Интенсификация процессов тепло- и массообмена при соевой газификации угля с использованием обратного дутья тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.14 ВАК РФ

На правах рукописи

□□ЗОБЗ122

Гроо Александр Александрович

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛО- И МАССООБМЕНА ПРИ СЛОЕВОЙ ГАЗИФИКАЦИИ УГЛЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОБРАТНОГО ДУТЬЯ

01.04 14 - теплофизика и теоретическая теплотехника

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 4 МАЙ 2007

Новосибирск - 2007

003063122

Работа выполнена в Красноярском государственном техническом университете

Научный руководитель доктор физико-математических наук,

профессор

¡Славин Вадим Соломонович

Официальные оппоненты, доктор технических наук,

профессор

Прошкин Александр Владимирович

кандидат технических наук, Красинский Денис Витальевич

Ведущая организация Сибирский теплотехнический научно-

исследовательский институт ВТИ Красноярского филиала ОАО "Сибирский энергетический научно-технический центр"

Защита состоится 30 мая 2007 г в 9 часов 30 минут на заседании диссертационного совета К 003 053 01 по присуждениею ученой степени кандидата наук в Институте теплофизики им С С Кутателадзе СО РАН по адресу 630090, г Новосибирск, пр ак Лаврентьева, 1, факс (383) 330-84-80

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института теплофизики им С С Кутателадзе СО РАН

Автореферат разослан 2. Ь апреля 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор технических наук, профессор /£, Ярыгин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Энергетической стратегией России на период до 2020 года предусмотрено внедрение новых технологий переработки угольного сырья и повышение качества угольной продукции Сегодня во всем мире усилия специалистов направлены на уменьшение экологического ущерба, наносимого угольной промышленностью, при этом большое внимание уделяется созданию энерго- и ресурсосберегающих технологий Прогноз того, что наибольший экономический эффект может дать комплексное использование твердого топлива, находит свое подтверждение в реализации современных технологий

Непременный атрибут традиционных способов термохимической переработки угля - их экологическая опасность из-за сложности утилизации побочных продуктов пиролиза угля и отработанного газообразного теплоносителя, поступающего в атмосферу Приведение таких производств в соответствие природоохранным нормативам требует инвестиций, сопоставимых со стоимостью основного оборудования, а использование внешнего теплоносителя отрицательно сказывается на энергоэффективности

Серьезную конкуренцию традиционным технологиям составляет слоевая газификация угля с использованием обратного дутья, разработанная в институте "КАТЭКНИИуголь" в начале 90-х годов (далее - технология "Термококс") В отличие от традиционного процесса газификации эта технология предоставляет возможность получения в первую очередь твердого остатка (кокса), а горючий газ выступает как единственный побочный продукт В основе технологии лежит эффект "обратной тепловой волны" в слое угля, который позволяет осуществить неполную газификацию топлива, а за счет особенности движения фронта волны удается значительно снизить вредные выбросы Кокс имеет высокую калорийность и реакционную способность, низкий выход летучих веществ и большое электрическое сопротивление, а горючий газ является эффективным энергоносителем и пригоден для генерации энергии в различных циклах В настоящее время технология "Термококс" успешно применяется для производства сорбентов из канско-ачинских углей

К основному недостатку слоевой газификации с обратным дутьем следует отнести низкую удельную производительность, причина которой состоит в увеличении времени прогрева частиц и ухудшении межфазного теплообмена в слоевых процессах Преодоление этих трудностей сделает возможным использование данной технологии при создании энерготехнологических комплексов, выпускающих широкий ассортимент угольной продукции, электрическую и (или) тепловую энергию, и позволит удовлетворить возрастающие требования по энергосбережению и охране окружающей среды

Поэтому актуально исследование методов интенсификации процессов тепло- и массообмена при слоевой газификации угля с использованием обратного дутья и на этой основе повышение производительности перспективной технологии

Цель работы заключается в интенсификации процессов тепло- и массо-обмена для повышения производительности слоевого газификатора с обратным дутьем Исследование включало 1) анализ существующих промышленных производств и научно-технических разработок в области слоевой газификации и используемых в них методов интенсификации процессов тепло- и массообмена, 2) анализ математических моделей процессов тепло- и массо-обмена при слоевой газификации и выбор модели для исследования методов повышения производительности, 3) уточнение выбранной математической модели введением скоростей гомогенных реакций, 4) численное исследование процессов тепло- и массообмена при слоевой газификации, установление влияния состава и расхода дутья на производительность, калорийность продуктового газа и выход твердого остатка, 5) обоснование выбора состава и расхода дутья для интенсификации процессов тепло- и массообмена, исследование расчетным и экспериментальным способами выбранных высокопроизводительных режимов слоевой газификации

Научная новизна представленных в работе результатов.

1 Введены скорости гомогенных реакций в систему уравнений газового баланса, что позволило уточнить математическую модель процессов тепло- и массообмена при слоевой газификации угля и рассчитать состав продуктового газа, совпадающий с экспериментально определенным

2 Определены оптимальный состав и расход дутья на основе экспериментально установленной зависимости выхода твердого остатка, производительности газификатора и калорийности продуктового газа от них и размера частиц

3 Предложен метод повышения производительности газификатора за счет увеличения скорости "обратной тепловой волны", достигаемого обогащением дутья кислородом без изменения конструкции аппарата

4 Установлено, что выход твердого остатка и расход дутья, при котором достигается максимум калорийности продуктового газа, не зависят от концентрации кислорода в дутье, что позволяет повысить производительность слоевого газификатора и увеличить калорийность продуктового газа без изменения качества твердого остатка

Практическая значимость работы

На основе расчетных и экспериментальных исследований получены исходные данные для проектирования промышленных высокопроизводительных аппаратов слоевой газификации с обратным дутьем

Результаты исследований использованы в ЗАО "Карбоника-Ф" и ООО "Сибтермо"

На защиту выносятся:

1 Результаты численного и экспериментального исследования процессов тепло- и массообмена при слоевой газификации угля на фракциях 2,4-5,0, 10,013,0 и 20,0-30,0 мм в диапазоне расходов воздушного дутья 100-200 м3/(м2ч), полученную зависимость производительности газификатора, состава продуктового газа и выхода твердого остатка от состава и расхода дутья

2 Результаты численного исследования режимов газификации с использованием в качестве добавок к воздушному дутью кислорода по объему до 40 %, метана - до 15 % и охлажденных газов рециркуляции - до 15 % и рекомендации к использованию этих режимов

3 Экспериментальные результаты о скорости движения фронта "обратной тепловой волны", температуре слоя на фронте, калорийности продуктового газа и выхода твердого остатка при обогащении дутья кислородом до 40 % по объему

Личный вклад автора заключается в постановке задач исследования, разработке и апробации численного алгоритма расчета процессов тепло- и массо-обмена при слоевой газификации, подготовке и проведении экспериментальных исследований, обработке полученных данных

Апробация работы. Основные материалы диссертации и результаты исследований докладывались и обсуждались на 1-й, 2-й и 3-й Всероссийской научно-технической конференции "Современные технологии освоения минеральных ресурсов" (Красноярск, 2003 г, 2004 г, 2005 г), Всероссийской конференции "Достижения науки и техники - развитию сибирских регионов" (Красноярск, 2003 г); 9-й Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых (Красноярск, 2003 г), 2-й и 3-й Международной конференции "Углерод фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология" (Москва, 2003 г, 2004 г), 5-й Всероссийской научно-практической конференции "Красноярск Энергоэффективность достижения и перспективы" (Красноярск, 2004 г); Всероссийской научно-практической конференции "Химия - XXI век- новые технологии, новые продукты" (Кемерово, 2004 г), 4-м Семинаре вузов Сибири и Дальнего Востока по теплофизике и теплоэнергетике (Владивосток, 2005 г), 8-м Всероссийском семинаре "Моделирование неравновесных систем" (Красноярск, 2005 г), IX Всероссийской школе-конференции молодых ученых "Актуальные вопросы теплофизики и физической гидрогазодинамики" (Новосибирск, 2006 г), VI Всероссийской конференции "Горение твердого топлива" (Новосибирск, 2006 г)

Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 21 печатной работе, в том числе в 5 статьях и 16 докладах на конференциях

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и 3 приложений Объем диссертации 208 страниц, включая 41 рисунок и 30 таблиц Библиография состоит из 239 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность исследуемой проблемы, сформулирована цель и задачи диссертационной работы, перечислены полученные новые результаты, представлены положения, выносимые на защиту, описана структура диссертации

В первой главе приведен обзор и анализ отечественных и зарубежных промышленных технологий термической переработки и газификации угля, что позволило сформулировать технологические принципы, которым должно удовлетворять современное углеперерабатывающее производство экологическая безопасность, энергоэффективность, возможность регулирования выхода конечных продуктов, переработка низкосортного сырья, модульность

Газификатор представляет собой вертикальный реактор периодического действия Масса угля образует плотный слой Зажигание осуществляется сверху, а подача воздуха - снизу При определенных условиях после зажигания высокотемпературная область начинает движение навстречу дутью с постоянной скоростью и/ Этот эффект имеет название "обратная тепловая волна" (ОТВ) Слой угля последовательно подвергается нагреву и пиролизу (рис 1) В газовом потоке летучие вещества окисляются кислородом воздуха Затем происходит окисление углерода коксового остатка, и кислород полностью расходуется Далее протекают восстановительные реакции углерода с водяным паром и диоксидом углерода За фронтом волны остается твердый остаток, который практически не содержит влагу и имеет низкий выход летучих Газ на выходе из аппарата представляет собой смесь с повышенным содержанием горючих компонентов СО и Н^ В существующем технологическом процессе газифицируются в основном летучие вещества

Показано, что слоевая газификация с обратным воздушным дутьем соответствует современному уровню развития технологий термохимической переработки угля и позволяет получать из низкосортных углей следующие продукты углеродные сорбенты, кокс, технологическое топливо, карбюризаторы, углеродные восстановители и т д Единственный побочный продукт - горючий газ -пригоден для генерации энергии в различных циклах.

Вторая глава посвящена численному моделированию процессов тепло- и массообмена при слоевой газификации угля Приведена математическая модель, описан численный алгоритм решения, даны результаты сопоставления расчетных и экспериментальных данных

В математической модели приняты следующие основные допущения реактор одномерный, адиабатный, порозность слоя постоянная, угольные частицы - термически однородные пористые тела сферической формы и одинакового диаметра Частицы имеют жесткий зольный скелет и выгорающее углеродное ядро Для обоснования термической однородности частиц решена задача

газ

зона восстановления

зона окисления углерода

зона пиролиза и окисления летучих

зона нагрева

уголь

"'I

воздух

Рис 1 — Схема слоевого газификатора с обратным дутьем

нагрева отдельной частицы в условиях слоевой газификации с обратным дутьем

Слой угля представляет собой угольную засыпку, сквозь которую фильтруется газифицирующий агент В слое выделены газовая и твердая фазы, для которых записаны уравнения сохранения Моделирование процессов, протекающих в твердой фазе, - сушки, пиролиза, гетерогенного реагирования -осуществлено в рамках континуального подхода

Взаимодействие углерода с газовыми реагентами описано следующими необратимыми брутто-реакциями

С + О2->С02, С + С02 ->2СО, С + Н2О^СО + Н2

Тепловые эффекты этих реакций отнесены к твердой фазе Гетерогенное реагирование коксового остатка с газовой фазой описано согласно диффузионно-кинетической теории

Для процессов сушки и выхода летучих веществ приняты аррениусовские зависимости скоростей от температуры Летучие вещества представлены гипотетическим веществом СхНуО„Ыр Коэффициенты х, у, п и р определены по данным элементного анализа угля и приняты постоянными

В радиальном направлении газовый поток считается идеально перемешанным Для описания химического реагирования газовых компонентов при температурах ниже 1000 А" учтены скорости гомогенных реакций, протекающих по следующему механизму

2СО + 02 2СОг, 1Н2 + 02 -у 2Я 20,

С,Н,0,Nр +Н20 -»• хСО + (l + ¿ jН2 +^N2+ 02

Скорость движения ОТВ в диапазоне режимных параметров, представляющих интерес для практического использования, достигает 0,2 м/ч, что на три порядка ниже скорости газового потока Поэтому задачу определения концентраций газовых компонентов и температуры потока можно рассмотреть как стационарную для заданных мгновенных распределений температуры и реакционной поверхности твердой фазы (квазистационарность газодинамических процессов)

Так как скорость фильтрации газа достаточно велика (Re > 40), диффузионным переносом вдоль основного направления потока пренебрегается

Определение теплопроводности слоя угольных частиц Л, осложнено физико-химическими превращениями органической массы Существуют методики расчета этого параметра с учетом теплообмена излучением, межфазного теплообмена, теплопроводности частицы, контактной теплопередачи В настоящей работе коэффициент эффективной теплопроводности твердой фазы Л, принят постоянным и определен как среднеинтегральный в пределах зоны выхода и окисления летучих Локальные значения коэффициента теплопроводности рассчитаны по эмпирической формуле1

1 Аэров, М Э Аппараты со стационарным зернистым слоем / М Э Аэров, О М Тодес, ДА Наринский - Л Химия, 1979 -176с

Общая система уравнений математической модели включает уравнения переноса компонентов, энергии и уравнения неразрывности для газовой фазы, уравнений сохранения компонентов и энергии твердой фазы

Уравнение энергии твердой фазы с краевыми условиями отсутствия теплового потока через границу

л \ 8Т , д% О - ®) РА ~ = А -^Г + Як. + Чсш .

