Розробка нового способу перетворення кам’яного вугілля у рідкому високотемпературному теплоносії за енергетичними факторами

Автор(и)

  • Ірина Маратівна Глікіна Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля, Україна https://orcid.org/0000-0002-2307-1245
  • Євген Іванович Зубцов Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля, Україна https://orcid.org/0000-0002-4697-1975

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.318568

Ключові слова:

синтез-газ, рідкий високотемпературний теплоносій, кам’яне вугілля, тризонний реактор, мінеральна складова

Анотація

Об’єктом дослідження був процес переробки кам’яного вугілля з отриманням синтез-газу як цільового продукту. Дослідна технологія використовує реактор з рідким високотемпературним теплоносієм. Розробка дозволяє екологічне та безпечне перетворення твердої сировини – кам’яного вугілля.

Вміст кам’яного, бурого та солоного вугілля містить досить багато мінеральних домішок. Проведено термодинамічний аналіз хімічних перетворень вугілля згідно його вмісту. Аналіз був проведений за умов нової технології. Технологія дозволяє працювати одночасно з твердою, рідинною та газовою структурою. Основними технологічними параметрами вважається: тиск атмосферний, температура від 1073 до 1373 К, склад та висота теплоносія в реакторі. Виявлено оптимальні температурні умови перебігу процесу у розплаві. Дослідження були пов’язані з характеристиками та властивостями рідкого високотемпературного теплоносія. Досліджено два типи лабораторних реакторів. Склад та об’єм рідкого теплоносія сприяє стабільному й рівноважному перебігу цільового процесу. Запропоновану схему реактору з рідким високотемпературним теплоносієм для процесу газифікації вугілля доцільно вважати екологічним процесом. Розроблена схема містить три зони перебігу процесу: конверсії, окиснення та доокиснення. Схема реактору є достатньо простою за конструкцією. Технологія у рідкому високотемпературному теплоносії використовує один теплоносій для трьох зон реактору. Цільовим продуктом переробки є синтез-газ. Синтез-газ можливо використовувати безпосередньо як цільовий продукт, де водень є альтернативним енергетичним джерелом. Синтез-газ як сировина можливо використовувати з отриманням вуглеводнів, окреме використання речовин для різних виробництв та перетворення у різні сполуки органічного й неорганічного синтезу.

Біографії авторів

Ірина Маратівна Глікіна, Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля

Доктор технічних наук, професор

Кафедра хімічної інженерії та екології

Євген Іванович Зубцов, Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра хімічної інженерії та екології

