Макрокинетическое моделирование сверхадиабатического фильтрационного горения углеродосодержащих материалов тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.17 ВАК РФ

ВВЕДЕНИЕ.

ОБОЗНАЧЕНИЯ.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1. Источники углеродосодержащих отходов.

2. Технологии термического обезвреживания углеродосодержащих отходов.

3. Сверхадиабатическая газификация углеродосодержащих отходов.

3.1. Технологическая схема сверхадиабатической переработки низкосортных топлив.

3.2. Теоретические основы сверхадиабатического процесса.

4. Выбор цели и объекта исследований.

4.1. Физическая модель активной среды сверхадиабатического процесса.

4.2. Выбор кинетических моделей активной среды сверхадиабатического процесса.

4.3. Выбор математического описания сверхадиабатического процесса.

ГЛАВА I. КИНЕТИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ

ФИЛЬТРАЦИОННОГО ГОРЕНИЯ УГЛЕРОДА.

1.1. Общие закономерности фильтрационного горения.

1.2. Физическая модель активной среды зоны горения.

1.3. Скорость реакции в потоке реагирующего газа.

9. 1.4. Учет реакции на внутренней поверхности.

1.5. Химические реакции при газификации углерода.

1.6. Гетерогенные реакции горения углерода.

1.7. Условия селективного проведения гетерогенных реакций при фильтрационном горении углерода.

ГЛАВА II. ЗАДАЧА О РЕАКЦИОННОЙ ВОЛНЕ В УСЛОВИЯХ СПУТНОЙ ВЫНУЖДЕННОЙ ФИЛЬТРАЦИИ ГАЗА.

2.1. Постановка нестационарной задачи спутного фильтрационного горения.

2.2. Рамки применимости и ограничения модели.

2.3. Стационарная постановка задачи спутного фильтрационного горения.

ГЛАВА III. СТАЦИОНАРНОЕ СПУТНОЕ ФИЛЬТРАЦИОННОЕ ГОРЕНИЕ УГЛЕРОДА РАЗБАВЛЕННОГО

ИНЕРТНЫМ И ДОБАВКАМИ.

3.1. Стационарная постановка задачи спутного фильтрационного горения с учетом одной химической реакции.

3.2. Распространение волны спутного фильтрационного горения нормальной структуры с ведущей реакцией С + О2 СО2.

3.3. Распространение волны спутного фильтрационного горения инверсной структуры с ведущей реакцией С + О2 СО2.

3.4. Распространение волны спутного фильтрационного горения нормальной структуры с ведущей реакцией С + Vz О2 СО.

3.5. Распространение волны спутного фильтрационного горения инверсной структуры с ведущей реакцией С +'А 02 СО.

3.6. Обсуждение результатов.

ГЛАВА IV. СТАЦИОНАРНОЕ СПУТНОЕ ФИЛЬТРАЦИОННОЕ ГОРЕНИЕ УГЛЕРОДА В ИНВЕРСНОМ РЕЖИМЕ.

4.1. Распространение волны спутного фильтрационного горения инверсной структуры с ведущей реакцией С + О2 СО2.

4.2. Распространение волны спутного фильтрационного горения инверсной структуры с ведущей реакцией С + !6 О2 СО.

4.3. Обсуждение результатов.

ГЛАВА V. НЕЕДИНСТВЕННОСТЬ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА

И СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ФРОНТА ПРИ СТАЦИОНАРНОМ СПУТНОМ ФИЛЬТРАЦИОННОМ ГОРЕНИИ УГЛЕРОДА.

5.1. Неединственность стационарных стехиометрических режимов фильтрационного горения многократно разбавленного инертными добавками углерода.

5.2. Критическое значение расхода газа, при котором реализуется стехиометрическая неединственность первого вида.

5.3. Критическое значение расхода газа, для стехиометрической неединственности второго вида.

5.4. Неединственность стационарных кинетических режимов спутного фильтрационного горения углерода.

5.5. Параметрическая область существования неединственности стационарных режимов фильтрационного горения

• разбавленного инертными добавками углерода.

ГЛАВА VI. ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕРМИЧЕСКИХ ПРЕВРАЩЕНИЙ УГЛЕРОДОСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ В СВЕРХАДИАБАТИЧЕСКИХ РЕЖИМАХ.

• 6.1. Макрокинетика твердофазных превращений углеродосодержащих материалов в условиях фильтрации инертного газа.

6.2. Нестационарная макрокинетика термодеструкции целлюлозы в условиях спутной фильтрации инертного газа.

6.3. Моделирование нестационарной макрокинетики при спутном фильтрационном горении углерода.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ.

Актуальность темы.

• Распространение', волн экзотермического превращения >в условиях вынужденной фильтрации газа является одним из видов фильтрационного горения, который очень широко; используется на практике. Это и-подземная газификация угля и внутрипластовое горение с целью извлечения остаточной нефти и такие многотоннажные' производства как обжиг и агломерация руд, доменное производство стали, прямое восстановление железа из обогащенных

РУД

В настоящее время разработаны и с успехом применяются новые технологии основанные на эффекте фильтрационного горения — самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС) неорганических материалов,. регенерация катализаторов методом выжигания коксовых отложений, каталитическое превращение в реакторах вытеснения с неподвижным слоем катализатора и фильтрационное сжигание газов.