57;

дх

;0, §

= 0,

где Т„ и р, - температура и истинная плотность твердой фазы, °С и кг/м3, дЛе и - источники тепла, описывающие межфазный теплообмен и выделение (поглощение) тепла при гетерогенном реагировании, Вт/м3.

Начальные условия соответствуют зажиганию в верхней части слоя-

тЛх$) = Ттп, при0<х<|Ь, Га(х,0) = Гт„, при|Ь<х<Ь,

где Ь - высота газификатора

Уравнение сохранения летучих веществ, влаги и углерода в слое

^ = г

а

81

где V, Ж и р( - концентрации летучих, влаги и углерода в слое, кг/м3;

гу =ку _ скорость выхода летучих веществ в объеме слоя, кг/(м3 с),

- скорость расходования углерода в гетерогенных реакциях, кг/(м3 с)

Тепло- и массообмен газовой фазы описан следующей системой обыкновенных дифференциальных уравнений первого порядка

л ¡.а ьи

где т, (; = 02, СС2, СО, Н20, Н2, Л'2, V) - концентрация г-го компонента, кг/м3, г*" - скорость гетерогенного реагирования г-го компонента в /-й реакции, кг/(м3 с), гк°т — скорость гетерогенного реагирования г-го компонента в т-й

реакции, кг/(м3 с), /,(7 и ЬН- количество гетерогенных и гомогенных реакций, - источник тепла, описывающий перенос тепла в газовую фазу с продуктами газификации, Вт/м3

Разработан эффективный метод решения системы уравнений, описывающей тепло- и массообмен газовой фазы, заключающийся в расщеплении исходной системы уравнений по физико-химическим процессам На первом эта-

200 0, м3/(мгч)

а)

см/ч 25

20

15 10

Г С

900

800 700 600

2,4-5,0 мм

„_-п'10,0-13,0_ми| ........

.. - - 20,0-30,0 мм

50

100

150 б)

200 0, м3/(м2ч)

20,0-30,0 мм .. '1*0,0-13,0 мм_. ---- Г~ I

А „-й"' 2,4-5,0 мм, ''' * I

50,

100

150

200 <Э,м3/(м2ч)

в)

Рис 2 - Влияние расхода дутья и размера частиц на а) выход твердого остатка, б) скорость ОТВ, в) температуру на фронте

пе учитывается гетерогенное реагирование Соответствующая система уравнений "жесткая", и для ее решения использован метод экспоненциальной подгонки На втором этапе учитывается сушка и выход летучих веществ, на третьем - гомогенное реагирование газовых компонентов Решение находится с помощью метода минимизации функции Гиббса или в результате расчета скоростей реакций

В модели использованы следующие характерные диаметры угольных частиц 3,5 мм, 10,0 мм, 20,0 мм, которые соответствуют экспериментальным фракциям- 2,4-5,0 мм, 10,013,0 мм и 20,0-30,0 мм

Установлено влияние расхода дутья и размера частиц на режимные параметры -выход твердого остатка, скорость обратной тепловой волны и температуру на фронте (рис 2) Расчетные данные имеют хорошую сходимость с результатами экспериментальных исследований (отмечены маркерами)

Показано, что учет скоростей реагирования газовых компонентов при температурах смеси ниже 1000 К позволяет адекватно воспроизводить экспери-

а) б)

Рис 3 - Зависимость концентраций газовых компонентов в продуктовом газе от расхода дутья, й = 10,0 мм

ментальные данные (рис 3, линии "kin") Использование допущения о термодинамическом равновесии газовой фазы (рис. 3, линии "eq") приводит к ухудшению сходимости результатов при расходах дутья менее 150 м3/(м2 ч) вследствие понижения температуры

На рис 4 представлены расчетные профили температур твердой и газовой фаз, а также экспериментальный профиль температуры слоя Т Видно, что температура твердой фазы хорошо описывает температуру слоя

На рис 5 изображена расчетная динамика профилей температуры газовой и твердой фаз и насыпной плотности твердой фазы рч для трех моментов времени При t = 0 происходит зажигание в верхней части газификатора

005 0 10 015 0 20 0 25 030 035 040 0,45 Л, М 0 °'05 °.10 °'15 °'20 °'25 WO °'35 °'45Л>М

а) б)

Рис 5 - Расчетная динамика профилей а) температур твердой и газовой фаз, б) насыпной плотности слоя

т„ %об

30 20 10 t

f=1 ч

нго

oj \ со, нГ ~—:-—

■

,1

о

5 10 15 20 25 30 35 40 45 h, М

Рис б-Мгновенное распределение газовых компонентов по высоте слоя

Из рис 5 видно, что при движении фронта форма профилей не изменяется Тепловыделение в зоне окисления стабилизируется затратами тепла на прогрев холодных слоев угля впереди фронта и уносом тепла с потоком газа Рис 5-6 соответствуют режиму с расходом дутья 150 м3/(м2'ч) и диаметром частиц с1= 10,0 мм

Проанализируем изменение концентраций реагирующих компонентов (рис 6) в зонах, указанных на рис 1 Первыми по потоку возрастают концентрации Н20 и СО2 вследствие сушки и окисления продуктов пиролиза Так как в этой зоне кислорода достаточно много (коэффициент избытка кислорода а >1,5), то в газовой фазе имеются продукты полного окисления и кислород, который далее полностью расходуется при окислении углерода В зоне восстановления растет концентрация Н2 и СО вследствие гетерогенного реагирования

Показано, что при расходах дутья 100-200 м3/(м2 ч) более 90 % кислорода гратится на окисление летучих, таким образом, основная часть углерода коксового остатка газифицируется в восстановительной зоне

В третьей главе приведено описание экспериментального стенда, методики проведения и обработки эксперимента

Стенд (рис 7) включает следующие узлы компрессорная станция производительностью до 90 м3/ч воздуха, газификатор, набор контрольно-измерительных приборов (расходомер, потенциометр КСП-4, термодатчики, газоанализатор ГАУ-Д)

Газификатор представляет собой шахтный футерованный реактор с наружным диаметром 1 м и внутренним диаметром 0,5 м

Уголь загружается через верхний люк Твердый остаток выгружается через нижний люк Горючий газ отводится через патрубок в верхней части газификатора Дутье подается снизу через сопла газораспределительного устройства По высоте слоя расположены пять термопар ТХА (хромель-алюмелевых) для контроля температуры слоя Термопары установлены таким образом, чтобы наконечник находился в центре реактора

В эксперименте непрерывно измеряют газовый состав (объемные концентрации СО, С02 и Н2 в сухом газе) и температуру слоя (5 точек по высоте)

Для определения влияния размера частиц на основные режимные параметры проведены эксперименты на засыпках максимально узкого (с учетом технической возможности) фракционного состава- 2,4-5,0 мм, 10,0-13,0 мм и 20,0-30,0 мм. Расход дутья проварьирован в диапазоне 100-200 м3/(м2 ч) Состав влажного газа определен из элементного баланса На рис 8 представлена динамика профилей температуры слоя (/ = 1 час) в зависимости от расхода дутья и фракции Для наглядности в момент времени

ГС

800 600 400 200

* = О профили температуры со-

(=1ч 60 вмещены в минимальной точ-

ке, которая принята за начало

---— координат

1 мноо 1 Установлены следующие

1 ^Ок0=150 I закономерности С уменьшени-

1 1 ем размера частиц

1.1. / • скорость "обратной теп-

0 25 0,20 0,15

0,10 0,05 а)

0 -0,05 -0,10 Л, М

ловои волны увеличивается,

• температура на фронте снижается,

• градиент температуры увеличивается,

• изменение температуры в зоне восстановления уменьшается

С увеличением расхода дутья

• скорость обратной тепловой волны увеличивается,

• температура на фронте увеличивается (все большую роль играют процессы полного окисления),

• градиент температуры увеличивается,

• изменение температуры в зоне восстановления увеличивается

Экспериментально определена также ширина фронта и скорость нагрева слоя для всех режимов Полученные данные использованы для обоснования допущения об изотермичности угольных частиц

В четвертой главе изложены результаты исследования способов интенсификации тепло- и массооб-мена и обоснование новых высокопроизводительных режимов слоевой газификации

На рис 9 схематично раскрыто влияние расхода дутья на скорость движения фронта ОТВ При «/> 0 направление движения волны совпадает с направлением дутья

Рис 8 —Динамика экспериментальных профилей температуры слоя для фракций а) 2,4-5,0 мм, б) 10,0-13,0 мм, в) 20,0-30,0 мм

Пусть верхняя половина реактора нагрета до температуры зажигания, а дутье подается снизу В зависимости от расхода дутья при слоевой газификации может иметь место как "обратная", так и "прямая тепловая волна" (ПТВ)

При низких расходах №<<2ь) поток окислителя не обеспечивает необходимое тепловыделение, а при высоких (£7>Яе) ~ уносит все выделяемое тепло, поэтому волна затухает

В диапазоне расходов (Уь^^с конвективное охлаждение дутьем меньше потока тепла из зоны окисления, волна движется в обратном режиме В диапазоне (2с<0.<Яг волна движется в прямом режиме Расчетные расходы воздуха Qb и Qc, ограничивающие режим ОТВ, а также расход Qe соответственно равны 18, 2880 и 7920 м3/(м2 ч)

Интенсивность процессов тепло- и массообмена имеет сильную зависимость от размера частиц угля. Чем крупнее частица, тем дольше она прогревается, медленнее протекает ее пиролиз, что в свою очередь замедляет прогрев Показано, что особую роль имеет ухудшение условий межфазного тепло- и массообмена вследствие уменьшения удельной поверхности при переходе к крупным частицам

В пылеугольных газификаторах (характерный размер частиц - г/<0,1 мм) на воздушном дутье при атмосферном давлении достигается производительность -1000 кг/(м2 ч), в слоевых газификаторах "Термококс" (5,0<б?<15,0 мм) -100 кг/(м2 ч)

Из уравнения энергии твердой фазы следует, что интенсифицировать процессы тепло- и массообмена можно за счет улучшения межфазного теплообмена и увеличения тепла гетерогенных реакций Предложены следующие способы интенсификации

• обогащение дутья кислородом для повышения тепловыделения в зоне окисления без увеличения конвективного охлаждения,

• рециркуляция части продуктового горючего газа или добавка к дутью высококалорийного газа (метана) с предположением, что газовоздушная смесь будет воспламеняться в зоне окисления, выделяя дополнительную теплоту

Газовая добавка должна быть инертной до попадания в зону окисления летучих и активной в этой зоне Иначе нарушается стационарный режим "обратной тепловой волны" и не исключен самопроизвольный переход в режим ПТВ, как в традиционном способе газификации При этом теряются основные преимущества - возможность неполной газификации и экологическая безопас-

1 - затухание -------- .....—_

2 - режим ОТВ

3 - режим ПТВ

1 , 2 3 1

0С 0 0

Рис 9 — Влияние расхода дутья на скорость "тепловой волны"

ность Отсюда вытекает требование к охлаждению газов рециркуляции перед смешением с воздушным дутьем

Проведена оценка возможности самовоспламенения дутья при использовании горючих добавок Показано, что математическая модель учитывает этот процесс и в рассматриваемых условиях он отсутствует

Увеличение производительности можно оценить по коэффициенту

к = , который представляет собой отношение скорости движения фронта

ОТВ в данном режиме к скорости фронта при воздушном дутье и тех же расходах и фракции

Увеличение доли кислорода в дутье (обогащение кислородом) приводит к значительному ускорению ОТВ, тек росту производительности слоевого газификатора (рис 10) Например, при концентрации кислорода 40 % об. и расходе дутья 1100м3/(м2ч) наблюдается двукратное увеличение скорости движения фронта Здесь и далее удельный расход дутья Q измеряется в м3/(м2 ч)

в) г)

Рис 10-Изолиниирасчетных полей а) коэффициент к, б) температура твердой фазы на фронте, "С, в) выход твердого остатка, кг/кг, г) калорийность газа, ккал/м3

При расходе дутья 460 м3/(м2 ч) калорийность продуктового газа максимальная для любой концентрации кислорода Пунктирной линией соединены максимальные значения калорийности Изолинии поля выхода твердого остатка проходят аналогично этой линии Увеличение доли кислорода приводит к незначительному росту расхода углерода при гетерогенном реагировании Это позволяет увеличить скорость ОТВ при том же выходе твердого остатка, т е качество твердого остатка существенно не меняется

При расходах дутья до 460 м3/(м2 ч) за фронтом "обратной тепловой волны" остается твердый остаток, содержащий достаточно углерода для протека-

