ДОСЛІДЖЕННЯ ГОРІННЯ ПИЛОПОДІБНОГО ТВЕРДОГО ПАЛИВА ТА ВПЛИВ ОКРЕМИХ ЙОГО ВЛАСТИВОСТЕЙ НА ХАРАКТЕР ПРОТІКАННЯ ПОЧАТКОВИХ СТАДІЙ ГОРІННЯ
DOI:
https://doi.org/10.34185/1991-7848.2024.01.09Ключові слова:
пиловугільне та пилоподібне паливо, стадії горіння, поодинокі паливні частки, біопаливо, вихід летких речовин, температура займання, повнота згорання.Анотація
У статті розглянуто окремі методологічні підходи до моделювання горіння пилоподібного палива в лабораторних умовах, що сформувалися за останні десятиліття та окремі результати досліджень горіння поодиноких часток за допомогою високошвидкісної фото- та відеофіксації. Показано, що на сьогодні сформовані чіткі уявлення щодо процесу горіння як поодиноких паливних часток, так і горіння їх у факелі. Зазначено, що для деяких видів палива поділ процесу горіння часток на стадії є вельми умовним, оскільки через природу (походження) паливної сировини окремі стадії можуть накладатися одна на одну або взагалі бути відсутні. Висунуто тезу про те, що незалежно від критеріїв ефективності використання палива для розробки найбільш ефективних технологій його спалювання слід враховувати не тільки специфіку (умови) тих чи інших агрегатів та процесів, але й природу (походження) паливної сировини, що використовується, оскільки вона безпосередньо визначає фізико-хімію процесу горіння. Авторами експериментально підтверджено тісний зв'язок між температурою займання палива та виходом з нього летких речовин, зокрема з’ясовано, що температура займання палива функціонально залежить від вмісту СО в летких речовинах, вихід якого з палива може бути одним з важливих критеріїв при оцінці його горючості (займистості). Висунуто тезу про доцільність використання параметру «температура займання» як такого, який слід враховувати (а в окремих випадках – визначати), оскільки він тісно пов’язаний як з часом до займання часток палива, так і з повнотою його згорання на початкових стадіях, що було доведено експериментальним шляхом.
Посилання
Babii V.I., Ivanova I.P. Pro temperaturu vuhilnykh chastynok pry horinni // Teploenerhetyka, 1968. – №2. – S. 34-37.
Babii V.I., Kuvaiev Yu.F. Horinnia vuhilnoho pylu i rozrakhunok pylovuhilnoho fakelu. – Enerhoatomizdat, 1986. 209 s.
Babii V.I., Ivanova I.P. Tryvalist zaimannia i horinnia chastok pylu riznykh marok vuhillia // V kn.: Horinnia tverdoho palyva (Pratsi III konf. z horinnia tverdoho palyva). – Novosybirsk: Nauka, 1969.– S. 82-92.
Riaza J et al. Ignition and combustion of single particles of coal and biomass // Fuel (2017), http://dx.doi.org/10.1016/j.fuel.2017.04.011
Bohdandi L., Enhel H.Iu. Vidnovlennia zaliznykh rud. Per. Z nim. – Metalurhiia, 1971. – 519 s.
Jappe Frandsen F., Wu H., Glarborg, P. et al. (2011). DTU Research Database. PSO Project 10085: Final Report – Co-Firing of Coal and RDF in Suspension. DTU Chemical Engineering. https://backend.orbit.dtu.dk/ws/portalfiles/portal/58570614/prod21378460578762.R1202_PSO_Project_10085_Co_Firing_of_Coal_and_RDF_in_Suspension.pdf
Variny, M., Varga, A., Rimár, M. et al. Advances in Biomass Co-Combustion with Fossil Fuels in the European Context: A Review. Processes 2021, 9, 100. https://doi.org/10.3390/pr9010100
Marek Ewa, Stańczyk Krzysztof. Case studies investigating single coal particle ignition and combustion // Journal of Sustainable Mining. Vol. 12 (2013), No. 3, pp. 17–31. https://doi.org/10.7424/jsm130303
Khatami R., Stivers C., Joshi K. et al. (2012) Combustion behavior of single particles from three different coal ranks and from sugar cane bagasse in O2/N2 and O2/CO2 atmospheres // Combustion and Flame Vol. 159, pp. 1253–1271. https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2011.09.009
Xiaojing Bai, Gang Lu, Tom Bennet et al. Combustion behavior profiling of single pulverized coal particles in a drop tube furnace through high-speed imaging and image analysis // Experimental Thermal and Fluid Science 85 (2017) 322–330. http://dx.doi.org/10.1016/j.expthermflusci.2017.03.018
Levendis Y.A., Joshi K., Khatami R. et al. Combustion behavior in air of single particles from three different coal ranks and from sugarcane bagasse. Combustion and Flame. (2011) Vol. 158, pp. 452–465. https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2010.09.007
Tang G., Zhang H., Zhu M. et al. Experimental Study on the Ignition Process of Single Coal Particles at Microgravity // Microgravity Science and Technology. (2010) Vol. 22, pp. 27–35. https://doi.org/10.1007/s12217-008-9101-9
Ponzio A., Senthoorselvan S., Yang W. et al. Ignition of single coal particles in high-temperature oxidizers with various oxygen concentrations // Fuel (2008): Vol. 87, pp. 974–998. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2007.06.027
Murphy J.J., Shaddix C.R. (2006): Combustion kinetics of coal chars in oxygen-enriched environments // Combustion and Flame Vol. 144, pp. 710–729. https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2005.08.039
Stupak Yu.O. Vyvchennia protsesu horinnia pylovuhilnoho palyva u laboratornykh umovakh // Izv. vuziv. Chorna metalurhiia. 1993. №8. S. 35-36.