Отдельный интерес представляет перспектива использования фильтрационного горения для термической переработки низкокалорийных углеродосодержащих материалов с целью утилизации промышленных и бытовых отходов.

Экономически и экологически интересен вариант организации спутного фильтрационного горения, когда направление распространения тепловой волны совпадает с направлением движения фильтрующегося газа.

Такой процесс получил название сверхадиабатического процесса. Основное преимущество сверхадиабатического процесса заключается в ф рекуперации тепла, которое извлекается из продуктов горения фильтрующимся газом и возвращается в зону реакции. Эффект рекуперации тепла может существенно повысить температуру горения, компенсируя недостаточную калорийность топлива.

Преимуществами сверхадиабатического метода термической переработки углеродосодержащих отходов, по сравнению с известными техническими решениями, является: высокий энергетический КПД, позволяющий не только проводить процесс практически без затрат энергии, но и получать тепло из фактически бросового источника; отсутствие вредных веществ в газообразных, продуктах; возможность эффективной переработки некоторых видов отходов, которые не могут быть утилизированы другими способами.

Несмотря на большую эффективность процесса сверхадиабатического ^ горения его практическое использование для термической переработки низкокалорийных топлив и углеродосодержащих отходов находится на начальной стадии. Это связано, в том числе, с отсутствием законченной теории, пригодной для инженерных расчетов фильтрационного горения в сверхадиабатических режимах.

Задача теоретического описания термохимических превращений * углеродосодержащих материалов также далека от завершения.

В настоящей работе предлагаются макрокинетические модели, которые позволяют качественно и количественно описать термические превращения, углеродосодержащих материалов в сверхадиабатической волне фильтрационного горения, дать классификацию режимов, предсказать Щ качественное поведение и изменение характеристик системы при варьировании управляющих параметров.

Работа направлена на создание полных распределенных количественных моделей термохимических превращений углеродосодержащих материалов в условиях фильтрации газа. ц Цель работы - теоретическое исследование фильтрационного горения и термических превращений углеродосодержащих материалов в сверхадиабатических режимах с учетом сложных кинетических схем химических реакций.

Задачами работы являлось:

• создание оптимальных для расчетов кинетических схем химических превращений углеродосодержащих материалов при термической обработке;

• построение макрокинетической модели превращения углеродосодержащих материалов в потоке газообразного окислителя;

• исследование асимптотическими методами стационарных состояний фильтрационного горения углерода в сверхадиабатических режимах;

• анализ влияния управляющих параметров на температурный и скоростной режим распространения волнового фронта при фильтрационном горении углерода;

• численное моделирование режимов установления стационарных состояний, кинетики развития процессов и анализ полученных результатов.

Научная новизна работы.

Впервые с использованием принципов химической макрокинетики исследованы нестационарные распределенные модели, учитывающие экзотермические твердофазные превращения, пиролиз и газификацию углеродосодержащих материалов, которые имеют место в сверхадиабатических условиях промышленного реактора по переработке углеродосодержащих материалов.

Впервые для стационарной постановки задачи спутного фильтрационного горения в случае преимущественного протекания одной из двух параллельных химических реакций получены аналитические выражения, связывающие расход газа, долю твердого реагента и окислителя в горючей смеси и максимальную температуру во фронте тепловой волны.

Впервые предсказаны области управляющих параметров системы, в которых спутный фильтрационный режим газификации углерода в условиях низких теплопотерь не единственен. Дана классификация возможных неединственных стехиометрических и кинетических режимов спутного фильтрационного горения углерода.

С помощью вычислительного эксперимента на основе нестационарной макрокинетической модели фильтрационного горения углерода впервые показана возможность существования неединственных стационарных режимов ^ распространения волны, в случае многократного разбавления углерода и кислорода инертными компонентами.

Научно - практическая ценность работы.

Использованный в настоящей работе подход может быть применен для моделирования неизотермических превращений в системах фильтрационного горения, с целью определения влияния управляющих параметров и расчета оптимальных режимов в реальных условиях, а именно:

- исследования переходных и стационарных режимов при слабом теплоотводе, которые имеют большое значение при моделировании сверхадиабатических процессов в промышленных реакторах;

- исследования кинетических закономерностей термических превращений и газификации углеродосодержащих материалов, которые могут быть применены для решения задач оптимизации промышленных процессов.

Математическое моделирование имеет большое значение, поскольку экспериментальные измерения и регистрация температурных и щ концентрационных полей - трудоемкие и дорогостоящие процедуры.

В рамках математической модели обычно проводится обсуждение и интерпретация экспериментальных данных.

Адекватная математическая модель может не только достаточно точно имитировать действительность, позволяя заменить реальный эксперимент вычислительным, но и предоставляет существенные возможности, как для предсказания поведения системы, так и для оптимизации условий протекания сложных физико-химических процессов.

Для волн фильтрационного горения с большими абсолютными значениями пространственно-временных масштабов (внутрипластовое горение, подземная газификация угля, доменное производство и утилизация углеродосодержащих отходов) теоретический анализ, по существу, является единственным способом научного подхода к оптимизации процессов, вследствие практической невозможности их лабораторного моделирования.

На защиту выносятся:

1. Макрокинетическая модель твердофазных превращений бурого угля в условиях фильтрации инертного газа.

2. Макрокинетическая модель пиролиза целлюлозы в условиях фильтрации инертного газа.

