Интенсификация процессов в кипящем слое при термической переработки твердого топлива
Интенсификация технологических процессов является одной из важных задач науки и техники. Особенно актуально вопросы интенсификации стоят для тепло-массообменных процессов, в частности для термической переработки твердого топлива. Одной из перспективных технологий термической переработки твердого топ...
Збережено в:
| Дата: | 2015 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2015
|
| Назва видання: | Геотехнічна механіка |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/135810 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Интенсификация процессов в кипящем слое при термической переработки твердого топлива / И. Л. Дякун // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2015. — Вип. 122. — С. 80-88. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-135810 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1358102018-06-16T03:03:05Z Интенсификация процессов в кипящем слое при термической переработки твердого топлива Дякун, И.Л. Интенсификация технологических процессов является одной из важных задач науки и техники. Особенно актуально вопросы интенсификации стоят для тепло-массообменных процессов, в частности для термической переработки твердого топлива. Одной из перспективных технологий термической переработки твердого топлива разной зольности и степени метаморфизма является кипящий слой с экономическими и экологическими показателями, соответствующих лучшим мировым стандартам. В статье рассмотрены вопросы усовершенствования технологии кипящего слоя посредством организации пульсирующей подачи воздуха (газа) в слой. Предложены модель и методика расчета рациональных параметров пульсирующего потока, а также движения и горения твердой частицы в кипящем слое. Проведены исследования закономерностей влияния амплитудно-частотных характеристик пульсирующей подачи воздуха на полноту выгорания твердых топливных частиц в слое. Разработаны конструкции технических средств (пульсаторов), реализующих подачу пульсирующего воздуха в кипящий слой и обеспечивающих регулирование формы колебаний, а также скважности воздушного потока. 2015 Article Интенсификация процессов в кипящем слое при термической переработки твердого топлива / И. Л. Дякун // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2015. — Вип. 122. — С. 80-88. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. 1607-4556 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/135810 662.66:66.095.5 ru Геотехнічна механіка Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| description |
Интенсификация технологических процессов является одной из важных задач науки и техники. Особенно актуально вопросы интенсификации стоят для тепло-массообменных процессов, в частности для термической переработки твердого топлива. Одной из перспективных технологий термической переработки твердого топлива разной зольности и степени метаморфизма является кипящий слой с экономическими и экологическими показателями, соответствующих лучшим мировым стандартам. В статье рассмотрены вопросы усовершенствования технологии кипящего слоя посредством организации пульсирующей подачи воздуха (газа) в слой. Предложены модель и методика расчета рациональных параметров пульсирующего потока, а также движения и горения твердой частицы в кипящем слое. Проведены исследования закономерностей влияния амплитудно-частотных характеристик пульсирующей подачи воздуха на полноту выгорания твердых топливных частиц в слое. Разработаны конструкции технических средств (пульсаторов), реализующих подачу пульсирующего воздуха в кипящий слой и обеспечивающих регулирование формы колебаний, а также скважности воздушного потока. |
| format |
Article |
| author |
Дякун, И.Л. |
| spellingShingle |
Дякун, И.Л. Интенсификация процессов в кипящем слое при термической переработки твердого топлива Геотехнічна механіка |
| author_facet |
Дякун, И.Л. |
| author_sort |
Дякун, И.Л. |
| title |
Интенсификация процессов в кипящем слое при термической переработки твердого топлива |
| title_short |
Интенсификация процессов в кипящем слое при термической переработки твердого топлива |
| title_full |
Интенсификация процессов в кипящем слое при термической переработки твердого топлива |
| title_fullStr |
Интенсификация процессов в кипящем слое при термической переработки твердого топлива |
| title_full_unstemmed |
Интенсификация процессов в кипящем слое при термической переработки твердого топлива |
| title_sort |
интенсификация процессов в кипящем слое при термической переработки твердого топлива |
| publisher |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| publishDate |
2015 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/135810 |
| citation_txt |
Интенсификация процессов в кипящем слое при термической переработки твердого топлива / И. Л. Дякун // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2015. — Вип. 122. — С. 80-88. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. |
| series |
Геотехнічна механіка |
| work_keys_str_mv |
AT dâkunil intensifikaciâprocessovvkipâŝemsloepritermičeskojpererabotkitverdogotopliva |
| first_indexed |
2025-07-09T21:16:57Z |
| last_indexed |
2025-07-09T21:16:57Z |
| _version_ |
1837205626252427264 |
| fulltext |
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №122 80
УДК 662.66:66.095.5
Дякун И.Л., мл. науч. сотр.
