hi boy
Журнал «Уголь»

ПЕРЕРАБОТКА УГЛЯ


Расчетное исследование процессов кислородного горения и газификации пылеугольного топлива в энергетических объектах разной мощности

Авторы

  • Божеева Д.М., аспирант Сибирского федерального университета, 660041, г. Красноярск, Россия, dbozheeva@mail.ru
  • Кузнецов В.А., канд. техн. наук, старший научный сотрудник, Сибирского федерального университета, 660041, г. Красноярск, Россия, vakuznetsov@sfu-kras.ru
  • Дектерев А.А., канд. техн. наук, доцент, Сибирского федерального университета, 660041, г. Красноярск, Россия, ADekterev@sfu-kras.ru
  • Минаков А.В., доктор физ.-мат. наук, директор Института инженерной физики и радиоэлектроники Сибирского федерального университета, 660074, г. Красноярск, Россия, AMinakov@sfu-kras.ru

Аннотация

В работе проведено численное исследование процессов горения и газификации пылеугольного топлива в среде O2-CO2-H2O применительно к энергетическим объектам разной мощности с разным типом горелок. Предложенная комплексная математическая модель апробирована на основе данных опытного кислородного сжигания и газификации угля в потоке. Рассмотрены три объекта: стенд с вихревой горелкой мощностью 2,5 МВт, промышленный котел БКЗ 500-140-1 мощностью 400 МВт с прямоточными горелками и прямоточный газогенератор мощностью около 150 кВт. Установлена зависимость физико-химических процессов от режимных параметров работы оборудования (газового состава дутья, концентрации кислорода в дутье, коэффициента избытка кислорода, рециркуляции дымовых газов).

Ключевые слова

Кислородное сжигание, кислородная поточная газификация, переработка угля, тангенциальная топка, вихревая горелка, прямоточная горелка, CFD.

Список литературы

  1. Pudasainee D., Kurian V., Gupta R. 2 – Coal: Past, Present, and Future Sustainable Use. Future Energy (Third Edition), 2020:21-48. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-102886-5.00002-5
  2. Bello O.W., Zamani M., Abbasi-Atibeh E., Kostiuk L.W., Olfert J.S. Comparison of emissions from steam- and water-assisted lab-scale flames. Fuel. 2021;(302):121107. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2021.121107
  3. Wei H., Yao C., Pan W., Han G., Dou Z., Wu T. et al. Experimental investigations of the effects of pilot injection on combustion and gaseous emission characteristics of diesel/methanol dual fuel engine. Fuel. 2017;(188):427-441. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2016.10.056
  4. Buhre B.J.P., Elliott L.K., Sheng C.D., Gupta R.P., Wall T.F. Oxy-fuel combustion technology for coal-fired power generation. Prog. Energy Combust. Sci. 2005;(31):283–307. https://doi.org/10.1016/j.pecs.2005.07.001
  5. Al Lagtah N.M.A., Onaizi S.A., Albadarin A.B., Ghaith F.A., Nour M.I. Techno-economic analysis of the effects of heat integration and different carbon capture technologies on the performance of coal-based IGCC power plants. J. Environ. Chem. Eng. 2019;(7):103471. https://doi.org/10.1016/j.jece.2019.103471
  6. Исследование возможности и целесообразности работы котла Пп-1900-25-570КТ в режиме кислородного сжигания топлива / В.М. Супранов, В.А. Баторшин, А.В.,Штегман и др. // Теплоэнергетика. 2012. № 8. С. 10. Supranov V.M., Batorshin V.A., Shtegman A.V., Mel'nikov D.A. Studying the possibility and advisability of operating a PP-1900-25-570KT boiler in an oxyfuel combustion mode. Teploеnergetika. 2012;(8):10. (In Russ.).
  7. Guo J., Zhang T., Huang X., Luo W., Hu F., Luo Z. et al. Oxy-Fuel Combustion Characteristics of Pulverized Coal in a 3 MW Pilot-Scale Furnace. Energy & Fuels. 2018;(32):10522-9.
  8. Woycenko D., Vande K., Roberts P. Combustion of pulverized coal in a mixture of oxygen and re-cycled flue gas. European Commission Journal of Clean Coal Technology Program. 1995;(1):92-99.
  9. Rebola A., Azevedo J.L.T. Modelling coal combustion with air and wet recycled flue gas as comburent in a 2.5 MWth furnace. Appl. Therm. Eng. 2015;(86):168-177. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2015.04.051
  10. Chernetskiy M., Dekterev A., Chernetskaya N., Hanjali? K. Effects of reburning mechanically-activated micronized coal on reduction of NOx: Computational study of a real-scale tangentially-fired boiler. Fuel. 2018;(214):215-229. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2017.10.132
  11. Kuznetsov V.A., Minakov A.V., Bozheeva D.M., Dekterev A.A. Oxy-fuel combustion of pulverized coal in an industrial boiler with a tangentially fired furnace. International Journal of Greenhouse Gas Control. 2023;(124): 103861. https://doi.org/10.1016/j.ijggc.2023.103861
  12. СибВТИ. Опытное сжигание березовского угля на опытно-промышленных котлах БКЗ-500 и ТПЕ-427. Отчет по научно-исследовательской работе. (ВТИ, Сибирский филиал). № 0187.0035177.
  13. Brown B.W., Smoot L.D., Smith P.J., Hedman P.O. Measurement and prediction of entrained-flow gasification processes. AIChE Journal. 1988;34(3):435-446.
  14. Kuznetsov V.A., Bozheeva D.M., Minakov A.V. Entrained-flow oxygasification of pulverized coal in CO2-H2O-O2 environment. Environ. Sci. Pollut. Res. 2023;(30):117435-117447. https://doi.org/10.1007/s11356-023-30401-2

Поддержка

Работа выполнена лабораторией низкоуглеродной металлургии и энергетики в рамках государственного задания ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет», организации-участника НОЦ «Енисейская Сибирь» в рамках национального проекта «Наука и университеты», номер проекта FSRZ-2024–0004.

Для цитирования

Расчетное исследование процессов кислородного горения и газификации пылеугольного топлива в энергетических объектах разной мощности / Д.М. Божеева, В.А. Кузнецов, А.А. Дектерев и др. // Уголь. 2025;(1):27-32. DOI: 10.18796/0041-5790-2025-1-27-32

СПЕЦИАЛЬНЫЙ ВЫПУСК



Свежий выпуск
Партнеры