Розроблено методики балансових термодинамічних розрахунків процесів спалювання та газифікації вугілля в циркулюючому киплячому шарі під тиском для пілотної установки ЦКШ-1.0. Теплові та масові баланси установки складено для кожної зони окремо і для всієї установки в цілому. Розрахунки процесів спалювання в ЦКШТ проводилися для вугілля АШ і ГНШ при 0.81 -1 .67 МПа, різних коефіцієнтах надлишку повітря та відношеннях первинного та вторинного повітря для випадків наявності та відсутності теплообмінника у верхній частині топки. Визначено теплову потужність установки, кратність циркуляції коксозольного залишку (КЗЗ) та теплову потужність теплообмінника, встановленого на тракті повернення (ТРП). Розрахунки процесів газифікації вугілля з попереднім його піролізом для ГНШ під час роботи установки під тиском 0.81 МПа показали взаємозв'язок між температурою КЗЗ на вході в реактор після ТРП і кратністю циркуляції КЗЗ.

Виконано грунтовний аналіз і розвиток математичних, у тому числі й стохастичних, моделей процесів самозаймання та деяких особливостей подальшого горіння пиловугільних часток за умов флуктуацій полів зовнішніх параметрів, турбулентних пульсацій та зовнішніх шумів параметрів, що впливають на умови перебігу хімічних реакцій. Розглянуто задачі впливу пульсацій температури у зовнішньому турбулентному середовищі на процеси самозаймання та подальшого горіння дрібних часток за умов нелінійної залежності швидкості гетерогенної реакції від температури. Для одержання аналітичних моделей, окрім традиційних методів, використано теорії випадкових процесів та стохастичних диференціальних рівнянь.

На прикладі довгополум'яного та газового вугілля показано можливість регулювання його реакційної здатності в процесі взаємодії з водяною парою при 800 °C з метою отримання активованого вугілля. Застосовано оригінальний метод визначення поверхневої окисленості вугілля сумісним використанням даних, які характеризують питому поверхню за низькотемпературною адсорбцією аргону та теплоту змочування вугілля метанолом. Дослідження показали, що концентрація КОН, яка забезпечує найбільшу швидкість зростання реакційної здатності вугілля при його активації водяною парою, складає 0,1 - 0,2 %.

Представлены результаты измерения удельного электрического сопротивления термоантрацита в монолите и определено значение температурного коэффициента этого сопротивления. Для расчета процессов прямого нагрева термоантрацита в шахтных электропечах этот параметр крайне необходим. Термоантрацит произведен из угля Центральной обогатительной фабрики "Обуховская" объединения "Гуковантрацит" на предприятии ОАО "Украинский графит".

Зазначено, що стохастичні моделі процесу самозаймання вугільних частинок відрізняються чітко вираженою нелінійністю внаслідок наближення Арреніуса для константи швидкості реакції та складною структурою стохастичної компоненти - шуму. Наведено моделі, що описують динаміку розподілу цієї величини. Одержані моделі складаються зі звичайних нелінійних диференціальних рівнянь, що розв'язуються за допомогою числових методів з використанням комп'ютерних технологій.

Засобом капілярного підняття оцінено ліофільно-ліофобні властивості вихідного та окиснюваного вугілля. Електроємнісним засобом проведено оцінку гідрофобних властивостей вугілля. Показано залежність капілярного підняття органічних рідин та електроємності вугільних діафрагм від дисперсності та окиснюваності вугілля.

Розроблено комплексний модифікований метод прикоксовування та метод лазерної деструкції органічної маси вугілля та вугільної шихти, які дозволяють експресно визначати марку вугілля та технологічні властивості вугілля та вугільних шихт - спікливість і термостійкість. Запропоновано нові параметри для попередньої експресної оцінки марочної належності вугілля за даними методами. Установлено закономірності зміни показників термодеструкції залежно від різних технологічних факторів. Наведено результати поглибленого вивчення полішарового зв'язаного залишку (прикоксу) термодеструкції вугілля. Визначено інтервали зміни кваліфікаційних параметрів даної термодеструкції різних марок і технологічних груп, а також установлено, що за енергетичного впливу характер зміни цих показників не змінюється. Зазначено, що показники комплексного методу прикоксовування можуть бути використані на окремих коксохімічних підприємствах під час вхідного контролю для оперативного попереднього визначення технологічних властивостей вугілля, вугільних концентратів і шихт, а метод лазерної деструкції органічної маси вугілля - в дослідницьких цілях.

Розглянуто проблеми математичного моделювання процесу теплового самозаймання паливно-повітряних сумішей на основі теоретичних положень цього процесу академіка М. М. Семенова. Проаналізовано вплив основних параметів теплового самозаймання даних сумішей на величину температури та координати точки займання. Вперше одержано і досліджено математичну модель цього процесу з урахуванням теплового випромінювання, а також математичу модель процесу теплового самозаймання за випадкових і нечітких умов. Одержано гаусові наближення для математичного опису процесу теплового самозаймання як випадкового.

Предложено обоснование распознавания ситуации снижения качества топлива. Приведен пример использования предложенной модели.

Індекс рубрикатора НБУВ: Л52-106

Рубрики:

Перероблення твердого палива. Перероблення вугілля

Шифр НБУВ: Ж69802 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Изучены парамагнитные характеристики спекающихся и неспекающихся углей разных генетических типов по восстановленности и шихт на их основе. Показано, что реакции, приводящие к образованию пластического слоя, идут с участием свободных радикалов, определяют свойства шихты при нагревании и выход продуктов, ответственных за процессы спекания.

