Визначення характеристик термічного нагріву низькосортного вугілля

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.299538

Ключові слова:

вугілля, термічний нагрів, температура, розкладання, леткі паливні гази, енергоефективність

Анотація

У роботі об'єктом дослідження є низькосортне вугілля в процесі термічного нагріву п'яти типів: буре, високовологе буре, довгополум'яне, коксове слабоспікне та коксове фюзинітове.

У ході дослідження при проведенні термогазового аналізу в інертних середовищах було вирішено проблему використання низькосортного вугілля в процесі термічного нагріву для отримання летких паливних газів шляхом визначення кількісних та якісних показників його поведінки. Кількісні показники визначаються як маса продуктів термічної деструкції: маса продуктів з кам'яновугільної смоли, газових продуктів та напівкоксу при оптимальних температурних умовах їх максимального виділення. Якісними показниками поведінки вугілля є компоненти продуктів термічного розкладання. Виявлено, що поведінка низькосортного вугілля у процесі термічного нагріву визначається ступенем метаморфізму. При цьому довгополум'яне і буре вугілля має менше виділення летких паливних газів, ніж коксове слабоспікне та коксове фюзинітове вугілля, внаслідок більш низького ступеня метаморфізму і більшого ступеня термічного окислення та дегідратації.

Найбільшу частку виділення мають групи компонентів термічного розкладання, що складаються з поліароматичних фрагментів (HCN, C6H12, C4H5N), парникових газів (CH4 та CO2), токсичних газів (H2S та NH3) і синтез-газів (CO та H2). Отримано оптимальні температурні умови та діапазони виділення низькомолекулярних газів, що використовуються в якості висококалорійних летких паливних газів.

Отримані результати можуть бути використані при проектуванні, оптимізації та виготовленні теплового обладнання, коригування процесів газифікації та піролізу. Крім того, вони можуть бути застосовані в технологіях мінімізації локалізованих плям кам'яновугільної смоли та для розробки вилучення цільових газів