3. Макрокинетическая математическая модель спутного фильтрационного горения углерода в случае разбавления углерода и кислорода инертными добавками.

5. Аналитические решения задачи спутного фильтрационного горения с учетом двух конкурирующих реакций кислорода с углеродом.

6. Возможность существования неединственных режимов фильтрационного горения углерода.

7. Определение областей значений управляющих параметров, в которых возможна неединственность режимов.

8. Классификация возможных неединственных стехиометрических и кинетических режимов спутного фильтрационного горения углерода.

Личный вклад автора.

В работе представлены результаты исследований, полученные лично автором в течении 1995-2004 гг. в соответствии с координационными планами научно-исследовательских работ ИПХФ РАН и МИ РАН в рамках проектов РФФИ №99-03-32369, №01-03-06097, №203-03-32752 а также в рамках программы ОМ РАН "Математические методы в нелинейной динамике". Автор непосредственно участвовал в постановке и обосновании основной части исследований, создании математических моделей, получении аналитических и численных решений их обсуждении и формулировании выводов. Макрокинетические исследования проводились в лаборатории макрокинетики гетерофазных процессов Института Проблем Химической Физики РАН (зав. лаб. к.ф.-м.н. Е.В. Полианчик). Математические исследования проводились в группе статистической механики Математического Института имени В.А. Стеклова РАН (руководитель группы чл.-корр. РАН, профессор Н.Н. Боголюбов).

Апробация работы.

Материалы работы были представлены на следующих конференциях:

1. Беккер А.В. Численное исследование математических моделей распределенных физических систем // Международная конференция студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов 99» Москва. 1999. С.225-228.

2. Беккер А.В. Волкова Н.Н. Крисюк Б.Э. Полианчик Е.В. Кинетика твердофазных реакций, протекающих в бурых углях в условиях естественного хранения // Сборник тезисов 18 Всероссийского симпозиума молодых ученых по химической кинетике. Клязьма. 2000. С. 40.

3. Беккер А.В., Волкова Н.Н., Полианчик Е.В. Математическое моделирование пиролиза целлюлозы в условиях фильтрации газа. Тез. док. Современная химическая физика XIII симпозиум. Туапсе. 2001. С. 100.

4. Беккер А.В. Математическое моделирование макрокинетики фильтрационного горения углерода // Тез. док. XX Всероссийский симпозиум молодых ученых по химической кинетике. Клязьма. 2002 . С. 45-46.

5. Беккер А.В., Полианчик Е.В., Глазов С.В. Неединственность стационарных режимов при фильтрационном горении углерода // Тез. док. XXI Всеросс. симпозиум молодых ученых по химической кинетике. Клязьма. 2003.

6. Беккер А.В., Полианчик Е.В., Волкова Н.Н. Исследование условий селективного проведения реакций при фильтрационном горении углерода // Тез. док. XV Всероссийского Симпозиума Современная химическая физика. Туапсе. 2003. С. 190-191.

7. Беккер А.В., Полианчик Е.В. Неединственность стационарных стехио-метрических режимов фильтрационного горения твердого углерода, разбавленного Si02 II Всероссийская научная школа по структурной макрокинетике. Черноголовка. 2003. С. 10-12.

Публикации автора.

По теме диссертации опубликовано 3 статьи и тезисы 5-и докладов.

1. Беккер А.В. Численное исследование математических моделей распределенных физических систем // Труды Международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов 99» Москва.1999. С.225-228.

2. Беккер А.В. Волкова Н.Н. Крисюк Б.Э. Полианчик Е.В. Кинетика твердофазных реакций, протекающих в бурых углях в условиях естественного хранения // Сборник тезисов 18 Всероссийского симпозиума молодых ученых по химической кинетике. Клязьма. 2000. С. 40.

3. Беккер А.В., Волкова Н.Н., Гришин Д.В., Полианчик Е.В., Манелис Г.Б. Макрокинетика саморазогрева бурого угля в условиях естественного хранения // Химическая физика. 2001. Т. 20, №2. С. 85-91.

4. Беккер А.В., Волкова Н.Н., Полианчик Е.В. Математическое моделирование пиролиза целлюлозы в условиях фильтрации газа. Тез. док. Современная химическая физика XIII симпозиум. Туапсе. 2001. С. 100.

5. Беккер А.В. Математическое моделирование макрокинетики фильтрационного горения углерода // Тез. док. XX Всероссийский симпозиум молодых ученых по химической кинетике. Клязьма. 2002. С. 45-46.

6. Беккер А.В., Полианчик Е.В., Глазов С.В. Неединственность стационарных режимов при фильтрационном горении углерода // Тез. док. XXI Всероссийский симпозиум молодых ученых по химической кинетике. Клязьма. 2003.

7. Беккер А.В., Полианчик Е.В., Волкова Н.Н. Исследование условий селективного проведения реакций при фильтрационном горении углерода //

Тез. док. XV Всероссийского Симпозиума Современная химическая физика. Туапсе. 2003. С. 190-191.

8. Беккер А.В., Полианчик Е.В. Неединственность стационарных стехиомет-рических режимов фильтрационного горения твердого углерода, разбавленного Si02 II Труды Всероссийской научной школы по структурной макрокинетике. Черноголовка. 2003. С. 10-12.

Объем и структура диссертации.