ния реакций восстановления и роста концентрации горючих компонентов в продуктовом газе В области расходов выше 460 м3/(м ч) все большую роль играют реакции полного окисления, а твердый остаток практически не содержит углерода и калорийность продуктового газа начинает снижаться При концентрациях кислорода до 22,1 % об. и расходах, близких к 2000 м3/(м2 ч), калорийность становится нулевой, т е в данных условиях процесс газификации топлива переходит в полное окисление

По результатам расчетов обогащение дутья кислородом можно рекомендовать для переработки угля

• в горючий газ при расходах дутья 400-600 м

• в кокс при расходах дутья до 300 м3/(м2 ч)

Использование рециркуляции части продуктового газа не приводит к увеличению температуры на фронте и производительности газификатора (рис 11) Вследствие невысокого содержания горючих компонентов в рециркуляционном газе (СО - 17 %, Н2 - 15 %) его добавка приводит лишь к увеличению потерь тепла на нагрев дутья Кроме того, увеличение доли газов рециркуляции в дутье одновременно уменьшает долю кислорода По результатам расчетов данный режим не рекомендуется к использованию

МО403

1200 1400 1600 1300 О

а) б)

Рис 11 - Изолинии расчетных полей а) коэффициент к, б) температура твердой фазы на фронте, "С

С увеличением доли метана температура на фронте уменьшается (рис 12) Значительный рост скорости волны происходит только в области расходов дутья до 300 м3/(м2 ч) В этом диапазоне расходов дутья также отмечается повышенный выход твердого остатка (до 80 %), следовательно, фронт ОТВ движется в режиме фильтрационного горения метана, а слой угля выступает в роли слабореакционной пористой среды Принципиальное отличие режима с добавкой метана от рассмотренных ранее заключается в том, что на окисление метана расходуется большая часть кислорода дутья При концентрации метана в дутье выше я 9,5 % дутье представляет собой богатую смесь, поэтому окисление выделяющихся летучих на фронте происходит за счет продуктов полного окисления и сопровождается уменьшением температуры газа

Возможно использование данного режима в области расходов дутья до 350 м3/(м2 ч) для получения специальных видов кокса

Рис 12 — Изолинии расчетных полей а) коэффициент к, б) температура твердой фазы на фронте, °С

Анализ полученных данных по влиянию состава дутья на производительность слоевого газификатора позволил установить, что основным фактором, влияющим на скорость процессов, является концентрация кислорода В режимах с использованием горючих добавок концентрация свободного кислорода уменьшается самой добавкой и расходованием кислорода на ее окисление При этом уменьшается количество окисляемых летучих, следовательно, и скорость движения фронта ОТВ

Для подтверждения возможности практического использования дутья, обогащенного кислородом, выполнены экспериментальные исследования, оценочные результаты которых сведены в таблицу Установлено, что увеличение концентрации кислорода в дутье приводит к значительному увеличению скорости движения фронта ОТВ, а температура слоя на фронте практически не изменяется, что согласуется с расчетными данными Таким образом, обогащение дутья кислородом позволяет повысить производительность аппарата без использования жаропрочных материалов и соответствующих конструктивных изменений В таблице также приведены результаты наиболее близкого к эксперименту расчета Полученные данные свидетельствуют, что математическая модель адекватно описывает процессы тепло- и массообмена в слое и обладает хорошей прогностической способностью

Таблица — Состав сухого газа и интегральные параметры при обогащении дутья кислородом, Q = 400 м /(м ч), 02 = 40% об

Исследование Размер частиц, мм Uf, см/ч Т,°С m¡/m0, % Состав сухого газа, %об

н2 СО С02

Эксп 5,0-15,0 49,3 987 - 27,1 24,8 19,2

Расч 10,0 55,4 1050 5,2 23,8 26,8 16,5

выводы

1 На основе анализа существующих промышленных производств и научно-технических разработок в области слоевой газификации определены технологические принципы повышения производительности процессов получения из угля целевых продуктов - кокса и продуктового газа

2 Введены скорости гомогенных реакций в систему уравнений газового баланса, что позволило уточнить математическую модель процессов тепло- и массообмена при слоевой газификации угля Модель позволяет исследовать способы повышения производительности слоевого газификатора Для определения состава и температуры продуктового газа разработан численный алгоритм, основанный на решении системы обыкновенных дифференциальных уравнений методом экспоненциальной подгонки

3 Математическая модель апробирована при численном исследовании режимов газификации с использованием в качестве добавок к воздушному дутью кислорода по объему до 40 %, метана - до 15 % и охлажденных газов рециркуляции - до 15 %, в результате чего установлено, что максимальное увеличение производительности (до двух раз) достигается при 40 %-й концентрации кислорода в дутье

4 Установлено, что выход твердого остатка и расход дутья, при котором достигается максимум калорийности продуктового газа, не зависят от концентрации кислорода в дутье Это позволяет повысить производительность слоевого газификатора и увеличить калорийность продуктового газа без изменения качества твердого остатка

5 Экспериментально исследован процесс слоевой газификации для фракций 2,4-5,0 мм, 10,0-13,0 мм и 20,0-30,0 мм в диапазоне расходов воздушного дутья 100-200 м3/(м2 ч), что позволило установить зависимость производительности, калорийности продуктового газа и выхода твердого остатка от размера частиц и расхода дутья, а также уточнить эффективный коэффициент теплопроводности, используемый в математической модели Определена скорость нагрева слоя угля, в результате чего обосновано допущение об отсутствии температурного градиента в угольных частицах

6 Экспериментально подтверждены результаты численного исследования слоевой газификации с использованием обратного дутья, обогащенного кислородом

7 На основе выполненных исследований разработаны исходные данные для проектирования высокопроизводительных газификаторов промышленного масштаба

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Гроо, А А Математическое моделирование нестационарных процессов в слоевом газификаторе / А А Гроо, С Г Степанов, В С Славин // Девятая Все-рос научн конф студентов-физиков и молодых ученых Сб тезисов - Екатеринбург, 2003 -С 362-363

2 Гроо, А А Нестационарная математическая модель газификации угля в плотном слое / А А Гроо, С Г Степанов, А Б Морозов // Углерод фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология. Материалы 2-й междунар научн-практ конф -М,2003.-С 89

3 Степанов, С Г Среднетемпературное коксование кузнецких длинно-пламенных углей в автотермическом слоевом газификаторе / С Г Степанов, А Б Морозов, А А Гроо и др. // Кокс и химия - 2003. - № 9 - С 35-38

4 Степанов, С Г Энерготехнологический комплекс для разреза "Березовский-1" / С Г Степанов, А Б Морозов, А А Гроо // Современные технологии освоения минеральных ресурсов Сб научн трудов Всерос научн -практ конф -Красноярск КГАЦМиЗ,2003 -С 190-194

5 Степанов, С Г Экологическая оценка энерготехнологического использования угля / С Г Степанов, А Б Морозов, А А Гроо // Современные технологии освоения минеральных ресурсов Сб научн трудов Всерос научн -практ конф -Красноярск КГАЦМиЗ, 2003 -С 186-189

6 Степанов, С.Г Энергоэффективная технология переработки канско-ачинских углей / С Г Степанов, А Б Морозов, А А Гроо // Достижения науки и техники - развитию сибирских регионов Материалы Всерос научн -практ конф - Красноярск, 2003 - С 95-96.

7 Степанов, С Г Промышленное производство и использование углеродных сорбентов из канско-ачинских бурых углей / С Г Степанов, А Б Морозов, А А Гроо // Углерод- фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология Материалы 2-й междунар научн-практ конф -М , 2003 -С 204

8 Степанов, С Г Экологически чистая автотермическая технология получения высокореакционных углеродистых восстановителей из кузнецких длин-нопламенных углей / С.Г. Степанов, А.Б Морозов, А А Гроо // Углерод фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология Материалы 2-й междунар научн-практ конф -М,2003 -С 205.

9 Гроо, А А Численное решение системы обыкновенных дифференциальных уравнений, описывающих тепло- и массообмен с химическими реакциями в слоевом газификаторе / А А Гроо, И А Кузоватов, С Г Степанов // Математические методы и моделирование - Красноярск КГТУ, 2004 - Вып 33 -С 71-78

10 Гроо, А А Исследование нестационарных процессов получения полукокса по технологии неполной газификации / А А Гроо, С Г Степанов, А Б Морозов, А С Овсянкин // Углерод, фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология Материалы 3-й междунар научн -практ конф -М , 2004 - С 86

11 Гроо, А А Комплексная переработка ископаемых углей / А А Гроо, С Р Исламов, С Г Степанов // Красноярск Энергоэффективность достижения и перспективы Материалы V Всерос научн -практ конф - Красноярск, 2004 -С 106-110

12 Степанов, С Г Автотермическая технология переработки некоксующихся углей в полукокс и горючий газ / С Г Степанов, С Р Исламов, А А Гроо // Вестник ТЭК Кузбасса - 2004 - № 7 - С 39^4

13 Степанов, С.Г Энерготехнологическая переработка неспекающихся углей / С Г Степанов, А Б Морозов, А А Гроо, А С Овсянкин // Современные технологии освоения минеральных ресурсов Сб науч. тр. ГУЦМиЗ - Красноярск, 2004 -С 373-377

14 Степанов, С Г Технология "Карбоника" - прорыв в комплексном использовании угля / С.Г. Степанов, А А. Гроо, А.С Овсянкин // Химия - XXI век новые технологии, новые продукты. Материалы Всерос научн-практ конф - Кемерово, 2004 - С 55-57

15 Гроо, А А Численное моделирование процессов тепло-массообмена при слоевой газификации угля / А А Гроо, И А Кузоватов, С Р Исламов // Математические методы и моделирование - Красноярск КГТУ, 2005 - Вып 37 -С 33-42

16 Гроо, А А Моделирование процессов теплообмена при слоевой газификации угля с обратным дутьем / А А Гроо, С Р Исламов // Моделирование неравновесных систем Материалы 8-го Всероссийского семинара ИВМ СО РАН -Красноярск, 2005.-С 230

17 Гроо, А А Моделирование процессов тепломассообмена при слоевой газификации твердого топлива / А А Гроо, В С. Славин // IV Семинар вузов Сибири и Дальнего Востока по теплофизике и теплоэнергетике Сб тезисов ДВГТУ - Владивосток, 2005 - С 23

18 Исламов, С Р Получение углеродистых восстановителей из угля марки Д по технологии "Карбоника" / С Р Исламов, С Г Степанов, А Б Морозов, А А Гроо // Современные технологии освоения минеральных ресурсов Сб науч тр ГУЦМиЗ - Красноярск, 2005 -С 289-294.

19 Исламов, CP Термохимическая переработка бурых канско-ачинских углей по технологии "Карбоника" / CP Исламов, С Г Степанов, А Б Морозов, А А Гроо // Современные технологии освоения минеральных ресурсов Сб науч тр ГУЦМиЗ - Красноярск, 2005 -С 299-303

20 Кузоватов, И А Численное моделирование физико-химических процессов в слоевом газификаторе / И А Кузоватов, А А. Гроо, С Г Степанов // Вычислительные технологии -2005 -Т10.-№5 -С 39-48

21. Гроо, А А Слоевая газификация угля с использованием обратного дутья, обогащенного кислородом / А А Гроо // Актуальные вопросы теплофизики и физической гидрогазодинамики Сб тезисов ИТ СО РАН. - Новосибирск, 2006 - С 32-33

Гроо Александр Александрович Интенсификация процессов тепло- и массообмена при слоевой газификации угля с использованием обратного дутья Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Подписано в печать 12 04 2007 г Заказ № Формат 60x90/16 Уел печ л 1 Тираж 100 экз Типография Красноярского государственного технического университета

Введение

1. Анализ технологических процессов термической переработки и ^ газификации угля

1.1. Термическая переработка угля

1.1.1. Тенденции термической переработки угля

1.1.2. Повышение производительности

1.2. Газификация угля

1.2.1. Динамика развития технологий газификации угля

1.2.2. Типы современных промышленных газификаторов

1.2.3. Тенденции развития технологий газификации угля

1.2.4. Методы интенсификации процессов тепло-и массообмена

1.3. Перспективные технологии и разработки

1.3.1. Энергетические газогенераторные установки

1.3.2. Газогенераторы для двигателей внутреннего сгорания

1.3.3. МЕЕТ-технология

1.3.4. Другие технологии

1.3.5. Требования к перспективным технологиям

1.4. Слоевая газификация угля с использованием обратного дутья

1.4.1. Эффект "обратной тепловой волны"

1.4.2. Другие явления, аналогичные "обратной тепловой волне"

1.4.3. Преимущества и недостатки слоевой газификации с обратным ^ j дутьем

1.5. Численные методы исследования тепло- и массообмена при слоевой эо газификации угля

1.5.1. Основные положения

1.5.2. Механизм взаимодействия углерода с газами

1.5.3. Математическое моделирование газификации отдельной ^ частицы угля

1.5.4. Математические модели тепло-и массообмена в слоевых ^

66 газификаторах

Выводы к разделу

2. Численное моделирование процессов тепло- и массообмена yQ при слоевой газификации угля

