CC BY
94
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №5/2016 ISSN 2410-6070_
УДК 662.7
Н.М. Гафуров
студент 3 курса факультета энергонасыщенных материалов и изделий (ФЭМИ) Казанский национальный исследовательский технологический университет
Р.Ф. Хисматуллин
лаборант-исследователь научно-исследовательской лаборатории «ФХПЭ» Казанский государственный энергетический университет
г. Казань, Российская Федерация
ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГОБЛОКОВ С ВНУТРИЦИКЛОВОЙ
ГАЗИФИКАЦИЕЙ УГЛЯ
Аннотация
В статье рассматриваются перспективы использования энергоблоков с внутрицикловой газификацией
угля.
Ключевые слова
Газификация угля, синтез-газ, комбинированный цикл, газовая и паровая турбина
В действительности уголь является наиболее насыщенным углеродом ископаемым топливом. Его сжигание на электростанциях приводит к образованию в два раза большего количества СО2 (в расчете на киловатт-час электроэнергии), чем при сжигании природного газа. Однако страны, обладающие скудными запасами нефти и природного газа, такие как Китай, вынуждены сжигать уголь, чтобы удовлетворить все возрастающую потребность в энергии своей развивающейся экономики [1].
Чтобы снизить вредное воздействие угля на окружающую среду, многие страны заняты поиском более эффективных и чистых способов преобразования угля в необходимую энергию. Один из таких способов -газификация угля. В результате газификации угля образуется синтез-газ - смесь оксида углерода и водорода, который может применяться в газовых турбинах для выработки электроэнергии или использоваться в качестве доступного сырья для производства удобрений или химикатов. Выработка электроэнергии на основе процесса газификации угля обходится дороже, чем строительство обычной электростанции, однако экологические выгоды очевидны: синтез-газ можно очистить от серы, большинства токсичных окисей азота, тяжелых металлов и частиц, что гораздо труднее осуществить в дымовых трубах, когда уголь сжигают на обычных электростанциях. Количество отходов при этом незначительно: серу можно использовать в промышленных процессах, а минеральный остаток, который плавится и выпадает на дно газификатора в качестве шлака, можно применять при строительстве дорог [2].
Современные зарубежные энергетические системы (заводы) на основе газификации используют так называемый объединенный (интегральный, комбинированный) цикл «Integrated Gasification Combined Cycle» (IGCC), в котором очищенный синтез-газ сжигается с высокой эффективностью в газовых турбинах генераторов электрической энергии. А теплота химической реакции газификации и теплота горячих выхлопных газов газовых турбин рекуперируются и применяются для производства водяного пара высокого давления, используемого в паровых турбинах также для выработки электроэнергии [3, 4].
Газификация твердого топлива и последующее сжигание образующегося газа при высоких температурах (1200-1400°С) в камере сгорания газотурбинной установки (ГТУ) обеспечивают более высокие температуры рабочего тела по сравнению с паровым циклом. Единичная электрическая мощность энергоблоков с внутрицикловой газификацией угля лежит в диапазоне 150-350 МВт. Сочетание в комбинированных циклах преимуществ парового и газотурбинного позволяет достичь значительных КПД (нетто) таких станций - до 50-55%. Дальнейшее развитие процесса в основном связывают с методами газификации угля в потоке и кипящем слое. Станции с внутрицикловой газификацией угля обладают одними из наилучших экологических показателей работы. В мировой практике крупномасштабные
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №5/2016 ISSN 2410-6070_
газификационные энергоблоки, как правило, используют каменные и бурые угли малой и средней зольности
[5].
В мире эксплуатируются такие энергетические станции общей мощностью 4100 МВт в США, Нидерландах, Германии, Чехии, Испании, Италии, Японии, Китае и других странах [6, 7].
В России технология газификации углей в промышленном масштабе не освоена. Разработка технологии в России сдерживается наличием в стране больших запасов газообразного топлива. Список использованной литературы:
1. Калимуллина Д.Д., Гафуров А.М. Влияние тепловых электрических станций на окружающую среду. // Инновационная наука. - 2016. - № 3-3 (15). - С. 91-93.
2. Технологии SHELL для газификации угля. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://newchemistry.ru/letter.php?n_id=6429.
3. Синтетические моторные топлива. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://enciklopediya-tehniki.ru/tehnologiya-dobychi-gaza-i-nefti/sinteticheskie-motornye-topliva.html.
4. Гафуров А.М., Гафуров Н.М. Пути повышения эффективности современных газовых турбин в комбинированном цикле. // Энергетика Татарстана. - 2015. - № 1 (37). - С. 36-43.
5. Технологии газификации твердого топлива. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://tesiaes.ru/?p=8156.
6. Стратегическое значение технологии газификации угля. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.ng.ru/ng_energiya/2007-04-10/13_coal.html.
7. Гафуров А.М. Перспективные области применения энергетических установок на низкокипящих рабочих телах. // Вестник Казанского государственного энергетического университета. - 2015. - №1 (25). - С. 93-98.
© Гафуров Н.М., Хисматуллин Р.Ф., 2016
УДК 662.7
Н.М. Гафуров
студент 3 курса факультета энергонасыщенных материалов и изделий (ФЭМИ) Казанский национальный исследовательский технологический университет
Р.Ф. Хисматуллин
лаборант-исследователь научно-исследовательской лаборатории «ФХПЭ» Казанский государственный энергетический университет
г. Казань, Российская Федерация
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТЕХНОЛОГИИ ГАЗИФИКАЦИИ БИОМАССЫ
Аннотация
В статье рассматриваются общие сведения о технологии газификации биомассы и способах их осуществления.
Ключевые слова
Биомасса, генераторный газ, синтез-газ, пиролизные смолы
В технологиях ВТЪ (или Biomass-to-Liquids, получение биотоплив второго поколения на основе биомассы) чаще всего используется древесина, лесоотходы, агроотходы и т. п. Это процесс частичного окисления твердого углеродсодержащего сырья с целью получения газообразного энергоносителя -генераторного газа, состоящего из оксида углерода, водорода, диоксида углерода, небольшого количества углеводородных соединений, таких как метан и этан. Генераторный газ содержит пары воды, азот и различные твердые примеси (пиролизные смолы, частицы углистого вещества, зола). В качестве окислителя
