Клюев Э.С. Анализ физико-химических процессов при тепловом воздействии на углеродсодержащие материалы
- Деталі
- Батьківська категорія: Геотехнічна механіка, 2015
- Категорія: Збірник наукових праць "Геотехнічна механіка" Випуск-124
АНАЛИЗ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ТЕПЛОВОМ ВОЗДЕЙСТВИИ НА УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИЕ МАТЕРИАЛЫ
Клюев Э.С.
Автор:
Клюев Э.С., магистр (ИГТМ НАН Украины)
УДК 622.324: 622.278: 536.12
Язык: русский
Аннотация.
В статье представлены результаты исследований по изучению процессов физико-химических превращений при тепловом воздействии на углеродсодержащие материалы для получения газов в геотехнологиях разработки месторождений.
В работе обоснована модель теплового воздействия на углеродсодержащие материалы, представляющие собой бинарную смесь угля и породы, с учетом теплообмена и пористости горной среды в условиях ограниченного доступа воздуха. На основе выполненного моделирования нестационарных режимов теплового воздействия установлены закономерности изменения температуры процесса в зависимости от состава и свойств углесодержащих материалов. Определены тепловые критерии, при которых начинается интенсификация физико-химических изменений в углеродсодержащих материалах, а также параметры протекания процессов каталитических превращений, при которых увеличивается скорость и удельная производительность процесса без повышения температуры. Установлено, что интенсификация физико-химических превращений в горной среде происходит в присутствии солей и оксидов щелочных металлов, а также при использовании металлургических и котельных шлаков.
Проведенные исследования позволили обосновать и повысить достоверность модели нестационарного теплового воздействия на углеродсодержащие материалы, определить параметры термического процесса для получения газа и выявить наиболее предпочтительный состав газовой фазы, снизить до минимума потребление окислителей.
Ключевые слова:
тепловое воздействие, углеродсодержащие материалы, бинарная смесь, моделирование, катализ.
Список литературы:
1. Брик, Д.В. Газифікація некондиційного вугілля Львівсько-Волинського басейну / Д.В. Брик, Ю.В. Стефаник // Углехимический журнал. – 2010. – № 1-2. – С. 20-32.
2. Клюев, Э.С. Динамика газовыделения из углесодержащих материалов под действием теплового поля / Э.С.Клюев // Геотехническая механика: Межвед. сб. научн. трудов / ИГТМ. – Днепропетровск, 2013. – Вып. 111. – С. 49-59.
3. Фізико-хімічна геотехнологія / М.М. Табаченко, О.Б. Владико, О.Є. Хоменко, Д.В. Мальцев – Д.: Національний гірничий університет, 2012. – 310 с.
4. Крейнин, Е.В. Нетрадиционные термические технологии добычи трудноизвлекаемых топлив: уголь, углеводородное сырье / Е.В. Крейнин. – М.: МГГУ, 2004. – 300 с.
5. Химия и переработка угля / В.Г. Липович, Г.А. Калабин, И.В. Калечиц [и др.]. – М.: Химия, 1988. – 336 с.
6. Уголь – сырье для получения продуктов топливного и химико-технологического назначения / Г.С. Головин, В.В. Родэ, A.C. Малолетнев, В.В. Лунин // Химия твердого топлива – 2001. – №4. – С. 3-29.
7. Mountouris, A. Plasma gasification of sewage sludge: Process development and energy optimization / A.Mountouris, E.Voutsas, D.Tassios // Energy Conversion and Management, 2008. - No 49. - Р. 2264 – 2271.
8. Зборщик, М.П. Предотвращение экологически вредных проявлений в породах угольных месторождений / М.П. Зборщик, В.В. Осокин. – Донецк: ДонГТУ, 1996.- 178 с.
9. Зборщик, М.П. Горение пород угольных месторождений и их тушение / М.П. Зборщик, В.В. Осокин. - Донецк, ДонГТУ, 2000. - 180 с.
10. Виленский, Т.В. Динамика горения пылевидного твердого топлива (Исследования на электронных вычислительных машинах) / Т.В. Виленский, Д.М. Хзмалян. – М.: Энергия, 1977. – 248 с.
11. Саранчук, В.И. Теоретические основы самовозгорания угля / В.И. Саранчук, Х.А. Баев. – М. Недра, 1976. – 205 с.
12 Орлова, В.М. Інтенсифікація процесу газифікації малометаморфізованого вугілля України з використанням металургійних шлаків: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. техн. наук: спец. 05.17.07 "Хімічна технологія палива і пально-мастильних матеріалів" / В.М. Орлова. – Харків, УХІН, 2005. – 19 с.
13 Кузнецов, Б.Н. Новые подходы к химической переработке ископаемых углей / Б.Н. Кузнецов // Соросовский образовательный журнал. – 1996. – № 6. – 50-57.
14 Кусумано, Д. Каталитические процессы переработки угля / Д. Кусумано, Р. Делла-Бетта, Р. Леви. – М.: Химия, 1984. 288 с.
Об авторе:
Клюев Эдуард Сергеевич, магистр, младший научный сотрудник в отделе проблем разработки месторождений на больших глубинах, Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова Национальной академии наук Украины (ИГТМ НАН Украины), Днепропетровск, Украина, eduard2105@mail.ru .