Ексергетичний аналіз процесів термічної переробки вугілля

Abstract

В роботі виконано розрахунки ексергетичної досконалості продуктів термічної переробки вугілля, за результатами яких складені матеріальні та ексергетичні баланси процесу газифікації при повітряному й кисневому дутті та процесу спалювання, проведено аналіз впливу температури процесів на характеристики продуктів термічної переробки вугілля (склад, вихід, ексергія), а також розраховані ККД ексергетичної досконалості (загальної, по одержанню хімічної та фізичної ексергії) цих методів термічної переробки. На основі аналізу визначені раціональні режими ведення процесів термічної переробки залежно від кінцевих цілей одержаних продуктів. Визначено перевагу високотемпературної кисневої та повітряної газифікації. Також визначено, що з метою досягнення найвищої ефективності використання палива доцільно утилізувати теплоту одержуваного генераторного газу. Проведено порівняння ексергетичної досконалості процесів, на основі чого виявлено, що газифікація вугілля є більш раціональним методом його термічної переробки в порівнянні з традиційним спалюванням. При згоранні вугілля необоротні втрати процесу становлять 35 % його вихідної ексергії.

The study includes calculations of the exergy efficiency of coal thermal conversion products, based on which material and exergy balances were compiled for the gasification process under air and oxygen blast conditions, as well as for the combustion process. An analysis was conducted to evaluate the impact of process temperatures on the characteristics of coal thermal conversion products (composition, output, exergy). Additionally, the exergy efficiency coefficients (overall, chemical and physical exergy) for these thermal conversion methods were calculated. Based on the analysis, optimal operating modes for coal thermal conversion processes were determined, depending on the final goals of the obtained products. . A comparison of the exergy efficiency of the processes was conducted, revealing that coal gasification is a more rational method of thermal conversion compared to traditional combustion. During coal combustion, irreversible losses account for 35 % of its initial exergy.