Ответы на теоретические вопросы (1094642), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Горящая частица считается окруженной пограничной пленкой, в пределах которой происходит догорание СО, а перенос вещества осуществляется за счет молекулярной диффузии. В пределах пленки происходит ихменение концентрации веществ и температуры.

10. Способы сжигания и газификация твердого топлива. Воспламенение топлива с низким содержанием летучих веществ.

Твердое топливо сжигается или газифицируется в виде массы кусков или частиц. Через эту массу проходит поток газов, реагирующих с топливом и одновременно оказывающих на них силовое, гидродинамическое воздействие.

В зависимости от крупности частиц топлива и характера гидродинамического воздействия на них процессы сжигания или газификации могут быть организованы след образом:

1. Дутье фильтруется через плотный слой топлива, находящегося на неподвижной или движущейся колосниковой решетке. Скорость газа в плотном слое должна быть ниже некоторой критической скорости.

2. При некоторой критической скорости дутья частицы слоя находятся в подвижном состоянии, в центре слоя частицы поднимаются вверх, а у стенок опускаются вниз. Такое состояние слоя называют кипящим. Дутье подается через колосниковую решетку в таком количестве, чтобы слой топлива, пребывая в кипящем состоянии, находился на пределе устойчивости.

3. При большом дутье слой может быть в фонтанирующем состоянии, отличающемся от кипящего слоя большей и неравномерной порозностью, а также большими амплитудами витания частиц. При неоднородном фракционном составе топлива аэрофонтанный слой может быть получен в конически расширяющейся камере. Более крупные частицы находятся внизу,при большей скорости газа, а мелкие – вверху, при меньшей скорости.

4. При использовании пылевидного топлива и значительной скорости дутья поток газа увлекает за собой частицы топлива. Происходит пневмотранспорт топлива. Этот режим осущ-ся в прямоточных камерах (факельный процесс) и вихревых топках. При этом порозность еще больше возрастает, а концентреция топлива в единице объема снижается.

5. Наибольшая циркуляция частиц в реакционной зоне достигается при вихревом (циклонном) способе сжигания топлива. Особенностью этого способа явл организация вихревого вращательного движения газопылевого потока, ось вращения которого каким-либо образом ориентирована в пространстве.

Воспламенение топлива с низким содержанием летучих веществ

Проблему переработки низкосортных топлив, характеризующихся невысокой реакционной способностью, малойкалорийностью, высокой зольностью, обусловливают низкие экономические и экологические показатели их использования.

Из практики сжигания тв топлив известно, что угли с выходом летучих 30% и более хорошо воспламеняются и устойчиво горят без подсветки.

Вышеуказанное делает целесообразной термическую подготовку низкосортных топлив. Процесс термоподготовки состоит в нагреве топлива и его частичной газификации перед сжиганием в топке.

Перспективным пособом обеспечения устойчивого воспламенения и стабилизации горения пылеугольного факела является использование низкотемпературной плазмы взамен подсветки мазутом или природным газом.

11. Газификация угля. Физико-химические основы процесса

Практическое применение газификации началось с 1830г., когда получили водяной газ путем подачи пара в слой кокса.

В основном газификацией углей получают:

1. Синтез-газ для последующей его переработки в химические продукты, включая моторные топлива.

2. Горючий газ как заменитель природного газа

3. Генераторный газ как топливо для энергоустановок.

Способы газификации можно классифицировать по следующим признакам.

1. По состоянию топлива в газогенераторе: в неподвижном слое твердого топлива, в потоке пыливидного топлива, в псевдоожиженном слое.

2. По способу подвода тепла в реакционную зону: автотермические (тепло получают сжиганием части угольного вещества)и аллотермические (требуемое тепло подводят извне с помощью твердого или газообразного теплоносителя)

3. По организации реакционных потоков: прямоточные и противоточные.

