Введение
1 Анализ существующих технологий эффективного сжигания низкореакционного угля в котлах ТЭС и постановка задачи исследования 11
2 Теоретические исследования процесса горения (газификации) низкореакционного угля с углеродной нанодобавкой 30
2.1 Анализ формально-кинетических закономерностей реакций как полного, так и неполного горения низкореаккционного угля в потоке окислителя 30
2.2 Анализ опытных данных по выгоранию частиц угольной пыли 36
2.3 Исследования возможности изменения энергии активации реакции горения углерода твердого топлива 39
2.4 Исследования возможности активации молекулярного кислорода в топке котла ТЭС 43
2.4.1 Синглетный кислород, как активированный окислитель процесса горения угля 43
2.4.2 Фотоиндуцированная генерация синглетного кислорода углеродными наноматериалами 44
2.5 Исследование влияния углеродного наноматериала на время выгорания твердого топлива 50
2.5.1 Выгорание твердого топлива в среде с молекулярным кислородом 51
2.5.2 Наработка синглетного кислорода в процессе выгорания 57
2.5.3 Прогрев частиц УНМ «Таунит» до температуры плавления 59
2.5.4 Выгорание частицы твердого топлива с синглетным кислородом 61
2.6 Выводы по второй главе 64
3 Математическое моделирование горения твердого натурального топлива с нанодобавкой «таунит» 67
3.1 Цель математического моделирования 67
3.2 Разработка модели горения твердого натурального топлива с нанодобавкой «Таунит» 67
3.2.1 Описание механизма горения углерода твердого топлива с нанодобавкой «Таунит» и схематизация химических реакций процесса 67
3.2.2 Допущения, принятые при разработке модели горения твердого топлива с нанодобавкой «Таунит» 69
3.2.3 Описание модели горения твердого натурального топлива с нанодобавкой «Таунит» 70
3.3 Программирование модели воспламенения и горения твердого натурального топлива с нанодобавкой «Таунит» 79
3.4 Математическое моделирование процесса горения твердого натурального топлива с нанодобавкой «Таунит» 80
3.4.1 Исходные данные для моделирования 80
3.4.2 Численное моделирование процесса воспламенения и горания твердого натурального топлива с нанодобавкой «Таунит» 84
3.5 Выводы третьей главе 90
4 Экспериментальные исследования процесса воспламенения и горения низкореакционного угля с углеродной нанодобавкой «таунит» 92
4.1 Постановка задачи экспериментальных исследований 92
4.2 Методы экспериментальных исследований 93
4.3 Экспериментальная установка 94
4.4 Проведение экспериментальных исследований
4.4.1 Методика проведения экспериментальных исследований 99
4.4.2 Экспериментальные исследования 100
4.5 Обобщение и оценка результатов теоретических и экспериментальных исследований 102
4.6 Выводы по четвертой главе 108
5 Внедрение результатов исследований в реальном секторе экономики, а также в дальнейших исследованиях и разработках 110
5.1 Рекомендации по внедрению метода интенсификации сжигания угля на ТЭС 110
5.2 Внедрение результатов исследований в научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы 118
5.3 Технико-экономическая оценка внедрения метода интенсификации процесса сжигания твердого топлива в котлах ТЭС 122
5.4 Выводы по пятой главе 133
Заключение 136
Список сокращений и условных обозначений 139
Список литературы 141
