ТЕРМОДИНАМІЧНИЙ АНАЛІЗ ФОРМУВАННЯ ЕНЕРГЕТИЧНОГО ОПТИМУМУ ГАЗИФІКАЦІЇ ВУГІЛЛЯ

Анотація

У роботі застосовано рівноважне термодинамічне моделювання для аналізу енергетичної ефективності газифікації вугілля залежно від коефіцієнта витрати окисника. Коефіцієнт витрати окисника розглядається як неперервний керувальний параметр, а аналіз ґрунтується на узгодженому дослідженні рівноважної температури процесу, складу, теплоти згоряння та питомого виходу генераторного газу.

Встановлено, що реакція зазначених параметрів на зміну коефіцієнта витрати окисника має стійку тристадійну структуру, яка включає область неповного перетворення, оптимальну область та область надлишкового окислення. Показано, що зміна коефіцієнта витрати окисника призводить до узгодженої трансформації складу газу, зокрема до максимуму сумарної горючої складової та мінімуму продуктів окислення при значенні близько 0,3. Показано, що температура процесу зростає монотонно зі збільшенням коефіцієнта витрати окисника і не визначає положення енергетичного оптимуму, зростання температури та виходу газу після певного значення коефіцієнта витрати окисника вже не компенсує зниження його теплоти згоряння. Запропоновано інтегральний енергетичний показник, який враховує одночасно вихід газу та його теплоту згоряння. Встановлено, що цей показник має чіткий максимум при коефіцієнті витрати окисника близько 0,3 для всіх досліджених умов. Отримані результати дозволяють розглядати зазначене значення як універсальну характеристичну точку процесу газифікації, що визначається його внутрішньою термодинамічною структурою та відповідає області раціональних режимів із мінімальними окислювальними втратами.