2.1. Физическая модель взаимодействия угольных частиц и потока газа

2.2. Математическая модель слоевого газификатора

2.2.1. Проблема неизотермичности частиц в реакционной зоне

2.2.2. Эффективная теплопроводность твердой фазы

2.2.3. Математическая модель выхода летучих

2.2.4. Скорость гомогенного реагирования

2.2.5. Скорость гетерогенного реагирования

2.2.6. Математическая модель газовой фазы

2.3. Начальные и граничные условия

2.4. Аппроксимация уравнений и алгоритм решения

2.5. Параметрическое исследование математической модели

2.5.1. Параметрический анализ

2.5.2. Влияние дискретизации на численное решение

2.5.3. Влияние высоты слоя

2.5.4. Реактор идеального смешения

2.5.5. Влияние метода расчета газофазного реагирования на общее ^ время счета

2.5.6. Оценка роли гетерогенного реагирования

2.6. Оценка адекватности математической модели

2.6.1. Зависимость концентраций реагирующих веществ ^ ^^ в продуктовом газе от расхода дутья

2.6.2. Профили температуры слоя по высоте реактора

2.6.3. Интегральные параметры

2.6.4. Численное моделирование эксперимента № 5 117 Выводы к разделу

3. Экспериментальное исследование процессов тепло- и массообмена ^22 при слоевой газификации угля

3.1. Методика проведения экспериментов и обработка первичных данных

3.1.1. Описание экспериментального стенда

3.1.2. Динамика состава продуктового газа

3.1.3. Определение профиля температуры слоя

3.2. Расчет параметров "обратной тепловой волны" 130 3.2.1. Удельная производительность газификатора в эксперименте

3.2.2.Скорость "обратной тепловой волны"

3.2.3. Ширина фронта

3.2.4. Скорость нагрева слоя

3.2.5. Состав продуктового газа

3.3. Основные закономерности "обратной тепловой волны" 140 Выводы к разделу

4. Методы интенсификации процессов тепло- и массообмена

4.1. Особенности слоевой газификации с обратным дутьем

4.2. Возможные способы интенсификации процессов тепло- и массообмена ^^ и ограничения на их использование

4.3. Расчетное исследование

4.3.1. Обогащенное кислородом дутье

4.3.2. Рециркуляция части продуктового газа

4.3.3. Добавка метана к дутью

4.3.4. Подогрев дутья

4.3.5. Расчет критических расходов дутья

4.4. Экспериментальное исследование процессов тепло- и массообмена при обогащении дутья кислородом

4.5. Анализ результатов и практические рекомендации

4.6. Оценка самовоспламенения дутья 167 Выводы к разделу

Энергетической стратегией России на период до 2020 года предусмотрено внедрение новых технологий переработки угольного сырья и повышение качества угольной продукции. Сегодня во всем мире усилия специалистов направлены на уменьшение экологического ущерба, наносимого угольной промышленностью, при этом большое внимание уделяется созданию энерго- и ресурсосберегающих технологий. Прогноз того, что наибольший экономический эффект может дать комплексное использование твердого топлива, находит свое подтверждение в реализации современных технологий.

Непременный атрибут традиционных способов термохимической переработки угля - их экологическая опасность из-за сложности утилизации побочных продуктов пиролиза угля и отработанного газообразного теплоносителя, поступающего в атмосферу. Приведение таких производств в соответствие природоохранным нормативам требует инвестиций, сопоставимых со стоимостью основного оборудования, а использование внешнего теплоносителя отрицательно сказывается на энергоэффективности.

Серьезную конкуренцию традиционным технологиям составляет слоевая газификация угля с использованием обратного дутья, разработанная в институте "КАТЭКНИИуголь" в начале 90-х годов (далее - технология "Термококс"). В отличие от традиционного процесса газификации эта технология предоставляет возможность получения в первую очередь твердого остатка (кокса), а горючий газ выступает как единственный побочный продукт. В основе технологии лежит эффект "обратной тепловой волны" в слое угля, который позволяет осуществить неполную газификацию топлива, а за счет особенности движения фронта волны удается значительно снизить вредные выбросы.

Кокс имеет высокую калорийность и реакционную способность, низкий выход летучих веществ и большое электрическое сопротивление, а горючий газ является эффективным энергоносителем и пригоден для генерации энергии в различных циклах. В настоящее время технология "Термококс" успешно применяется для производства сорбентов из канско-ачинских углей.

К основному недостатку слоевой газификации с обратным дутьем следует отнести низкую удельную производительность, причина которой состоит в увеличении времени прогрева частиц и ухудшении межфазного теплообмена в слоевых процессах. Преодоление этих трудностей сделает возможным использование данной технологии при создании энерготехнологических комплексов, выпускающих широкий ассортимент угольной продукции, электрическую и (или) тепловую энергию, и позволит удовлетворить возрастающие требования по энергосбережению и охране окружающей среды.

Поэтому актуально исследование методов интенсификации процессов тепло- и массообмена при слоевой газификации угля с использованием обратного дутья и на этой основе повышение производительности перспективной технологии.

С этих позиций объектом исследования является реактор, в котором реализуется процесс слоевой газификации с использованием обратного дутья.

Цель работы заключается в интенсификации процессов тепло- и массообмена для повышения производительности слоевого газификатора с обратным дутьем. Исследование включало: 1) анализ существующих промышленных производств и научно-технических разработок в области слоевой газификации и используемых в них методов интенсификации процессов тепло- и массообмена; 2) анализ математических моделей процессов тепло- и массообмена при слоевой газификации и выбор модели для исследования методов повышения производительности; 3) уточнение выбранной математической модели введением скоростей гомогенных реакций; 4) численное исследование процессов тепло- и массообмена при слоевой газификации, установление влияния состава и расхода дутья на производительность, калорийность продуктового газа и выход твердого остатка; 5) обоснование выбора состава и расхода дутья для интенсификации процессов тепло- и массообмена, исследование расчетным и экспериментальным способами выбранных высокопроизводительных режимов слоевой газификации.

Научная новизна представленных в работе результатов:

1. Введены скорости гомогенных реакций в систему уравнений газового баланса, что позволило уточнить математическую модель процессов тепло- и мас-сообмена при слоевой газификации угля и рассчитать состав продуктового газа, совпадающий с экспериментально определенным.

2. Определен оптимальный состав и расход дутья на основе экспериментально установленной зависимости выхода твердого остатка, производительности газификатора и калорийности продуктового газа от них и размера частиц.

3.Предложен метод повышения производительности газификатора за счет увеличения скорости "обратной тепловой волны", достигаемого обогащением дутья кислородом без изменения конструкции аппарата.

4. Установлено, что выход твердого остатка и расход дутья, при котором достигается максимум калорийности продуктового газа, не зависят от концентрации кислорода в дутье, что позволяет повысить производительность слоевого газификатора и увеличить калорийность продуктового газа без изменения качества твердого остатка.

Практическая значимость работы

На основе расчетных и экспериментальных исследований получены исходные данные для проектирования промышленных высокопроизводительных аппаратов слоевой газификации с обратным дутьем.

Результаты исследований использованы в ЗАО "Карбоника-Ф" и ООО "Сибтермо".

На защиту выносятся:

1. Результаты численного и экспериментального исследования процессов тепло- и массообмена при слоевой газификации угля на фракциях 2,4-5,0, 10,0-13,0 и 20,0-30,0 мм в диапазоне расходов воздушного дутья 100-200 м3/(м2ч), полученную зависимость производительности газификатора, состава продуктового газа и выхода твердого остатка от состава и расхода дутья.

2. Результаты численного исследования режимов газификации с использованием в качестве добавок к воздушному дутью кислорода по объему до 40 %, метана - до 15 % и охлажденных газов рециркуляции - до 15 % и рекомендации к использованию этих режимов.

3. Экспериментальные результаты о скорости движения фронта "обратной тепловой волны", температуре слоя на фронте, калорийности продуктового газа и выхода твердого остатка при обогащении дутья кислородом до 40 % по объему.

Достоверность результатов работы следует из применения современных достижений теплофизики, теории горения и теплообмена, использования надежных математических моделей, вычислительных технологий и подтверждается сходимостью результатов расчетов и экспериментальных данных, полученных с применением современного исследовательского оборудования, воспроизводимостью и повторяемостью всех проведенных экспериментов.

Личный вклад автора заключается в постановке задач исследования, разработке и апробации численного алгоритма расчета процессов тепло- и массообмена при слоевой газификации, подготовке и проведении экспериментальных исследований, обработке полученных данных.

Апробация работы. Основные материалы диссертации и результаты исследований докладывались и обсуждались на 1-й, 2-й и 3-й Всероссийской научно-технической конференции "Современные технологии освоения минеральных ресурсов" (Красноярск, 2003 г., 2004 г., 2005 г); Всероссийской конференции "Достижения науки и техники - развитию сибирских регионов" (Красноярск, 2003 г.); 9-й Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых (Красноярск, 2003 г.); 2-й и 3-й Международной конференции "Углерод: фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология" (Москва, 2003 г., 2004 г.); 5-й Всероссийской научно-практической конференции "Красноярск. Энергоэффективность: достижения и перспективы" (Красноярск, 2004 г.); Всероссийской научно-практической конференции "Химия - XXI век: новые технологии, новые продукты" (Кемерово, 2004 г.); 4-м Семинаре вузов Сибири и Дальнего Востока по теплофизике и теплоэнергетике (Владивосток, 2005 г.); 8-м Всероссийском семинаре "Моделирование неравновесных систем" (Красноярск,

2005 г.); IX Всероссийской школе-конференции молодых ученых "Актуальные вопросы теплофизики и физической гидрогазодинамики" (Новосибирск, 2006 г.); VI Всероссийской конференции "Горение твердого топлива" (Новосибирск,

2006 г.).

Методы исследований - экспериментальное исследование на лабораторном стенде и численное моделирование, основанное на известных достижениях фундаментальных и прикладных наук. ;

Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 21 печатной работе, в том числе 5 статьях и 16 докладах на конференциях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и 3 приложений. Объем диссертации 208 страниц, включая 41 рисунок и 30 таблиц. Библиография состоит из 239 наименований.

Выводы к разделу 4

1. Проведено численное исследование режимов слоевой газификации с использованием в качестве добавок к воздушному дутью кислорода до 40 %, метана -до 15 % и охлажденных газов рециркуляции - до 15 %, в результате чего установлено, что максимальное увеличение производительности достигается при концентрации кислорода в дутье 40 %. Показано, что при неполной слоевой гал л зификации (расход дутья до 300 м /(м -ч)) нет необходимости в использовании жаропрочных материалов и в связанных с этим изменениях конструкции аппарата.

2. Анализ влияния состава дутья на производительность слоевого газификатора позволил сформулировать следующие рекомендации к использованию добавок к дутью:

Вещество КПРП, %, об. Г, °С нижн. верхн. н2 4,0 77,0 510

СО 10,9 74,0 605 сн4 4,4 17,0 537

• Подвод горючей добавки должен обеспечиваться стехиометрическим количеством кислорода.

• Добавка газов рециркуляции не рекомендуется к использованию. Возможно использование горючих добавок - СО и Н2 - не в составе газов рециркуляции, а как отдельной смеси.

• При добавке метана к дутыо в области расходов Q < 350 м 3/(м2-ч) уголь играет роль малореакционного материала, в котором происходит фильтрационное горение газа, выход твердого остатка более 60 %. В этих условиях возможно получение специального вида кокса.

3.Определен диапазон расходов, при которых реализуется режим ОТВ. По

• - л казано, что при расходах дутья ниже 18 м /(м -ч) зажигания слоя не происходит, а л л при расходах выше 2520 м /(м -ч) режим ОТВ самопроизвольно переходит в режим птв.

4. Установлено, что выход твердого остатка и расход дутья, при котором достигается максимум калорийности продуктового газа, не зависят от концентрации кислорода в дутье. Это позволяет повысить производительность слоевого газификатора и увеличить калорийность продуктового газа без изменения качества твердого остатка.

5. Экспериментально подтверждены результаты численного исследования слоевой газификации с использованием обратного дутья, обогащенного кислородом, что позволило разработать исходные данные для проектирования высокопроизводительных газификаторов промышленного масштаба. Установлены диапазоны расходов для получения: .

• кокса - Q < 150 м3/(м2-ч); •

2 л

• активированного угля -Q- 150-300 м /(м -ч);

• газа максимальной калорийности - Q = 300-500 м3/(м2-ч).

Заключение

1.Ha основе анализа существующих промышленных производств и научно-технических разработок в области слоевой газификации определены технологические принципы повышения производительности процессов получения из угля целевых продуктов - кокса и продуктового газа.

2. Введены скорости гомогенных реакций в систему уравнений газового баланса, что позволило уточнить математическую модель процессов тепло- и массообмена при слоевой газификации угля. Модель позволяет исследовать способы повышения производительности слоевого газификатора. Для определения состава и температуры продуктового газа разработан численный алгоритм, основанный на решении системы обыкновенных дифференциальных уравнений методом экспоненциальной подгонки.

3.Математическая модель апробирована при численном исследовании режимов газификации с использованием в качестве добавок к воздушному дутью кислорода по объему до 40 %, метана - до 15 % и охлажденных газов рециркуляции - до 15 %, в результате чего установлено, что максимальное увеличение производительности (до двух раз) достигается при 40 %-й концентрации кислорода в дутье.