Stupak Yu.O. Pro deiaki osoblyvosti laboratornykh doslidzhen protsesu horinnia pylopodibnoho palyva / V mat-lakh mizhnarodnoi naukovo-praktychnoi konferentsii «Informatsiini tekhnolohii v metalurhii ta mashynobuduvanni - ITMM’2021» (16 – 18 bereznia 2021 r., Dnipro, Ukraina). – Dnipro: NMetAU, 2021. –S. 47-52. https://doi.org/10.34185/1991-7848.itmm.2021.01.006
Stupak Yu.O. Rozrobka metodiv intensyfikatsii horinnia tverdykh dodatkiv, shcho mistiat vuhlets, u domennii pechi. Dyss. na zdobuttia nauk. st. kand. tekhn. nauk zi spets. 06.16.02. – Dnipropetrovsk, 1994. – 205 s.
Gudenau H. Kohlenstaubeinblasen in den Hochofen - Steirung der Einblasrate durch den Einsatz von Kohlemischungen / H.W. Gudenau, B. Korthas, R. Kiesler, L. Birkhauser //
Stahl und Eisen. – 1990. –№11. – P. 35-40.
Carpenter A. Injection of coal and waste plastics in BFs // United States Energy Association (USEA). (2010) http://surl.li/spixc
Clean Coal Technologies in Japan. Technological Innovation in the Coal Industry. 2nd Edition. NEDO. Kawasaki City, 2015. 148 p. https://www.nedo.go.jp/content/100861237.pdf
Commission welcomes completion of key ‘Fit for 55' legislation, putting EU on track to exceed 2030 targets // European Commission official portal. – [Electronic resource]. – Access mode: https://ec.europa.eu/commission/presscorner/detail/en/IP_23_4754
The government approved the goals of Ukraine's climate policy until 2030 // Government portal: The single web portal of the executive authorities of Ukraine. – [Electronic resource]. – Access mode: https://www.kmu.gov.ua/news/uryad-shvaliv-cili-klimatichnoyi-politiki-ukrayini-do-2030-roku
Skliar M.H., Tiutiunnykov Yu.V. Khimiia tverdykh horiuchykh kopalyn. –K.:
Vyshcha shkola, 1985. – 247 s.
Stupak Yu.O. Metod dyferentsiinoho termichnoho analizu v doslidzhenniakh destruktsii tverdoho pylopodibnoho palyva za vysokoi shvydkosti nahrivannia / V mat-lakh mizhnar. nauk.-prakt. konf. «Informatsiini tekhnolohii v metalurhii ta mashynobuduvanni - ITMM’2024» (10 – 11 kvitnia 2024 r., Dnipro, Ukraina). – Dnipro: UDUNT, 2024. –S. 81-89. DOI: 10.34185/1991-7848.itmm.2024.01.014
Stupak Yu., Khokhlova T. (2021) On some aspects of the study of pulverized coal and fuel mixtures combustion in a drop tube furnace. Сучасні проблеми металургії. Наукові вісті. №24. 2021. – С. 119-131. https://doi.org/10.34185/1991-7848.2021.01.12
Bondarenko P.K. Modeliuvannia protsesu horinnia pylovuhilnoho palyva u furmi domennoi pechi / P.K. Bondarenko, V.I. Kotov, Yu.O. Stupak // Izv. vuzov. Chorna metalurhiia. –№7. – 1990. –S.103.
Vuhillia. Tekhnichnyi analiz : DSTU ISO 17246:2010. [Chynnyi vid 2012–01–07] . – Kyiv: Derzhspozhyvstandart Ukrainy, 2014. – 4 s.
Palyvo tverde mineralne. Metody vyznachennia zolnosti. HOST 11022-95 (ISO 1171-97). [Chynnyi vid 1997–07–01]. – Minsk: VPK «Vyd-vo standartiv», 1996. -8 s.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Сучасні Проблеми Металургії
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
