Регистрация / Вход
Прислать материал

Проведение прикладных научных исследований и экспериментальных разработок с целью создания установок газификации твердых топлив для энергетики и промышленности

Аннотация скачать
Постер скачать
Презентация скачать
Ключевые слова:
энергетика, теплоэлектроцентраль, твердое топливо, газификация, энергоэффективность, комбинированный цикл, парогазовая установка, энергетический газ, подготовка угля, тонкодисперсное углеводотопливо, прямоточно-вихревой газогенератор, прямоточно-вихревая газификация, сокращение вредных выбросов, повышение теплоты сгорания, горение, энергетические материалы, математическое моделирование, сопряженный теплоперенос, конвекция, излучение, теплопроводность.

Цель проекта:
Принятие окончательных конструктивно – технологических решений для создания Индустриальным партнером нового поколения газогенераторных установок прямоточно-вихревой и горновой газификации твердых топлив, обеспечивающих повышение ресурсоэффективности действующих и модернизируемых объектов энергетики и снижение их антропогенного воздействия на окружающую среду.

Основные планируемые результаты проекта:
1. Промежуточные и заключительные отчеты по ПНИЭР.
2. Эскизная конструкторская документация на экспериментальные образцы оборудования, включая:
виброимпульсную мельницу; гидроударный кавитатор; прямоточно-вихревой газогенератор;
газоочистительное оборудование и т.д.
3. Изготовленные экспериментальные образцы оборудования: виброимпульсная мельница;
гидроударный кавитатор; прямоточно-вихревой газогенератор; газоочистительное оборудование и т.д..
4. Программа и методики испытаний экспериментальных образцов оборудования.
5. Результаты испытаний экспериментальных образцов оборудования.
6. Технические предложения для последующего использования при выполнении ОКР и организации
серийного выпуска оборудования.
7. ТЗ и техническая документация на испытательные стенды.
8. Изготовленные испытательные стенды.
9. Технологический регламент на: приготовление из рядового угля тонкодисперсной ВУС; ее прямоточно-
вихревую газификацию; очистку генераторного газа от следующих вредных составляющих: пыли, золы-
уноса, SОх, NОх, СО.
10. Программа и методики испытаний экспериментальных образцов оборудования.
11. Результаты испытаний и экспериментальных исследований экспериментальных образцов оборудования.
12. Результаты технико-экономической оценки рыночного потенциала, конкурентоспособности.
13. Рекомендации по использованию результатов ПНИЭР.
14. Конструктивно-технологические решения для последующего выполнения ОКР и организации
серийного выпуска.
15. Проект ТЗ на выполнение ОКР.
16. Разработка и верификация физико-математических моделей газификации и горения
частиц твердого топлива в потоке окислительной среды газогенераторов.
17. Экспериментальное исследование процессов газификации твердых топлив в окислительных средах. Определение температурных полей и кинетики процессов газификации твердых топлив в потоке окислительной среды.
18. Установление основных закономерностей, влияющих на выход газообразных продуктов разложения
при пиролизе топлива в потоке окислительных сред.
19. Фундаментальные результаты проекта будут широко опубликованы в высокорейтинговых зарубежных
журналах, что покажет приоритет и высокий уровень Российских разработок. Результаты исследования
будут обсуждены и апробированы на международных и всероссийских конференциях, симпозиумах,
конгрессах.

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
На основе результатов проведенных прикладных научных исследований будут созданы
экспериментальные образцы оборудования, входящего в газогенераторную установку прямоточно-
вихревой газификации угля, производительностью до 17тыс. нм3/ч на выходе очищенного генераторного газа, включая:
- виброимпульсную мельницу производительностью до 5 т/ч водоугольной суспензии с
крупностьютвердых частиц до 500 мкм и затратами электроэнергии до 5 кВт/ч;
- гидроударныйкавитатор производительностью до 10 т/ч тонкодисперсной ВУС, крупностью твердых
частиц до 5-10 мкм и затратами электроэнергии до 25 кВт на 1 тонну приготавливаемой тонкодисперсной
ВУС;
- прямоточно-вихревой газогенератор производительностью до 17 тыс. нм3/ч получаемого горячего,
неочищенного генераторного газа;
- газоочистительное оборудование для генераторного газа с очисткой от пыли, золы-уноса, NОх, SОх, СО и
получением очищенного энергетического газа в объеме до 30 тыс. нм3/ч.