(ИГТМ НАН Украины)
ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССОВ В КИПЯЩЕМ СЛОЕ ПРИ
ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА
Дякун І.Л., мол. наук. співр.
(ІГТМ НАН України)
ІНТЕНСИФІКАЦІЯ ПРОЦЕСІВ В КИПЛЯЧОМУ ШАРІ ПРИ
ТЕРМІЧНІЙ ПЕРЕРОБЦІ ТВЕРДОГО ПАЛИВА
Dyakun I.L, M. Sc. (Tech)
(IGTM NAS of Ukraine)
INTENSIFICATION OF PROCESSES IN A FLUIDIZED BED AT
THERMAL PROCESSING OF SOLID FUEL
Аннотация. Интенсификация технологических процессов является одной из важных за-
дач науки и техники. Особенно актуально вопросы интенсификации стоят для тепло-
массообменных процессов, в частности для термической переработки твердого топлива. Од-
ной из перспективных технологий термической переработки твердого топлива разной золь-
ности и степени метаморфизма является кипящий слой с экономическими и экологическими
показателями, соответствующих лучшим мировым стандартам. В статье рассмотрены вопро-
сы усовершенствования технологии кипящего слоя посредством организации пульсирующей
подачи воздуха (газа) в слой. Предложены модель и методика расчета рациональных пара-
метров пульсирующего потока, а также движения и горения твердой частицы в кипящем
слое. Проведены исследования закономерностей влияния амплитудно-частотных характери-
стик пульсирующей подачи воздуха на полноту выгорания твердых топливных частиц в
слое. Разработаны конструкции технических средств (пульсаторов), реализующих подачу
пульсирующего воздуха в кипящий слой и обеспечивающих регулирование формы колеба-
ний, а также скважности воздушного потока.
Ключевые слова: интенсификация, пульсирующий кипящий слой, пульсатор.
Интенсификация технологических процессов является одной из важных за-
дач науки и техники. Основой увеличения производительности оборудования и
снижения энергозатрат на проведение технологических процессов может слу-
жить создание и внедрение эффективных технологических аппаратов с малой
удельной энергоемкостью и материалоемкостью, высокой степенью воздей-
ствия на обрабатываемые вещества.
Особенно актуально вопросы интенсификации стоят для тепло-
массообменных процессов, в частности для термической переработки твердого
топлива. Старение шахтного фонда страны, износ угледобывающего оборудо-
вания, использование несовершенных технологий добычи, усложнение горно-
геологических условий добычи с переходом на глубокие горизонты – все эти
факторы привели к существенному ухудшению качества добываемого твердого
© И.Л. Дякун, 2015
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №122 81
топлива. Это положение усугубляется технологически недостаточным совер-
шенством и неготовностью энергогенерирующих установок основных потреби-
телей твердого топлива (электростанций, промышленных и шахтных котель-
ных, коксохимических заводов) к работе на топливе с качеством, значительно
худшим расчетного. В связи с этим становится актуальным все более широкое
использование «чистых» угольных технологий. Одной из таких технологий яв-
ляется способ термической переработки твердого топлива в кипящем слое.
Применительно к твердому топливу способ позволяет эффективно и экологиче-
ски безопасно перерабатывать топливо различного качества, например, низко-
сортные угли и отходы углеобогащения [1]. Технология привлекательна также
возможностью создания компактного топочного оборудования и автоматизации
топочного процесса. Однако, несмотря на значительные преимущества этих
установок, они не являются универсальными и имеют ряд существенных недо-
статков. В частности, при обработке серьезные трудности возникают в основ-
ном из-за аэродинамической неустойчивости кипящего слоя, проявляющейся в
образовании каналов, залегании части перерабатываемого топлива на решетке и
т.д. Осложняющим фактором зачастую является значительный унос мелких ча-
стиц топлива из слоя.
