ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СЖИГАНИЯ ТВЕРДЫХ ТОПЛИВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЫСОКОРЕАКЦИОННЫХ ДОБАВОК
DOI:
https://doi.org/10.18321/cpc305Ключевые слова:
Уголь, горение, органические высокореакционные топливные добавки, расчет, экспериментАннотация
В данной работе представлены результаты расчетных и экспериментальных исследований влияния органических высокореакционных топливных добавок на эффективность сжигания высокозольного энергетического угля, включая экологические показатели процесса. Предложено техническое решение по разработке технологии совместного сжигания твердых топлив с органическими высокореакционными топливными добавками (ОВТД) и созданию специализированной камеры сгорания с системой плазменного запуска, выполнены термодинамический анализ и кинетический расчет процесса совместного сжигания твердых топлив с ОВТД, на основе которого выбраны оптимальные температуры процесса, коэффициент избытка воздуха и геометрические параметры специализированной камеры сгорания. Термодинамические расчеты процесса сжигания Экибастузского угля показали, что для сжигания 1 кг угля требуется 7 кг воздуха. При использовании ОВТД выявлена тенденция возрастания в продуктах сгорания угля концентраций CO2, Н2О и соответствующего снижения концентраций O2 и N2, что свидетельствует о некотором повышении полноты реакций окисления углерода и водорода. ОВТД из легких эфиров оказывают заметное влияние на снижение концентрации NO. Кинетические расчеты показали, что процесс сжигания Экибастузского угля (расход угля 10 кг/ч) полностью завершается в камере сгорания диаметром 0.2 и высотой 0.9 м. Выполнена серия из 52 экспериментов по совместному сжиганию высокозольного Экибастузского угля с органическими высокореакционными топливными добавками в специализированной камере сгорания. Комплекс численных и экспериментальных исследований сжигания высокозольного каменного угля в разработанной камере сгорания с расходом угля до 10 кг/ч позволил оценить эффективность топливных добавок Omstar-DX1 и Open Flame, представляющих собой смесь легких эфиров. Были выполнены сравнительные испытания сжигания угля без использования ОВТД и с использованием ОВТД при различных массовых отношениях ОВТД:уголь (0–5 мл на 1 кг угля). Эксперименты показали, что ОВТД повышают температуру факела на начальном участке камеры сгорания и снижают на ее выходе, что свидетельствует о более раннем воспламенении аэросмеси и, соответственно, более быстром ее выгорании. ОВТД Omstar-DX1 и Open flame существенно повышают эффективность сжигания низкосортного угля, снижая выбросы CO, NO, SO2 и повышая концентрацию CO2, что свидетельствует об увеличении полноты сгорания топлива.
Библиографические ссылки
(1). BP Energy Outlook 2035. February 2015. BP p.l.c., 2015. 98 p. http://www.bp.com/content/dam/bp/pdf/energy-economics/energy-outlook-2015/bp-energyoutlook-2035-booklet.pdf
(2). Key World Energy Statistics 2012: International Energy Agency. OECD/IEA, Paris, 2012. – 80 p. www.iea.org
(3). Key World Energy Statistics 2011 Edition, International Energy Agency, OECD/IEA, Paris, 2011. – 80 p.
(4). Мусабеков М.О., Мусабекова А.М. Оценка влияния спиртовых присадок на процессы термохимических превращений топлив в энергоустановках // Энергия будущего: инновационные сценарии и методы их реализации: материалы Всемирного Конгресса инженеров и ученых (19-20 июня, 2017, Астана, Казахстан). Под общ. ред. акад. Н.А. Абыкаева, Б.Т. Жумагулова. – Т.3. – Алматы, 2017. – С.257-258.
(5). Morton Z. Fainman. Fuel Additive. USA Patent #4920691, May 1, 1990.
(6). Е. Дубровин, И. Дубровин. Использование присадоки к угольному топливу // Газета «Энергетика и промышленность России». – № 21 (257). – 2014 года. – Новые технологии. http://www.eprussia.ru/epr/257/16522.htm
(7). Gorokhovski M., Karpenko E.I., Lockwood F.C., Messerle V.E., Trusov B.G., Ustimenko A.B. Plasma Technologies for Solid Fuels: Experiment and Theory. J Energy Institute. – 2005. – 78 (4). – P. 157–171. https://doi.org/10.1179/174602205X68261
(8). Характеристика продуктов сгорания выбрасываемых котельными в атмосферу. Энциклопедия теплоснабжения.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
