Обґрунтування параметрів технології утилізації вуглекислого газу при підземній газифікації вугілля
DOI:
https://doi.org/10.33271/crpnmu/79.084Ключові слова:
підземна газифікація вугілля, вуглекислий газ, лабораторні дослідження, теплота згоранняАнотація
Мета. Обґрунтування параметрів технології утилізації вуглекислого газу у складі дуттьової суміші при підземній газифікації вугілля з подальшим встановленням енергетичних характеристик генераторного газу. Методика досліджень. Дослідження процесу утилізації вуглекислого газу у складі дуттьової суміші проводились у лабораторних умовах на спеціально розробленій установці. Проведення досліджень включало виконання трьох послідовних етапів: подача повітряної суміші (О2 – 21 %), суміші збагаченої киснем (О2 – 35 %), повітряно-вуглекислотної суміші (СО2 ≤ 30%). Теплота згорання генераторного газу визначалась за правилом «адаптивності». Результати дослідження. Обґрунтована можливість утилізації вуглекислого газу у складі дуттьової суміші при підземній газифікації вугілля. Визначено енергетичні характеристики генераторного газу залежно від типів подачі дуттьової суміші. Встановлено, що при подачі вуглекислого газу у складі дуттьової суміші максимальна його концентрація становить 22,3 %, при якій теплотворна здатність генераторного газу становить 6,32 МДж/м3. Наукова новизна. Встановлено залежності зміни виходу вуглекислого газу та теплоти згорання генераторного газу від параметрів подачі дуттьової суміші з орієнтацією на технологію утилізації діоксиду вуглецю. Для визначення ефективності процесу газифікації запропонований коефіцієнт утилізації вуглекислого газу, який оцінюється його концентраціями у складі дуттьової суміші та генераторному газі, остання яка змінюється лінійно при граничних концентраціях подачі вуглекислого газу у складі дуттьової суміші не більше 22,3 %. Практичне значення. Встановлені граничні параметри концентрації вуглекислого газу у складі дуттьової суміші при підземній газифікації вугілля, що дозволяють спрогнозувати теплотворну здатність отриманого газу (LHV) та ефективність ведення процесу.Посилання
1. Levin, F. S. (2023). Global Warming: Truth and Consequences. Springer Nature Switzerland. https://doi.org/10.1007/978-3-031-27023-9
2. Levin, F. S. (2023). Сontemporary repercussions of global warming. Global Warming: Truth and Consequences , 43–71. https://doi.org/10.1007/978-3-031-27023-9_2
3. European Commission: Joint Research Centre, Crippa, M., Guizzardi, D., Banja, M., Solazzo, E., Muntean, M., Schaaf, E., Pagani F,, Monforti-Ferrario, F., Olivier, J., Quadrelli, R., Risquez Martin, A., Taghavi-Moharamli, P., Grassi, G., Rossi, S., Oom, D., Branco, A., San-Miguel, J., & Vignati, E. (2022). CO2 emissions of all world countries: JRC/IEA/PBL 2022 report , Publications Office of the European Union.
4. Heiets, I., & Xie, Y. (2021). The Impact of the COVID-19 Pandemic on the Aviation Industry. Journal of Aviation, 5 (2), 111–126. https://doi.org/10.30518/jav.933296
5. Заха, Д., Мовчан, В., Кравчук, В., Кірхнер, Р., & Полушкін, Г. (2020). Економічний вплив пандемії Covid-19 на Україну Аналітичне дослідження.