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, изложения и обсуждения результатов (шесть глав), выводов и списка цитируемой литературы. Работа изложена на 211 листах машинописного текста, содержит 335 формул, 12 таблиц, 29 рисунков и 134 библиографических ссылки.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Сформулированы, аналитически и численно исследованы нестационарные макрокинетические модели твердофазных превращений бурого угля и пиролиза целлюлозы в условиях фильтрации инертного газа. Модельный расчет эволюции этих систем позволил выявить характерные режимы распространения реакционной волны, количественно оценить температуру во фронте волны и скорость распространения фронта. Показано, что при небольшом тепловом воздействии в условиях фильтрации любого газа через пористую среду бурого угля или целлюлозы достаточной толщины возможен сверхадиабатический разогрев системы даже в отсутствие кислорода.

2. Предложена кинетическая схема газификации углерода для случая, когда основной окислительный реагент — кислород. Исследована и теоретически показана возможность селективного проведения отдельных стадий гетерогенного окисления и восстановления углерода в сверхадиабатических режимах.

3. На основе нестационарной одномерной однотемпературной математической модели аналитически и численно исследована макрокинетика спутного фильтрационного горения углерода. Показано, что посредством изменения расхода фильтрующегося газа и выбора его состава, и при определенном соотношении углерода и инертных компонент в пористом твердом материале, можно контролировать скорости химических реакций, выделяя из них одну ведущую. Для этой ведущей реакции можно создавать и инверсную, и нормальную структуру волны горения с одной и той же максимальной температурой во фронте волны.

4. Для стационарной постановки задачи спутного фильтрационного горения с учетом двух параллельных химических реакций первого и половинного порядка по газообразному окислителю и первого порядка по твердому активному компоненту получены аналитические выражения, связывающие расход газа, долю твердого реагента и окислителя в горючей смеси и максимальную температуру во фронте тепловой волны. Квадратичная связь расхода и констант скоростей реакций в найденных аналитических выражениях позволяет анализировать экспериментальные данные, полученные в кинетических режимах фильтрационного горения, и на их основе уточнять кинетические параметры для ведущей реакции.

5. Предсказаны диапазоны управляющих параметров системы, в которых спутный фильтрационный режим гетерогенного горения углерода в условиях низких теплопотерь неединственен. Неединственность связана с тем, что у углерода (элемент переменной валентности) существует два стабильных оксида, которые переходят друг в друга термодинамически обратимым образом, а также с зависимостью скоростей реакций газификации углерода от температуры и концентраций реагентов, и реализуется, когда скорость одной химической реакции много больше скоростей других реакций, при той же температуре, но при этом температура во фронте спутной волны может быть достигнута не только благодаря различным тепловым эффектам для разных каналов, но и за счет её регулирования в режимах фильтрационного охлаждения и сверхадиабатического разогрева.

6. Дана классификация возможных неединственных стехиометрических и кинетических режимов спутного фильтрационного горения углерода. Для стехиометрических режимов спутного фильтрационного горения углерода возможно два вида неединственности. Для кинетических - три.

7. С помощью вычислительного эксперимента на основе нестационарной макрокинетической математической модели фильтрационного горения углерода показана возможность существования неединственных стационарных режимов распространения волны спутного фильтрационного горения, в случае многократного разбавления углерода и кислорода инертными компонентами. При одном и том же расходе и составе фильтрующегося газа и твердой горючей смеси реализуется либо низкотемпературный, низкоскоростной режим распространения волнового фронта с ведущей реакцией С+02—>С02, либо высокотемпературный, высокоскоростной режим с ведущей реакцией 2С+02->2С0. Какой из двух режимов реализуется - определяют начальные условия нестационарной задачи, т.е. условия зажигания.

1. Гамов В.И., Двинских С.В., Керин А.С. Обработка осадка поверхностного стока 1.. М.:Стройиздат. 1991. С. 427.

2. Санитарная очистка и уборка населенных мест // Справочник М.: Стройиздат. 1990. С. 413.

3. О состоянии окружающей природной среды Российской Федерации в 1998 году. Государственный доклад. М. 1999.

4. Состояние окружающей среды Московской области в 1997 году II Государственный доклад М. 1998.

5. Lund H.F. Industrial pollution control handbook // New-York McGraw-Hill. 1971. P. 570.

6. Lewis C.R., Edwards R.E., Santora M.A. Incineration of industrial wastes // Chemical Engineering. 1976. V. 83, №2. P. 115-121.

7. Grosse F.L. Jr. Incineration of hazardous wastes // Toxic Material News. 1981. V, 8, №21. P. 323.

8. Giosse F.L. Jr. Incineration of hazardous wastes // The handbook of hazardous waste magament, ed. A.A.Metry-Wcstpoit. Techn. Publishing. 1980. P. 310-322.

9. Kanury A.M. Introduction to combustion phenomena // New-York Gordon & Breach. 1977. P. 257.

10. Reed L.C., Moore B.L. Ultimate hazardous waste disposal by incineration // Toxic and hazardous waste disposal. Ann Arbor Science Publishers. 1980. V. 4. P. 163-174.

11. I. Гумен С.Г., Трухин Ю.А., Гоухберг M.C. Научно-технический прогресс в "Водоканале Санкт-Петербурга" // Тезисы докладов Третьего международного конгресса "Вода экология и технология" ЭКВАТЭК-98. С. 391.