4. Установлено, что выход твердого остатка и расход дутья, при котором достигается максимум калорийности продуктового газа, не зависят от концентрации кислорода в дутье. Это позволяет повысить производительность слоевого газификатора и увеличить калорийность продуктового газа без изменения качества твердого остатка.

5. Экспериментально исследован процесс неполной слоевой газификации для фракций 2,4-5,0, 10,0-13,0. и 20,0-30,0 мм в диапазоне расходов воздуш

Л Л ного дутья 100-200 м /(м -ч), что позволило установить зависимость производительности, калорийности продуктового газа и выхода твердого остатка от размера частиц и расхода дутья, а также уточнить эффективный коэффициент теплопроводности, используемый в математической модели. Определена скорость нагрева слоя угля, в результате чего обосновано допущение об отсутствии температурного градиента в угольных частицах.

6. Экспериментально подтверждены результаты численного исследования слоевой газификации с использованием обратного дутья, обогащенного кислородом, что позволило разработать исходные данные для проектирования высокопроизводительных газификаторов промышленного масштаба.

Основные обозначения

Аг - зольность угля на рабочую массу, % Ad — зольность угля на сухую массу, %

- содержание углерода на сухую беззольную массу, %

- коэффициент диффузии в пористом веществе, м2/с

D - коэффициент диффузии в свободном пространстве, м2/с d - характерный размер частиц (диаметр), м Go — расход угля, кг/ч Gj — расход кокса, кг/ч gi - удельный расход /-о газового компонента, кг/(м -с) РГiaf - содержание водорода на сухую беззольную массу, % h - полная удельная энтальпия смеси, Дж/кг hi - удельная энтальпия /-о газового компонента, Дж/кг hx — шаг по пространству, м kf - коэффициент увеличения скорости движения фронта "обратной тепловой волны"

L - высота газификатора, м mi - массовая доля /-о газового компонента, i = О2, Н2О, С02, СО, Н2, N2, V, кг/кг гпо> Mi - масса загружаемого в газификатор угля и выгружаемого из него кокса, кг

- содержание азота на сухую беззольную массу, %

- содержание кислорода на сухую беззольную массу, %;

Р - удельная производительность непрерывного процесса, $ 2 (кг топлива)/(м -ч)

Q - расход дутья, м /ч; удельный расход дутья, м /(м -ч)

Qi - теплота, выделяющаяся при реагировании /-о газообразного компонента с 1 кг углерода, Дж/кг углерода, i = 02,С02,Н20

Qdaf калорийность угля на сухую беззольную массу, ккал/кг г - ошибка баланса, % г — скорость гетерогенного реагирования углерода с i-м газовым реагентом, кг/(м3-с), i = 02, С02, Н20 г у - константа скорости выхода летучих и влаги, с"1

S - удельная поверхность частиц в слое, м2/м3

Т - температура, экспериментальная температура слоя, °С

Tf - температура слоя на фронте, °С

Tg - температура газового потока, °С

Ts - температура твердой фазы, °С

Uf - скорость движения фронта "обратной тепловой волны", см/ч

Vi - объемная концентрация /-о газообразного компонента в газовом потоке, i = 02, Н20, СО, С02, Н2, N2, м3/м3 ydaf Выход летучих на сухую беззольную массу, % Vh - средняя скорость нагрева частицы, °С/с утах максимальная скорость нагрева частицы, °С/с цгг - влажность угля на рабочую массу, % X - степень конверсии углерода, %

ГРЕЧЕСКИЕ БУКВЫ а0 - коэффициент избытка кислорода § - ширина фронта, см

Я - коэффициент теплопроводности газа, Вт/(м-К)

Я - коэффициент эффективной теплопроводности твердой фазы, Вт/(м-К)

Р - насыпная плотность угля, кг/м л р — плотность газового потока, кг/м л р — истинная плотность угля, кг/м Т - шаг по времени, с

Т — время прохождения фронтом расстояния, равного диаметру частицы, с хр - время нагрева поверхности частицы до температуры 7/, с СО - порозность слоя, м3/м3

СОКРАЩЕНИЯ

ATT — автономный генератор топлива

БАТУ — Белорусский государственный аграрный технический университет

ДВС — двигатель внутреннего сгорания

ИК — Институт катализа СО РАН

ИХиХТ - Институт химии и химической технологии СО РАН, г. Красноярск

КАУ - канско-ачинские угли

ОИК — Объединенный институт катализа СО РАН

ОМУ — органическая масса угля

ОТВ — "обратная тепловая волна"

ПТВ - "прямая тепловая волна"

ПТУ — парогазовая установка

СВС — самораспространяющийся высокотемпературный синтез

СЖТ - синтетическое жидкое топливо

ТХПТ - термохимическая подготовка топлива ЭТХ-технология - энерго-топливно-химическая технология

1. Агеева, Т.В. Производство технического водорода газификацией угля / Т.В. Агеева, И.И. Черненков // Химия твердого топлива. — 1993. — № 6. — С. 51-55.

2. Агроскин, А.А. Теплофизика твердого топлива / А.А. Агроскин, В.Б. Глейбман. -М.: Недра, 1980. 256 с.

3. Алдушин А.П., Сеплярский Б.С. Распространение волны экзотермической реакциии в пористой среде при продуве газа / Докл. АН СССР, 1978. -т. 241.-№ 1.-С. 72-75.

4. Альтшулер, B.C. Новые процессы газификации твердого топлива / B.C. Альтшулер. М.: Недра, 1976. - 279 с.

5. Асланян, Г.С. Термодинамический анализ процессов горения и газификации угля в приближении равновесия гомогенных реакций / Г.С. Асланян, П.П. Иванов, С.С. Мунвез // Химия твердого топлива. 1993. - № 6. - С. 46-50.

6. Асланян, Г.С. Детальная численная модель турбулентного горения угольных частиц в двухмерных камерах сгорания / Г.С. Асланян, И.Л. Майков. М., 1998. - 53 с. (Препринт ИВТАН, 1998: 413).

7. Аэров, М.Э. Аппараты со стационарным зернистым слоем / М.Э. Аэров, О.М. Тодес, Д.А. Наринский. JL: Химия, 1979. - 176 с.

8. Бабий, В.И. Горение угольной пыли и расчет пылеугольного факела / В.И. Бабий, Ю.Ф. Куваев. М.: Энергоатомиздат, 1986. - 208 с.

9. Батенин, В.М. Пилотная установка газификации угля в кипящем слое ТФР-300. Ч. I. Описание и экспериментальные возможности /

10. В.М. Батенин, Э.Э. Шпильрайн, Ю.А. Выскубенко и др. // Теплоэнергетика. 1995. - № 7. - С. 39-45.

11. Батенин, В.М. Пилотная установка газификации угля в кипящем слое ТФР-300. Ч. II. Основные результаты экспериментов / В.М. Батенин, Э.Э. Шпильрайн, Ю.А. Выскубенко и др. // Теплоэнергетика. 1995. -№ 8. - С. 44-50.

12. Березинец, П.А. Перспективные парогазовые установки с газификацией канско-ачинского угля для экологически чистой Березовской ГРЭС-2 / П.А. Березинец, В.И. Горин, Ю.В. Нестеров и др. // Теплоэнергетика. -1991. -№ 6. С. 18-24.

13. Берд, Р. Процессы переноса / Р. Берд, В. Лайтфут, Е. Стюарт. М.: Химия, 1974.-688 с.

14. Биба, В. Математическое моделирование газификации угля под давлением в стационарном слое / В. Биба, М. Мацак, Э. Клозе // Химия твердого топлива. 1977.-№ 5.-С. 75-81.

15. Блинов, В.И. О механизме горения углеродных частиц при атмосферном давлении / В.И. Блинов// Изв. ВТИ. 1934. -№ 7. - С. 20-25.

16. Блинов, В.И. О скоростях сгорания углерода в результате реакции, протекающей в объеме / В.И. Блинов, П.Г. Смирнов // Тр. ВГУ, 1939. Т. XI, Вып. 1.-С. 55-58.

17. Бойко, Е.А. Комплексный термический анализ твердых органических топлив / Е. А. Бойко. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2005. - 383 с.

18. Боресков, Г.К. Физико-химический расчет контактных аппаратов / Г.К. Боресков // Технология серной кислоты: сб. научн. тр. / Одесса, 1935.-Вып. 1.-С. 88-96.

19. Боресков, Г.К., Слинько, М.Г. Основы расчета контактных аппаратов для обратимых экзотермических реакций / Г.К. Боресков, М.Г. Слинько. // Ж. прикл. химии. 1943. -Т 16. -№ 9-10. - С. 377-396.

20. Бруер, Г.Г. Освоение опытно-промышленной установки высокотемпературного пиролиза бурых углей с применением газового и твердого теплоносителя / Г.Г. Бруер, А.К. Иванчиков, B.C. Кудрявцев и др. // Кокс и химия.- 1972.-№ 11.-С. 22-28.

21. Быков, В.И. Диффузионно-кинетическая модель горения угольных частиц в газовом потоке / В.И. Быков, Т.И. Вишневская, Н.М. Цирульниченко // Физика горения и взрыва. 1997. - Т. 33, № 4. - С. 39^15.

22. Варгафтик, Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей / Н.Б. Варгафтик. М.: ГИФМЛ, 1963. - 708 с.

23. Варнатц, Ю. Горение. Физические и химические аспекты, моделирование, эксперименты, образование загрязняющих веществ: пер. с англ. / Ю. Варнатц, У. Маас, Р. Диббл. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. - 352 с.

24. Васильев, Ю.С. Расширение сырьевой базы и интенсификация процессов коксования благодаря термической подготовке шихты / Ю.С. Васильев, Г.В. Долгарев, А.И. Гордиенко и др. // Кокс и химия. 2003. - № 11.-С.11-13.

25. Виленский, Т.В. Динамика горения пылевидного топлива/ Т.В. Виленский, Д.М. Хзмалян. М.: Энергия, 1977. - 248 с.

26. Викторов, М.М. Методы вычисления физико-химических величин и прикладные расчеты / М.М. Викторов. Л.: Химия, 1977. - 360 с.

27. Волков, Э.П. Моделирование твердого топлива / Э.П. Волков, Л.И. Зайчик, В.А. Перушков. М.: Наука, 1994. - 320 с.

28. Ворончихина, Т.С. Компьютерная модель нестационарных процессов при слоевой газификации угля / Т.С. Ворончихина, B.C. Славин,

29. С.Р. Исламов // Сиб. физ.-техн. журнал. 1993. - № 3. - С. 85-89.

30. Вулис, Л.А. К расчету времени сгорания угольных частиц / Л.А. Вулис // Журнал технической физики. 1946. - Т. 16, № 1. - С. 89-94.

31. Гелетуха, Г.Г. Обзор технологий газификации биомассы / Г.Г. Гелетуха, Т.А. Железная // Экотехнологии и ресурсосбережение. 1998. - № 2. -С. 21-30.

32. Гелетуха, Г.Г. Обзор технологий генерирования электроэнергии, полученной из биомассы при ее газификации/ Г.Г. Гелетуха, Т.А. Железная // Экотехнологии и ресурсосбережение. 1998. -№ 3. - С. 3-11.

33. Герасимов, Г.Я. Моделирование процесса пиролиза угольных частиц / Г.Я. Герасимов // Инж.-физ. журнал. 1999. - Т. 72, № 2. - С. 253-259.

34. Головин, A.M. К расчету горения пористой частицы / A.M. Головин,

35. B.Р. Песочин // Физика горения и взрыва. 1976. — № 1. - С. 11-18.

36. Горбис, З.Р. Теплообмен дисперсных сквозных потоков / З.Р. Горбис. -М.-Л.: Энергия, 1964. 296 с.

37. Гордеева, Л.Г. Кинетика газификации микропористого угля кислородом: фрактальный подход / Л.Г. Гордеева, С.И. Прокопьев, Л.Г. Оккель и др. // Кинетика и катализ. 1997. - Т. 38, № 6. - С. 912-920.

38. Грицко, Г.И. Новые горизонты угля / Г.И. Грицко // Наука в Сибири. -2006.-№33-34 (2568-2569).-С. 10.

39. Гроо, А.А. Комплексная переработка ископаемых углей / А.А. Гроо,

40. C.Р. Исламов, С.Г. Степанов // Красноярск. Энергоэффективность: достижения и перспективы: Материалы V Всерос. научн.-практ. конф. Красноярск, 2004. - С. 106-110.

41. Гроо, А.А. Математическое моделирование нестационарных процессов в слоевом газификаторе / А.А. Гроо, С.Г. Степанов, B.C. Славин // Сб. тез. Девятой Всерос. научн. конф. студентов-физиков и молодых ученых. -Екатеринбург-Красноярск, 2003. С. 362-363.

42. Гроо, А.А. Моделирование процессов тепломассообмена при слоевой газификации твердого топлива / А.А. Гроо, B.C. Славин // IV Семинар вузов Сибири и Дальнего Востока по теплофизике и теплоэнергетике: Сб. тезисов. ДВГТУ. Владивосток, 2005. - С. 23.

