Том 330 № 2 (2019)

DOI https://doi.org/10.18799/24131830/2019/2/89

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СОВМЕСТНОЙ КОНВЕРСИИ УГЛЯ И ШЛАМА СТОЧНЫХ ВОД В ОБРАЩЕННОМ СЛОЕВОМ ГАЗОГЕНЕРАТОРЕ

Актуальность исследования обусловлена необходимостью утилизации бытовых и промышленных отходов. Утилизация горючих отходов, таких как шламы сточных вод, может быть совмещена с производством энергии для небольших потребителей. Одним из способов такой утилизации может стать газификация, позволяющая получить горючий газ, пригодный для получения тепловой и электрической энергии. Цель: на основании результатов математического моделирования оценить эффективность совместной конверсии шлама с более качественным топливом (бурым углем) при разных условиях проведения процесса (коэффициент избытка окислителя, состав топливной смеси, начальная влажность шлама сточных вод); оценить допустимую долю шлама в смеси с углем. Объект: процесс обращенной слоевой газификации смесей бурого угля и шлама сточных вод. Метод: математическое моделирование процесса слоевой термохимической конверсии твердых топлив с помощью разработанной ранее автором стационарной одномерной модели. Результаты. Построены расчетные зависимости характеристик процесса газификации (химический КПД, состав и калорийность газа) от удельного расхода дутья, отношения уголь/шлам (0–100 %) и начальной влажности шлама (10–40 %). Определены максимальные значения доли шлама в смеси с углем при фиксированном на уровне 60–70 % химическом КПД и максимальные значения химического КПД при фиксированной на уровне 20–30 % доле шлама в смеси с углем (для того чтобы избежать спекания слоя). При влажности шлама 40 % его максимальная доля в смеси с углем может достигать 50 % (при исключении спекания). Влага, содержащаяся в шламе, испаряется и выступает в качестве дополнительного газифицирующего агента. При ограничении доли шлама в смеси с углем на уровне 20–30 % эффективность газификации падает незначительно по сравнению с углем без добавок шлама.

Ключевые слова:

Газификация, уголь, шлам сточных вод, математическое моделирование, химический КПД

Авторы:

Донской Игорь Геннадьевич (Igor G. Donskoy)

Скачать PDF