Введение
ГЛАВА 1. Состояние вопроса об использовании угля в энергетике и его переработке 13
1.1. Использование угля в энергетике 13
1.1.1. Слоевое сжигание 15
1.1.2. Факельно-слоевое сжигание 15
1.1.3. Факельное сжигание в пылеугольных котлах 16
1.1.4. Сжигание в кипящем слое 17
1.1.5. Сжигание в ЦКС 18
1.2. Общая характеристика процесса газификации 19
1.2.1. Кинетика процесса 26
1.2.2. Основные свойства твердых горючих ископаемых, влияющие на их газификацию 27
1.2.2.1. Спекаемость топлива 27
1.2..2.2. Шлакообразующая способность топлива 28
1.2.2.3. Гранулометрический состав топлива 29
1.2.2.4. Реакционная способность топлива 30
1.3. Методы газификации 31
1.3.1. Метод «Lurgi» 31
1.3.2. Метод «Winkler» 32
1.3.3. Метод «Koppersotzek» 33
1.3.4. Газификация с применением промежуточных теплоносителей
1.3.4.1. Газификация с внутренним обогревом при помощи циркулирующего газообразного теплоносителя 34
1.3.4.2. Плазменная газификация 35
1.3.4.3. Газификация с применением жидких теплоносителей
1.3.5. Метод «Bi-Gas» 37
1.3.6. Метод «Byntnane» \
1.3.7. Метод «Hygas» 38
1.3.8. Подземная газификация 39
1.4. Актуальность, преимущества и место плазменно-энергетических технологий в энергетике 40
1.4.1. Сущность плазменно-энергетических технологий и характеристики твердых топлив, используемых при их осуществлении 42
1.4.2. Применение плазменно-энергетических технологий на отопительных котельных Байкальского региона 47
1.5. Постановка задач исследований 51
ГЛАВА 2. Расчетно-теоретические исследования процесса плазменно-термическои подготовки углей 54
2.1. Расчет процесса плазменно-термическои подготовки угля с применением программы «ТЕРРА» 54
2.1.1. Определение исходного химического состава термодинамической системы 55
2.1.2. Определение удельных энергозатрат необходимых для воздушной плазменно-термическои подготовки Тугнуйского угля
2.1.2.1. Воздушная плазменно-термическая подготовка угля 61
2.1.2.2. Паровая плазменно-термическои подготовки угля
2.1.3. Расчетное определение оптимальных режимов плазменно-термическои подготовки Тугнуйского угля 70
2.1.4. Расчет процесса плазменно-термическои подготовки Баганурского угля с применением программы «ТЕРРА» 75
2.2. Математическое моделирование процесса движения, нагрева и кинетики термохимических превращений угольных частиц с помощью программы «Плазмауголь-3» 80
Выводы: 89
ГЛАВА 3. Экспериментальные исследования процессов плазменно-термическои подготовки углей t ,
/ 3.1. Объект и методы исследования 90
3.2. Плазменно-термическая подготовка угля к сжиганию и установка для ее осуществления 3.2.1. Экспериментальная установка для проведения исследований 93
3.2.2. Измерения основных параметров системы плазменно-термической подготовки углей к сжиганию
3.2.2.1. Измерение расхода угля 98
3.2.2.2. Измерение давления и расхода пара и/или воздуха 99
3.2.2.3. Измерение расхода и давления охлаждающей воды 99
3.2.2.4. Измерение температуры 99
3.3. Методы физико-химического анализа подготавливаемых углей 102
3.3.1. Ситовый анализ 102
3.3.2. Определение содержания влаги в углях 103
3.3.3. Определение зольности углей 104
3.3.4. Определение выхода летучих веществ 105
3.3.5. Исследовании пористой структуры исходных углей 106
3.4. Комплексные исследования по получению синтез-газа 109
3.4.1. Исследование влияния воздуха и перегретого водяного пара на качество получаемого синтез-газа из Тугнуйского угля 109
3.4.2. Исследование влияния воздуха и перегретого водяного пара на качество получаемого синтез-газа из Баганурского угля 123
3.4.3. Исследование влияния воздуха и перегретого водяного пара на качество получаемого синтез-газа из Урейского угля 126
3.4.4. Исследование влияния на конечный продукт мощности электрической дуги в плазменном реакторе 129
3.5. Исследования структуры термически подготовленных углей 131
Выводы 137
Глава 4. Эколого-экономическая эффективность применения плазменных технологий 143
4.1. Особенности воздействия энергетики на окружающую природную среду 143
4.2. Основные факторы воздействия энергетики на территории Республики Бурятия 147
4.3. Варианты использования системы плазменно-термической подготовки твердых топлив к сжиганию 154
4.4. Расчет экономической целесообразности сжигания синтез-газа на отопительных котельных 160
Выводы 169
Основные выводы и результаты работы: 170
Список использованных источников
