Активация процесса горения каменного угля нитратом железа и отходами металлопрокатного производства

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследовано влияние отходов металлопрокатного производства и нитрата железа на характеристики процесса слоевого сжигания каменного угля. В качестве твердого топлива использован каменный уголь марки Т. Металлическую окалину и нитрат железа вводили в состав топлива методом механического смешения. Согласно данным XRD, в металлической окалине были идентифицированы фазы оксидов железа Fe3O4 и марганца Mn3O4. Характеристики процесса горения исследуемых образцов изучали с помощью высокоскоростной видеосъемки c применением камеры сгорания при температуре греющей среды 700°С. Также было проведено масштабирование процесса активируемого слоевого горения угля с применением твердотопливного котельного агрегата. Экспериментально установлено, что использование металлической окалины и нитрата железа приводит к повышению реакционной способности топлива, о чем свидетельствует снижение времени задержки зажигания. За счет интенсификации процесса горения были снижены топливный недожог и концентрация образующегося СО в составе газофазных продуктов горения.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

М. К. Шуатаев

ФГАОУ ВО Национальный исследовательский Томский политехнический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: mks11@tpu.ru
Россия, Томск, 634050

А. Ж. Калтаев

ФГАОУ ВО Национальный исследовательский Томский политехнический университет

Email: azk2@tpu.ru
Россия, Томск, 634050

К. Б. Ларионов

ФГАОУ ВО Национальный исследовательский Томский политехнический университет; ФГБОУ ВО Кузбасский государственный технический университет им. Т.Ф. Горбачева

Email: laryk070@gmail.com
Россия, Томск, 634050; Кемерово, 650000

Список литературы

  1. URL: https://www.iea.org/energy-system/fossil-fuels/coal (Дата обращения 09.10.2023).
  2. URL: https://www.iea.org/data-and-statistics/data-tools/greenhouse-gas-emissions-from-energy-data-explorer (Дата обращения 09.10.2023).
  3. Ismagilov Z.R., Kerzhentsev M.A. // Catal. Today. 1999. V. 47. № 1–4. P. 339.
  4. Simonov A.D., Fedorov N.A., Dubinin Y.V., Yazykov N.A., et al.// Catal. Ind. 2013. V. 5. № 1. P. 42.
  5. Xuzhong G., Guo Zh., Wang Zh.// Combustion and Flame 2010. V.157. № 2. P. 351.
  6. Ma B.G., Li X.G., Xu L., Wang K., Wang X.G. // Thermochimica Acta. 2006. V. 445. №. 1. P. 19.
  7. Yin K., Zhou Y.M., Yao Q.Z., Fang C., Zhang Z.W. // Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis. 2012. V. 106. №. 2. P. 369.
  8. Zou C., Wen L., Zhang S., Bai C., Yin G. // Fuel Process Technol. 2014. V. 119. P. 136.
  9. Cheng J., Zhou F., Xuan X., Liu J., et al. // Fuel. 2017. V. 187. P. 398.
  10. Zhang H., Dou B., Li J., Zhao L., Wu K. // J. Energy Inst. 2020. V. 93. P. 2526.
  11. Lei Z., Liu M., Yan J., Chun T. et al. // Fuel. 2021. V. 289. P. 119779.
  12. Zou C., Zhao J. // J. Energy Inst. 2017. V. 90. P. 797.
  13. Larionov K.B., Berezikov N.., Kaltaev A.Zh. Gorshkov A.S. // Coke Chem. 2022. V. 65. P. 167.
  14. Larionov K.B., Mishakov I.V., Slyusarskiy K.V., Tsibulskiy S.A., Tabakaev R.B., Bauman Y.I., Vedyagin A.A., Nalivaiko A.Y., Gromov A.A. et al. // Fuel Process. Technol. 2021. V. 213. P. 106706.
  15. Wang C., Lei M., Yan W., Wang S., Jia L. // Energy and fuels. 2011. V. 25. № 10. P. 4333.
  16. Gubin A.V., Kaltaev A.Z., Gorshkov A.S., Matveeva A.A., Larionov K.B. // Coke Chem. 2023. V. 66. № 5. P. 237.
  17. Larionov K.B., Kaltaev A.Z., Berezikov N.I. et al. // Combust. Sci. Technol. 2022. P. 1.
  18. Carvill J. Mechanical engineer’s data handbook. Butterworth-Heinemann, 1994. 342 p.
  19. Kuznetsov G.V., Malyshev D.Y., Syrodoy S.V. et al. // Combust. Sci. Technol. 2022. V. 194. P. 1003.
  20. Wiwik S Watanabe, Dong-Ke Zhang. // Fuel Process. Technol. 2001. V. 74. P. 145
  21. Wang Y., Wang J., Chen H., Yao M., Li Y. // Chem. Eng. Sci. 2015. V. 135. P. 294.
  22. Richardson H.W. Copper Compounds in Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry 2002. 30 p.
  23. Yanguang Ch., Guo Zh., Wang Zhi. // Fuel Proc. Technol. 2009. V. 90. № 7–8. P. 933.
  24. Larionov K.B., Gromov A.A.// Intern. J. Coal Science & Technology. 2019. V. 6. № 1. P. 37.
  25. Sun J., Zhao B., Su Y. // Energy. 2019. V. 185. P. 229.
  26. Müller C.R., Bohn C.D., Song Q.,. Scott S.A, and Dennis J.S. // Chem. Engng J. 2011. V. 166. № 3. P. 1052.
  27. Yang N., Yu J., Dou J., Tahmasebi A. et al. // Fuel Process. Technol. 2016. V. 152. P. 102.
  28. Fennell P.S., Dennis J.S., Hayhurst A.N. // Energy & Fuels. 2011. V. 25. № 4. P. 1510.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Принципиальная схема экспериментального стенда исследования слоевого процесса сжигания твердых топлив: 1 – котельный агрегат со слоевым способом сжигания, 2 – дверца зольной камеры, 3 – дверца чистки камеры горения, 4 – загрузочная дверца, 5 – капиллярный термометр, 6 – частотный регулятор, 7 – регуляторы первичного и вторичного воздуха, 8 – дымосос, 9 – расширительный бак, 10 – насос для циркуляции теплоносителя, 11 – потребитель тепла (тепловой вентилятор), 12 – поточный газоанализатор продуктов сгорания, 13 – персональный компьютер для сбора и обработки данных поточного газоанализатора.

Скачать (104KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Время задержки зажигания τi исследуемых образцов при температуре греющей среды Tg = 700°С. Значения вычислены по данным высокоскоростной видеосъемки.

Скачать (62KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Кадры высокоскоростной видеосъемки процессов зажигания и последующего горения исследуемых образцов. Температура греющей среды Tg = 700°C, масса навески 0.1 г.

Скачать (317KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Графики выхода дымовых газов при сгорании на топливной навеске при температуре греющий среды Тg = 700°С (СО (а), CO2 (б), NOx (в)).

Скачать (252KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».