Возможности повышения эффективности термической переработки твердо-
го топлива в кипящем слое напрямую связаны с применением его разновидно-
стей, в частности пульсирующего (импульсного) слоя.
Использование активных нестационарных режимов в процессе термической
переработки твердого топлива значительно интенсифицирует процесс [2], т.к.
позволяет увеличить поверхность контакта между частицами материала и ожи-
жающим агентом, что влияет на полноту выгорания частиц топлива и позволяет
снизить удельные затраты тепловой энергии. Кроме того, рядом исследователей
[3-5] показано, что наложение на обрабатываемый материал пульсационных
воздействий ожижающего агента, способствует стабилизации аэродинамики
слоя, препятствует образованию крупных газовых пузырей и сквозных каналов
в слое, предотвращает образование застойных зон при сохранении подвижно-
сти всех частиц в слое и значительном уменьшении уноса мелких фракций ма-
териала из аппарата.
Таким образом, обладая всеми преимуществами кипящего слоя, пульсиру-
ющий позволяет стабилизировать аэродинамику, улучшить перемешивание об-
рабатываемого материала и уменьшить его унос.
При расчете и проектировании технологических аппаратов важно знать за-
кономерности влияния колебаний несущей фазы на интенсивность тепломассо-
обменных процессов. Однако многие как теоретические, так и прикладные во-
просы, связанные с исследованием пульсационного процесса в литературе либо
недостаточно освещены или характеризуется отсутствием научно-
методических основ
В связи с вышесказанным, целью исследования является изучение возмож-
ности применения техники пульсирующего слоя для совершенствования про-
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №122 82
цесса термической переработки твердого топлива в кипящем слое.
Вопросы скорости горения и времени сгорания представляют большой тео-
ретический и практический интерес. Решение их позволяет раскрыть основные
особенности процесса и тем самым дает возможность управлять им, выявляя
пути его интенсификации и создавая методику инженерного расчета.
При использовании пульсационных режимов, являющихся мощным интен-
сификатором различных тепловых процессов, важным фактором необходимо
считать взаимодействие частицы топлива с пульсирующим газовым потоком.
Оценка траектории и скорости движения частицы необходима при расчетах
выгорания частиц топлива, оптимизации аэродинамики топочной камеры с це-
лью уменьшения выноса недогоревших частиц, при расчете сепарации частиц
топлива и их транспортировки и решении других практических задач совре-
менной топочной техники. Следующей важной задачей является определение
относительной скорости движения частиц в потоке, так как она определяет ин-
тенсивность тепломассообмена частиц в потоке и, следовательно, скорость вы-
горания.
Рассмотрим математическую модель горения твердой частицы при пульси-
рующей подаче ожижающего агента (газа, воздуха). Динамические характери-
стики, а именно траектории, скорости перемещения частиц получены на основе
анализа силового состояния потока и описывается системой уравнений [6]
uV
d
dt
d
g
0
0
276,01
2
1
(1)
32
0
22
0
6
1
1
2
36
2
uV
d
d
uV
g
dt
du
gg
g
g
g
(2)
u
dt
dx
(3)
где 0dd - относительный диаметр частицы;
0
d начальный диаметр части-
цы; u скорость перемещения частицы; x координата частицы; t время; V
переменная скорость газовзвеси, описывающая форму импульса; где 0 - вре-
мя горения частицы без проскальзывания
)(8 0
2
0
0
ccD
dч
;
D коэффициент диффузии кислорода и воздуха к поверхности горящей твер-
дой топливной частицы; cc ,0 концентрация кислорода в потоке и на поверх-
ности частицы соответственно; =12/32 отношение молекулярных масс уг-
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №122 83
лерода и кислорода; g , - плотность газа и твердых частиц, соответственно;
вязкость газовзвеси; g – кинематическая вязкость газа.
Размер частицы уменьшается в процессе горения, что приводит к уменьше-
нию скорости проскальзывания. Вместе с тем, сила вязкости увеличивает ско-
рость проскальзывания. Поэтому эффективность от проскальзывания можно
оценить, лишь рассчитав суммарное время горения частицы уменьшающегося
размера в пульсирующем потоке газовзвеси, состоящем из ожижающего агента
(воздуха) и инерта.
