Автореферат
Автореферати дисертацій arrow Гірнича справа arrow Інтенсифікація процесу газифікації малометаморфізованого вугілля України з використанням металургійних шлаків
Меню
Головна сторінка
Реклама
Автореферати дисертацій
Бібліотечна справа
Біологічні науки
Будівництво
Воєнна наука. Військова справа
Гірнича справа
Держава та право. Юридичні науки
Економіка. Економічні науки
Електроніка. Обчислювальна техніка
Енергетика
Загальні роботи по техніці
Загальнонаукове знання
Історія. Історичні науки
Культура. Наука. Освіта
Легка промисловість
Математика. Механіка
Медицина. Медичні науки
Мистецтво. Мистецтвознавство
Науки про землю
Політика. Політичні науки
Природничі науки в цілому
Релігія
Сільське та лісове господарство
Соціологія. Демографія
Технологія металів. Машинобудування
Транспорт
Фізика. Астрономія
Філологічні науки
Філософські науки. Психологія
Хімічна технологія. Харчове виробництво
Хімічні науки
Художня література
Реклама


Інтенсифікація процесу газифікації малометаморфізованого вугілля України з використанням металургійних шлаків

Анотації 

Орлова В.М. Інтенсифікація процесу газифікації малометаморфізованого вугілля України з використанням металургійних шлаків. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.07 – хімічна технологія палива і пально-мастильних матеріалів. Український державний науково-дослідний вуглехімічний інститут (УХІН), Харків, 2005.

   Запропоновано новий, недорогий і досить ефективний каталізатор газифікації малометаморфізованого вугілля України. Використання у якості каталізаторів шлаків металургійних виробництв дозволяє виключити стадії відділення каталізатора від золи і його регенерацію при газифікації, що призводить до зниження енергетичних і економічних витрат.
   Виконано термодинамічний аналіз газифікації в залежності від температури і тиску процесу, характеристики вугілля, типу і кількості дуття, здійснена оптимізація різних методів газифікації за критерієм питомих енерговитрат, розроблена методика оцінювання ефективності застосування металургійних шлаків у якості каталізаторів газифікації, встановлені закономірності впливу феросплавних шлаків на кінетику процесу, зокрема порядок реакції, енергію активації, передекспоненційний множник і константу швидкості. Визначені оптимальні параметри пароповітряної газифікації. Встановлено вплив добавок металургійних шлаків на показники процесу. Для втілення рекомендовано застосовувати шлак виробництва феронікелю. Введення шлаку феронікелю в кількості 6 мас.% при газифікації дозволяє підвищити теплоту згоряння газу (до 15%) і збільшити його вихід (на 7%). При цьому збільшується ступінь конверсії вугілля та ККД процесу.
   Показано економічну ефективність використання металургійного шлаку при виробництві генераторного газу або синтезу-газу.
   Ключові слова: газифікація, малометаморфізоване вугілля, каталізатор, металургійний шлак, генераторний газ, синтез-газ.

Орлова В.Н. Интенсификация процесса газификации малометаморфизованных углей Украины с использованием металлургических шлаков. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.17.07 – химическая технология топлива и горюче-смазочных материалов. - Украинский государственный научно-исследовательский углехимический институт (УХИН), Харьков, 2005.