43. Гроо, А.А. Моделирование процессов тепломассообмена при слоевой газификации угля с обратным дутьем / А.А. Гроо, С.Р. Исламов // Моделирование неравновесных систем: Материалы 8-го Всероссийского семинара: ИВМ СО РАН. Красноярск, 2005. - С. 230.

44. Гроо, А.А. Слоевая газификация угля с использованием обратного дутья, обогащенного кислородом / А.А. Гроо // Актуальные вопросы теплофизики и физической гидрогазодинамики: Сб. тезисов ИТ СО РАН. Новосибирск, 2006. - С. 32-33.

45. Гроо, А.А. Численное моделирование процессов тепло-массообмена при слоевой газификации угля / А.А. Гроо, И.А. Кузоватов, С.Р. Исламов // Математические методы и моделирование. Красноярск: КГТУ, 2005. -Вып. 37.-С. 33-42.

46. Гуревич, М.А. К вопросу о роли объемного реагирования при окислении углерода / М.А. Гуревич, И.И. Палеев // Журнал техн. физики. 1953. -Т. 23, № 11.-С. 1960-1970.

47. Гурджиянц, В.М. Исследование влияния летучих веществ на горение твердых топлив: Автореф. . канд. техн. наук. Новосибирск, 1980. — 26 с.

48. Демидов, П.Г. Горение и свойства горючих веществ / П.Г. Демидов, В.А. Шандыба, ГТ.П. Щеглов. М.: Химия, 1973. - 248 с.

49. Деденко, Л.Г Математическая обработка и оформление результатов эксперимента / Л.Г. Деденко, В.В. Керженцев. — М.: Изд-во Моск. ун-та, 1977.- 112 с.

50. Деревич, И.В. Расчет газификации коксов высокозольных углей на основе модели случайно-пористых сред / И.В. Деревич, И.А. Крестова // Физика горения и взрыва. 1992. - Т. 28, № 2. - С. 58-65.

51. Дробышевич В.И. Алгоритм для моделирования гибридной волны в неподвижном слое катализатора / В.И. Дробышевич, Л.В Яушева // Вычислительные технологии. 2000. - Т 5. - № 5. - С. 53-60.

52. Дронов, Ю.А. Разработка технологии и оборудования для газификации угля и вдувания продуктов газификации в доменную печь / Ю.А. Дронов, И.Г. Товаровский, Е.Г. Шадек. -М., 1995. 74 с. (Препринт ИВТАН).

53. Дубинин, A.M. Газификация ирша-бородинского угля в реакторе с кипящим слоем / A.M. Дубинин, В.А. Мунц, А.П. Баскаков и др. // Химия твердого топлива. 1983. -№ 3. - С. 119-122.

54. Дулан Э. Равномерные численные методы решения задач с пограничным слоем: пер. с англ. / Э. Дулан., Дж. Миллер, У. Шилдерс. -М.: Мир, 1983. -200 с.

55. Дульнев, Г.Н. Теплопроводность смесей и композиционных материалов / Г. Н. Дульнев, Ю.П. Заричняк. Л.: Энергия, 1974. - 264 с.

56. Еремеев, I. Газогенератори: ютор1я i сучаснють /1. Еремеев, Ю. Самолов // ЕСТА. 2003. - № 2 (38). - А. 22-25.

57. Зверев, В.Г. О численном решении сингулярно-возмущенной задачи Коши для дифференциального уравнения первого порядка / В.Г. Зверев // Вычислительная гидродинамика. Томск: Томск, гос. ун-т, 1999. - С. 73-82.

58. Зельдович, Я.Б. К теории реакции на пористом или порошкообразном материалах /Я.Б. Зельдович // Журнал физической химии. 1939. - Т. 13. — №2.-С. 163-168.

59. Исламов, С.Р. Исследование тепловых процессов и разработка технологии прокаливания форм для литья по выплавляемым моделям в высокотемпературном кипящем слое: дис. .канд. техн. наук:05.14.04 / Исламов Сергей Романович. Свердловск, 1979. - 174 с.

60. Исламов, С.Р. Термохимическая переработка бурых канско-ачинских углей по технологии "Карбоника" / С.Р. Исламов, С.Г. Степанов,

61. A.Б. Морозов, А.А. Гроо // Современные технологии освоения минеральных ресурсов: Сб. науч. тр. ГУЦМиЗ. Красноярск, 2005. - С. 299-303.

62. Канторович, Б.В. Введение в теорию горения и газификации твердого топлива / Б.В. Канторович. М.: Металлургиздат, 1962. - 335 с.

63. Карпенко, Е.И. Введение в плазменно-энергетические технологии топли-воиспользования / Е. И. Карпенко, В. Е. Мессерле. Новосибирск: Наука, 1997.- 119 с.

64. Б.Г. Трусов // Теплофизика и аэромеханика. 1995. - Т. 2, № 3. - С. 289294.

65. Карпенко, Е. И. Технология производства сорбентов на основе плазмо-тронной техники / Е.И. Карпенко, В.Е. Мессерле, A.M. Матвиевский // Труды КГТУ. 2006. - № 2-3. - С. 233-239.

66. Касаточкин, В.И. Строение и свойства природных углей /

67. B.И. Касаточкин, Н.К. Ларина. М.: Недра, 1985. - 381 с.

68. Кафаров, В.В. Системный анализ процессов химической технологии. Основы стратегии / В.В. Кафаров, И.Н. Дорохов. М.: Наука, 1976. - 500 с.

69. Кинле, X. Активные угли и их промышленное применение / X. Кинле, Э. Бадер.-JI.: Химия, 1984.-216 с.

70. Китаев, Б.И. Тепло- и массообмен в плотном слое / Б.И. Китаев, В.Н. Тимофеев, Б.А. Боковиков и др. М.: Металлургия, 1972. 432 с.

71. Кнорре, Г.Ф. Теория топочных процессов / Г.Ф. Кнорре, К.М. Арефьев,

72. A.Г. Блох. M.-JL: Энергия, 1966. - 491 с.

73. Колодцев, Х.И. Использование твердого топлива в газотурбинных установках / Х.И. Колодцев, Б.Д. Канцнельсон. М.: Изд. АН СССР и ГНТК СССР, 1958.

74. Крапчин, И.П. Экономика переработки углей / И.П. Крапчин. М.: Недра, 1989.-214 с.

75. Кузнецов, Б.Н. Химические продукты из биомассы сибирских пород деревьев / Кузнецов, Б.Н. // Наука в Сибири. 2004. - № 3 (2439). - С. 6.

76. Кузоватов, И.А. Численное моделирование физико-химических процессов в слоевом газификаторе / И.А. Кузоватов, А.А. Гроо, С.Г. Степанов // Вычислительные технологии. 2005. - Т. 10. -№5. - С. 39-48.

77. Лавров, Н.В. Физико-химические основы горения топлива / Н.В. Лавров. -М.: Наука, 1971.-350 с.

78. Левашов, А.С. Физико-химические и технологические основы самораспространяющегося высокотемпературного синтеза / А.С. Левашов,

79. B.И. Рогачев, И.П. Юхвид и др. -М.: Бином, 1999. 176 с.

80. Лыков, А.В. Теория теплопроводности / А.В. Лыков. М.: Высшая школа, 1963.-599 с.

81. Макаров, Г.Н. Химическая технология твердых горючих ископаемых: учеб. пособие для вузов / Г.Н. Макаров, Г.Д. Харлампович, Ю.Г. Королев и др. М.: Химия, 1986. - 496 е.: ил.

82. Матрос, Ю.Ш. Нестационарные процессы в каталитических реакторах / Ю.Ш. Матрос. Новосибирск: Наука, 1982.-258 с.

83. Математическое моделирование химических реакторов: сб. науч. тр. / ред.: А.В. Федотов, В.И. Димитров. Новосибирск: Наука, 1984. - 164 с.

84. Манеев, Л.А. Тепловые эффекты процесса пиролиза углей: Автореф. . канд. техн. наук. М., 1970. - 28 с.

85. Манелис, Г.Б. Энерготехнологии сжигания на основе явления сверхадиабатических разогревов / Г.Б. Манелис, Е.В. Палианчик, В.П. Фурсов // Химия в интересах устойчивого развития. 2000. - Т. 8, № 4. - С. 537545.

86. Матвеев, Б.И. Газификация полукокса и очистка технологических газов в ПО "Ангарскнефтеоргсинтез" / Б.И. Матвеев, С.А. Эппель, А.В. Зайцев и др. // Химия твердого топлива. 1983. - № 3. - С. 3-8.

87. Мержанов, А.Г. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез: Двадцать лет поисков и находок / А.Г. Мержанов. Черноголовка: ИС-МАН, 1989.-91 с.

88. Морозов, А.Б. Разработка автотермической технологии производства полукокса и активированного угля: автореферат дис. .канд. техн. наук: 01.04.14 / А.Б. Морозов; Краснояр. гос. техн. ун-т; рук. работы

89. С.Г. Степанов. Красноярск, 2003. — 20 с.

90. Мухин, В.М. Активные угли России / В.М. Мухин, А.В. Тарасов, В.Н. Клушин. М.: Металлургия, 2000. - 352 с.

91. Мышкис, А.Д. Элементы теории математических моделей / А.Д. Мышкис. -М.:Едиториал УРСС, 2004. 192 с.

92. Назаров, И.В. Влияние ширины печной камеры на период коксования / И.В. Назаров, В.И. Сухоруков, А.А. Кауфман. // Кокс и химия. 1996. -№ 11.-С. 17-19.

93. Нигматулин, Р.И. Основы механики гетерогенных сред / Р.Я. Нигматуллин. М.: Наука, 1978. - 336 с.

94. Ольховский, Г.Г. Парогазовые установки с газификацией угля: имеющийся опыт и перспективы / Г.Г. Ольховский, А.Г. Тумановский // Новое в российской электроэнергетике. -2001. -№ 5. С. 8-18.

95. Оран, Э. Численное моделирование реагирующих потоков: пер. с англ. / Э. Оран, Дж. Борис. М.: Мир, 1990. - 660 с.: ил.

96. Оренбах, М.С. Реакционная поверхность при гетерогенном горении / М.С. Оренбах. Новосибирск: Наука, 1973. - 200 с.

97. Оренбах, М.С. Исследование причин и расчет внутреннего горения / М.С. Оренбах, А.П. Кузнецов, В.А. Злобинский // Горение твердого топлива: Материалы IV Всесоюзн. конф. Новосибирск, 1972. - Ч. 3.1. С.107-123.

98. Патанкар, С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости: пер. с англ. / С. Патанкар. -М.: Энергоатомиздат, 1984. -152 с.

99. Петров, Г.А. Скорость распространения волны гомогенно-гетерогенных реакций в открытой гетерогенной химической системе / Г.А. Петров, А.Г. Петров.-М.: Химия, 2001.-192 с.

100. Печуро, Н.С. Химия и технология синтетического жидкого топлива и газа / Н.С. Печуро, В.Д. Капкин, О.Ю. Песочин. М.: Химия, 1986. - 352 с.

101. Померанцев, Б.В. Основы практической теории горения / Б.В. Померанцев, К.И. Арефьев, Д.Б. Ахмедов. JL: Энергоатомиздат, 1986. - 312 с.

102. Предводителев, А.С. Горение углерода / А.С. Предводителев,

103. Л.Н. Хитрин, О.А. Цуханова и др. М.: Изд-во АН СССР, 1949. - 407 с.

104. Промышленные печи: справочное руководство для расчетов и проектирования / Е.И. Казанцев. М.: Металлургия, 1975. - 368 с.

105. Прутковский, Е.Н. Повышение экологической эффективности ТЭС при поэтапном совершенствовании ПГУ с газификацией угля /

106. Е.Н. Прутковский, Л.П. Сафонов, B.C. Варварский и др. // Теплоэнергетика. 1993. - № 9. - С. 50-56.

107. Русьянова, Н.Д. Углехимия / Н.Д. Русьянова. М.: Наука, 2003. — 316 с.

108. Рябиченко, А.Д. Технологическое использование восстановительного газа плазмотермической газификации углей / А.Д. Рябиченко,

109. Ю.А. Селезнев, И.А. Колышкин // Сталь. 1999. -№ 5. - С. 14-16.

110. Сажин, Б.С. Основы техники сушки / Б.С. Сажин. М.: Химия, 1984. -320 с.

111. Саломатов, В.В. Аналитическое исследование горение угольной частицы / В.В. Саломатов // Ползунов, вестн. 2004. - № 1. - С. 36-45.

112. Самарский, А.А. Вычислительная теплопередача/ А.А. Самарский, П.Н. Вабищевич. М.: Едиториал УРСС, 2003. - 784 с.

113. Семенов, Н.Н. О некоторых проблемах химической кинетики и реакционной способности / Н.Н. Семенов. М.: Изд-во АН СССР, 1958. - 687 с.

114. Синярев, Г.Б. Применение ЭВМ для термодинамических расчетов металлургических процессов / Г.Б. Синярев, Н.А. Ватолин, Б.Г. Трусов. -М.: Наука, 1982.-264 с.