Разрабатываемая в рамках ПНИЭР экспериментальная установка горновой газификации твердого топлива
будет включать в себя:
- систему подготовки и подачи кускового (5-50 мм) твердого топлива в горновой газогенератор,
обеспечивающую его надежное питание с учетом работы оборудования под избыточным давлением,
- горновой газификатор, работающий под давлением, обеспечивающий превращение органической части
твердого топлива в горючий газ, пригодный, после очистки, для энергетического использования,
- систему охлаждения генераторного газа, получаемого в горновом газификаторе, обеспечивающую
приемлемую для очистных аппаратов температуру газа и выработку пара с параметрами, пригодными для
использования в пароводяном тракте ТЭС,
- систему очистки генераторного газа, получаемого в горновом газификаторе, обеспечивающую уровень
концентраций загрязняющих веществ, допускающих использование газа для энергетических целей,
- систему утилизации выделяющегося тепла отходящих дымовых газов, с выработкой пара и горячей воды
с параметрами, пригодными для использования в пароводяном тракте ТЭС.

Процесс жизнедеятельности человечества в XXI веке невозможно представить без использования энергии.
Как известно, основными энергетическими ресурсами являются нефть и природный газ, запасы которых
ограничены. Начиная с первой половины XX столетия во многих странах, не имеющих на своих
территориях доступных нефтегазовых месторождений, ведутся поиски альтернативных источников
энергии. Уголь, запасы которого на планете рассредоточены более равномерно, чем нефти и газа, является
перспективным и конкурентоспособным источником энергии.
Использование в качестве первичного источника энергии твердого топлива в мировой энергетике занимает
значительную долю от общего количества потребляемых энергоресурсов и составляет по оценке экспертов
в мире в целом более 40%.
Стратегия развития топливно-энергетического комплекса России предполагает увеличение количества
добываемого угля, используемого в основном для энергетики и коксохимической промышленности. Такой
прогнозируемый рост добычи неизбежно приведет к значительному увеличению антропогенной нагрузки и
ухудшению экологической ситуации.
Помимо этого уголь обладает еще такими недостатками, как высокая доля негорючего балласта и низкая
калорийность.
Компенсировать недостатки угольных технологий на объектах тепло и электроэнергетики позволит
процесс газификации твердых топлив. Получаемый при газификации углей (а также других
энергоносителей) синтез-газ (как продукта газификации), как показывают исследования ведущих мировых
ученых, является более качественным продуктом, содержащим значительно меньше не сжигаемого
остатка. Процесс трансформации углей в газ является трудоемким как теоретически, так и
экспериментально. Сопровождается при этом физико-химическими и термодинамическими процессами,
изучение и реализация на практике которых возможно при: параллельном теоретическом и
экспериментальном исследовании, инженерно-экономическом обосновании и численном моделировании
механизмов горения и тепло и массопереноса и т.д. Анализируя неотъемлемые параллельные задачи
прикладного и фундаментального характера, открывается возможность более полного научного
исследования газификации. Несмотря на ряд имеющихся успешных проектов газификации, остаются
открытыми множество вопросов, одними из которых являются механизм процесса и материальный баланс
получаемых продуктов.
Технология газификации является универсальным методом для переработки углеродсодержащих материалов независимо от их структуры и свойств. В результате взаимодействия газифицирующего агента
и газифицируемого материала получается синтез-газ различного состава. В зависимости от состава
получаемого газа различают два основных направления его использования: сжигание в энергоустановках;
применение в качестве исходного сырья для синтеза различных органических веществ.
Экспериментально-теоретические исследования процессов газификации и горения твердых топлив широко
проводятся в течение последних десятилетий в России, США, Германии, Италии, Франции, Китае, Индии и
других странах. Приоритет по данной теме, признанный во всем мире, имеется у Российских научных
школ: Томский политехнический университет, Томский государственный университет, Кузбасский
государственный технический университет, Институт угля СО РАН, Институт углехимии СО РАН,
Институт химии нефти СО РАН и ряд других
организаций. Это связано с промышленным освоением технологии газификации и наличия ведущих
экспертов по данной теме в России.
