Плазменная газификация угля в различных средах

Abstract

Выполнены численные эксперименты по плазменной газификации угля в различных газифицирующих агентах (воздух, диоксид углерода, пар, кислород и смеси пара с воздухом, пара с кислородом, пара с диоксидом углерода) с использованием кинетической программы Plasma-Coal. Численные эксперименты проводились применительно к проточному цилиндрическому плазменному газификатору с совмещенной зоной выделения и поглощения тепла в процессе термохимических превращений угля в газифицирующих агентах. В плазменном газификаторе смесь угольной пыли и газа-окислителя подается в электродуговую зону, в которой осуществляются нагрев газифицирующего агента, угольных частиц и их газификация. Расчеты показали, что максимальная концентрация синтез-газа в продуктах газификации каменного угля Powder River Basin наблюдается при паро-углекислотной, углекислотной, паровой, паро-кислородной и кислородной газификации. При этом максимальный выход водорода (51,4%) достигается при паровой газификации угля. Энергетическая эффективность рассмотренных процессов газификации угля, за исключением кислородной и паро-кислородной газификации, изменяется в сравнительно узком интервале значений 1,6-2,5 кВт/кВт. При паро-кислородной и кислородной газификации угля энергетическая эффективность заметно возрастает до 3,5 и 11,4 кВт/кВт соответственно. Очень важным для снижения выбросов основного парникового газа (CO2) является возможность его использования в качестве газифицирующего агента в процессах паро-углекислотной и углекислотной газификации угля при энергетической эффективности процесса, превышающей таковую для воздушной газификации угля.