115. Славин, B.C. Численное решение уравнения электродинамики в МГД-генераторе с использованием неоднородного газо-плазменного потока /

116. B.C. Славин, И.А. Кузоватов, А.А. Гаврилов, А.А. Гроо // Математические методы и моделирование. Красноярск: КГТУ, 2001. - С. 25-30.

117. Слинько, М.Г. Моделирование химических реакторов / М.Г. Слинько. -Новосибирск: Наука, 1968. 95 с.

118. Соловьев, В.А. Элементарные методы обработки результатов измерений /

119. B.А. Соловеьв, В.Е. Яхонтова. JL: Изд-во Ленингр. ун-та, 1977. - 72 с.

120. Степанов, С.Г. Автотермическая технология переработки некоксующихся углей в полукокс и горючий газ / С.Г. Степанов, С.Р. Исламов, А.А. Гроо // Вестник ТЭК Кузбасса. 2004. - № 7. - С. 39^4.

121. Степанов, С.Г. Аналитический обзор современного состояния и основных тенденций развития крупномасштабной технологии газификации угля /

122. C.Г. Степанов, С.Р. Исламов; Научн.-исслед. и проект.-конструкт. ин-т по пробл. развития Канско-Ачин. угол, бассейна. Красноярск, 1986. -26 с. - Деп. в ЦНИИЭуголь 11.03.86, № 3652-уп.

123. Степанов, С.Г. Газификация угля. Тенденции развития, инженерные решения, новый принцип / С.Г. Степанов // Ресурсы России. 2002. - № 4. -С. 34—43.

124. Степанов, С.Г. Математическая модель газификации угля в слоевом реакторе / С.Г. Степанов, С.Р. Исламов // Химия твердого топлива. — 1991. -№2.-С. 52-58.

125. Степанов, С.Г. О реакционной поверхности при реагировании натуральных твердых топлив с газами / С.Г. Степанов, С.Р. Исламов,

126. В.А. Васильев; Краснояр. политехи, ин-т. — Красноярск, 1983. — 8с.— Деп. в ЦНИЭИуголь 13.04.83, № 2626уп Д83.

127. Степанов, С.Г. Промышленное производство и использование углеродных сорбентов из канско-ачинских бурых углей / С.Г. Степанов,

128. А.Б. Морозов, А.А. Гроо // Углерод: фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология: Материалы 2-й междунар. научн.-практ. конф. М., 2003. - С. 204.

129. Степанов, С.Г. Промышленные технологии переработки угля: перспективы использования в Канско-Ачинском угольном бассейне /

130. С.Г. Степанов. Красноярск: Краснояр. гос. ун-т, 2002. - 85 с.

131. Степанов, С.Г. Разработка автотермических технологий переработки угля: дис. д-ра техн. наук: 01.04.14 / Степанов Сергей Григорьевич. -Красноярск, 2003. 389 с.

132. Степанов, С.Г. Среднетемпературное коксование кузнецких длиннопла-менных углей в автотермическом слоевом газификаторе / С.Г. Степанов, А.Б. Морозов, А.А. Гроо и др. // Кокс и химия. 2003. — № 9. - С.35-38.

133. Степанов, С.Г. Тенденции развития и новые инженерные решения в газификации угля / С.Г. Степанов // Уголь. 2002. - № 11. - С. 53-57.

134. Степанов, С.Г. Технология "Карбоника" прорыв в комплексном использовании угля / С.Г. Степанов, А.А. Гроо, А.С. Овсянкин // Химия - XXI век: новые технологии, новые продукты: Материалы Всерос. научн.— практ. конф. - Кемерово, 2004. - С. 55-57.

135. Степанов, С.Г. Энерготехнологическая переработка неспекающихся углей / С.Г. Степанов, А.Б. Морозов, А.А. Гроо, А.С. Овсянкин // Современные технологии освоения минеральных ресурсов: Сб. науч. тр. ГУЦ-МиЗ. Красноярск, 2004. - С. 373-377.

136. Степанов, С.Г. Энергоэффективная технология переработки канско-ачин-ских углей / С.Г. Степанов, А.Б. Морозов, А.А. Гроо // Достижения науки и техники развитию сибирских регионов: Материалы Всерос. научн.-практ. конф. - Красноярск, 2003. - С. 95-96.

137. Сухоруков, В.И. Научные основы совершенствования техники и технологии производства кокса. Екатеринбург: АЛЛО, 1999. - 393 с.

138. Сысков, К.И. Термоокислительное коксование углей / К.И. Сысков, О.Н. Мощенков. М.: Металлургия, 1973. - 176 с.

139. Тайц, Е.М. Окускованное топливо и адсорбенты на основе бурых углей / Е.М. Тайц, И.А. Андреева, Л.И. Антонова. М.: Недра, 1985. - 160 с.

140. Теплофизические свойства топлив и шихтовых материалов черной металлургии: Справочник / Под ред. В.М. Бабошина. М.: Металлургия, 1982.- 152 с.

141. Термодинамические свойства индивидуальных веществ: Справочное издание в 4-х т. / Л.В. Гурвич, И.В. Вейц, В.А. Медведев и др.; под ред. Л.В. Гурвича. М.: Наука, 1978. - Т. 1, Кн. 2. - 328 е.; Т. 2, Кн. 1. - 440 с.

142. Титов В.А. Численное решение задачи Коши для обыкновенного дифференциального уравнения с малым параметром при производной / В.А. Титов, Г.И Шишкин // Численные методы механики сплошной среды.-1978.-Т. 9. № 7. - С. 112-121.

143. Темкин, А.Г. Обратные методы теплопроводности / А.Г. Темкин. М.: Энергия, 1973.-464 с.

144. Тропко, Л.А. Стратегия развития угольной отрасли. Проблемы и пути их решения / Л.А. Тропко // Уголь. 2003. - № 3.

145. Устименко, Б.П. Численное моделирование гидродинамики и горение в топочных технологических установках / Б.П. Устименко, К.Б. Джакупов,

146. B.О. Кроль. Алма-Ата: Наука, 1986. - 224 с.

147. Федосеев, С.Д. Полукоксование и газификация твердого топлива /

148. C.Д. Федосеев. М.: Гостоптехиздат, 1960. - 326 с.

149. Франк-Каменецкий, Д.А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике / Д.А. Франк-Каменецкий. М.: Наука, 1967. - 492 с.

150. Фролов, В.Ф. Моделирование сушки дисперсных материалов /

151. B.Ф. Фролов. Л.: Химия, 1987. - 208 с.

152. Хзмалян, Д.М. Теория топочных процессов / Д.М. Хзмалян. М.: Энерго-атомиздат, 1990. - 352 с.

153. Химические вещества из угля: пер. с нем. / Под ред. И.В. Калечица — М.: Химия, 1980.-616 с.

154. Хитрин, Л.Н. Физика горения и взрыва / Л.Н. Хитрин. М.: Изд-во МГУ, 1957.-422 с.

155. Хоффман, Е. Энерготехнологическое использование угля / Е. Хоффман. -М.: Энергоатомиздат, 1983. 328 с.

156. Цивенкова, Н.М. Дрова-автомобильное топливо будущего / Н.М. Цивен-кова, А.А. Самылин // Леспроминформ. 2005. -№4,5. - С.72-82.

157. Чернявский, Н.В. Двухстадийная газификация пылевидного угля в потоке: результаты экспериментальных исследований / Н.В. Чернявский,

158. C.Г. Дуличенко, И.В. Кульчицкий // Экотехнологии и ресурсосбережение. 1996.-№ 5-6.-С. 3-12.

159. Шестаков, С.М. Особенности низкотемпературного вихревого сжигания немолотых бурых и каменных углей / С.М. Шестаков, В.К. Любов, A.M. Павлов и др. // Горение органического топлива: сб. науч. тр. / Новосибирск, 1984. 4.2. - С. 225-228.

160. Шилов, А.А. Модернизация Несветай ГРЭС с использованием газификации угля в шлаковом расплаве / А.А. Шилов, В.Ф. Дьяченко,

161. Е.А. Ломоносов // Теплоэнергетика. 1999. -№ 11. - С. 23-25.

162. Шиллинг, Г.-Д. Газификация угля: пер. с нем. / Г.-Д. Шиллинг, Б. Бонн, У. Краус. -М.: Недра, 1986. 175 с.

163. Шишаков, Н.В. Основы производства горючих газов / Н.В. Шишаков. -M.-JL: Госэнергоиздат, 1948.-479 с.

164. Школлер, М.Б. Полукоксование каменных и бурых углей / М.Б. Школлер. -Новокузнецк: Инженерная академия России. Кузбас. филиал, 2001. 232 с.

165. Шпильрайн, Э.Э. Газификация угля: проблемы и перспективы / Э.Э. Шпильрайн // Российский химический журнал. 1994. - Т. 38. -№ 3. - С. 27-34.

166. Яворский, И.А. Физико-химические основы горения твердых ископаемых топлив и графитов / И.А. Яворский. Новосибирск: Наука, 1973. - 251 с.

167. Adanez, J. Modeling of moving-bed coal gasifiers / J. Adanez, F.G. Labiano // Industrial and Engineering Chemistry Resources. 1990. — Vol. 29, No 10. -P. 2079-2088.

168. Aderibigbe, D.A. Studies in coke reactivity. 2. Mathematical model of reaction with allowance for pore diffusion and experimental verification /

169. D.A. Aderibigbe, J. Szekely // Ironmaking and Steelmaking. 1982. - Vol. 9, No 9.-P. 32-43.

170. Aldushin, A.P. Maximal Energy Accumulation in a Superadiabatic Filtration Combustion Wave / A.P. Aldushin, I.E. Rumanov, B.J. Matkowsky. // Comb, and flame, 1999.-V. 118.-P. 76-90.

171. Amundson, N.R. Char gasification in a countercurrent reactor /

172. N.R. Amundson, L.E. Arri // AIChE Journal. 1978. - Vol. 24, No 1. - P. 87101.

173. Anthony, D.B. Rapid devolatilization of pulverized coal / D.B. Anthony,

174. J.B. Howard, H.C. Hottel et al. // Proc. Fifteenth Symp. (Internat.) on Combustion. Pittsburgh, 1974.-P. 1303-1317.

175. Arri, L.E. An analytical study of single particle char gasification / L.E. Arri, N.R. Amundson // AIChE Journal. 1978. - Vol. 24, No 1. - P. 72-87.

176. Attanasi, E.D. Coal-fired power generation. New Air Quality Regulations and future U.S. coal production / E.D. Attanasi, D.H. Root // Environmental Geo-sciences. 1999. - Vol. 6, No 3. - P. 139-145.

177. Backreedy, R.I. An extended coal combustion model / R.I. Backreedy,

178. R. Habib, J.M. Jones etal.//Fuel.- 1999.-Vol. 78, No 14.-P. 1745-1754.

179. Badzioch, S. Kinetics of thermal decomposition of pulverized coal particles /

180. S. Badzioch, P.G. W. Hawksley, C.W. Peters // Industrial and Engineering Chemistry. Process Design and Development. 1970. - Vol. 9, No 4. - P. 521-530.

181. Bhatia, S.K. Modeling the pore structure of coal / S.K. Bhatia // AIChE Journal. 1987.-Vol. 33, No 10.-P. 1707-1718.

182. Bhattacharya, A. Experimental and modeling studies in fixed-bed char gasification / A. Bhattacharya, L. Salam, M.P. Dudukovic, B. Joseph // Industrial and Engineering Chemistry Process Design and Development. 1986. -Vol. 25, No 4.-P. 988-996.

183. Beer, J.M. Combustion technology developments in power generation. A response to environmental challenges / J.M. Beer // Progress in Energy and Combustion Science. 2000. - Vol. 26, No 4. - P. 301-327.

184. Bennett, J. Coking Coal / J. Bennett. London: Energy Publishing, 1996. -250 p.

185. Bodle, W.W. Coal gasification / W.W. Bodle, J. Hubler // Coal Handbook. -NY: Naroel Dekkor, 1981. P. 493-733.

186. Coal Gasification Processes / Ed. by P. Nowacki. Park Ridge: Noyes Data Corporation, 1981.-386 p.

187. Charam, H.S. Simplified model for a countercurrent char gasifier /H.S.Charam, C. Fuentes // Industrial and Engineering Chemistry. Fundamentals. 1982. -Vol. 21, No4.-P. 464-472.

188. Ghani, M.U. An improved model for fixed-bed coal combustion and gasification: sensitivity analysis and applications / M.U. Ghani, P.T. Radulovic, L.D. Smoot // Fuel. 1996. - Vol. 75, No 10. - P. 1213-1226.

189. Cho, Y.S. Heterogeneous model for moving-bed coal gasification reactors / Y.S. Cho, B. Joseph // Industrial and Engineering Chemistry Process Design and Development. 1981. - Vol. 20, No 2. - P. 314-318.

190. Dasappa, S. Gasification of char particles in packed beds: analysis and results / S. Dasappa, P.J. Paul // International Journal of Energy Resources. 2001. -Vol. 25, No 12.-Pr 1053-1072.

