Плазменная газификация угля в различных средах
DOI:
https://doi.org/10.18321/cpc549Ключевые слова:
уголь, газифицирующий агент, плазменная газификация, синтез-газ, энергетическая эффективностьАннотация
Выполнены численные эксперименты по плазменной газификации угля в различных газифицирующих агентах (воздух, диоксид углерода, пар, кислород и смеси пара с воздухом, пара с кислородом, пара с диоксидом углерода) с использованием кинетической программы Plasma-Coal. Численные эксперименты проводились применительно к проточному цилиндрическому плазменному газификатору с совмещенной зоной выделения и поглощения тепла в процессе термохимических превращений угля в газифицирующих агентах. В плазменном газификаторе смесь угольной пыли и газа-окислителя подается в электродуговую зону, в которой осуществляются нагрев газифицирующего агента, угольных частиц и их газификация. Расчеты показали, что максимальная концентрация синтез-газа в продуктах газификации каменного угля Powder River Basin наблюдается при паро-углекислотной, углекислотной, паровой, паро-кислородной и кислородной газификации. При этом максимальный выход водорода (51,4%) достигается при паровой газификации угля. Энергетическая эффективность рассмотренных процессов газификации угля, за исключением кислородной и паро-кислородной газификации, изменяется в сравнительно узком интервале значений 1,6-2,5 кВт/кВт. При паро-кислородной и кислородной газификации угля энергетическая эффективность заметно возрастает до 3,5 и 11,4 кВт/кВт соответственно. Очень важным для снижения выбросов основного парникового газа (CO2) является возможность его использования в качестве газифицирующего агента в процессах паро-углекислотной и углекислотной газификации угля при энергетической эффективности процесса, превышающей таковую для воздушной газификации угля.
Библиографические ссылки
(1). Chernenkov II, Shafir GS (1982) Status and prospects of coal gasification. Review [Sostoyaniye i perspektivy gazifikatsii ugley. Obzor]. Moscow: TsNIEIugol. 46 p. (in Russian)
(2). Falbe Yu (ed) (1980) Chemicals from coal [Khimicheskiye veshchestva iz uglya]. Moscow: Chemistry. P.614. (in Russian)
(3). Schlinger WG (1984) The Texaco Coal Gasification Process. In Handbook of Synfuels Technology, ed. R.A. Meyers, New York:McGraw-Hill. P.3-148.
(4). Curran PF, Tyree RF (1998) Feedstock Versatility for Texaco Gasifiers. Paper presented at IChemE Conference “Gasification: The Gateway to a Cleaner Future,” Dresden, Germany.
(5). Mark H (2006) Tampa Electric – Polk Unit 1 IGCC, Nine Years of Operation. The Proceedings of the 31-th International Technical Conference on Coal Utilization and Fuel systems. Clearwater, Florida, USA: Published by U.S. department of Energy & Coal Technology association of USA. P.239.
(6). Pinkston T (2006) Orlando Gasification Project: Demonstration of a 285 MW Coal-Based Transport Gasifier. The Proceedings of the 31-th International Technical Conference on Coal Utilization and Fuel systems. Clearwater, Florida, USA: Published by U.S. department of Energy & Coal Technology association of USA. P.261.
(7). Xiang X, Yunhan X, Chunzhen Q (2006) Conceptual Design and Performance Analysis of Coal Based Direct Hydrogen Production System with CO2 Capture. The Proceedings of the 31-th International Technical Conference on Coal Utilization and Fuel systems. Clearwater, Florida, USA: Published by U.S. department of Energy & Coal Technology association of USA. P.668-679.
(8) Arun CB (2006) Co-Production of Hydrogen and Electricity Using Circulating Fluidized Bed Technologies. The Proceedings of the 31-th International Technical Conference on Coal Utilization and Fuel systems. Clearwater, Florida, USA: Published by U.S. department of Energy & Coal Technology association of USA. P.903-913.
(9) Zhukov MF, Kalinenko RA, Levitskiy AA, Polak LS (1990) Plasma-chemical processing of coal [Plazmokhimicheskaya pererabotka uglya]. Moscow: Nauka. P.200. (in Russian)
(10) Messerle VE, Ustimenko AB (2019) Fuel 242:447-454. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2019.01.050
(11) Galvita V, Messerle VE, Ustimenko AB (2007) International Journal of Hydrogen Energy 32(16):3899-3906. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2007.05.039
(12) Matveev IB (2016) Plasma assisted combustion, gasification, and pollution control. Volume 2. Combustion and gasification. Denver, Colorado: Outskirts Press, Inc. P.502. https://plasmacombustion.org/imgs/book2web.pdf
(13) Gorokhovski M, Karpenko EI, Lockwood FC, Messerle VE, Trusov BG, Ustimenko AB (2005) Journal of the Energy Institute 78(4):157-171. https://doi.org/10.1179/174602205X68261
(14) Kalinenko RA, Kuznetsov AP, Levitsky AA, Messerle VE, Mirokhin YuA, Polak LS, Sakipov ZB, Ustimenko AB (1993) Plasma Chemistry and Plasma Processing 13(1):141-167. https://doi.org/10.1007/bf01447176
(15) Smoot LD, Smith PJ (1979) Pulverized Coal Combustion and Gasification: Theory and Applications for Continuous Flow Processes. L.D. Smoot, D.T. Pratt. (eds.). Springer. P.333. https://doi.org/10.1007/978-1-4757-1696-2
(16) Matveev IB, Messerle VE, Ustimenko AB (2008) IEEE Transactions on Plasma Science 36(6):2947-2954. https://doi.org/10.1109/TPS.2008.2007643
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
