Сибирский федеральный университет

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2022

Идентификатор DOI: 10.24160/1993-6982-2022-6-104-109

Ключевые слова: coke-ash residue, coal, combustion, thermogravimetric analysis, power generating fuel, resource saving, коксозольный остаток, уголь, сжигание, термогравиметрический анализ, энергетическое топливо, ресурсосбережение

Аннотация: Цель исследования - предварительная оценка возможности применения коксозольного остатка в качестве энергетического топлива. Коксозольный остаток получен в процессе газификации балахтинского бурого угля Канско-Ачинского угольного бассейна в технологическом процессе выработки генераторного газа, используемого в качестве энергетического топлива для котлов. Для достижения поставленной цели проведен технический и элементный анализ топлива. С помощью термогравиметрического метода при трех разных скоростях нагрева в потоке воздуха установлены интервалы температур основных этапов, входящих в процесс горения, а также типичные характеристики горения. Благодаря методу растровой электронной микроскопии проведен качественный анализ поверхностей топливных частиц на наличие пор, трещин, каналов. Методом пересечения кривых найдены температуры зажигания и выгорания коксового остатка. Средние температуры зажигания и выгорания составили 466 и 685 °С. По профилям кривых убыли массы определено процентное уменьшение массы топлива на всех этапах процесса горения. По профилям кривых скорости изменения массы получена максимальная скорость реакции при всех скоростях нагрева. С помощью дифференциальной сканирующей калориметрии при разных скоростях нагрева установлены эндотермические и экзотермические эффекты, определена максимальная интенсивность теплового потока. Полученные результаты целесообразно применять при проектировании генерирующих устройств и систем на объектах теплоэнергетики. Коксозольный остаток с теплотой сгорания 15,1 МДж/кг и содержанием летучих веществ 11,8% может использоваться в качестве бездымного энергетического топлива. The aim of the study is to preliminarily estimate the possibility of using coke-ash residue as power generating fuel. Coke-ash residue is obtained in the process of gasifying the Balakhta brown coal from the Kansk-Achinsk coal basin in the technological process of obtaining producer gas used as fuel for boilers. To achieve the formulated aim, a technical and elemental analysis of the fuel was carried out. Using the thermogravimetric method at three different heating rates in air flow, the temperature intervals of the main stages included in the combustion process are established, and typical combustion characteristics are determined. By applying the scanning electron microscopy method, a qualitative analysis of the fuel particle surfaces for the presence of pores, cracks, and channels was carried out. Using the curve crossing method, the coke residue ignition and burnout temperatures were determined. The average ignition and burnout and burnout temperatures were found to be 466°C and 685°C, respectively. Based on the mass loss curve profiles, the percentage reduction in the fuel mass at all stages of the combustion process was determined. Proceeding from the mass variation rate curve profiles, the maximum reaction rate was established for all heating rates. By using differential scanning calorimetry, the endothermic and exothermic effects at different heating rates were established, and the maximum heat flux intensity was determined. The obtained results are recommended to be used in designing the generating devices and systems at thermal power facilities. Coke-ash residue with a calorific value of 15.1 MJ/kg and a volatile matter content of 11.8% can be used as a smokeless power generating fuel.

Журнал: Вестник Московского энергетического института. Вестник МЭИ

Выпуск журнала: № 6

Номера страниц: 104-109

ISSN журнала: 19936982

Место издания: Москва

Издатель: Национальный исследовательский университет "МЭИ"

• Жуйков Андрей Владимирович (Сибирский федеральный университет)

• РИНЦ (eLIBRARY.RU)
• Список ВАК