191. Dollimore, D. The development of pore structure on oxidation of carbon and solvent extracts of coal and pitch / D. Dollimore, A. Turner // Gas Chemistry in Nuclear Reactors and Large Industrial Plants. Proc. Conf. London, 1980. -P. 164-173.

192. Dry, M.E. The Fischer-Tropsh process: 1950-2000 / M.E. Dry // Catalysis Today. 2002. - Vol. 71, No 3. - P. 227-241.

193. Duong, D. On the validity of the shrinking core model in noncatalytic gas solid reaction / D. Duong // Chemical Engineering Science. 1982. - Vol. 37,1. No 10.-P. 1977-1981.

194. Essenhigh, R.H. Fundamental research in coal combustion. What use is it? / R.H. Essenhigh // Chemistry and Physics of Coal Utilization. AIP Conf. Proc. -NY, 1981.-P. 309-331.

195. Essenhigh, R.H. The thermal radiation theory for plane flame propagation in coal dust clouds / R.H. Essenhigh, J. Csaba // Proc. Ninth Symp. (Internat.) on Combustion. Pittsburgh, 1963.-P. 111-125.

196. Feng, C. Practical models for isothermal diffusion and flow of gases in porous solids / C. Feng, W. Stewart // Industrial and Engineering Chemistry. Fundamentals. 1973. - Vol. 12, No 2. - P. 143-147.

197. Field, M.A. Combustion of Pulverized Coal / M.A. Field, D.W. Gill,

198. B.B. Morgan, P.G.W. Howksley. Leatherhead: Brit. Coal Utilis. Res. Assoc., 1967.-413 p.

199. Gavalas, G.R. A random capillary model with application to char gasification at chemistry controlled rates / G.R. Gavalas // AIChE Journal. 1980. -Vol. 26, No 4.-P. 577-585.

200. German, К. Model obliczen zgazowania pylu weglowego / K. German // Koks, smola, gaz. 1987. - Vol. 67, No 3 - P. 384-388.

201. Hobbs, M. Prediction of effluent compositions for fixed-bed coal gasifiers / M. Hobbs, P.T. Radulovic, L.D. Smoot // Fuel. 1992. - Vol. 71, No 10. -P. 1177-1194.

202. Hunt, V.D. Synfuels Handbook / V.D. Hunt. NY: Industrial Press, 1983. -559 p.

203. Huttinger, K.J. Katalise der Kohlevergasung / K.J. Huttinger // Erdol and Kohle, Erdgas, Petrochemie. 1986. - Bd. 39, Nr 6. - S. 261-268.

204. Joshi, M.M. Integrated gasification combined cycle. A review oflGCC technology/М.М. Joshi, S. Lee//Energy Sources.-1996.-Vol. 18, No 5.1. P. 537-568.

205. Juntgen, H. Application of catalysis to coal gasification process. Incentives and Perspectives / H. Juntgen // Fuel. 1983. - Vol. 62, No 2. - P. 234-238.

206. Kansa, E.J. A transient dust-flame model: application to coal dust flames / E.J. Kansa, H.A. Perlee // Combustion and Flame. Vol. 38, No 1. - P. 17-36.

207. Kim, M. Dynamic behavior of moving-bed coal gasifier / M. Kim, B. Joseph // Industrial and Engineering Chemistry Process Design and Development. -1983. Vol. 22, No 2. - P. 212-217.

208. Kinetics of Coal Gasification: a Compilation of Research by the Late Dr. J.L. Johnson. NY: John Wiley, 1979. - 324 p.

209. Klavetter, E.A. Comparison of mass fluxes predicted by the dusty-gas and a modified dusty-gas model / E.A. Klavetter, A.I. Liapis, O.K. Grosser// Chemical Engineering Science. 1982. -Vol. 37, N7.-P. 997-1005.

210. Klose, E. Tendenzen bei der Entwiklung und Charakterisierung von Ad-sorbenten aus Braunkohle / E. Klose, W. Heschel, M. Born // Freiberger For-schungsgeselschaft. 1990. - Nr 816. - S. 7-21.

211. Kobayashi, H. Coal devolatilization at high temperatures / H. Kobayashi,

212. J.B. Howard, A.F. Sarofim // Proc. Sixteenth Symp. (Internat.) on Combustion. -Pittsburgh: The Combustion Institute, 1976. P. 411-415.

213. Kosky, P.G. Global model of countercurrent coal gasifier / P.G. Kosky,

214. J.K. Floess // Industrial and Engineering Chemistry Process Design and Development. 1980. - Vol. 19, No 4. - P. 586-592.

215. Krazinski, J.L. Coal dust flames: a review and development of a model for flame propagation / J.L. Krazinski, R.O. Buckius, H. Krier // Progress in Energy and Combustion Science. 1979. - Vol. 5, No 1. - P. 31-71.

216. Laurendeau, N.M. Heterogeneous kinetics of coal char gasification and combustion / N.M. Laurendeau // Progress in Energy and Combustion Science. -1978. Vol. 4, No 4. - P. 221-270.

217. Libby, P. A. Burning carbon particles in the presence of water vapor /

218. P.A. Libby, T.R. Blake // Combustion and Flame. 1981. - Vol. 41, No 2. -P. 123-147.

219. Libby, P. A. Theoretical study of burning carbon particles / P. A. Libby, T.R. Blake // Combustion and Flame. 1979. - Vol. 36, No 2. - P. 139-169.

220. Liu, G.-S. Mathematical modeling of coal char reactivity with C02at high pressures and temperatures / G.-S. Liu, A.G. Tate, G.W. Bryant, T.F. Wall // Fuel. 2000. - Vol. 79, No 10. - P. 1145-1154.

221. Liu, G.-S. Modelling of a pressurized entrained flow coal gasifier: the effect of reaction kinetics and char structure / G.-S. Liu, H.R. Rezaei, J.A. Lucas,

222. D.J. et al. // Fuel. 2000. - Vol. 79, No 14. - P. 767-1779.

223. Lockwood, F.C. A prediction method for coal-fired furnaces / F.C. Lockwood, A.P. Salooja, S.A. Syed // Combustion and Flame. 1980. - Vol. 38, No 1. -P. 1-15.

224. Lyczkowski, R.W. Modeling of flow nonuniformities in fissured porous media / R.W. Lyczkowski // The Canadian Journal of Chemical Engineering. 1982. -Vol. 60,No 1.-P. 61-75.

225. Mastral, A.M. Application of coal conversion technology to tire processing / A.M. Mastral, R. Murillo, M.S. Callen, T. Garcia // Fuel Processing Technology. 1999. - Vol. 60, No 3. - P. 231-242.

226. Miura, K. Mild conversion of coal for producing valuable chemicals / K. Miura // Fuel Processing Technology. 2000. - Vol. 62, No 2. - P. 119-135.

227. Mulcahy, M.F.R. The combustion of carbon / M.F.R. Mulcahy // Oxygen in the Metal and Gaseous Fuel Industries. CSIRO, 1978.-P. 175-208.

228. Neogi, P. Transport phenomena in solids with bidispersed pores / P. Neogi, E. Ruckenstein // AIChE Journal. 1980. - Vol. 26, No 5. - P. 787-794.

229. Pian, C.C.P. Development of a high-temperature air-blown gasification system / C.C.P. Pian, K. Yoshikawa // Bioresource Technology. 2001. - Vol. 79, No 3. - P. 231-241.

230. Pratt P. T. CREK. A computer program for calculation of combustion reaction equilibrium and kinetics in laminar or turbulent flow / P.T. Pratt, J.J. Wormeck // Report WSU-ME-TEL-76-1. Washington State University, 1976.

231. Pulverized coal combustion and gasification: theory application for continuous flow processes / Ed. by L.D. Smoot and D.T. Pratt. NY-London: Plenum Press, 1979.-323 p.

232. Radulovic, P.T. An improved model for fixed bed coal combustion and gasification / P.T. Radulovic, M.U. Ghani, L.D. Smoot // Fuel. 1995. - Vol. 74, No 4.-P. 582-594.

233. Rai, C. Kinetics models for pyrolysis and hydrogasification of Hanna coal / C. Rai, D.Q. Tran // Fuel. 1979. - Vol. 58, No 8. - P. 603-608.

234. Rao, T.R.T. Analysis of one-dimensional grain model / T.R.T. Rao // The Canadian Journal of Chemical Engineering. 1992. - Vol. 70, No 2. - P. 391-393.

235. Reidelbach, H. Berechnung der Thermischen Zersetzung von Gasflammen Kohlen / H. Reidelbach, J. Algermissen // Brennstoff-Warme-Kraft. 1981. -Jar. 33, Nr 6.-S. 273-281.

236. Salatino, P. A fractal approach to the analysis of low-temperature combustion rate of coal char. II: Model development / P. Salatino, F. Zimbardi // Carbon.1994. Vol. 32, No 1. - P. 51-59.

237. Shadman, F. An analytical model for the combustion of coal particles /

238. F. Shadman, J.C. Cavendish // The Canadian Journal of Chemical Engineering. 1980. - Vol. 58, No 4. - P. 470^75.

239. Simons, G.A. Enhanced char reactivity via a tailored pore structure /

240. G.A. Simons // Combustion and Flame. 1983. - Vol. 50, No 3. - P. 275-285.

241. Smith, P.J. One-dimensional model for coal combustion and gasification / P.J. Smith, L.D. Smoot// Combustion Science and Technology. 1980. -Vol. 29, No l.-P. 17-31.

242. Smoot, L.D. Coal Combustion and Gasification / L.D. Smoot. NY-London: Plenum Press, 1985. - 433 p.

243. Sprouse, K.M. Modeling pulverized coal conversion in entrained flows / K.M. Sprouse, // AIChE Journal. 1980. - Vol. 26, No 6. - P. 964-975.

244. Srinivas, B. A single particle char gasification model / B. Srinivas,

245. N.R. Amundson // AIChE Journal. 1980. - Vol. 26, No 3. - P. 487-496.

246. Srinivas, B. Intraparticle effects in char combustion / B. Srinivas,

247. N.R. Amundson // The Canadian Journal of Chemical Engineering. 1980. -Vol. 58, No 4.-P. 476-484.

248. Stickler, D.B. Combustion of pulverized coal in high temperature preheated air / D.B. Stickler, F.E. Becker, S.K. Ubhayakar//AIAA Pap. 1979. -No 298. -P. 1-12.

249. Stillman, R. Simulation of a moving bed gasifier for a Western coal / R. Stillman, // IBM Journal of Research and Development. 1979. - Vol. 23, No 3. - P. 240-252.

250. Swithenbank, J. Future integrated waste, energy and pollution management (WEP) systems exploit pyrotechnology / J. Swithenbank, V. Nasserzadeh,

251. A. Wasantakorn et al. // Process Safety and Environmental Protection. 2000. -Vol. 78, No 5.-P. 383-398.

252. Tang, Z. Efficient and environment friendly use of coal / Z. Tang, Y. Wang // Fuel Processing Technology. 2000. - Vol. 62, No 2. - P. 137-141.

253. Tu, C.M. Combustion rate of carbon / C.M. Tu, H. Davis, H.C. Hottel // Industrial and Engineering Chemistry. 1934. - Vol. 26, № 7. - P. 749-757.

254. Ubhayakar, S.K. Rapid devolatilization of pulverized coal in hot combustion gases / S.K. Ubhayakar, C.V. Stickler, Jr. von Rosenberg, R.E. Gannon // Proc. Sixteenth Symp. (Internat.) on Combustion. Pittsburgh, 1976. - P. 427-436.

255. Ubhayakar, S.K. Modelling of entrained-bed pulverized coal gasifiers /

256. S.K. Ubhayakar, C.V. Stickler, R.E. Gannon // Fuel. 1977. - Vol. 56, No 3. -P. 281-291.

257. Vonderbank, R.S. CFD-Simulation der Kohleverbrennung in Grossfeuerung-sanlagen / R.S. Vonderbank // Brenstoff-Warme-Kraft. 1996. - Bdio 48, Nr 9. - S. 39-43.

258. Walker, P.L. Gas reactions of carbon / P.L. Walker, Jr.F. Rusinko, L.G. Austin // Advances of Catalysis. 1959. -Vol. 11.-P. 135-221.

259. Whitaker, S. Diffusion and reaction in a micropore-macropore model of a porous medium / S. Whitaker // Latinoam. Journal Chemical Engineering Application Chemistry. 1983.-Vol. 13, No 2.-P. 143-183.

260. Xieu, D.V. Mathematical model of a one-dimensional char flame: a comparison of theory and experiment / D.V. Xieu, T. Masuda, J.G. Cogoli,

261. R.H. Essenhigh // Proc. Eighteenth Symp. (Internat.) on Combustion. Pittsburgh, 1981.-P. 1460-1469.

262. Yu, W.-C. Transient simulation of moving-bed coal gasifiers / W.-C. Yu, M.M. Denn, J. Wei // AIChE Journal. 1978. - Vol. 25, No 2. - P. 429-439.

263. Zygourakis, K. Studies on the gasification of a single char particles /

264. K. Zygourakis, L. Arry, N.R. Amundson // Industrial and Engineering Chemistry. Fundamentals.-1982.-Vol. 21, No l.-P. 1-12.