В качестве параметра, характеризующего влияние пульсаций на скорость
горения частицы при переменных параметрах пульсирующего потока по отно-
шению к постоянному используем относительное уменьшение времени горения
0
0
0
g
gg
g
g
t
tt
t
t
,
где tg – время сгорания частицы в пульсирующем потоке;
0gt – время сгорания
частицы в постоянном потоке. Очевидно, что чем больше значение , тем более
эффективным можно считать соответствующие параметры пульсирующего по-
тока.
Система уравнений (1)-(3) решается методом Рунге-Кутта с начальными
условиями = 1, U = 0, x = 0 при t = 0.
Пульсационная скорость ожижающего агента задавалась следующей зави-
симостью
const a
const
V V sin t если t T
V
V если T t T
где %20 срconst uV , - постоянная составляющая гармонической зависимости,
м/с; срV - средняя скорость газа, м/с; 2constсрa VVV - амплитуда гар-
монической зависимости, определяемая из равенства расходов постоянного и
пульсирующего потока газа, м/с; , Т – скважность (доля времени импульса по-
дачи воздуха в период пульсаций) и период потока соответственно.
Целью исследования являлось определение влияния таких основных пара-
метров пульсирующего потока, как скважность и период Т на уменьшение
времени сгорания твердой топливной частицы по сравнению с постоянным по-
током газовзвеси при равном расходе за период.
При проведении расчетов значения параметров принимали следующие зна-
чения: для твердой топливной частицы - начальный диаметр d0 = 2,5 мм; плот-
ность = 1,510
3
кг/м
3
; для частиц инерта - диаметр di = 0,3 мм; плотность
i = 210
3
кг/м
3
; для ожижающего агента (газа) - плотность и вязкость определе-
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №122 84
ны по таблице для сухого воздуха при температуре Тg = 900
0
С, g = 0,301 кг/м
3
;
g = 46,710
-6
Пас; средняя расходная скорость газа V = 5 м/с; для параметров
пульсирующего потока - период пульсаций Т = 0,5 с; 1 с; 2 с; 4 с; скважность
= 0,1; 0,25; 0,5; 1,0; время сгорания частицы в потоке постоянной скорости
( = 1) равна 5,435 с.
На рис. 1 приведены результаты решения поставленной задачи.
1 – диаметр частицы; 2 – скорость частицы; 3 – путь частицы
Рисунок 1 - Параметры процесса горения твердой топливной частицы при Т = 1 с, = 0,5
Как видно из рис. 1, твердая частица вначале плавно поднимается относи-
тельно точки ввода ее в поток, но через некоторый промежуток времени масса
частицы уменьшается настолько, что вязкостные силы значительно превышают
силу тяжести, и координата частицы начинает резко возрастать. То же происхо-
дит и с амплитудой колебаний скорости частицы.
Кроме того, было проведено исследовано влияние параметров газовзвеси и
формы пульсаций скорости воздуха на увеличение времени нахождения твер-
дой топливной частицы в слое по сравнению с постоянным потоком газовзвеси
при равном расходе за период: с наложением поличастотной составляющей
(рис. 2) и в режиме реверс-пульсирующей подачи воздуха (рис. 3).
Рисунок 2 – Параметры процесса в поличастотном пульсирующем потоке
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №122 85
1, 2 – при реверс-пульсирующей подаче воздуха в слой;
3, 4 – при постоянной подаче воздуха в слой
Рисунок 3 – Параметры процесса
Анализ результатов исследований модели пульсирующего движения кипя-
щего слоя показал, что рациональными параметрами пульсаций являются пери-
од Т = 2 – 10 с и скважность пульсаций = 0,2 – 0,4.
Проведенные исследования позволили разработать специалистам ИГТМ
НАН Украины конструкции пульсаторов следующих типов: пульсатор с трех-
лопастной крыльчаткой [7], пульсатор с дополнительными крыльчатками [8],
пульсатор трехлопастной с шестью одинаковыми отверстиями по корпусу [9],
пульсатор со щелевым ротором [10], дисковый пульсатор [11], реализующие
различные формы импульсов, представленные на рис. 4.