Біографії авторів

Almagul Mergalimova, S. Seifullin Kazakh Agrotechnical Research University

PhD

Department of Heat Power Engineering

Alexandra Atyaksheva, S. Seifullin Kazakh Agrotechnical Research University

PhD

Department of Thermal power Engineering

Ybray Sultan, S. Seifullin Kazakh Agrotechnical Research University

Doctoral Student, Researcher

Department of Heat Power Engineering

Seitzhapparov Nursultan, L.N. Gumilyov Eurasian National University

Doctoral Student, Researcher

Department of Thermal Power Engineering

Посилання

  1. Aisyah, L., Rulianto, D., Wibowo, C. S. (2015). Analysis of the Effect of Preheating System to Improve Efficiency in LPG-fuelled Small Industrial Burner. Energy Procedia, 65, 180–185. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2015.01.055
  2. Woźniak, G., Longwic, R., Szydło, K., Kryłowicz, A., Kryłowicz, J., Juszczak, R. (2018). The efficiency of the process of coal gasification in the presence of hydrogen. E3S Web of Conferences, 46, 00030. https://doi.org/10.1051/e3sconf/20184600030
  3. Hoya, R., Fushimi, C. (2017). Thermal efficiency of advanced integrated coal gasification combined cycle power generation systems with low-temperature gasifier, gas cleaning and CO2 capturing units. Fuel Processing Technology, 164, 80–91. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2017.04.014
  4. Global coal production slumps in 2020, yet looks to increase in 2021. International energy agency. Available at: https://www.iea.org/reports/coal-2020/supply
  5. Liu, H., Zhang, K. (2021). Mechanism Exploration and application on Improving Coal Permeability by Heat Treating. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 861 (6), 062076. https://doi.org/10.1088/1755-1315/861/6/062076
  6. Zhang, L., Wang, G., Xue, Q., Zuo, H., She, X., Wang, J. (2021). Effect of preheating on coking coal and metallurgical coke properties: A review. Fuel Processing Technology, 221, 106942. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2021.106942
  7. Guo, X., Xiao, Y., Zhao, L., Shi, L., Xue, X., Li, X., Liu, Z. (2021). Combustion behaviors of various coals and chars: From covalent bonds’ and radicals’ perspective. Fuel, 297, 120749. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2021.120749
  8. Li, X., Zeng, Q. (2022). HRTEM analysis of the aggregate structure and ultrafine microporous characteristics of Xinjiang Zhundong coal under heat treatment. Scientific Reports, 12 (1). https://doi.org/10.1038/s41598-022-09113-z
  9. Zhang, J., Zhu, J., Liu, J. (2023). Experimental Studies on Preheating Combustion Characteristics of Low-Rank Coal with Different Particle Sizes and Kinetic Simulation of Nitrogen Oxide. Energies, 16 (20), 7078. https://doi.org/10.3390/en16207078
  10. Zhu, G., Xu, L., Wang, S., Niu, F., Li, T., Hui, S., Niu, Y. (2024). Synergistic reduction on PM and NO source emissions during preheating-combustion of pulverized coal. Fuel, 361, 130699. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2023.130699
  11. Baubek, A., Atyaksheva, A., Zhumagulov, M., Kartjanov, N., Plotnikova, I., Chicherina, N. (2021). Complex Studies of the Innovative Vortex Burner Device with Optimization of Design. Studies in Systems, Decision and Control, 139–153. https://doi.org/10.1007/978-3-030-68103-6_13
  12. Kukharets, S., Tsyvenkova, N., Yaroslav, Y., Grabar, I., Нolubenko, A. (2018). The results of study into the effect of air­steam blast on the low­grade fuel gasification process. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (8 (96)), 86–96. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.147545
  13. Mergalimova, A., Ongar, B., Georgiev, A., Каlieva, K., Abitaeva, R., Bissenbayev, P. (2021). Parameters of heat treatment of coal to obtain combustible volatile substances. Energy, 224, 120088. https://doi.org/10.1016/j.energy.2021.120088
  14. Atyaksheva, A. V., Atyaksheva, A. D., Ryvkina, N. V., Yermekov, M. T., Rozhkova, O. V., Smagulov, A. S. (2022). Effectiveness analysis of Maikuben brown coal combustion in the heating boiler “Kamkor-300.” Journal of Physics: Conference Series, 2211 (1), 012003. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2211/1/012003
  15. ISO 7404-5. Methods for the petrographic analysis of coals – Part 5: Method of determining microscopically the reflectance of vitrinite. Available at: https://cdn.standards.iteh.ai/samples/42832/c2926e4841384667987b347a9257cf0f/ISO-7404-5-2009.pdf
  16. ISO 11722. Solid mineral fuels – Hard coal – Determination of moisture in the general analysis test sample by drying in nitrogen. Available at: https://cdn.standards.iteh.ai/samples/62610/8c78a84a373d499483d1e1881597bc80/ISO-11722-2013.pdf
  17. ISO 1171. Solid mineral fuels – Determination of ash. Available at: https://cdn.standards.iteh.ai/samples/55944/eea836eacc03443982645044ee1082a4/ISO-1171-2010.pdf
  18. ISO 334. Coal and coke – Determination of total sulfur – Eschka method. Available at: https://cdn.standards.iteh.ai/samples/79738/c9442640ff044268a9079c42b138803e/ISO-334-2020.pdf
  19. ISO 625. Solid mineral fuels – Determination of carbon and hydrogen – Liebig method. Available at: https://cdn.standards.iteh.ai/samples/4746/b111e919a77f473f9d9678f3d457f8fc/ISO-625-1996.pdf
Визначення характеристик термічного нагріву низькосортного вугілля

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-04-30

Як цитувати

Mergalimova, A., Atyaksheva, A., Sultan, Y., & Nursultan, S. (2024). Визначення характеристик термічного нагріву низькосортного вугілля. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2(6 (128), 39–48. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.299538

Номер

Том 2 № 6 (128) (2024): Технології органічних та неорганічних речовин

Розділ

Технології органічних та неорганічних речовин

Ліцензія

Авторське право (c) 2024 Almagul Mergalimova, Аlexandra Аtyaksheva, Ybray Sultan, Seitzhapparov Nursultan

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.