Физико-химические основы процесса

При всем многообразии способов газификация характеризуется одними и теми же реакциями:

С+О2 = СО2 + 409 кДж/моль

С+2Н2СН4 – 74,9 кДж/моль (гидрогазификация)

С+СО22СО – 162 кДж(реакция Будуара)

С+Н2О = СО+Н2+131,46 кДж/моль (паровая газификация)

СО+Н2О = СО2+Н2 – 41,16 кДж/моль (паровая конверсия СО)

СО+3Н2 = СН4 + Н2О – 206,28 кДж/моль (метанирование)

Реакции газификации протекают при таких высоких температурах, когда образование высших углеводородов практически исключается.

С помощью термодинамической функции этих реакций можно рассчитать равновесный состав газов в зависимости от температуры, а также температуру, при которой достигается равновесие, в зависимости от состава газифицирующего агента. Графики имеют теоретическое значение, ибо в реальных условиях расчетные составы газов не достигаются.

12. Условия осуществления процесса газификации угля. Сырье и продукты газификации.

Газификация угля представляет собой термохимический процесс, при котором углерод, взаимодействуя с кислородом (свободным или связным), превращается в горючий газ.

Сырье, используемое для газификации, может быть разделено на след группы:

1. неспекающиеся и практически не дающие смолу (кокс, полукокс, антрациты, тощие каменные и бурые угли)

2. спекающиеся и дающие смолу каменные угли

3. неспекающиеся и дающие смолу бурые угли

4. торф, древесина, растительные отходы.

Газификацией углей получают:

1. Синтез-газ для последующей его переработки в химические продукты, включая моторные топлива.

2. Горючий газ как заменитель природного газа

3. Генераторный газ как топливо для энергоустановок.

13. Способы осуществления процесса газификации, оборудование и КПД газификации.

Способы газификации можно классифицировать по следующим признакам.

1. По состоянию топлива в газогенераторе: в неподвижном слое твердого топлива, в потоке пыливидного топлива, в псевдоожиженном слое.

2. По способу подвода тепла в реакционную зону: автотермические (тепло получают сжиганием части угольного вещества)и аллотермические (требуемое тепло подводят извне с помощью твердого или газообразного теплоносителя)

3. По организации реакционных потоков: прямоточные и противоточные.

Оборудование:

Газификацию угля осуществляют в газогенераторах самых разнообразных конструкций: слоевой газиыикатор с прямым процессом,с обращенным процессом.,с вращеющейся решеткой, с удалением жидкого шлака., газогенератор для процесса под давлением.

КПД газификации показывает долю тепловой энергии подвергнутого газификации угля, заключенную в полученном газообразном топливе. Данная величина определяется по ф-ле:

_г= q_r/q_y = Q^г_x V_г/Q_y

q_r- количество теплоты, которое может быть получено при полном сжигании 1 м3 газа.

q_y- количество теплоты в угле, израсходованном на получение 1 м3 газа.

Q_y – теплота сгорания угля

Q^г_x- теплотворная способность газовых продуктов сухой перегонки топлива

V_г- объем газа продуктов сухой перегонки топлива

Для учета тепла, вводимого с дутьем, используют термические КПД газификации,который рассчитывается по формуле:

_т = q_r/(q_y+ q_д) , где q_д- тепло дутья

14. Проблема интенсификации процесса сжигания и газификация тв топлива. Факторы интенсификации сжигания и газификация.

Производительность топочных устройств и газогенераторов, при прочих равных условиях, определяется интенсивностью процесса горения и газификации.

К числу основных факторов интенсификации относятся следующие: обогащение дутья кислородом, повышение температуры в реакционном объеме, проведение процесса под давлением, увеличение реакционной поверхности реагрующих частиц и скорости потока газа.

Рассмотрим характер влияния этих факторов.

1. Концентрация реагирующего газа. С увеличением концентрации кислорода в реагирующем газе растет скорость реакции и увеличивается температура процесса. Последнее ведет к росту константы скорости реакции. В совокупности оба обстоятельства обусловливают значительную интенсификацию процесса горения.

2. Температура в реакционном объеме – повышение температурного уровня процесса горения и газификации тв топлив положительно влияет на увеличение скорости реакций, улучшение состава газа, повышение КПД и стабильность процесса воспламенения и снижает вредное влияние золы, тормозящей дифузию.