6. Saik, P., Dychkovskyi, R., Lozynskyi, V., Falshtynskyi, V., & Ovcharenko, A. (2024). Achieving climate neutrality in coal mining regions through the underground coal gasification. E3S Web of Conferences, 526 , 01004. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202452601004
7. Saik, P., Lozynskyi, V., Anisimov, O., Akimov, O., Kozhantov, A., & Mamaykin, O. (2023). Managing the process of underground coal gasification. Natsional'nyi Hirnychyi Universytet. Naukovyi Visnyk , (6), 25–30. https://doi.org/10.33271/nvngu/2023-6/025
8. Lavis, S., & Mostade, M. (2023). Underground coal gasification. The Coal Handbook , 323–337. https://doi.org/10.1016/b978-0-12-824328-2.00010-8
9. Lozynskyi, V. (2023). Critical review of methods for intensifying the gas generation process in the reaction channel during underground coal gasification (UCG). Mining of Mineral Deposits, 17 (3), 67–85. https://doi.org/10.33271/mining17.03.067
10. Saik, P., & Berdnyk, M. (2022). Mathematical model and methods for solving heat-transfer problem during underground coal gasification. Mining of Mineral Deposits, 16 (2), 87–94. https://doi.org/10.33271/mining16.02.087
11. Bazaluk, O., Lozynskyi, V., Falshtynskyi, V., Saik, P., Dychkovskyi, R., & Cabana, E. (2021). Experimental Studies of the Effect of Design and Technological Solutions on the Intensification of an Underground Coal Gasification Process. Energies, 14 (14), 4369. https://doi.org/10.3390/en14144369
12. Falshtynskyi, V. S., Dychkovskyi, R. O., Saik, P. B., Lozynskyi, V. H., & Caceres, C. E. (2017). Formation of thermal fields by the energy-chemical complex of coal gasification. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu , (5), 36–42.
13. Saik, P., Falshtynskyi, V., Lozynskyi, V., Dychkovskyi, R., Berdnyk, M., & Cabana, E. (2023). Substantiating the operating parameters for an underground gas generator as a basic segment of the mining energy-chemical complex. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 1156 (1), 012021. https://doi.org/10.1088/1755-1315/1156/1/012021
14. Khan, M.M., Mmbaga, J.P., Shirazi, A.S., Trivedi, J., Liu, Q., & Gupta, R. (2015). Modelling Underground Coal Gasification-A Review. Energies, (8), 12603–12668. https://doi.org/10.3390/en81112331
15. Mohammadi, A., & Anukam, A. (2023). The Technical Challenges of the Gasification Technologies Currently in Use and Ways of Optimizing Them: A Review. Latest Research on Energy Recovery . https://doi.org/10.5772/intechopen.102593
16. Zhao, B., Dong, X., Chen, Y., Chen, S., Chen, Z., Peng, Y., Liu, Y., & Jiang, X. (2022). Experimental Investigation on the Pore Structure Evolution of Coal in Underground Coal Gasification Process. ACS Omega, 7 (13), 11252–11263. https://doi.org/10.1021/acsomega.2c00157
17. Lobo, L. S., & Carabineiro, S. A. C. (2016). Kinetics and mechanism of catalytic carbon gasification. Fuel, 183 , 457–469. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2016.06.115
18. Zhu, Z., Lu, G. Q. (Max), Finnerty, J., & Yang, R. T. (2003). Electronic structure methods applied to gas–carbon reactions. Carbon, 41 (4), 635–658. https://doi.org/10.1016/s0008-6223(02)00380-9
19. Diao, R., Zhu, X., Wang, C., & Zhu, X. (2020). Synergistic effect of physicochemical properties and reaction temperature on gasification reactivity of walnut shell chars. Energy Conversion and Management, 204 , 112313. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2019.112313
20. Luo, Q., Bai, Y., Wei, J., Song, X., Lv, P., Wang, J.-F., Su, W., Lu, G., & Yu, G. (2022). Insights into the Oxygen-Containing Groups Transformation During Coal Char Gasification in H2o/Co2 Atmosphere by Using Reaxff Reactive Force Field. SSRN Electronic Journal . https://doi.org/10.2139/ssrn.4313207
21. Kariznovi, M., Nourozieh, H., Abedi, J., & Chen, Z. (2013). Simulation study and kinetic parameter estimation of underground coal gasification in Alberta reservoirs. Chemical Engineering Research and Design, 91 (3), 464–476. https://doi.org/10.1016/j.cherd.2012.11.008
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
All articles are published under the Creative Commons Attribution License (CC BY 4.0), which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. Authors retain copyright and grant the journal right of first publication.
Authors are permitted and encouraged to deposit the final published version of their article, or the Author's Accepted Manuscript (AAM), in institutional or subject-specific open-access repositories (including the university's own institutional repository, CORE, Zenodo, or Figshare), ensuring maximum visibility, accessibility, and impact of the publication.
