Спалювання відходів вуглезбагачення у циркулюючому киплячому шарі - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ХАРЧОВИХ ТЕХНОЛОГІЙАвтореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук Науковий керівник: кандидат технічних наук, старший науковий співробітник Топал Олександр Іванович, Інститут вугільних енерготехнологій НАН України, старший науковий співробітник. Захист відбудеться 15.10.2008 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 26.058.05 при Національному університеті харчових технологій за адресою: 01033, м.Спалювання вугілля по технології ЦКШ відпрацьовано для енергетичного вугілля різної зольності, але достатнього досвіду роботи з відходами вуглезбагачення, тим більше низько реакційного вугілля, на сьогоднішній день немає навіть у провідних енергокомпаній світу, що розробляють цю технологію. На відміну від енергетичного вугілля, для відходів вуглезбагачення не розроблені технології паливопідготовки, не досліджені кінетичні характеристики горіння, а також інші, важливі для організації процесу спалювання, особливості палив з вугільних відходів. У звязку з цим видається актуальним проведення комплексного дослідження процесів термічної переробки відходів видобутку та збагачення українського енергетичного вугілля у ЦКШ, включаючи вивчення кінетики горіння у киплячому шарі (КШ), з метою визначення основних технологічних характеристик процесу їх горіння та розробки практичних рекомендацій по адаптації ЦКШ-технологій до даного виду палива, а також розширення паливної бази ТЕС України за рахунок використання відходів вуглезбагачення. Ряд результатів, що потрапили до дисертаційної роботи, були отримані під час виконання контракту № С10478/JAP-1999-08-15 з французькою фірмою Charbonages de France Ingenierie „Исследование запасов шлама и угольной мелочи в Украине” в рамках робіт по розширенню паливної бази України, а також при виконанні Договору № Т410201000 від 26.09.2001 р. з Міністерством палива та енергетики України „Провести дослідження з метою залучення додаткових паливних ресурсів із шламів та сухих відходів вуглезбагачення для спалювання на ТЕС України, визначити методи їх термічної переробки, розробити концепцію і програму їх використання”. Мета роботи - визначення основних закономірностей спалювання та термічної переробки низькосортних твердих палив та відходів вуглезбагачення, з находженням їх кінетичних характеристик горіння в КШ, технологічних характеристик спалювання в ЦКШ, а також розробка методів їх підготовки та спалювання в ЦКШ.Показано, що дані тверді палива можуть бути ефективно спалені тільки в ЦКШ-котлоагрегатах, описані проблеми повязані з підготовкою даних видів твердого палива для спалювання у ЦКШ-котлоагрегатах. Визначення кінетичних констант (Еа та k0) проводилось для макрокінетичних областей реагування, в яких питома швидкість реагування Rm має ряд особливостей: внутрішньокінетична область - зміна розміру частинок (d), лінійної швидкості газового потоку (Ug) практично не впливає на Rm, графік залежності ln(Rm)=f(1/T) має вигляд прямої; внутрішньодифузійна область - зміна Ug слабо впливає на Rm, зі збільшенням d відбувається зменшення Rm, графік залежності ln(Rm)=f(1/T) має вигляд прямої лінії з нахилом меншим, ніж у внутрішньокінетичній області; зовнішньодифузійна область - зменшення Ug та збільшення d призводить до зменшення Rm, залежність ln(Rm)=f(1/T) згладжується. Тому при подальшому розгляді результати приймались у якості співвідношення для вугілля та шламових агломератів тих же марок та зольності. Основною метою проведення експериментів на установках Ф-0,05 та ЦКС-0,02 був пошук стабільних режимів високоефективного спалювання досліджуваного твердого палива (ступінь конверсії вище 85%) при різних швидкостях газу у верхній частині топки (Uг= 4-6 м/с), з мінімізацією викидів NOX та SO2 у димових газах при підтриманні градієнту температур по висоті топки не більше 50 К та вмісту O2 у димових газах на рівні 2-7%, а також зведення матеріального балансу з отриманням оцінки ступеня конверсії вугілля Xcoal та ступеня звязування сірки Ks. В третьому розділі представлено результати досліджень по зміні гранулометричного складу шламів під час їх сушіння, наведено порівняльні характеристики впливу фракційного складу енергетичного вугілля та їх шламів на граничні межі існування киплячого шару, представлені результати визначення пористої структури подрібненого вугілля та шламових частинок і результати експериментальних досліджень з кінетики взаємодії коксів вугілля та шламових відходів з киснем повітря.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