Воздушная газификация угля в двухкамерном газогенераторе с циркулирующим псевдоожиженным слоем

Research output: Contribution to journalArticleResearchpeer-review

Abstract

During the bed gasification of solid fuels, the process temperature in the reaction zone is not high enough for reaching the maximum rate of the chemical efficiency factor of the gasification process. In order to increase the chemical efficiency factor, it is necessary to supply extra heat to the reaction zone to increase the reaction temperature. In this article, coal gasification in a chamber with forced fluidized bed is considered and it is proposed to supply extra heat with a circulating flow of an inert particulate heat transfer agent. Circulating inert particulate material is successively heated by coal combustion in a cone chamber with bubbling fluidized bed and in a combustion chamber with a spherical nozzle that inhibits the forced fluidized bed. After that, the heat transfer agent heated to 930–950°C enters first in a gasification chamber with bubbling bed and then in a chamber with forced fluidized bed, where it transfers the physical heat to the air fuel mixture. The experiments conducted with crushed Borodinsky coal and inert particulate heat transfer agent (electrocorundum) showed the temperature rise in a gasification chamber with from 760 to 870°C and the increase in the combustible component (CO) concentration in the gasification products by 5.5%. Based on the kinetic equations of the fuel combustion reactions and the CO2 reduction to CO and on the thermal balance equations of combustion and gasification chambers, the simulation model for the gas composition and the temperature rate calculated by the height of reaction chambers was developed. The experimental temperature rates and product gas compositions are in good agreement with the simulation results based on the proposed kinetic gasification model. Keywords: coal, air, reaction velocity constant, gasification product composition, gasification temperature, combustion chamber, fluidization velocity, nozzle, fluidized bed
Original languageRussian
Pages (from-to)55-61
Number of pages7
JournalТеплоэнергетика
Issue number1
DOIs
Publication statusPublished - 2017

GRNTI

  • 44.31.00

Level of Research Output

  • VAK List

Cite this

@article{8ef759645b8d45dda68c268d9246f4c0,
title = "Воздушная газификация угля в двухкамерном газогенераторе с циркулирующим псевдоожиженным слоем",
abstract = "При проведении воздушной газификации твердых топлив температура на выходе из слоя оказывается недостаточной для достижения максимальных значений химического КПД процесса газификации. Для того чтобы его увеличить, в реакционную зону газификатора необходимо подводить дополнительное количество тепла для повышения температуры. В работе рассматривается процесс газификации угля в камере c форсированным псевдоожиженным слоем, в которую предложено подводить дополнительное тепло с потоком циркулирующего инертного дисперсного теплоносителя. Циркулирующий поток дисперсного теплоносителя последовательно нагревается при сжигании угля в конусной камере с пузырьковым псевдоожиженным слоем и камере сжигания со сферической насадкой и форсированным псевдоожиженным слоем. После этого нагретый до 930–950°С теплоноситель поступает в камеру газификации сначала с пузырьковым, а затем с форсированным псевдоожиженным слоем, где передает физическое тепло топливно-воздушной смеси. В экспериментах, проведенных на дробленом бородинском угле и инертном дисперсном теплоносителе – электрокорунде, получены увеличение температуры в камере газификации от 760 до 870°С и повышение концентрации горючего компонента СО в продуктах газификации на 5.5{\%}. На основе кинетических уравнений реакций горения топлива и восстановления СО2 до СО, а также уравнений теплового баланса камер сжигания и газификации составлена модель расчета состава газов и температуры по высоте реакционных камер. Экспериментальные значения температуры и состава продуктов газификации удовлетворительно совпадают с результатами расчетов по предложенной кинетической модели газификации.",
author = "А.М. Дубинин and В.Г. Тупоногов and Ю.А. Каграманов",
year = "2017",
doi = "10.1134/S0040363617010015",
language = "Русский",
pages = "55--61",
journal = "Теплоэнергетика",
issn = "0040-3636",
publisher = "Maik Nauka-Interperiodica Publishing",
number = "1",

}

TY - JOUR

T1 - Воздушная газификация угля в двухкамерном газогенераторе с циркулирующим псевдоожиженным слоем

AU - Дубинин, А.М.

AU - Тупоногов, В.Г.

AU - Каграманов, Ю.А.

PY - 2017

Y1 - 2017

N2 - При проведении воздушной газификации твердых топлив температура на выходе из слоя оказывается недостаточной для достижения максимальных значений химического КПД процесса газификации. Для того чтобы его увеличить, в реакционную зону газификатора необходимо подводить дополнительное количество тепла для повышения температуры. В работе рассматривается процесс газификации угля в камере c форсированным псевдоожиженным слоем, в которую предложено подводить дополнительное тепло с потоком циркулирующего инертного дисперсного теплоносителя. Циркулирующий поток дисперсного теплоносителя последовательно нагревается при сжигании угля в конусной камере с пузырьковым псевдоожиженным слоем и камере сжигания со сферической насадкой и форсированным псевдоожиженным слоем. После этого нагретый до 930–950°С теплоноситель поступает в камеру газификации сначала с пузырьковым, а затем с форсированным псевдоожиженным слоем, где передает физическое тепло топливно-воздушной смеси. В экспериментах, проведенных на дробленом бородинском угле и инертном дисперсном теплоносителе – электрокорунде, получены увеличение температуры в камере газификации от 760 до 870°С и повышение концентрации горючего компонента СО в продуктах газификации на 5.5%. На основе кинетических уравнений реакций горения топлива и восстановления СО2 до СО, а также уравнений теплового баланса камер сжигания и газификации составлена модель расчета состава газов и температуры по высоте реакционных камер. Экспериментальные значения температуры и состава продуктов газификации удовлетворительно совпадают с результатами расчетов по предложенной кинетической модели газификации.

AB - При проведении воздушной газификации твердых топлив температура на выходе из слоя оказывается недостаточной для достижения максимальных значений химического КПД процесса газификации. Для того чтобы его увеличить, в реакционную зону газификатора необходимо подводить дополнительное количество тепла для повышения температуры. В работе рассматривается процесс газификации угля в камере c форсированным псевдоожиженным слоем, в которую предложено подводить дополнительное тепло с потоком циркулирующего инертного дисперсного теплоносителя. Циркулирующий поток дисперсного теплоносителя последовательно нагревается при сжигании угля в конусной камере с пузырьковым псевдоожиженным слоем и камере сжигания со сферической насадкой и форсированным псевдоожиженным слоем. После этого нагретый до 930–950°С теплоноситель поступает в камеру газификации сначала с пузырьковым, а затем с форсированным псевдоожиженным слоем, где передает физическое тепло топливно-воздушной смеси. В экспериментах, проведенных на дробленом бородинском угле и инертном дисперсном теплоносителе – электрокорунде, получены увеличение температуры в камере газификации от 760 до 870°С и повышение концентрации горючего компонента СО в продуктах газификации на 5.5%. На основе кинетических уравнений реакций горения топлива и восстановления СО2 до СО, а также уравнений теплового баланса камер сжигания и газификации составлена модель расчета состава газов и температуры по высоте реакционных камер. Экспериментальные значения температуры и состава продуктов газификации удовлетворительно совпадают с результатами расчетов по предложенной кинетической модели газификации.

UR - http://elibrary.ru/item.asp?id=27640176

U2 - 10.1134/S0040363617010015

DO - 10.1134/S0040363617010015

M3 - Статья

SP - 55

EP - 61

JO - Теплоэнергетика

JF - Теплоэнергетика

SN - 0040-3636

IS - 1

ER -