Сибирский федеральный университет

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2021

Идентификатор DOI: 10.1134/S0040363621060084

Ключевые слова: gasification, coal, coke, semi-coke, synthesis gas, pilot tests, synthesis of liquid hydrocarbons, Fischer-tropsch process, production of coke and semicoke, газификация твердого топлива, уголь, кокс, полукокс, синтез-газ, промышленные испытания, синтез жидких углеводородов, процесс Фишера - Тропша, получение кокса и полукокса

Аннотация: Газификация является одной из перспективных технологий использования твердого топлива в энергетике, химической промышленности и ряде смежных отраслей. Несмотря на значительный задел в виде теоретических и экспериментальных работ в России, одним из ключевых факторов, ограничивающих внедрение технологий газификации, остается недостаток практического опыта в промышленных или приближенных к ним условиях. Для его получения осенью 2019 г. в г. Томск на базе научно-исследовательского центра “Экоэнергетика 4.0” сотрудниками Томского политехнического университета (ТПУ) впервые в России были проведены испытания разработанного в ОАО “Всероссийский теплотехнический институт” (ВТИ) опытно-промышленного горнового газификатора производительностью по топливу 4 т/ч с использованием углей четырех марок Кузнецкого и Канско-Ачинского бассейнов (антрацита, длиннопламенного, тощего и бурого), в результате которых была подтверждена работоспособность отдельных узлов и установки горновой газификации в целом. В ходе испытаний был получен синтез-газ с высокими показателями и теплотой сгорания 6.0–8.3 МДж/м³, которая позволяла рассматривать его в качестве топлива в установках парогазового цикла с обеспечением надежного и стабильного шлакоудаления. Экспериментально установлена возможность использования полученного при испытаниях горновой газогенераторной установки газа для синтеза жидких углеводородов методом Фишера – Тропша. Доказана возможность получения в газогенераторе кокса и полукокса. Оценка показателей надежности, произведенная с помощью программного комплекса ANSYS на основании данных испытаний, продемонстрировала удовлетворительные характеристики жизненного цикла установки – ожидаемый срок службы наиболее нагруженных элементов газификатора составил 68 тыс. ч. —Gasification is one of the promising technologies for the use of solid fuels in power generation, chemical industries, and a number of related areas. Despite a significant amount of theoretical and experimental work performed in Russia, one of the key factors that limits the widespread commercialization of gasification technologies is the lack of practical experience of operation under industrial conditions or those close to them. To gain experience in managing the fixed-bed coal gasification technology, in autumn 2019, specialists of Tomsk Polytechnic University, based on the Ekoenergetika 4.0 (Ecoenergy Generation) research center in Tomsk, tested Russia’s first pilot fixed-bed gasifier with a capacity of 4 t of fuel per hour, which was developed at the All-Russia Thermal Engineering Research Institute. The tests were conducted using coals of four grades of the Kuznetsk and Kansk-Achinsk basins, viz., anthracite, long-flame and lean coals, and lignite. As a result of the tests, the technical feasibility of both individual components and the gasification plant as a whole was proven. In the course of the tests, high-quality synthesis gas was obtained with a calorific value in the range 6.0–8.3 MJ/m³, which makes its use as a fuel in combined-cycle plants with the reliable and stable ash removal possible. The possibility of using the gas produced in the tests of the fixed-bed gasifier for the synthesis of liquid hydrocarbons by the Fischer–Tropsch process has been experimentally established. Further, the possibility of producing coke and semicoke in the gasifier has been proven. The assessment of the reliability of the gasification plant performed using the ANSYS software based on the test data has shown a satisfactory lifetime of the plant with the expected service life of the most stressed gasifier components of 68 000 h.

Журнал: Теплоэнергетика

Выпуск журнала: № 6

Номера страниц: 55-67

ISSN журнала: 00403636

Место издания: Москва

Издатель: Национальный исследовательский университет "МЭИ", Российская академия наук

• Рыжий И.А. (Всероссийский теплотехнический институт)
• Штегман А.В. (Всероссийский теплотехнический институт)
• Тугов А.Н. (Всероссийский теплотехнический институт)
• Сиротин Д.А. (Всероссийский теплотехнический институт)
• Гутник М.М. (Всероссийский теплотехнический институт)
• Фоменко Е.А. (Всероссийский теплотехнический институт)
• Сосин Д.В. (Всероссийский теплотехнический институт)
• Тимашков К.В. (Всероссийский теплотехнический институт)
• Алексеенко С.В. (Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН)
• Заворин А.С. (Национальный исследовательский Томский политехнический университет)
• Губин В.Е. (Национальный исследовательский Томский политехнический университет)
• Матвеев А.С. (Национальный исследовательский Томский политехнический университет)
• Гвоздяков Д.В. (Национальный исследовательский Томский политехнический университет)
• Ларионов К.Б. (Национальный исследовательский Томский политехнический университет)
• Янковский С.А. (Национальный исследовательский Томский политехнический университет)
• Слюсарский К.В. (Национальный исследовательский Томский политехнический университет)

• Ядро РИНЦ (eLIBRARY.RU)