12. Лушвшц X. Удаление ила сточных вод // II Тезисы докладов Третьего международного конгресса "Вода экология и технология" ЭКВАТЭК-98. С. 426.

13. Рекламный листок фирмы "Molten Metal Technologies" 1998.

14. Воловик А.В. Способ переработки твердых бытовых и промышленных отходов II // Патент Российской Федерации № 2086850 10 августа 1997 г.

15. Усачев А.Б., Роменецидр В.А. Способ переработки отходов в барботируемом шлаковом расплаве // АС 1315738 СССР 1986 г.

16. Усачев А.Б., Роменец В.А., Баласанов А.В. и др. Экология и промышленность России. 1998 ноябрь С. 27-30.

17. Рекламный проспект фирмы АО "Капитал" 1998 г.

18. Научно-Технический отчет ВНИИЖТ И374 11 ВС-74 С. 63.

19. Рекламный проспект фирмы ALFA LAVAL 1998.

20. Бельков В.М. // Химическая промышленность. №11. 2000.

21. Манелис Г.Б., Полианчик Е.В., Волкова Н.Н., Алексеев А.П., Беккер А.В. Пространственное разделение сложных химических реакций в автоволновых режимах // Итоговый отчет РФФИ № 99-03-32369. 2001.

22. Глазов С.В., Манелис Г.Б., Стесик J1.H., Фурсов В.П. и Яковлева Г.С., Экологически чистая переработка горючих отходов металлургического производства. Машиностроитель 1996. №1. изд. Вираж-Центр.

23. Алдушин А.П., Сеплярский Б.С., Шкадинский К.Г. К теории фильтрационного горения // Препринт. Черноголовка: ОИХФ АН СССР. 1979. Физика горения и взрыва. 1980. Т. 16, № 1, С. 36-41.

24. Боресков Г.К., Киселев О.В., Матрос Ю.Ш. Оценки основных характеристик фронта экзотермической реакции в неподвижном слое катализатора. // Докл. АН СССР. 1979. Т. 248, № 2, С. 406-408.

25. Киселев О.В., Матрос Ю.Ш. Распространение фронта горения газовой смеси в зернистом слое катализатора. // Физика горения и взрыва. 1980. Т. 16, № 2, С. 25-30.

26. Бабкин B.C., Дробышевич В.И., Лаевский Ю.М., Потытняков С.И. О механизме распространения волн горения в пористой среде при фильтрации газа//ДАН СССР. 1982. Т. 265, №5. С. 1157-1161.

27. Бабкин B.C., Добрышевич В.И., Лаевский Ю.М., Потытняков С.И. Фильтрационное горение газов. // Физика горения и взрыва. 1983. Т. 19, № 2. С. 17-26.

28. Алдушин А.П., Сеплярский Б.С. Распространение волны экзотермической реакции в пористой среде при продуве газа. Докл. АН СССР. 1978. Т. 241, № 1.С. 72-75.

29. Алдушин А.П., Сеплярский Б.С. Инверсия структуры волны в пористой среде при продуве газа. Докл. АН СССР. 1979. Т. 249, № 3. С. 585-588.

30. Brooty M.R. and Matcowsky B.J. Eur. J. // Appl. Math. 1991. V. 2. P. 17-41.

31. Brooty M.R. and Matcowsky B.J. // Combust. Sci. Technol. 1991. V. 80. P. 231264.

32. Brooty M.R. and Matcowsky B.J. Eur. J. // Appl. Math. 1993. V.4. P. 205-224.

33. Merzhanov A.G. in Combustion and Plasma Synthesis of High-Temperature Materials / Z.A. Munir and J.B. Holt, Eds. VSH. 1990. P. 1-53.

34. Munir Z.A. and Anselmi-Tamburini U. // Material Sci. Rep. Rev. J. 1989. V. 3. P. 277-365.

35. Ohlemiller T.J. and Lucca D.A. // Combust. Flame 1983. V. 54. P. 131.

36. SchultD.A. etal.//Combustion and Flame. 1995. V. 101. P. 1,471.

37. Aldushin A.P. and Kasparan S.G. // Combustion, Explosion and Shock Waves 1981. V. 17. P. 615.

38. Shkadinsky K.G. and al. // Combust. Sci. Technol. 1992. V. 88. P. 247.

39. Shkadinsky K.G. and al. Combust. Sci. Technol. 1992. V. 88. P. 271.

40. Dosanjh S., and al. // Acta Astronautica. 1986. V. 13. P. 689.

41. Aldushin A.P., Matcowsky B.J. and Schult D.A. Downward buoyant filtration combustion // Combustion and Flame. 1996. V. 107. P. 151-175.

42. Torero J.L., Fernandez-Pello A.C., Urban D. Experimental Observations of the Effect of Gravity Changes on Smoldering Combustion // AIAA Journal, 1994. V. 32. P. 991-996.

43. Yoshizava Y., Sasaki H., Echigo R. // National Heat Transfer Conference. Pittsburg. 1987.

44. Жданок С.А., Мартыненко В.В., Шабуня С.И. // Инженерно-физический журнал. 1993. Т. 64. № 5.

45. Шабуня С.И., Мартыненко В.В., Ядревская H.JL, Якимович А.Д., Моделирование нестационарного процесса конверсии метана в водород в волне фильтрационного горения // Инженерно-физический журнал. 2001. Т. 74, №5. С. 37.