Большинство современных газогенераторных технологий используют парокислородное и паровоздушное
дутье. Применение таких газифицирующих агентов определяет как достоинства, так и недостатки этих
методов. Наиболее существенными недостатками в данном случае являются: повышенное содержание
балластных примесей в получаемом газе; часть углерода исходного материала неизбежно сгорает в
газогенераторе.

Актуальность работы заключается в прикладных исследованиях режимов работы газогенераторных
установок с целью обеспечения принципиально нового уровня энергетических, кинетических и
технологических характеристик.
Несмотря на значительное количество публикаций, в том числе в ведущих мировых изданиях (журналы
Combustion and Flame; Propellants, Explosives, Pyrotechnics; Progress in Energy and Combustion Science;
Физика горения и взрыва, Химическая физика, Теплоэнергетика), теоретических основ, объединяющих и
обобщающих экспериментальные результаты, а также представляющих исчерпывающую информацию о
материальном балансе и элементном составе продуктов газификации в литературе не представлено. В то
же время широкомасштабное внедрение в мировую промышленность технологий газификации невозможно
без разработки теории.
Помимо этого, данное направление имеет и огромное прикладное значение.
Две трети территории России, на которой проживает более 30 млн. человек, не имеют централизованного
электро- и теплоснабжения. Указанная территория отличается отсутствием подвода к расположенным
населенным пунктам газопроводов природного газа. Ежегодно, по Программе Северного завоза, в летне-
осенний период завозится около 20 млн. тонн жидкого топлива (дизельного зимнего и арктического
топлива, топлива для газотурбинных установок, печное топливо, мазут и др.) для выработки
электроэнергии и тепла. Стоимость вырабатываемой 1 Гкал тепла около 1500-2000 рублей, а себестоимость
получаемой электроэнергии порой превышает 100-150 рублей за 1 кВт ч. Указанные стоимости постоянно
растут по разным причинам. Учитывая, что предприятия по добыче угля (шахты, разрезы) находятся к
удаленным районам ближе и более равномерно расположены на территории России, чем предприятия по
добыче газа или переработки нефти, то возможность использования в качестве топлива уголь, вместо
завозимого мазута и дизельного топлива, в десятки раз может быть дешевле. Но для этого потребуются
высокоэффективные газогенераторные установки для газификации угля и получения очищенного
энергетического газа, который может быть применен в ПГУ-ТЭЦ, как топливо вместо природного газа,
дизельного топлива и мазута. Это обеспечит ежегодную экономию десятков миллиардов бюджетных
средств. В последующем, получаемый из угля энергетический газ, по качеству должен быть пригодным
для выпуска на месте из него синтез-газа и моторных топлив, включая зимнее и арктическое дизельное
топливо, реактивное топливо для авиации и ракетной техники.
В настоящее время энергетика РФ нуждается в обновлённом оборудовании, созданном на уровне
наилучших доступных технологий. Энергетическая стратегия России до 2030 г., утвержденная
распоряжением Правительства РФ от 13.11.2009 г. № 1715-р, предусматривает рост использования угля в
энергетике. Однако, сегодня наблюдается ряд проблем развития традиционной (паросиловой) угольной
энергетики в РФ. Одним из альтернативных направлений использования угля в энергетики, хорошо
освоенным за рубежом, является применение газификации твердого топлива в парогазовых циклах ТЭС.
Такое решение позволяет существенно повысить энергетические и экологические показатели вновь
вводимого и модернизируемого оборудования. Они достигаются за счет реализации комбинированного
цикла и уменьшенного по сравнению с продуктами сжигания угля объема очищаемого газа.
В РФ ПГУ с ВЦГ нет, однако осуществлена подробная ее разработка на основе технологии горновой паровоздушной газификации. Эта технология позволяет сократить капитальные затраты на 20-30 % за счет
отказа от воздухоразделительных установок, снижения образования загрязненных водных стоков и других
упрощений при сохранении высоких экономических и экологических показателей. Для ее освоения и
тиражирования необходимо провести ряд исследовательских работ на крупной экспериментальной
установке.
В связи с этим, проведение прикладных научных исследований и на их основе создание
экспериментальных образцов газогенераторных установок для получения из угля очищенного
энергетического газа требуемого качества, с отработкой конструктивно-технологических решений для
последующего использования при проведении ОКР, с организацией выпуска серийного нового
оборудования и размещения его в сегменте малой распределенной энергетики с использованием ПГУ-ТЭЦ,
является задачей своевременной и актуальной для топливно-энергетического комплекса России.