Ископаемые угли Украины представлены всеми марками от бурых углей до антрацитов. Одним из способов покрытия потребности черной металлургии в газообразном топливе является газификация бурых (Б), длиннопламенных (Д) и длиннопламенных газовых (ДГ) углей, запасы которых имеются практически во всех регионах Украины. Таким образом, уголь будет использован не только как топливо для энергетических установок, но и как технологическое топливо для некоторых металлургических процессов. Определение теплофизических свойств угля является одним из основных этапов при планировании и разработке промышленных процессов с его использованием. Приведены результаты исследования теплофизических свойств (энтальпии, теплоемкости и коэффициента теплопроводности) низкосортных углей Украины марок Б, Д и ДГ и выполнено сопоставление результатов определения теплоемкости с расчетными данными.

Індекс рубрикатора НБУВ: Л52-106

Рубрики:

Перероблення твердого палива. Перероблення вугілля

Шифр НБУВ: Ж69802 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Досліджено вплив різних факторів і параметрів (швидкості потоку, щільності упаковки, конструкції фільтра, температури) на ефективність розділення водних кам'яновугільних емульсій.

The paper dedicated to examination of surface modification by use of anionic/cationic surfactants, oxidizing and leaching reagents on the electric surface properties of the coal-aqueous suspensions based on anthracite. It is stated, that particle of coal acquire positive charge in strong acid media, in neutral and alkaline ones a charge becomes negative. The isoelektric point of examined suspensions lies in the range of pH 3 - 4. It is rotined that a determining role at structure forming and stabilizing of reological properties of suspension is played by dispersive and stabilising reagents.

Предложено количественное определение относительной реакционной способности углей. Разработан экспериментальный метод исследования горения одиночных угольных частиц, позволяющий определять относительную реакционную способность углей разных типов. Также показано, как с помощью данного метода можно определить время сгорания частиц угля в различных высокотемпературных топочных устройствах. Проведены экспериментальные исследования на электродном графите и углях марок антрацит и СС, используемых для вдувания в доменные печи на ММК им. Ильича. Показано, что относительная реакционная способность угля марки СС на 53 % выше, чем антрацита, а для антрацита и электродного графита она почти одинакова. На основании полученных экспериментальных данных произведены расчеты времени сгорания частиц углей исследуемых марок в диапазоне фракций 40 - 100 мкм.

Індекс рубрикатора НБУВ: Л52-106.4

Рубрики:

Перероблення твердого палива. Перероблення вугілля

Шифр НБУВ: Ж22412/а Пошук видання у каталогах НБУВ 

Отмечено, что при прохождении слабого электрического тока в углях образуются подвижные радикалы и газ, что подтверждается данными ЭПР, ИКС, рентгеновского анализа и другими исследованиями. Предложена квантово-механическая оценка устойчивости компонентов органической массы угля при воздействии слабого электрического тока. Установлено, что наиболее вероятной фазой, которая разрушается первой, являются углеводородные и углеродные цепочки.

Вперше запропоновано та науково обгрунтовано показники динаміки тиску розпирання, що відображають природні властивості сировинної бази коксування та комплексно характеризують термохімічні перетворення вугілля й їх сумішей в передпластичному та пластичному стані. Вперше оцінено ефект взаємодії вугілля різних марок за показниками динаміки тиску розпирання. Встановлено неадитивність запропонованих показників, що пояснюється неоднорідністю утворених продуктів термічної деструкції відносно властивостей окремих компонентів суміші. Вперше встановлено взаємозв'язки показників динаміки тиску розпирання з фізико-механічними та фізико-хімічними властивостями високотемпературного коксу, що застосовано для прогнозування якісних показників кінцевого продукту - коксу.

Використання екстремальних регуляторів має загальний недолік, який залежить від виду екстремальної характеристики. У разі наближення до точки екстремуму градієнт вимірюваного параметра з прийнятою обчислювальною похибкою зменшується до нуля. Таке відбувається як для випадку визначення максимальної температури при горінні, так і для випадку визначення максимальної температури теплоносія. У ряді випадків з'являється можливість організації процесів управління, які не мають екстремальних характеристик, а носять тільки розрахунковий характер по вимірам. Мета наукового дослідження - розробка методу визначення складу вуглеводневого пального по співвідношенню витрат пального та повітря та температури продуктів згоряння. Наукова і практична значущість роботи полягає в визначенні загального типу задачі, як зворотно некоректно поставленої та виділено її більш вузький клас - складну задачу інтерпретації. Розроблено метод заповнення бібліотеки розв'язками прямої задачі у вигляді робочого тривимірного масиву. Для цього запропоновано метод перетворення вихідних даних прямої задачі в число-згортку, яке формується на базі позиційного принципу запису десяткових чисел. Методологія дослідження базується на методі розв'язання - метод Ньютона - Рафсона, числі обумовленості квадратної матриці та на методі бібліотеки для розв'язання зворотної задачі. Основним результатом запропонованого методу при визначенні складу палива для розглянутих речовин (метан, пропан, етиловий спирт) можна вважати отримане точне рішення в межах моделі. Практична цінність проведеного дослідження полягає в тому, що показано на відсутність похибок, що вносяться до розв'язку алгоритмом запропонованого методу. Розрахункові похибки обумовлені тільки дискретизацією вихідних даних при розв'язані прямої задачі. Визначено вплив точності вимірювань технологічних параметрів на похибку визначення складу пального.