46. Гаврилюк В.В. и др. // Тепломассообмен. ММФ. 2000: IV Минский междунар. форум. Минск. 2000. Т. 4. С. 21-31.

47. Summerfield М., Chlemiller Т., Sandusky Н. A. Thermophysical Mathematical Model of Steady — Dram Smoking and Prediction of Overall Cigarette Behaviour // Combustion and Flame. 1978. V. 33. P. 263-279.

48. Torero, J.L., and Fernandez-Pello, A.C. Forward Smolder of Polyurethane Foam in a Forced Air Flow // Combustion and Flame. 1996. V.106. P.89-109.

49. Rachid B. Slimane, Francis S. Lau, and Javad Abbasian // Hydrogen Production by Superadiabatic Combustion of Hydrogen Sulfide // Proceedings of 2000 Hydrogen Program Review NREL/CP-570-288890.

50. Беккер A.B., Волкова H.H., Гришин Д.В., Полианчик Е.В., Манелис Г.Б. Макрокинетика саморазогрева бурого угля в условиях естественного хранения // Химическая физика. 2001. Т. 20, №2. С. 85-91.

51. Edwards J.C. Mathematical modeling of spontaneous heating of a coalbed. Report of Investigation 9296. United States Department of the Interior: Bureau of Mines, 1990.

52. Brooks K., Glasser D. // Fuel. 1986. V. 65., № 8. P. 1035.

53. Milosavljevic I., Oja V., and Suuberg E.M. Thermal effects in cellulose phyrolysis: Relationship to char formation processes // Ind. Eng. Chem. Res. 1996. V. 35. P. 653-662.

54. Bradbary A.G.W., Sakai J., Shafizaden F.A. A kinetic model for pyrolysis cellulose // J. Appl. Polym. Sci. 1979. V. 23, № 11. P. 3271-3280.

55. Николаева Н.Е., Малиновская Г.К., Горянов В.М. Кинетика неизотермического разложения целлюлозы // ЖПХ. 1984. Т. 57, № 19. С. 2143-2146.

56. Рубцов Ю.И., Казаков А.И., Андриенко Л.П., Манелис Г.Б. Кинетика тепловыделения при термическом разложении целлюлозы // Физика горения и взрыва. 1993. №6. С. 49-53.

57. Мержанов А.Г., Хайкин Б.И. Теория волн горения в гомогенных средах. Черноголовка: ОИХФ АН СССР. 1992.

58. Распространение тепловых волн в гетерогенных средах. Сб. научных трудов / Под ред. Ю.Ш. Матроса. Новосибирск, Наука. 1988.

59. Langmuir I., J. // Amer. Chem. Soc. 37. 1915. P. 1139-1167.

60. Griffin H.K., Adamc J.R., and Smith D.F. // Industr. Engng. Chem. (Indastr.) 21. 1929. P. 808-815.

61. Tu С. M., Davis H. and Hottel H.C. // Industr. Engng. Chem. 23. 1934. P. 277285.

62. Чуханов З.Ф. Воспламенение и тепловой режим горения коксовых частиц // Иинженерно-физический журнал. 1960. Т. 3, № 8. С. 125.

63. Badzioch S., Sainsburu R.B. and Hawksley P.G.W. // BCURA private communication Inform. Circ. 340. 1968.

64. Wayne F.W., and al. Reactivity and combustion of coal char // XX Symposium (International) on Combustion. The Combustion Institute, Pittsburgh, PA. 1984. P. 1539.

65. Matsui K. The attachment of the flame sheet to the carbon surface in a carbon combustion model: On the combustion rate // Combustion and Flame. 1999. V. 118. P. 697-706.

66. Головина E.C. Высокотемпературное горение и газификация углерода. М.: Энергоатомиздат. 1983.

67. Hurt R., Sun J. and Lunden M. A kinetic model of carbon burnout in pulverized coal combustion // Combustion and Flame. 1998. V. 113. P. 181-197.

68. Fortsch D., Schnell U., and Hein K.R.G. The mass transfer coefficient for the combustion of pulverized carbon particles // Combustion and Flame. 2001. V. 126. P. 1662-1668.

69. Можаев А.П. Хаотические гомогенные пористые среды. 1. Теорема о структуре // Инженерно-физический журнал. Т.74, №5. 2001.

70. Волков Э.П., Зайчик Л.И., Першуков В.А. Моделирование горения твердого топлива. М.: Наука. 1994.

71. Предводителев А.С., Хитрин Л.Н., Цуханова О.А., Колодцев Х.И. и Гродзовский М.И. Горение углерода. М.-Л.: Изд. АН СССР. 1949.

72. Хитрин Л.Н. Физика горения и взрыва. Изд. МГУ, 1957.

73. Франк-Каменецкий Д.А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике. М.: Наука. 1987.

74. Канторович Б.В. Введение в теорию горения и газификации твердого топлива. М.: Металлургиздат. 1960.

75. Сб. Исследование процессов горения натурального топлива / Под ред. Г.Ф. Кнорре, Госэнергоиздат. М.-Л. 1948.

76. Блинов В.И. Труды Воронежского Государственного университета. 11. в.1. 1939.

77. Померанцев В.В., Арефьев К. М., Ахмедов Д. Б. и др. Основы практической теории горения: Учебное пособие для вузов. / Под ред. В. В. Померанцева. Л., 1986.

