря на значительное количество проведенных исследований и наличие коммерчески эффективных действующих установок, итоговая стоимость вырабатываемой ПГУ-ВЦГ электроэнергии остается высокой, что требует дальнейшего совершенствования технологии и поиска новых технических решений. Цель работы заключается в получении новых фундаментальных знаний о физико-химических особенностях первичного взаимодействия частиц топлива с водяным паром и кислородом воздуха в быстротекущем поточном процессе паровоздушной газификации, а также вторичных реакций продуктов газификации между собой и с технологическими материалами (сорбентами) в газовом тракте узла внутрицикловой газификации с горячей газоочисткой и определении оптимального с точки зрения узла газификации значения расхода водяного пара для перспективной парогазовой установки на твердом топливе. В результате работы выявлены диапазоны режимных параметров (температура, размер частицы, объем и площадь поверхности пор) при которых добавка водяного пара к воздушному дутью положительного влияет на скорость конверсии коксового остатка твердого топлива. Разработана методика количественного определения состава продуктов конверсии твердого топлива при анализе продуктов конверсии с использованием масс-спектрометра. Проведены экспериментальные исследования на полупромышленном поточном реакторе паровоздушной газификации кузнецкого каменного угля марки Д РОК и определено оптимальное значение добавки водяного пара в воздушное дутье. Экспериментально исследована скорость разложения сорбента для горячей сероочистки на основе ZnO с учетом влияния продуктов реакций разложения и определена максимально возможная температура сероочистки с использованием ZnO-сорбента синтез-газа паровоздушной газификации твердого топлива.