Научной новизной будут:
1. Созданные на базе полученных результатов прикладных научных исследований, новые конструктивные
и технологические решения для экспериментальных образцов газогенераторных установок горновой и
прямоточно-вихревой газификации тонкодисперсной ВУС с получением очищенного энергетического газа
требуемого качества, что является заделом при последующем выполнении ОКР и выпуске новых,
конкурентоспособных, серийных газогенераторных установок, превосходящие лучшие мировые аналоги,
для ПГУ единичной мощностью от 16 до 25 МВт.
2. Конструктивно-технологические решения отработанных экспериментальных образцов нового
оборудования, входящего в экспериментальные газогенераторные установки горновой и прямоточно-
вихревой газификации, включая: виброимпульсную мельницу и гидроударный кавитатор для
приготовления из угля тонкодисперсной ВУС; прямоточно-вихревой газогенератор для газификации
тонкодисперсной ВУС, с получением генераторного газа; газоочистительное оборудование для очистки
генераторного газа от пыли, золы-уноса, NОх, SОх до значений ниже установленных норм, на выходе
которого образуется энергетический газ, использование которых, кроме газогенераторной установки, могут
иметь индивидуальное применение после проведении ОКР и организации их серийного выпуска с
превосходством над лучшими мировыми образцами
3. Экспериментальное исследование процессов газификации, воспламенения и горения твердых топлив в
окислительных средах, определение температурных полей и кинетики процессов газификации,
воспламенения и горения твердых/жидких топлив в потоке окислительной среды, установление основных
закономерностей, влияющих на выход газообразных продуктов разложения при пиролизе топлива в потоке
окислительных сред станет научно-технической основой внедрения актуальной технологии
внутрицикловой газификации твердого топлива с целью повышения ресурсоэффективности
энергетической отрасли и выполнения требований экологического законодательства.
Анализируя современное состояние рынка энергетики, и учитывая вышесказанное, прикладные
исследования процесса газификации твердых топлив является актуальной научно-практической задачей
имеющей перспективное будущие.

Для достижения цели предложенной ПНИЭР создание экспериментальных образцов оборудования, будет
вестись с учетом имеющегося научно-технического задела по процессам газификации твердого топлива и
водоугольных суспензий.
1. Для обеспечения компактности и высокой удельной производительности создаваемого
экспериментального образца газогенератора, отличающегося от газогенераторов слоевого или с кипящим
слоем, будут использованы: процессы прямоточности и вихревой закрутки топлива; тонкодисперсное
измельчение угля в смеси с водой, до крупности 3-10 мкм; газификация при температурах ниже
температуры плавления золы.
2. Для приготовления из энергетического угля тонкодисперсной ВУС, на газификацию, будут созданы
экспериментальные образцы оборудования, включая:
- виброимпульсную мельницу со специальной динамикой воздействия на измельчаемый уголь;
- гидроударный кавитатор со специальной термоядерной термообработкой быстроизнашивающихся
поверхностей.
3. Для очистки горячего генераторного газа от пыли, золы-уноса, NОх, SОх и СО, без охлаждения, будут
созданы экспериментальные образцы газоочистного оборудования с использованием жаропрочных сплавов вредных составляющих с выпуском очищенного энергетического газа требуемого качества.
4. Для обеспечения надежной работы оборудования будут проведены исследования коррозионного
влияния компонентов генераторного газа на металл поверхностей нагрева охладителя газа, а также
найдены пути повышения эффективности и срока службы футеровки горнового газогенератора при
воздействии на нее агрессивных компонентов генераторного газа и жидкого шлака.
5. Для обеспечения утилизация продуктов газификации на площадке экспериментальной установки будут
проведены расчетные исследования работы топочно-горелочных устройств при сжигания в них
генераторного газа получаемого в экспериментальной установке газификации угля.
6. Для твердых топлив будет проведено обобщение результатов по скоростям газификации, появлению и
эволюции промежуточных продуктов, механизмам формирования газообразных фаз.
