Термодинамическое исследование и анализ процессов переработки газа подземной газификации угля с получением синтетического жидкого топлива

Разработана математическая модель термодинамического анализа синтеза жидкого топлива из газа подземной газификации угля.




Произведено научное обоснование режима получения линейных и изомерных насыщенных углеводородов различного молекулярного веса и ненасыщенных углеводородов.
Разработана методика исследований процессов реакций синтеза жидкого топлива из газа подземной газификации угля с применением комплексных методов термодинамического анализа.
Разработана методика эксергетического анализа процессов реакций синтеза жидкого топлива из газа подземной газификации угля.
Разработана методика оптимизации процессов реакций синтеза жидкого топлива из газа подземной газификации угля на основе эксергетического принципа.
Разработано программное обеспечение оптимизации процессов реакций синтеза жидкого топлива из газа подземной газификации угля.

Основываясь на проведенном рассмотрении новых зарубежных и отечественных разработок аппаратов для измерения токов высокого напряжения, выбраны направления исследований и способы решения задачи создания макета оптико-электронного измерителя тока (ОЭИТ). Выполнен обзор физических процессов при прохождении оптических излучений по волоконно-оптическому тракту в электромагнитных полях. Проведен анализ технико-экономического и экологического эффектов при использовании
  - 2 -

результатов исследований. Разработаны и изготовлены стенды для выполнения исследований.
Представлены: промежуточный научно-технический отчет, технико-экономическое обоснование, техническое задание на разработку стендов, акт изготовления стендов.

- выполнен патентный поиск в соответствии с ГОСТ 15. 011– 96;
- выполнен термодинамический анализ процесса реакций синтеза жидкого топлива из газа подземной газификации угля, определены затраты энергетических ресурсов на производство продукции энергетического характера из газа подземной газификации угля, определены тепловой и эксергетический КПД процесса, равные 97,4% и 99,1% соответственно, а также потери тепла и эксергии, равные 2,8% и 1,7% соответственно.
- сопоставлена термодинамическая эффективность синтеза жидкого топлива из газа подземной газификации угля с помощью процессов Фишера-Тропша и Мобил процесса, определено, что при полном использовании энергии газифицируемого угля КПД процесса может достигать до 57,6% ;
- разработана методика исследования процессов реакций синтеза жидкого топлива из газа подземной газификации угля, с применением комплексных методов термодинамического анализа, учитывающая расчет термического КПД процесса, составляющего 43,8% при применении процесса Фишера-Тропша и 50,4% при использовании Мобил-Процесса;
- исследован процесс синтеза жидкого топлива с применением комплексных методов термодинамического анализа, отличающийся тем, что исходным сырьем для синтеза представлен газ подземной газификации угля, при этом установлены эксергетичесие КПД процесса по стадиям: удаление твердых примесей (99,1%), охлаждение смеси (97,5%), удаление кислых газов (98,8%), конверсия СО (96,8%), метанирование (21,1%), очистка отходящего газа (100%), выделение фенола (99,6%), выделение углеводородов (50,2%), получение аммиака (58,9%).
- разработана методика эксергетического анализа синтеза жидкого топлива из газа подземной газификации угля, учитывающая материальный баланс, тепловой баланс, расчет эксергии, в том числе термическую составляющую эксергии, эксергию давления, химическую эксергию;
- разработана технологическая схема синтеза жидкого топлива, из газа подземной газификации угля, с дополнительными технологическими блоками по генерации кислорода и очистке газа, мощностью 6000 м3/сутки, в том числе 2600 м3/сутки нафты и 3400 м3/сутки дистиллята для производства жидкого топлива;
- выполнен термодинамический анализ процессов реакций синтеза жидкого топлива из газа подземной газификации угля на каждой стадии процесса для предложенной технологической схемы, обеспечивающий возможность оптимизации технологических процессов и аппаратного оформления для снижения энергоемкости производства на 10% .
Полученные на данном этапе НИР результаты будут использованы для разработки программного обеспечения термодинамического анализа синтеза жидкого топлива, оптимизации технологических схем и аппаратного оформления процесса.
Проведенные исследования создают предпосылки для выполнения работ на следующем этапе с целью оптимизация процессов реакций синтеза жидкого топлива из газа подземной газификации угля, разработки программного обеспечения оптимизации процессов реакций синтеза жидкого топлива из газа подземной газификации угля, оценки возможности создания конкурентоспособной продукции и услуг и разработки рекомендаций по использованию результатов проведенных НИР.

В результате проведенных исследований выявлено, что эксергетический КПД данного процесса равен отношению эксергии продуктов синтеза, а также эксергии побочных продуктов к эксергии исходных материалов, в том числе тепла и электроэнергии.
В рамках выполнения НИР разработано программное обеспечение, обеспечивающее возможность оптимизации реакций синтеза жидкого топлива из газа подземной газификации угля. Приведены скриншоты и общий вид интерфейса программы.
Обоснованы перспективы применения технологии подземной газификации угля с получением газа – сырья для синтеза жидкого топлива с целью усиления роли угольной промышленности в качестве важнейшей базисной отрасли экономики.
Выявлено, что перспективы применения технологии подземной газификации угля и производство синтетического жидкого топлива из газа ПГУ обусловлены несколькими факторами
На основе моделей энерготехнологических установок синтеза жидкого топлива приведены расчеты технико-экономических показателей синтеза жидкого топлива из газа подземной газификации угля, определяющие рентабельность и уровень доходности предприятия.
Разработанные в процессе выполнения НИР методики исследования процессов реакций синтеза жидкого топлива из газа подземной газификации угля с применением комплексных методов термодинамического анализа и эксергетического анализа процессов реакций синтеза.