78. Полежаев Ю.В., Михатулин Д.С., Никитин П.В. Моделирование межфазного обмена в гетерогенных средах с целью разработки высокоэффективных технологий // Инженерно-физический Журнал. 1998. Т. 71, № 1. С. 19.

79. Matsui К., Tsuji Н. The attachment of the flame sheet to the carbon surface in a carbon combustion model: On the surface constraining conditions // Combustion and Flame. 1996 V. 105. P. 35-42.

80. Howard J.B., Williams G.C. and Fine D.H. Kinetics of Carbon Monoxide Oxidation in Postflame Gases // Fourteenth Symposium (International) on Combustion. The Combustion Institute. Pittsburgh. PA. 1973. P. 975.

81. Калинчак B.B., Влияние стефановского течения и конвекции на кинетику химических реакций и тепломассообмена углеродных частиц с газами // Инженерно-физический журнал. 2001. Т. 74, № 2. С. 51-55.

82. Справочник в 4-х томах Термодинамические свойства индивидуальных веществ / Под ред. В.П. Глушко и др., изд. третье, Москва. Наука. 1978.

83. Li С., Brown Т.С. Carbon oxidation kinetics from evolved carbon oxide analysis during temperature-programmed oxidation // Carbon. 2001. V. 39. P. 725-732.

84. Мартыненко О.Г., Павлюкевич H.B. Тепло- и массоперенос в пористых средах // Инженерно-физический Журнал. 1998. Т. 71, № 1. С. 5.

85. Lizzio А.А., Jiang Н., and Radovic L.R. On the kinetics of carbon (char) gasification: reconciling models with experiments// Carbon. 1990. V. 28, N1. P. 7-9.

86. Fritz O.W. and Huttinger K.J. Active sites and intrinsic rates of carbon-gas reaction a definite confirmation with the carbon — carbon dioxide reaction // Carbon. 1993. V.31, N6. P. 923-930.

87. Головина E.C. Об окислении некоторых углей // Изв. АН СССР. ОТН. 1949. №9. С. 1343-1351.

88. Smith I.W. Kinetics of combustion of size-graded pulverized fuels in the temperature range 1 200°K and 2 270°K // Combustion and Flame. 1971. V. 17. P. 303-314.

89. Field M.A. Rate of combustion of size-graded fractions of char from a low-rank coal between 1 200°K and 2 000°K // Combustion and Flame. 1969. V.13. P. 237.

90. Головина E.C., Климов A.A. Об истинной кинетической константе гетерогенной газификации С+СОг // Физика горения и взрыва. 1999. Т. 35, №4. С. 48-51.

91. Беккер А.В., Полианчик Е.В., Глазов С.В. Неединственность стационарных режимов при фильтрационном горении углерода // Тез. док. XXI

92. Всероссийский симпозиум молодых ученых по химической кинетике. Клязьма. 2003.

93. Беккер А.В., Полианчик Е.В., Волкова Н.Н. Исследование условий селективного проведения реакций при фильтрационном горении углерода // Тез. док. XV Всероссийского Симпозиума "Современная химическая физика". Туапсе. 2003.

94. Ergun S.J. Kinetics of reaction of carbon dioxide with carbon // J. Phus. Chem. 1956. V. 60. P.480.

95. Bews I.M., Hayhurst A.N., Richardson S.M., and Taylor S.G. The Order, Arrhenius Parameters, and Mechanism of the Reaction Between Gaseous Oxygen and Solid Carbon// Combustion and Flame. 2001. V. 124. V. 231-245.

96. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Механика сплошных сред. М., ГИТТЛ. 1954.

97. Лейбензон Л.С. Движение природных жидкостей и газов в пористой среде. М.-Л., 1947.

98. Шейдегер А.Э. Физика течения жидкостей через пористые среды. М., 1960.

99. Беккер А.В., Полианчик Е.В., Волкова Н.Н., Манелис Г.Б. Фильтрационное горение углерода // Теоретические основы химической технологии. В печати.

100. Беккер А.В., Полианчик Е.В. Неединственность стационарных стехиометрических режимов фильтрационного горения твердого углерода, разбавленного Si02 // Тез. док. Всероссийской научной школы по структурной макрокинетике. Черноголовка. 2003. с. 10-12.

101. Шкадинский К.Г., Хайкин Б.И., Мержанов А.Г. Распространение пульсирующего фронта экзотермической реакции в конденсированной фазе // Физ. гор. и взрыва. 1971 Т. 7, № 1. С. 19.

102. Полежаев Ю.В., Михатулин Д.С., Никитин П.В. Моделирование межфазного обмена в гетерогенных средах с целью разработки высокоэффективных технологий // Инженерно-физический журнал. 1999. Т. 71, № 1.С. 19.

103. Наринский Д.А. К вопросу о влиянии межфазового теплообмена на продольную теплопроводность в зернистом слое // Инженерно-физический журнал. 1971. Т. 20, №2. С. 344.

104. Аэров М.Э., Тодес О.М., Наринский Д.А. Аппараты со стационарным зернистым слоем. JL, 1979.

105. Хайкин Б.И., Худяев С.И. О неединственности температуры и скорости горения при протекании конкурирующих реакций // ДАН СССР. 1979. Т. 245. С. 155.

106. Алдушин А.П., диссертация д.ф-м.н. ОИХФ АН СССР. 1981.