7. Будет проведен анализ эффективности и мониторинг использования существующих и перспективных
газогенерирующих установок в России и за рубежом, а также результатов научных исследований,
связанных с пиролизом, газификацией и горением твердых топлив, прежде всего, в области
электроэнергетики.
8. С целью обобщения исходных данных и формирования начальных и граничных условий для
разрабатываемых математических моделей будут проведен химический анализ образцов твердого топлива
и продуктов газификации при нагреве и пиролизе, минерального остатка.
9. Проведение анализа размеров, распределения, формы и химического состава частиц твердого топлива и
минерального остатка позволит сформировать четкое представление о материальном балансе всех этапов
процесса газификации.
10. На основе экспериментальных данных будут разработаны и верифицированы физико-математические
модели газификации и горения частиц твердого топлива в потоке окислительной среды газогенераторов.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Проведение исследований в указанной области и создание научно-технических основ применения твердых топлив в перспективных газогенераторных установках является актуальной задачей, направленной на решение мировых проблем в области повышения ресурсоэффективности действующих и модернизируемых объектов энергетики и снижения антропогенного воздействия на окружающую среду.
На основе результатов ПНИЭР Индустриальный партнер - Фонд поддержки научной, научно-технической и инновационной деятельности "Энергия без границ" (далее - Фонд) во взаимодействии с получателем субсидии создаст:
- газогенераторную установку прямоточно-вихревой газификации углей (далее – ПВГГУ);
- горновую газогенераторную установку (далее - ГГГУ).

Созданные на базе полученных результатов прикладных научных исследований, новые конструктивные и технологические решения для экспериментальных образцов газогенераторных установок горновой и прямоточно-вихревой газификации тонкодисперсной водоугольной суспензии с получением очищенного энергетического газа требуемого качества, станут заделом при последующем выполнении опытно-конструкторских работ и выпуске новых, конкурентоспособных, серийных газогенераторных установок, превосходящие лучшие мировые аналоги.
Конструктивно-технологические решения отработанных экспериментальных образцов нового оборудования, входящего в экспериментальные газогенераторные установки горновой прямоточно-вихревой газификации, включая: виброимпульсную мельницу и гидроударный кавитатор для приготовления из угля тонкодисперсной ВУС; прямоточно-вихревой газогенератор для газификации тонкодисперсной водоугольной суспензии, с получением генераторного газа; газоочистительное оборудование для очистки генераторного газа от пыли, золы-уноса, NОх, SОх до значений ниже установленных норм, на выходе которого образуется энергетический газ, использование которых, кроме газогенераторной установки, могут иметь индивидуальное применение после проведении опытно-конструкторских работ и организации их серийного выпуска с превосходством над лучшими мировыми образцами.
Экспериментальное исследование процессов газификации твердых топлив в окислительных средах, определение температурных полей и кинетики процессов газификации в потоке окислительной среды, установление основных закономерностей, влияющих на выход газообразных продуктов разложения при пиролизе топлива в потоке окислительных сред станет научно-технической основой внедрения актуальной технологии внутрицикловой газификации твердого топлива с целью повышения ресурсоэффективности энергетической отрасли и выполнения требований экологического законодательства.

Текущие результаты проекта:
На первом этапе:
1.1 Проведены прикладные научные исследования в части:
- аналитического обзора научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему, исследуемую в рамках ПНИЭР, в том числе обзор научных информационных источников: статьи в ведущих зарубежных и (или) российских научных журналах, монографии и (или) патенты;
- анализа эффективности и мониторинга использования существующих и перспективных газогенерирующих установок в России и за рубежом;
- анализа размеров, распределения, формы и химического состава частиц энергетических углей и минерального остатка;
- определения теплофизических свойств (теплота сгорания, теплопроводность, теплоемкость, температуропроводность и излучательная способность) твердых и газообразных топлив;
- разработки ожидаемых технико-экономических показателей разрабатываемых ПВГГУ и ГГГУ;
- разработки сетевого плана-графика выполнения проекта с использованием программы управления проектами Microsoft Project.
1.2 Разработан документ «Комплектность технической документации, разрабатываемой в рамках Соглашения о предоставлении субсидии».
1.3 Разработано обоснование места размещения Стенда КИ. Согласование места размещения с Фондом и владельцем монтажной площадки.
1.4 Разработана и проведена верификация Модели 1 на основании сравнения полученных результатов с аналитическими решениями подобных модельных задач.