Разработанные конструкции пульсаторов обеспечивают регулируемую фор-
му колебаний воздушного потока, а также скважность потока, т.е. отношение
продолжительности одного импульса к продолжительности периода пульсации,
в пределах 0,25 – 0,5 и возможную скорость потока воздуха, проходящего через
пульсатор, которая может составляет 10 – 12 м/с.
Выводы:
1. На основе анализа результатов исследований модели пульсирующего ки-
пящего слоя показано, что рациональными параметрами пульсаций являются
период Т = 2 – 10 с и скважность пульсаций = 0,2 – 0,4. Также показано, что
во всем диапазоне исследуемых параметров слоя газовзвеси пульсационное
воздействие интенсифицирует процессы термической переработки твердого
топлива в кипящем слое до 50 %.
2. Применение пульсирующего режима с рациональными амплитудно-
частотными характеристиками пульсирующей подачи воздуха позволяет повы-
сить эффективность термической переработки твердого топлива в топках с ки-
пящим слоем за счет полноты выгорания твердых топливных частиц в слое и
уменьшения механического недожога.
3. Впервые разработаны конструкции пульсаторов следующих типов: пуль-
сатор с трехлопастной крыльчаткой, пульсатор с дополнительными крыльчат-
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №122 86
ками, пульсатор трехлопастной с шестью одинаковыми отверстиями по корпу-
су, пульсатор со щелевым ротором, дисковый пульсатор, обеспечивающие регу-
лирование формы колебаний воздушного потока, а также скважности потока, т.е.
отношения продолжительности одного импульса к продолжительности периода
пульсации, в пределах 0,25 – 0,5.
(а) (б)
(в) (г)
(д)
(а) - [7]; (б) - [8]; (в) - [9]; (г) - [10]; (д) - [11]
Рисунок 4 - Пульсации воздушного потока на выходе устройства
____________________________
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Корчевой Ю.П. Экологически чистые угольные энерготехнологии / Ю.П. Корчевой, А.Ю.
Майстренко, А.И. Топал. – К : Наукова думка, 2004. – 186 с.
2. Бокун И.А. Газификация низкосортных топлив в пульсирующем слое/ И.А. Бокун // Перспек-
тивы развития энергетики в XXI веке: Материалы Республиканской научно-практической конферен-
ции, 12-14 мая 2010 г. – Минск: БНТУ, 2011. – С.40-45.
3. Гичев Ю.А. Анализ влияния пульсационно-акустического сжигания топлива на харакетри-
стики парового котла и разработка технических решений / Ю.А. Гичев, Д.С. Адаменко // Мета-
лургійна теплотехніка: Збірник наукових праць Національної металургійної академії України. – Дніп-
ропетровськ: Нова ідеологія, 2008 – С.69 – 80.
4. Накорчевский А.И. Динамика пульсирующей монодисперсной смеси / А.И. Накорчевский //
ТОХТ – 2000. – Т.34, № 1 – С. 11 – 15.
5. Акулич П.В. Волновое движение твердых частиц в пульсирующем потоке газа / П.В. Акулич,
П.С. Куц // ИФЖ. – 2003. – Т.76, № 4 – С. 40 – 45.
6. Дякун И.Л. Повышение эффективности энергетической переработки угля / И.Л. Дякун. – К.:
Наукова думка, 2014. – 126 с.
7. Пат. 57662А Україна, МПК G01L27/00, F15B21/12. Пристрій для створення пульсуючих пові-
тряних потоків у топці з киплячим шаром / Булат А.Ф., Чемерис І.Ф., Возиянов В.С.; заявник та пате-
нтовласник ІГТМ НАНУ. - № 2002107844; заявл. 03.10.2002; опубл. 16.06.2003, Бюл. № 6.
8. Пат. 66646А Україна, МПК G01L27/00, F15B21/12. Пристрій для створення пульсуючих пові-
тряних потоків у топці з киплячим шаром / Чемерис І.Ф., Булат А.Ф., Возиянов В.С., Слободянникова
І.Л.; заявник та патентовласник ІГТМ НАНУ. - № 2003087753; заявл. 15.08.2003; опубл. 17.05.2004,
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №122 87
Бюл. № 5.
