Разработка метода пароплазменной газификации угля на поверхности расплава

АННОТАЦИЯ

Отчета о НИР по теме:
«Разработка метода пароплазменной газификации угля на поверхности расплава»,
Шифр 2008-6-1.6-19-03-003,
Государственный контракт № 02.516.12.6011, этап 1


Объект исследования – процесс газификации угля на поверхности расплава в плазменном газогенераторе на базе плазмотрона с расплавляемыми электродами.
Цель проекта - создание научно-технических основ эффективной техники и технологии получения синтез газа методом пароплазменной газификации угля на поверхности расплава.
Цель первого этапа - анализ научно-технической литературы, проведение патентных исследований, разработка и изготовление экспериментального оборудования, выбор и обоснование технологической схемы пароплазменной газификации угля на поверхности расплава.
Выполнен обзор научно-технической литературы и проведены патентные исследования по плазменным газификаторам и плазмотронам для генерации плазмы водяного пара. Результаты анализа научно-технической литературы и патентных исследований показывают, что плазменный газификатор на базе плазмотрона с расплавляемыми электродами имеет ряд существенных преимуществ по сравнению с запатентованными разработками, а также является новым техническим решением по созданию плазменного газификатора. Разработана модель для расчета процесса плазменной газификации на поверхности расплава. Выполнены расчеты термодинамики процесса паровой газификации в плазмохимическом реакторе для широкого диапазона условий проведения. Проведена оценка влияния неравномерности подачи угля. Выбрана оптимальная технологическая схема для реализации процесса пароплазменной газификации угля. Разработаны, изготовлены и смонтированы система дозированной подачи угля в газификатор, газовый затвор системы подачи угля, система регулирования подачи пара для плазмообразования. Проведены испытания газификатора. Результаты испытаний показали, что газификатор работает в расчетном режиме.
Степень внедрения – создан лабораторный газификатор угля на базе плазмохимического реактора ПХР-500.
Область применения - разработка конструкций плазменных газификаторов с жидким шлакоудалением.
Организация, где выполняется проект – ООО «Международный научный центр по теплофизике и энергетике»

АННОТАЦИЯ
Отчета о НИР по теме:
"Разработка метода пароплазменной газификации угля на поверхности расплава"
Шифр 2008-6-1.6-19-03-003,
Государственный контракт № 02.516.12.6011, этап 2

Объект исследования – процесс газификации угля на поверхности расплава в плазменном газификаторе на базе плазмотрона с расплавляемыми электродами.
Цель проекта – создание научно-технических основ эффективной техники и технологии получения синтез газа методом пароплазменной газификации угля на поверхности расплава.

В ходе выполнения работ:
Разработана модель для расчета процесса плазменной газификации на поверхности расплава, позволяющая рассчитать выход синтез газа, его состав, энергозатраты, необходимую мощность плазмотрона для термодинамически равновесных условий в зависимости от характеристики угля и температуры в газификаторе.
Выполнены модельные теоретические расчеты термодинамики процесса паровой газификации в плазмохимическом реакторе и процесса образования газообразных продуктов.
Проведена оптимизация процесса газификации для плазмотрона с расплавленными электродами.
Разработаны и изготовлены системы дозированной подачи угля и система регулирования подачи газа, которые смонтированы на действующем плазмохимическом реакторе мощностью 0,5 МВт.
Проведены испытания газификатора, которые показали, что предложенные решения уникальны и позволяют снизить расходы на производство водорода на 30 % по сравнению с традиционными технологиями газификации углеводородов. Результаты проведенных исследований подтверждены соответствующими протоколами испытаний.
Технические параметры разработки обладают высокой конкурентоспособностью.
Проведены патентные исследования.
Указанные результаты представляют значительный интерес, так как они создали предпосылки для дальнейшей реализации проекта и имеют перспективу практического применения.

Проведены экспериментальные исследования зависимости эффективности процесса газификации от различных условий, включая зависимости от химического и фракционного состава угля, а также характеристик дугового разряда; зависимости скорости процесса газификации от температуры в реакторе и определение максимальной производительности на единицу площади поверхности расплава в диапазоне температур от 1300 до 16000С.

Проведены испытаний, подтверждающие эффективность работы лабораторного газификатора на базе плазмохимического реактора ПХР-500 по критериям достижения необходимых технических характеристик. Разработан метод пароплазменной газификации угля на поверхности расплава. Проведены испытания метода пароплазменной газификации угля на поверхности расплава.