107. Shultz D.A., Matkowsky B.J., Volpert V.A., and Fernandez-Pello A.C. Forced forward smolder combustion // Combustion and Flame. 1996. V. 104. P. 1-26.

108. Зельдович Я.Б., Франк-Каменецкий Д.А. Теория теплового распространения пламени //Журн. физ. химии. 1938. Т. 12. С. 100-105.

109. Зельдович Я.Б. // Журн. физ. Химии. 1948. Т. 22. С. 27.

110. Футько С.И., Шабуня С.И., Жданок С.А. Приближенное аналитическое решение задачи распространения фильтрационной волны горения в пористой среде // Инженерно-физический Журнал. 1998. Т. 71, № 1. С. 41.

111. Потытняков С.И., Бабкин B.C., Лаевский Ю.М., Дробышевич В.И. Исследование тепловой структуры волны фильтрационного горения газов // ФГВ. 1985. Т. 21, №2. С. 19-25.

112. Smith I.W. The combustion rates of coal chars: A review // Nineteenth Symposium (International) on Combustion. The Combustion Institute, Pittsburgh. PA. 1982. P.1055.

113. Беккер А.В., Волкова H.H., Крисюк Б.Э., Полианчик Е.В. Кинетика твердофазных реакций, протекающих в бурых углях в условиях естественного хранения // Сборник тезисов 18 Всероссийского симпозиума молодых ученых по химической кинетике. Клязьма. 2000.

114. Беккер А.В., Волкова Н.Н., Полианчик Е.В. Математическое моделирование пиролиза целлюлозы в условиях фильтрации газа // Тезисы докладов Современная химическая физика XIII симпозиум. Туапсе. 2001.

115. Столярова Н.Н., Сухов Г.С., Ярин Л.П. О горении пористых веществ в газообразном окислителе с инертной примесью // Физика горения и взрыва. 1978. Т. 14, №6. С. 70-73.

116. Рабинович О.С., Гуревич И.Г. Распространение волн фильтрационного технологического горения в пористой среде с неоднородным составом // Инженерно-физический Журнал. 1998. Т. 71, № 1. С. 46.

117. Рабинович О.С., Красильщиков С.Н., Гуревич И.Г. Режимы фильтрационного горения пористых конденсированных систем с многократным прохождением волны реакции // Инженерно-физический Журнал. 1984. Т. 46, № 1. С. 71.

118. Беккер А.В., Манелис Г.Б. Математическое моделирование пиролиза целлюлозы в условиях фильтрации инертного газа. Итоговый отчет РФФИ №01-03-06097. 2001.

119. Беккер А.В. Математическое моделирование макрокинетики фильтрационного горения углерода // Тез. док. XX Всероссийский симпозиум молодых ученых по химической кинетике. Клязьма. 2002. С .4546.

120. Шкадинский К.Г. и; др. Фильтрационно-химическое взаимодействие в системах "пористый реагент-активный газ-твердый продукт" // Докл. РАН. 2001. Т. 378, N.6. С. 784-89.

121. Коржавин А.А., Бунев В.А., Бабкин B.C. О существовании режима низкоскоростного распространения пламени в инертной пористой среде, смоченной углеводородным топливом // ДАН. 1994. Т. 337, №3. С. 342-344.

122. Сеплярский Б.С. // Физика горения и взрыва. 1991. № 1. С.З.

123. Рабинович О.С., Гуревич И.Г. // Физика горения и взрыва. 1987. № 4. С.З.

124. Алдушин А.П., Мержанов А.Г. Распространение тепловых волн в пористых средах. Новосибирск: Наука. 1989.

125. Алдушин А.П. // Физика горения и взрыва. 1990. № 2. С. 60.

126. Самарский А.А., Гулин А.В. Численные методы. М.: Наука. 1989.

127. Беккер А.В. Численное исследование математических моделей распределенных физических систем // Сборник тезисов "Международная конференция студентов и аспирантов по фундаментальным наукам Ломоносов 99." Москца. 1999.

128. Федоренко Р.П. Введение в вычислительную физику. М.: Изд-во Моск. Физ.-техн. Ин-та. 1994.

129. Ивлева Т.П., Кришеник П.М., Мержанов А.Г., Шкадинский К.Г. О неединственности установившегося режима горения разбавленных безгазовых составов // Химическая физика. 1983. № 9. С. 1259-1264.

130. Шкадинский К.Г., Струнина А.Г., Фирсов А.Н., Демидова Л.К., Костин С.В., Барзыкин В.В. Математическое моделирование процесса горения малогазовых пористых составов // ИФЖ 1993. Т. 65, № 4. С. 461.

131. Струнина А.Г. Перестройка режимов горения негазифицирующихся и малогазовых систем в поле параметров // ИФЖ 1993. Т. 65, № 4. С. 407.

132. Мержанов А.Г., Руманов Э.Н. // УФН. 1987. Т. 151. С. 553.

133. Merzhanov A.G., Rumanov E.N. // Rev. Mod. Phys. 1999. V. 71. P. 1173.

134. Barzykin V.V., Merzhanov A.G., Unstable combustion; and heterogeneous systems with condenced reaction products A review // Int. J. of SHS, 1997, V. 6, N4. P. 377-398.

135. Мержанов А.Г. Твердопламенное горение. Черноголовка: ИСМАН. 2000.