3. Давление в реакционном объеме – повышение давления позволяет увеличить плотность газа в единице объема и количество топлива при пылесжигании, уменьшить линейную скорость потока и тем самым увеличить время контакта частиц с газом.

4. Скорость газов. Увеличение скорости дутья ведет к росту коэффициентов диффузии.

5. Размер частиц тв топлива. С уменьшением размеров частиц топлива интенсификация процессов горения и газификация обеспечивается за счет увеличения не только внешней, но и внутренней реакционной поверхности, роль которой с уменьшением размера частиц возрастает.

15. Коксование. Основные стадии процесса. Характеристика сырья и продуктов коксования.

В наст время наиболее крупномасштабным процессом переработки угля является коксование. Коксование представляет собой медленный нагрев угля без доступа воздуха, в результате которого масса угля разделяется на газообразные углеводороды и тведрый остаток. Часть газообразных углеводородовпри охлаждении конденсируется, образуя так называемые масло, смолу и пек.

Различают 5 основных стадий коксования: размягчение, газовыделение, вспучивание, спекание, затвердевание угля.

В качестве сырья применяют спекающиеся угли, а также тощие и длиннопламеные угли. Начиная с 250 С выделяются СО и СО2. При 350С уголь размягчается, переходя в пластическое состояние. В ходе следующей стадии коксования, в интервале температур 350-450, без доступа воздуха, исходное сырье размягчается и переходит в тестообразное, пластическое состояние. Дажее тяжелые остатки при 500С спекаются и затвердевают, образуя полукокс. В этот период термического разложения происходит интенсивное выжеление из массы угля летучих веществ, образующихкоксовый газ

16. Теоретические основы и технологические аспекты процесса коксования.

В наст время наиболее крупномасштабным процессом переработки угля является коксование. Коксование представляет собой медленный нагрев угля без доступа воздуха, в результате которого масса угля разделяется на газообразные углеводороды и твердый остаток. Часть газообразных углеводородов при охлаждении конденсируется, образуя так называемые масло, смолу и пек.

Различают 5 основных стадий коксования: размягчение, газовыделение, вспучивание, спекание, затвердевание угля.

Поведение каменных и бурых углей при нагревании существенно различается.при нагревании каменного угля сначала испаряется влага, а далее образуется газ. Уголь начинает разлагаться, образуя жидкие продукты, отделяющиеся от твердого остатка, называемого полукоксом.по мере роста температуры жидкие продукты частично испаряются, в полукокс подвергается коксованию, в ходе которого происходит выделение летучих веществ.

При нагревании бурых углей их угольное вещество не размягчается, происходит лишь выделение летучих веществ, которые частично разлагаются.

Основные вопросы технологии коксового производства следующие: подготовка угольной шахты, способы полукоксования и коксования, производительность установок, сооружение печей, механизация коксовых установок, управление режимами коксования.

17. Печи коксования, конструкция, принцип работы, экологические аспекты эксплуатации.

Коксовая печь представляет собой технологический агрегат, в котором осуществляется коксование каменного угля.

Современные коксовые печи по способу загрузки угольной шихты и выдачи кокса подразделяются на горизонтальные и вертикальные. Наиболее широко распространены горизонтальные печи периодического действия. Такие печи состоят из камеры коксования, обогревательных простенков, расположенных по обе стороны камеры, регенераторов. Сверху на камере коксования предусмотрены загрузочные лодки, с торцов она закрыта съемными дверями. Длина камер достигает 13-16 м, высота 4-7 м, ширина не более 0,4-0,5 м. обогрев камер осуществляется за счет сжигания в вертикальных каналах простенков коксового, доменного или другого горючего газа. Период коксования 13-18 часов. по окончании коксования раскаленный кокс выталкивают из камеры через дверные проемы коксовыталкивателем и тушат

18.Сырье для печей коксования. Требования и технологические схемы подготовки сырья.

Характеристики

Список файлов ответов (шпаргалок)