АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССА ГАЗИФИКАЦИИ ПЫЛЕУГОЛЬНОГО ТОПЛИВА В ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОМ ПОТОКЕ O2/N2 и O2/CO2 С ПОМОЩЬЮ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Ссылка для цитирования:  Донской И.Г. Анализ эффективности процесса газификации пылеугольного топлива в высокотемпературном потоке o2/n2 и o2/co2 с помощью математического моделирования // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2021. – Т. 332. – № 11. – С. 127-140 Актуальность исследования связана с обостряющимися вопросами регулирования углеродных выбросов при сжигании твердого топлива и повышением экологических требований к теплоэнергетическим станциям. Цель: с помощью математического моделирования исследовать перспективы рециркуляции СО2 на угольных электростанциях с внутрицикловой газификацией, провести анализ эффективности процесса газификации топлива в условиях oxyfuel, определить оптимальные режимы переработки каменного угля и оценить возможность реализации этих режимов с точки зрения технологических ограничений. Объект: процесс газификации угольной пыли в дутье с разным составом и начальной температурой. Метод: математическое моделирование процесса термохимической конверсии угольной пыли в одномерной стационарной постановке. Результаты. Построены расчетные зависимости характеристик процесса газификации (химический КПД, температура выходящего газа) от удельного расхода дутья (α=0,1–0,7), концентрации кислорода в нем (20–30 %) и начальной температуры (373–1373 К) для смесей O2/N2 и O2/CO2. Определены оптимальные значения удельных расходов и максимальные значения химического КПД во всем диапазоне параметров. Оценен вклад теплофизических и реакционных свойств газа в изменение химического КПД процесса при смене состава дутья. Для исследования эффективности нагрева дутья используется критерий, учитывающий внешний подвод теплоты. Анализ показывает, что перегрев воздушного дутья не дает положительного эффекта на состав продуктов газификации из-за существования жестких стехиометрических ограничений; перегрев углекислотного дутья позволяет не только повысить химический КПД, но и улучшить стабильность процесса при низких значениях удельного расхода дутья.