   Диссертация посвящена интенсификации процесса газификации за счет введения в качестве недорогих и высокоэффективных катализаторов шлаков металлургических производств, разработке методики оценки эффективности использования металлургических шлаков, проведению термодинамического и кинетического анализов, установлению оптимальных технологических параметров процесса и технико-экономической оценки схем переработки малометаморфизованных углей Украины с получением генераторного газа или синтез-газа.
   Предложена методика оценки эффективности использования металлургических шлаков как катализаторов с помощью комплексного критерия, который учитывает одновременно возможности ускорения процесса, увеличения выхода газа и показатель основности.
   Термодинамическими расчетами получены равновесные составы продуктов в зависимости от температуры (К), давления (0,1 и 3,0 МПа), типа и количества дутья (паровоздушное и парокислородное), а также с учетом органической и минеральной части сырья (малометаморфизованный уголь и угольный концентрат марки ДГ).
   Результаты кинетического анализа термического разложения в условиях свободного доступа воздуха показали, что при добавлении катализатора начальная температура разложения угля уменьшается незначительно, а максимальная скорость потери массы сдвигается на 30оС в область более низких температур. Найдено, что в присутствии катализатора константа скорости увеличивается на 16-45%. Наибольший вклад в значение скорости реакции оказывает предэкспоненциальный множитель, увеличение которого можно объяснить ростом количества активных центров в присутствии металлургического шлака. По каталитической активности выбранные шлаки располагаются в следующем порядке: ферроникель > ферромарганец > марганец металлический. При добавлении к углю шлака ферроникеля в количестве 2, 4, 7 и 10 мас. % константы скорости составляют, с-1: 0,00241; 0,00301; 0,00293 и 0,00288, соответственно. При использовании угля с меньшей зольностью получен больший каталитический эффект.
   Установлено, что для паровоздушной газификации в стационарном слое низкосортного концентрата Павлоградской ЦОФ могут быть рекомендованы следующие параметры процесса: расход воздуха 3,75 кг/кг угля; расход пара 0,5 кг/кг угля; температура газификации 950оС. Введение шлака ферроникеля в количестве 6 мас.% способствует увеличению концентрации горючих компонентов в генераторном газе на 15%. При этом наиболее полно используется углерод топлива и коэффициент полезного действия процесса увеличивается на 22,8%.
   Показано, что при применении металлургического шлака содержание серы в остатках газификации возрастает. Атомное соотношение Ca/S в золе увеличивается с 0,24 до 1,31 и 1,42 в случае добавления 6 и 8 мас.% шлака ферроникеля. Это объясняется связыванием серы в сульфаты металлов содержащихся в шлаках, прежде всего с кальцием. Также металлургический шлак интенсифицирует взаимодействие угля с дутьем, что способствует более глубокому превращению побочных продуктов процесса.
   Сравнительный анализ показал, что шлак ферромарганца также обладает каталитическим эффектом и улучшает показатели процесса газификации. Однако, оптимальное количество его больше чем при газификации угля в присутствии ферроникеля и составляет 8 мас.%. Это обусловлено структурными характеристиками шлака, его фазовым составом и меньшим содержанием в ферромарганце каталитически активных оксидов переходных металлов.
   Внедрение предлагаемой технологии позволит получить прибыль на 1000 м3 для генераторного газа 14,79 грн, для синтез-газа – 64,72 грн.
   Ключевые слова: газификация, малометаморфизованный уголь, катализатор, металлургический шлак, генераторный газ, синтез-газ.

Orlova V.N. Intensification of process gasification low-grade coals of Ukraine with use of metallurgical slags. – Manuscript.

The dissertation for the scientific degree of Candidate of engineering sciences on a specialising 05.17.07. – chemical technology of fuels and lubricants. The Ukrainian State Research Institute for Carbochemistry (UkhIN), Kharkiv, 2005.

   The new, inexpensive and effective enough catalyst gasification low-grade coals of Ukraine is offered. Use as catalysts of slags of metallurgical production allows to exclude stages of branch of the catalyst from ashes and its regeneration at gasification, that results in reduction of power and economic expenses.
   The thermodynamic analysis gasification is executed depending on conditions of process, the optimization of various methods gasification by criterion specific power expenses is carried out, the technique of an estimation of efficiency of application of metallurgical slags as catalysts gasification is developed, the laws of influence metallurgical slags on kinetics of process, in particular, order of reaction, activation energy, preexponential multiplier and the rate constant. Are established. The optimum parameters steam-and-air gasification are determined. The influence of the additives of metallurgical slags on parameters of process is established. As the catalyst it is recommended to apply slag of ferronickel production. The rate of the gasification increases and the gas phase output grows at slag introduction. The maximal content of the combustible components is reached at addition of ferronickel to coal in amount of 6 mass.%. In this case carbon of the fuel is utilized in the most full measure and the coefficient of the efficiency increases on 22,8%.
   The economic efficiency of use of metallurgical slag is shown by production of generating gas or synthesis - gas.
   Key words: gasification, low-grade coals, catalyst, metallurgical slag, generating gas, synthesis - gas.

Скачати автореферат дисертації безкоштовно (повна версія)
Інтенсифікація процесу газифікації малометаморфізованого вугілля України з використанням металургійних шлаків

 
< Попередня   Наступна >

Всі права на опубліковані матеріали належать їх авторам. Матеріали розміщено виключно для ознайомлення.

Автореферати українських дисертацій. Скачай безкоштовно!