Моделирование и эксперименты по плазменному воспламенению Экибастузского угля в виде пыли

Авторы

  • М.Н Орынбасар Казахский национальный университет им. аль-Фараби, пр. аль-Фараби, 71, Алматы, Казахстан
  • В.Е. Мессерле Казахский национальный университет им. аль-Фараби, пр. аль-Фараби, 71, Алматы, Казахстан; Институт проблем горения, ул. Богенбай батыра, 172, Алматы, Казахстан
  • А.Б. Устименко Казахский национальный университет им. аль-Фараби, пр. аль-Фараби, 71, Алматы, Казахстан

DOI:

https://doi.org/10.18321/cpc22(3)179-186

Ключевые слова:

низкосортный уголь, плазменное зажигание, стабилизация горения, высокореактивное двухкомпонентное топливо, плазменно-угольная горелка, кинетическое моделирование, эксперимент

Аннотация

Благодаря низкой стоимости угля и его доступности в большинстве регионов мира уголь является удобным источником топлива. Несмотря на неэффективность систем при преобразовании тепловой энергии в электроэнергию, необходимы новые технологии для повышения их эффективности. В отличие от традиционных методов запуска котлов и стабилизации горения плазменное воспламенение и стабилизация горения (ПВСГ) пылеугольного пламени предлагает эффективную и устойчивую альтернативу использованию мазута или газа. Эта технология заключается в нагреве аэросмеси плазмой электрической дуги до тех пор, пока уголь не улетучится, а коксовый остаток частично не газифицируется. В результате низкосортный уголь преобразуется в высокореакционное двухкомпонентное топливо (ВРДТ), состоящее из горючего газа и коксового остатка. Для этих процессов в плазменно-угольной горелке (ПУГ) с использованием Экибастузского угля в виде пыли был проведен кинетический анализ с использованием программы PlasmaKinTherm. Моделирование кинетики ПВСГ пылевидного топлива позволило определить изменения температуры, скорости и концентрации по длине ПУГ. Состав, степень газификации углерода и температура устойчивого пылеугольного пламени были определены с использованием плазменного воспламенения твердого топлива. На основе сравнения экспериментальных и расчетных данных установлено, что результаты являются удовлетворительными.

Библиографические ссылки

(1). Canada, Natural Resources, 6 Oct. (2017) Coal Facts. https://natural-resources.canada.ca/our-natural-resources/minerals-mining/mining-data-statistics-and-analysis/minerals-metals-facts/coal-facts/20071.

(2). Statista (2024) Coal energy industry worldwide. https://www.statista.com/topics/3255/coal-energy-industry-worldwide/#statisticChapter

(3). Reuters, 3 Aug. (2023) Stanway D, China’s Energy-Security Push Drives up Fossil-Fuel Approvals, Greenpeace Research Shows https://www.reuters.com/business/energy/chinas-energy-security-push-drives-up-fossil-fuel-approvals-research-2023-08-03

(4). Just Energy, 24 Jan. (2023) What’s the Role of Coal Consumption in Energy Production?. https://justenergy.com/blog/coal-consumption-in-energy/

(5). World Nuclear Association, 16 Nov. (2021) ‘Clean Coal’ Technologies, Carbon Capture & Sequestration. https://world-nuclear.org/information-library/energy-and-the-environment/clean-coal-technologies

(6). Rao Z, Zhao Y, Huang C, Duan C, He J (2015) In Progress in Energy and Combustion Science 46: 1-11. https://doi.org/10.1016/j.pecs.2014.09.001

(7). Suleymenov KA, Kaspiev AG, Ismailov AD (2020) Nu.edu.kz. ЧУ Nazarbayev University Research and Innovation System; AO Samruk-Energo. http://nur.nu.edu.kz/handle/123456789/4957

(8). Bolegenova S, Askarova A, Ospanova S, Zhumagaliyeva S, Makanova A, Aldiyarova A, Nurmukhanova A, Idrissova G (2024) Physical Sciences and Technology 11(1-2). https://doi.org/10.26577/phst2024v11i1a8

(9). Bolegenova S, Askarova A, Slavinskaya N, Ospanova S, Maxutkhanova A, Aldiyarova A, Yerbosynov D (2022) Physical Sciences and Technology 9(3-4): 69-82. https://doi.org/10.26577/phst.2022.v9.i2.09

(10). Bolegenova S, Askarova A, Ospanova S , Pilipenko N, Shortanbayeva Z, Aldiyarova A (2023) Rec.Contr.Phys. 86(3): 67-76. https://doi.org/10.26577/RCPh.2023.v86.i3.08

(11). Shen T, Song M, Huang Y, Zhu R, Li Z, Yu Q, Lu P, Wang M (2021) Fuel: 306. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2021.121503

(12). Messerle V, Orynbasar M (2021) Combustion and Plasma Chemistry 19(4): 289-298. https://doi.org/10.18321/cpc466

(13). Messerle VE, Mossé AL, Orynbasar MN (2024) J Eng Phys Thermophy 97: 116-125. https://doi.org/10.1007/s10891-024-02874-6

(14). Messerle VE, Ustimenko AB (2012) Plasma ignition and combustion of solid fuel. [Plazmennoe vosplamenenie i gorenie tverdogo topliva] Palmarium Academic Publishing, Saarbrucken, Germany. ISBN: 978-3-8473-9845-5

(15). Messerle V, Lavrichshev O, Ustimenko А (2023) Rec.Contr.Phys 85(2): 42-48. https://doi.org/10.26577/RCPh.2023.v85.i2.07

Загрузки

Опубликован

20-10-2024

Как цитировать

Орынбасар, М., Мессерле, В., & Устименко, А. (2024). Моделирование и эксперименты по плазменному воспламенению Экибастузского угля в виде пыли. Горение и плазмохимия, 22(3), 179–186. https://doi.org/10.18321/cpc22(3)179-186

Выпуск

Том 22 № 3 (2024): ГОРЕНИЕ И ПЛАЗМОХИМИЯ

Раздел

Статьи

Лицензия

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)

1 2 > >>