1.5 Изготовлены составные части ЛС ИПГ по согласованному Перечню № 1.4.1.
1.6 Проведены патентные исследования по ГОСТ Р15.011-96 в части исследований конкурентоспособности, технического уровня и тенденций развития объектов разработки.
1.7 Проведены прикладные научные исследования в части:
- обоснования и выбора направлений исследований процессов приготовления из энергетических углей тонкодисперсной водоугольной суспензии и ее газификации с получением очищенного энергетического газа требуемого состава;
- проведения технической и экономической сравнительной оценки выбранных направлений исследования процессов приготовления из энергетических углей тонкодисперсной водоугольной суспензии и ее газификации с получением очищенного энергетического газа требуемого состава;
- определения требуемых составов, получаемого в процессе газификации, энергетического газа для использования в качестве топлива ТЭС вместо дизельного топлива, природного газа, мазута и последующего выпуска синтез-газа, пригодного для производства синтетических моторных топлив;
- оценки возможности использования при подготовке энергетических углей к газификации следующих процессов:
а) термообработки бурых углей с их обогащением;
б) виброимпульсной инерционной дезинтеграции углей;
в) кинетики кавитационного воздействия при тонкодисперсном измельчении и обработки технической воды применяемой при приготовлении угольных суспензий для газификации;
г) механохимической активации при приготовлении тонкодисперсных водоугольных суспензий.
- выбора и технико-экономического обоснования способов газификации водоугольных суспензий, приготавливаемых из энергетических углей, для получения очищенного энергетического газа заданного состава;
- уточнения технических характеристик, назначения и области применения разрабатываемой ПВГГУ
- разработки описания и обоснования выбранной конструкции разрабатываемой ПВГГУ и её составных частей;
- проведения расчетов, подтверждающих работоспособность и надежность конструкции ПВГГУ.
1.8 Разработаны технологические схемы подготовки из энергетических углей тонкодисперсной водоугольной суспензии, ее газификации с получением очищенного энергетического газа для подачи на ТЭС, а также в последующем для выпуска синтез-газа и производства синтетических моторных топлив.
1.9 Разработаны дополнительные технические требования к ЭО ПВГГУ.
1.10 Разработаны схемы деления ЭО ПВГГУ.
1.11 Разработан комплект технической документации на ЭО ПВГГУ.
1.12 Разработаны дополнительные технические требования на Стенд КИ в части ЭО ПВГГУ.
1.13 Изготовлены составные части ЭО ПВГГУ по согласованному Перечню № 1.1.
1.14 Проведены прикладные научные исследования в части:
- проведения исследования влияния свойств энергетических углей и режимных параметров процессов горновой газификации на выход и состав получаемого энергетического газа;
- разработки рекомендаций по организации процесса горновой газификации энергетических углей;
- проведения расчетных исследований для оптимизации схемы и режимов работы ЭО ГГГУ;
- уточнения технических характеристик, назначения и области применения разрабатываемой ГГГУ
- разработки описания и обоснования выбранной конструкции разрабатываемой ГГГУ и её составных частей;
- проведения расчетов, подтверждающих работоспособность и надежность конструкции ГГГУ;
- обоснования применения технологий газификации твердого топлива горновым способом для создания высокоэффективных объектов распределенной энергетики;
- анализ рынка энергетического оборудования (проектирование, инжиниринг, изготовление).
1.15 Разработаны дополнительные технические требования к ЭО ГГГУ.
1.16 Разработана схема деления ЭО ГГГУ.
1.17 Разработан комплект технической документации на ЭО ГГГУ.
1.18 Разработаны дополнительные технические требования на Стенд КИ в части ЭО ГГГУ.
1.19 Изготовлены составные части ЭО ГГГУ по согласованному Перечню № 1.2.
1.20 Разработан комплект конструкторской и эксплуатационной документации на ЛС ИПГ.
1.21 Изготовлены составные части по согласованному Перечню № 1.4.2.
1.22 Разработан комплект конструкторской и эксплуатационной документации на Стенд КИ.
1.23 Изготовлены составные части по согласованному Перечню № 1.3.
