Введение
1 Анализ тенденций развития термической и термохимической переработки угля
1.1 Проблемы технологического использования угля 28
1.2 Термическая переработка угля 34
1.2.1 Твердые продукты термической переработки угля 34
1.2.2 Жидкие продукты термической переработки угля 35
1.2.3 Газообразные продукты термической переработки угля 36
1.3 Тенденции развития технологий полукоксования 37
1.3.1 Полукоксование с использованием внешнего нагрева 37
1.3.2 Полукоксование с использованием внутреннего нагрева 38
1.3.3 Полукоксование мелкодисперсных топлив 40
1.3.4 Термическая переработка угля без производства жидких продуктов
1.3.5 Комбинирование термической переработки угля с производством электроэнергии
1.4 Газификация угля 47
1.4.1 Динамика развития газификации угля 47
1.4.2 Целевые продукты 51
1.4.3 Типы современных промышленных газификаторов 52
1.4.4 Перспективные технологические принципы газификации угля
1.5 Численные методы исследования тепло- и массопереноса при автотермической переработке угля
1.5.1 Основные положения численного моделирования автотермической переработки угля
1.5.2 Механизм взаимодействия углерода с газами и факторы, влияющие на различие в реакционной способности углей
1.5.3 Математические модели тепло-и массопереноса при газификации одиночной частицы
Массоперенос и химическое реагирование в порах 67
Моделирование гомогенных реакций 71
Формализованное описание выхода летучих веществ 72
Другие допущения и упрощения 73
1.5.4 Математические модели тепло- и массопереноса при горении и газификации угольной пыли
Одномерные модели 76
Многомерные модели 77
1.5.5 Математические модели тепло- и массопереноса в слоевых газификаторах
Выводы к разделу 1 80
Постановка задач исследований 83
2 Газификации канско-ачинских углей в прямоточном пылеугольном реакторе
2.1 Системный анализ процесса газификации 84
2.2 Физическая модель процесса газификации 87
2.3 Математическая модель тепло- и массопереноса при газификации угольной пыли в прямоточном реакторе
2.4 Влияние различных параметров на процесс газообразования в реакторе
2.5 Расчет технологического режима прямоточной пылеугольной газификации канско-ачинских углей
2.6 Экспериментальное исследование газификации угольной пыли 121
2.6.1 Описание экспериментального стенда 122
2.6.2 Методика проведения экспериментов 125
2.6.3 Определение коэффициентов реакционного газообмена по экспериментальным данным
2.6.4 Эксперименты по газификации бородинского бурого угля на кислородном дутье
2.6.5 Обсуждение экспериментальных результатов и сопоставление их с расчетными данными
Выводы к разделу 2 139
3 Технологический процесс газификации угля на кислородном дутье с твердым шлакоудалением (процесс "КАТЭК")
3.1 Предпосылки для разработки процесса 142
3.2 Традиционный вариант газификации угля (базовый вариант) 144
3.3 Принципиальное отличие процесса "КАТЭК" 145
3.4 Предварительные технологические показатели процесса "КАТЭК" 149
3.5 Численное моделирование газификатора с защитой стенок испа- 152
ряющейся пленочной завесой
3.5.1 Методика расчета 152
3.5.2 Тепловые потоки в газификаторе 154
3.5.3 Расчет длины участков испарения и перемешивания 158
3.5.4 Расчет материального и теплового баланса и тепловых пото- 159 ков для газификатора типа "КАТЭК" производительностью 0,5 т/ч по углю
3.5.5 Тепловой режим работы стенок камеры газификатора 163
3.6 Опытный газификатор "КАТЭК" 166
3.6.1 Описание опытной установки "КАТЭК" 166
3.6.2 Основные технические решения по установке "КАТЭК" и их 169 проверка на огневом стенде
3.6.3 Комплексные испытания установки "КАТЭК" 172
3.7 Расчет материального и теплового баланса и тепловых потоков для 180
газификатора типа "КАТЭК" мощностью 50 т угля в час
Выводы к разделу 3 185
4 Эффект "тепловой волны" при газификации угля в плотном слое
4.1 Математическая модель тепло- и массопереноса в слоевом газифи- 187
каторе
4.1.2 Описание модели 187
4.1.2 Сопоставление расчетных и экспериментальных данных 192
4.1.3 Эффект "тепловой волны" в слоевом газификаторе 195
4.2 Экспериментальное исследование "обратной тепловой волны" в слоевом газификаторе
4.2.1 Описание экспериментального стенда и методика проведения экспериментов
4.2.2 Получение активированного полукокса из канско-ачинских бурых углей в автотермическом слоевом газификаторе
4.2.3 Получение полукокса из длиннопламенного кузнецкого угля в автотермическом слоевом газификаторе
Выводы к разделу 4 217
5 Технологический процесс получения полукокса и горючего газа в автотермическом слоевом газификаторе (процесс "Карбоника")
5.1 Предпосылки для разработки процесса 219
5.2 Принципиальное отличие технологии "Карбоника" от промышленных процессов термической переработки угля
5.3 Принципиальное отличие технологии "Карбоника" от процессов термической переработки КАУ, реализованных в опытно-промышленном масштабе
5.4 Принципиальное отличие технологии "Карбоника" от промышленных процессов производства активированных углей
5.5 Технологическая схема, материальный и тепловой балансы про- 244
цесса "Карбоника"
Выводы к разделу 5 250
6 Концепция создания экологически безопасного 252
энерготехнологического комплекса на основе технологии "Карбоника"
6.1 Общее направление развития 252
6.2 Экологическая оценка энерготехнологического комплекса 253
6.3 Оценочные технико-экономические показатели энерготехнологиче- 260
ского комплекса по переработке КАУ
6.4 Оценочные технико-экономические показатели энерготехнологиче- 266
ского комплекса по переработке кузнецких углей марки Д
Выводы к разделу 6
