Год издания: 2023
Ключевые слова: водоугольное топливо, уголь, воспламенение, экспериментальные исследования, период индукции, кинетические константы, cfd
Аннотация: В результате научных исследований было подтверждено, что технология капельно-факельного сжигания суспензионного топлива (водоугольного топлива) является одной из самых экологически чистых, экономически выгодных и перспективных. Однако, не смотря на определенные успехи, данную технологию на данный момент нельзя назвать завершенной. Показать полностьюОдной из основных проблем при использовании водоугольного топлива является его трудно воспламеняемость. Это является сдерживающим фактором и влечет за собой применения особых конструкторских и технологических решений. Одним из таких решений может стать технология кислородного сжигания или сжигание в среде с повышенной концентрацией кислорода. Известно, что повышение объемной концентрации кислорода в дутье способствует снижению индукционного периода воспламенения углеводородных топлив (газовых, жидких и твердых), а также отмечается более интенсивное выгорание и снижение NOx. Стоит также отметить, что технология кислородного сжигания ложится в концепцию снижения углеродного следа в энергетике. Кислородное сжигание (без азота из воздуха) позволяет перерабатывать углеводородное топливо в электрическую энергию и получать на выходе дымовые газы, состоящие из углекислого газа и пара. После конденсации влаги углекислый газ может быть подвергнут улавливанию и захоронению. Несмотря на широкий интерес научного сообщества к водоугольному топливу, до настоящего времени не установлена однозначная связь между процессами воспламенения водоугольных капель и концентрацией кислорода в дутье. Ранее проведенные работы были акцентированы на исследованиях процессов, протекающих в воздушной среде. Впервые будут выполнены экспериментальные исследования воспламенения потока водоугольных капель в среде с повышенной концентрации кислорода, определен период индукции и кинетические константы скорости зажигания. Изучена зависимость физико-химических процессов воспламенения потока капель ВУТ от концентрации кислорода, параметров топлива и среды. Разработана численная методики математического описание процессов воспламенения ВУТ в условиях с повышенной концентрации кислорода, основанной и протестированной на данных полученных в эксперименте. Решение этих задач даст новые представления в развитии технологии капельно-факельного сжигания ВУТ, которая помимо получения энергии, позволит решить важнейшие проблемы эффективной утилизации отходов углеобогатительных фабрик в регионе. Полученные результаты имеют фундаментальный характер и могут быть приняты за основу в научно-исследовательских и конструкторских работах при проектировании новых котельных агрегатов для сжигания ВУТ.