На втором этапе:
2.1 Проведены прикладные научные исследования в части:
– подбора энергетических углей для организации процессов их газификации и получения энергетического газа требуемого состава с учетом распространённости их использования на ТЭС России, минимизации плеч доставки и с учетом изучения следующих характеристик: слипаемости; шлакообразующей способности; механической и термической прочности; гранулометрическому составу; влажности; зольности и сернистости;
– изучения состава и свойств энергетических углей с учетом возможности их интенсивной газификации, получения максимально возможной калорийности энергетического газа и последующего выпуска синтез-газа;
– определения влияния свойств энергетических углей и режимных параметров процессов газификации на выход и состав получаемого синтез-газа;
– проведения химического анализа образцов энергетических углей, продуктов газификации и минерального остатка
– разработки экспериментальной научно-методической базы технологического исследования процессов газификации энергетических углей (программы и методики исследований);
– уточнения ожидаемых технико-экономических показателей разрабатываемых ПВГГУ и ГГГУ.
2.2 Разработаны и верифицированы Модели 2 и Модели 3 на основании сравнения полученных результатов с аналитическими решениями подобных модельных задач.
2.3 Проведение патентные исследования по ГОСТ Р15.011-96 в части исследований патентоспособности и патентной чистоты объектов разработки.
2.4 Изготовлены составные части ЛС ИПГ по согласованному Перечню № 2.4.
2.5 Изготовлены составные части ЭО ПВГГУ по согласованному Перечню № 2.1.1.
2.6 Изготовлены составные части ЭО ГГГУ по согласованному Перечню № 2.2.1.
2.7 Проведены прикладные научные исследования в части:
- исследования динамики воздействия виброимпульсной мельницы и гидроударного ультразвукового кавитатора при приготовлении механохимически активированной тонкодисперсной водоугольной суспензии.
- расчета действующих виброимпульсных дробящих сил и определение оптимального соотношения их составляющих.
- теоретических исследований динамики внутреннего параболического узла при экстремальных режимах работы.
- теоретических исследований возникновения ядер ультразвуковой кавитации.
- исследования неравновесности модели кавитирующей жидкости.
- проведения исследований способов управления технологическими показателями процессов виброимпульсного воздействия и ультразвуковой кавитации на измельчаемый продукт, в части:
а) влияния величины статического момента и частоты вращения вибратора на технологические показатели;
б) размеров разгрузочной щели и профиля камеры измельчения;
в) методов настройки на селективное измельчение;
г) сухого и мокрого измельчения и его технологических преимуществ;
д) использования квазиравновесной модели.
- выбора рациональных кинематических параметров рабочих тел:
а) виброимпульсной мельницы;
б) гидроударного ультразвукового кавитатора.
- стехиометрического анализа основных химических реакций газификации угля и теоретических исследований способов газификации.
- изучения гетерогенных процессов реагирования в паропылегазовом потоке в процессе газификации.
- разработки термодинамических основ теории горения и газификации механохимически активированной тонкодисперсной водоугольной суспензии.
- определения тепловых эффектов и констант равновесия основных реакций газификации механохимически активированной тонкодисперсной водоугольной суспензии, приготавливаемой из энергетических рядовых углей.
- исследования кинетики и механизма гомогенных реакций воспламенения, горения окиси углерода, горения водорода и реакций конверсии окиси углерода с образованием генераторного газа.
- разработки методики газификации механохимически активированной тонкодисперсной водоугольной суспензии.
2.8 Изготовлены составные частей ЭО ПВГГУ по согласованному Перечню № 2.1.2.
2.9 Проведены прикладные научные исследования в части:
- исследования коррозионного влияния компонентов генераторного газа на металл поверхностей нагрева охладителя газа
- исследования работы топочных устройств объекта внедрения при сжигании в них генераторного газа получаемого в ЭО ГГГУ
- исследования возможности повышения эффективности и срока службы футеровки горнового газогенератора при воздействии на нее агрессивных компонентов генераторного газа и жидкого шлака
- разработки перечня нежелательных конденсированных продуктов газификации
- проведения стехиометрического анализа химических реакций газификации угля
- разработки условий нормального жидкого шлакоудаления из летки горнового газификатора
- проведения численного расчета процесса горновой газификации
2.10 Изготовлены составные части ЭО ГГГУ по согласованному Перечню № 2.2.2.
2.11 Изготовлены составные части Стенда КИ по согласованному Перечню № 2.3.