9. Пат. 4290 Україна, МПК G01L27/00, F15B21/12. Пристрій для створення пульсуючих повіт-
ряних потоків у топці з киплячим шаром / Чемерис І.Ф., Булат А.Ф., Возиянов В.С., Слободянникова
І.Л.; заявник та патентовласник ІГТМ НАНУ. - № 20040402818; заявл.16.04.2004; опубл. 17.01.2005,
Бюл. № 1.
10. Пат. 4855 Україна, МПК G01L27/00, F15B21/12. Пристрій для створення пульсуючих повіт-
ряних потоків у топці з киплячим шаром / Чемерис І.Ф., Булат А.Ф., Возиянов В.С., Слободянникова
І.Л.; заявник та патентовласник ІГТМ НАНУ. - № 20040503291; заявл. 05.05.2004; опубл. 15.02.2005,
Бюл. № 2.
11. Пат. 7783 Україна, МПК G01L27/00, F15B21/12. Пристрій для створення пульсуючих повіт-
ряних потоків у топці з киплячим шаром / Чемерис І.Ф., Булат А.Ф., Возиянов В.С., Слободянникова
І.Л.; заявник та патентовласник ІГТМ НАНУ. - № 20041108903; заявл. 01.11.2004; опубл. 15.07.2005,
Бюл. № 7.
REFERENCES
1. Korchevoy, Yu.P., Maystrenko, A.Yu. and Topal, A.I.(2004) Ekologicheski chistyie ugolnyie ener-
gotehnologii [Ecologically clean coal energytechnologies], Naukova dumka, Kyiv, Ukraine.
2. Bokun, I.A. (2011) ―Gasification of low-grade fuels pulsed layer‖, Proc. of the Republican Scien-
tific and Practical Conference “Prospects of Energy Development in the XXI Century”, Belarusian National
Technical University, Minsk, Belarus, 12-14 May 2010, pp.40-45.
3. Gichev, Yu.A. and Adamenko, D.S. (2008) ―Analysis of the impact-acoustic pulsating combustion
characteristics on the boiler and the development of technical solutions‖, Metalurgiyna teplotehnika, New
ideology, Dnepropetrovsk, UA, pp.69 – 80.
4. Nakorchevskiy, A.I. (2000). ―Dynamics pulsating monodisperse mixture―, Teoreticheskie osnovyi
himicheskoy tehnologii, Vol.34, № 1, pp. 11 – 15.
5. Akulich, P.V.(2003) ―The wave motion of solid particles in a pulsating gas stream‖, Inzhenerno-
fizicheskiy zhurnal, Vol.76, № 4, pp. 40 – 45.
6. Dyakun, I.L. (2014) Povyishenie effektivnosti energeticheskoy pererabotki uglya [Increase of effi-
ciency energy coal processing] Naukova dumka, Kyiv, Ukraine.
7. Chemeris, I.F., Bulat, A.F. and Voziyanov, V.S., M.S. Polyakov Institute of Geotechnical Mechan-
ics under the NAS of Ukraine (2003), Pristriy dlya stvorennya pulsuyuchih povitryanih potokiv u toptsi z
kiplyachim sharom [Device for creating pulsating air flows in fluidized bed furnace], State Register of Pa-
tents of Ukraine, Kiev, UA, Pat. № 57662А.
8. Chemeris, I.F., Bulat, A.F., Voziyanov, V.S. and Slobodyannikova, I.L., M.S. Polyakov Institute
of Geotechnical Mechanics under the NAS of Ukraine (2004), Pristriy dlya stvorennya pulsuyuchih pov-
itryanih potokiv u toptsi z kiplyachim sharom [Device for creating pulsating air flows in fluidized bed fur-
nace], State Register of Patents of Ukraine, Kiev, UA, Pat. № 66646А.
