Термоконтактний піроліз кам"яного та бурого вугілля у киплячому шарі - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИАВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук Робота виконана в Науково-технічному центрі вугільних енерготехнологій НАН України та Мінпаливоенерго України, м. Науковий керівник - кандидат технічних наук, старший науковий співробітник Чернявський Микола Володимирович, Науково-технічний центр вугільних енерготехнологій НАН та Мінпаливоенерго України. Захист відбудеться “20“ червня 2000 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.255.01 в Інституті газу НАН України за адресою: 03113, м.Київ, вул.Дегтярівська, 39, тел.Вихід із ситуації, що склалася, може бути знайдено на шляху впровадження на теплових електростанціях нових вугільних енерготехнологій, до яких треба віднести, зокрема, методи двоступеневої термічної переробки (ДТП) вугілля з попереднім термоконтактним піролізом (ТКП) на першому ступені та спалюванням коксозольного залишку у різних модифікаціях киплячого шару (КШ), у тому числі під тиском, на другому ступені. Аналіз досвіду експлуатації дослідних та промислових установок термічної переробки вугілля та сланців з попереднім піролізом, а також пілотних установок ЦКШТ другого покоління показує, що для створення технологій ДТП камяного та бурого вугілля необхідно знати основні закономірності газовиділення при ТКП вугільних частинок розміром 0-3 мм в інертному середовищі та середовищі продуктів згорання при тиску 0.1-2.5 МПА, температурі 1073-1223 К, а також при різних умовах евакуації парогазових продуктів. Виходячи з цього, актуальним є експериментальне дослідження газовиділення при ТКП камяного та бурого вугілля у КШ та киплячому шарі під тиском (КШТ) у вказаному діапазоні режимних параметрів, чому й присвячена ця дисертаційна робота. Дослідження, результати яких представлені в дисертації, є частиною робот, які проводились у НТЦВЕ НАН та Мінпаливоенерго України в рамках науково-дослідної роботи: “Дослідження методів газифікації та спалювання енергетичного та забалансового вугілля в потоці та киплячому шарі під тиском з метою розробки технічного завдання на створення дослідно-промислових парогазових установок на твердому паливі” (рішення Бюро ВФТПЕ НАН України, протокол № 2 від 8 лютого 1994 р.). Для її реалізації були визначені такі задачі: створення лабораторних установок для дослідження процесу газовиділення при ТКП камяного та бурого вугілля в КШ та КШТ, розробка для них методик проведення експериментів;Показано, що оскільки режимні умови ТКП знаходяться поблизу межі розділу кінетичної та внутрішньодифузійної областей, найбільш доцільним є безпосереднє експериментальне виявлення основних закономірностей газовиділення при ТКП, включаючи визначення питомого виходу та динаміки виходу газоподібних продуктів в залежності від швидкості нагріву, температури, тиску, умов евакуації та складу середовища. У попередній серії експериментів у інертному середовищі у реактор вводилися d-імпульси СО2, з варійованими значеннями обєму, температури, тиску та швидкості ГН. У третьому розділі описано результати експериментальних досліджень газовиділення при ТКП наважок камяного вугілля ГСШ, Daw Mill та бурого вугілля Б1 при ТКП у діапазоні температур шару 1073-1253 К, тисків у реакторі 0.1-2.5 МПА, розмірів вугільних частинок 0.63-2.5 мм, швидкостей ГН у всьому діапазоні існування КШ в інертному та СО2 середовищах. Експерименти в інертному середовищі показали, що основна частка у піролізних газах приходиться на Н2, СО, СН4, СО2, питомий вихід котрих зростає з температурою та корелює з елементним, петрографічним складом та ступенем вуглефікації вугілля. На рис.2.а,б показано залежності питомого виходу Н2, СО, СН4, СО2 при ТКП при температурі шару 1173 К наважок масою 0.1-1.2 г частинок ГСШ різних розмірів в діапазоні 0.63-2.5 мм від тисків у реакторі та швидкостей ГН.У дисертаційній роботі на основі результатів експериментального дослідження газовиділення при ТКП камяного та бурого вугілля у КШ та технологічних випробувань на пілотній установці з ТК піролізером були встановлені основні закономірності газовиділення залежно від режимних умов, запропоновані рекомендації по використанню ТКП при ДТП камяного та бурого вугілля, що сприяє рішенню важливої науково-прикладної проблеми - створенню високоефективних та екологічно чистих технологій ДТП вугілля для потреб енергетики України. Методики дозволяють досліджувати газовиділення в ізотермічних умовах з виключенням взаємодії газоподібних продуктів з стінками реактору та з урахуванням впливу часової похибки газотранспортного викривлення у реакторі. Показано, що ТКП камяного та бурого вугілля в КШ у діапазоні температур 1070-1253 К, тисків 0.1-2.5 МПА, розмірів вугільних частинок 0.63-2.5 мм проходить у дві стадії: на початковій стадії має місце нагрів вугільних частинок до температури шару (середня швидкість нагріву порядку 103 К/с), та на основній стадії - газовиділення в ізотермічних умовах.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