Посилання

  1. Book: Essentials of Environmental Science (CK-12) (2024). Available at: https://eng.libretexts.org/Bookshelves/Environmental_Engineering_(Sustainability_and_Conservation)/Book%3A_Essentials_of_Environmental_Science_(CK-12)/14%3A_Untitled_Chapter_14/14.02%3A_New_Page
  2. Tashcheev, Iu. V. (2015). Energy efficiency: renewable and non-renewable energy. Vestnik sotcialno-ekonomicheskikh issledovanii, 2 (57), 169–177. Available at: https://www.researchgate.net/publication/348778074_ENERGOEFEKTIVNIST_VIDNOVLUVANI_TA_NEVIDNOVLUVANI_DZERELA_ENERGII
  3. Zubtsov, E. Y., Hlykyn, M. A., Hlykyna, Y. M. (2006). Hazyfykatsyia uhlei v zhydkom visokotemperaturnom teplonosytele s poluchenyem syntez-haza. Visnyk Natsionalnoho tekhnichnoho universytetu «KhPI», 11, 67–74.
  4. Falshtynskyi, V., Saik, P., Lozynskyi, V., Dychkovskyi, R., Petlovanyi, M. (2018). Innovative aspects of underground coal gasification technology in mine conditions. Mining of Mineral Deposits, 12 (2), 68–75. https://doi.org/10.15407/mining12.02.068
  5. Rosen, M., Scott, D. (1987). An energy-exergy analysis of the Koppers-Totzek process for producing hydrogen from coal☆. International Journal of Hydrogen Energy, 12 (12), 837–845. https://doi.org/10.1016/0360-3199(87)90105-4
  6. Svitlyi, Yu. H., Krut, O. A., Biletskyi, V. S. (2013). Ukrainian Experience of Brown Coal Treatment to Coal Water Slurry. Energotekhnologii i resursosberezhenie, 2, 5–10. Available at: http://nbuv.gov.ua/UJRN/ETRS_2013_2_3
  7. Korchevoy, Yu., Pivnyak, G. (2006). Advanced coal technology for energy branch. Available at: https://scinn.org.ua/sites/default/files/pdf/2006/N2/2_06_53.pdf
  8. Gupta, S., De, S. (2021). Investigation of cold flow hydrodynamics in a dual fluidized bed for gasification of high-ash coal. Powder Technology, 384, 564–574. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2021.02.030
  9. Haponych, L. S., Melnyk, Z. P., Ivashchenko, N. V., Cherniavskyi, M. V. (2008). Tekhnolohii pererobky nyzkoiakisnoho vuhillia dlia enerhoustanovok maloi ta serednoi potuzhnosti. Kharchova promyslovist, 7, 102–105.
  10. Abaimov, N., Ryzhkov, A., Tuponogov, V., Simbiriatin, L., Dubinin, A., Ding, L., Alekseenko, S. (2023). Steam Gasification in a Fluidized Bed with Various Methods of In-Core Coal Treatment. Axioms, 12 (6), 587. https://doi.org/10.3390/axioms12060587
  11. Tontu, M. (2020). An investigation of performance characteristics and energetic efficiency of vertical roller coal mill. International Journal of Coal Preparation and Utilization, 41 (4), 248–262. https://doi.org/10.1080/19392699.2020.1799200
  12. Reddy, P. J. (2013). Coal treatment and emissions control technologies. Clean Coal Technologies for Power Generation. CRC Press, 91–116. https://doi.org/10.1201/b15512-11
  13. Kim, T., Park, S. D., Lee, U. D., Park, B. C., Park, K. I., Hong, J. (2021). Thermodynamic analysis of the 2nd generation pressurized fluidized-bed combustion cycle utilizing an oxy-coal boiler and a gasifier. Energy, 236, 121471. https://doi.org/10.1016/j.energy.2021.121471
  14. Ma, S., Liu, C., Sun, Y., Gong, C., Qu, B., Ma, L., Tang, R. (2019). Advanced treatment technology for FGD wastewater in coal-fired power plants: current situation and future prospects. Desalination and Water Treatment, 167, 122–132. https://doi.org/10.5004/dwt.2019.24630
  15. Wu, X., Yu, H., Wu, P., Wang, C., Chen, H., Sun, Y., Zheng, H. (2024). A Gasification Technology to Combine Oil Sludge with Coal–Water Slurry: CFD Analysis and Performance Determination. Fluid Dynamics & Materials Processing, 20 (7), 1481–1498. https://doi.org/10.32604/fdmp.2024.047092
  16. Saranchuk, V. I., Iliashov, M. O., Oshovskyi, V. V., Biletskyi, V. S. (2008). Osnovy khimii i fizyky horiuchykh kopalyn. Donetsk: Skhidnyi vydavnychyi dim, 640. Available at: https://repository.kpi.kharkov.ua/items/3a9a7bd0-32c9-430e-954b-6bea78416749
  17. Zubtsov, E. Y., Hlykyn, M. A., Hlykyna, Y. M., Tarasov, V. Yu. (2007) Hazyfykatsyia uhlia razlychnoho fraktsyonnoho sostava v zhydkom visokotemperaturnom teplonosytele. Visnyk Skhidnoukrainskoho natsionalnoho universytetu im. V. Dalia, 11 (2), 52–55.
  18. Radovenchyk, V. M., Ivanenko, O. I., Radovenchyk, Ya. V., Krysenko, T. V. (2020). Zastosuvannia ferytnykh materialiv v protsesakh ochyshchennia vody. Kyiv: Kondor-Vydavnytstvo, 215. Available at: https://eco-paper.kpi.ua/CONTENT/literatyra/ferity_mono.pdf
  19. Natriiu khloryd. Farmatsevtychna entsyklopediia. Available at: https://www.pharmencyclopedia.com.ua/article/1207/natriyu-xlorid
  20. Zubtsov, E. Y., Tarasov, V. Yu., Brodskyi, O. L., Kravchenko, I. V. (2017) Parova konversiia hazovoho vuhillia v rozplavi v statsionarnomu ta protochnomu rezhymi. Visnyk Skhidnoukrainskoho natsionalnoho universytetu im. V. Dalia, 5 (235), 50–55.
  21. Glikina, I., Kudryavtsev, S., Zubcov, I. E., Luhovskoi, I. A. (2018). The perspective technologies for the processing of fossil fuels. Resources and resourcesaving technologies in mineral mining and processing. Petroșani: Universitas Publishing, 78–127.
Розробка нового способу перетворення кам’яного вугілля у рідкому високотемпературному теплоносії за енергетичними факторами

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-12-30

Як цитувати

Глікіна, І. М., & Зубцов, Є. І. (2024). Розробка нового способу перетворення кам’яного вугілля у рідкому високотемпературному теплоносії за енергетичними факторами. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(6 (132), 59–69. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.318568

Номер

Том 6 № 6 (132) (2024): Технології органічних та неорганічних речовин

Розділ

Технології органічних та неорганічних речовин

Ліцензія

Авторське право (c) 2024 Irene Glikina, Yevhen Zubtsov

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.