9. Chemeris, I.F., Bulat, A.F., Voziyanov, V.S. and Slobodyannikova, I. L., M.S. Polyakov Institute
of Geotechnical Mechanics under the NAS of Ukraine (2005), Pristriy dlya stvorennya pulsuyuchih pov-
itryanih potokiv u toptsi z kiplyachim sharom [Device for creating pulsating air flows in fluidized bed fur-
nace], State Register of Patents of Ukraine, Kiev, UA, Pat. № 4290.
10. Chemeris, I.F., Bulat, A.F., Voziyanov, V.S. and Slobodyannikova, I.L., M.S. Polyakov Institute
of Geotechnical Mechanics under the NAS of Ukraine (2005), Pristriy dlya stvorennya pulsuyuchih pov-
itryanih potokiv u toptsi z kiplyachim sharom [Device for creating pulsating air flows in fluidized bed fur-
nace], State Register of Patents of Ukraine, Kiev, UA, Pat. № 4855.
11. Chemeris, I.F., Bulat, A.F., Voziyanov, V.S. and Slobodyannikova I.L., M.S. Polyakov Institute of
Geotechnical Mechanics under the NAS of Ukraine (2005), Pristriy dlya stvorennya pulsuyuchih povitryanih
potokiv u toptsi z kiplyachim sharom [Device for creating pulsating air flows in fluidized bed furnace], State
Register of Patents of Ukraine, Kiev, UA, Pat. № 7783.
–––––––––––––––––––––––––––––––
Об авторе
Дякун Инна Леонидовна, младший научный сотрудник отдела проблем шахтных энергетических
комплексов, Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова Национальной академии наук
Украины (ИГТМ НАНУ), Днепропетровск, Украина, dyakun@ukr.net
About the author
Dyakun Inna Leonidovna, Master of Science (M. Sc.), Junior Researcher in Department of Mine Ener-
gy Complexes, M.S. Polyakov Institute of Geotechnical Mechanics under the National Academy of Science
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №122 88
of Ukraine (IGTM, NASU), Dnepropetrovsk, Ukraine, dyakun@ukr.net
–––––––––––––––––––––––––––––––
Анотація. Інтенсифікація технологічних процесів є однією з важливих задач науки і тех-
ніки. Особливо актуально питання інтенсифікації стоять для тепло-масообміних процесів,
зокрема для термічної переробки твердого палива. Однією з перспективних технологій тер-
мічної переробки твердого палива різної зольності і ступеня метаморфізму є киплячий шар з
економічними та екологічними показниками, що відповідають кращим світовим стандартам.
У статті розглянуті питання удосконалення технології киплячого шару за допомогою органі-
зації пульсуючою подачі повітря (газу) в шар. Запропоновано модель і методика розрахунку
раціональних параметрів пульсуючого потоку, а також руху та горіння твердої частинки в
киплячому шарі. Проведено дослідження закономірностей впливу амплітудно-частотних ха-
рактеристик пульсуючою подачі повітря на повноту вигорання твердих паливних частинок в
шарі. Розроблено конструкції технічних засобів (пульсаторів), що реалізують подачу пуль-
суючого повітря в киплячий шар і забезпечують регулювання форми коливань, а також шпа-
руватості повітряного потоку.
Ключові слова: інтенсифікація, пульсуючий киплячий шар, пульсатор.
Abstract. Intensification of production processes is one of the important problems of science
and technology. Especially important is intensification of heat and mass transfer processes and, in
particular, thermal processing of solid fuel. One of the most promising technologies of thermal pro-
cessing of solid fuels with different ash content and degree of metamorphism is a fluidized bed
whose economic and ecological indicators correspond to the best world standards. The article fo-
cuses on improving of the fluidized bed technology by providing pulsating air (gas) supply into the
bed. The article presents a model of and a method of rational parameter calculation for the pulsating
flow and solid particle motion and combustion in the fluidized bed. An effect of amplitude-
frequency characteristics of the pulsating air supply on the completeness of solid fuel particles
combustion in the fluidized bed was studied. Technical facilities (pulsators) were designed which
can supply pulsing air flow into the fluidized bed and regulate mode shape and porosity of the air
flow
Keywords: intensification, pulsing fluidized bed, pulsator.
Статья поступила в редакцию 6.04.2015
Рекомендовано к печати д-ром техн. наук Е.В. Семененко
|