ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
ВОДОУГОЛЬНОГО ТОПЛИВА НА ОСНОВЕ НИЗКОСОРТНЫХ УГЛЕЙ С
ПРИМЕНЕНИЕМ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ И ХИМИЧЕСКИХ ДОБАВОК
Введение 13
1. История создания ВУТ и существующий опыт использования 15
2. Способы приготовления ВУТ 25
2.1 Получение ВУТ с помощью барабанных мельниц 26
2.2 Вибрационные мельницы 27
3. О вопросах реологии 29
3.1 Применение пластифицирующих агентов, как способ повышения твердой
части в составе ВУТ 31
3.2 Функции пластификаторов 32
4. Характеристика исходных образцов 35
6. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 38
6.1 Перечень работ и оценка времени их выполнения 38
6.2 Смета затрат на проект 38
6.3 Анализ затрат на производство водоугольной суспензии в зависимости от
способа обработки 41
6.3.1 Расчет затрат на производство ВУТ при использовании РАМП 41
6.3.2 Расчет затрат на производство ВУТ при использовании химических
реагентов 42
6.4 Вывод 42
Список публикаций 44
РЕФЕРАТ
Выпускная квалификационная работа 93 с., 35 рис., 13 табл., 35 источников литературы.
Ключевые слова: уголь, водоугольное топливо, суспензия, гидроксид натрия, лигносульфонат, роторный аппарат модуляции потоков.
Объектом исследования является водоугольная суспензия.
Цель работы - исследование влияния механической обработки и химических добавок на реологические свойства водоугольной суспензии.
В процессе исследования проводились измерения вязкости, плотности и седиментационной устойчивости водоугольной суспензии на основе разных марок углей, а также были изучены характеристики ее зажигания.
В результате исследования была проведена оценка воздействия механической обработки и химических добавок на реологические характеристики водоугольного топлива.
По окончанию работы был произведен расчет наиболее экономичного метода обработки, а также приведена оценка социальной ответственности.
Введение
В целях обеспечения тепловой и электрической энергией в России создана мощная система централизованного электро- и теплоснабжения, использующая в основном традиционное органическое топливо (уголь, нефтепродукты, природный газ). В течение длительного периода времени в топливно-энергетическом балансе страны более 70% энергоресурсов приходилось на природный газ и мазут. В настоящее время в связи с истощением запасов и значительной выработкой основных месторождений нефти и газа, а также увеличивающейся продажей их за рубеж, возрастает роль твердого топлива в топливно-энергетическом балансе страны. Запасы угля многократно превышают суммарные запасы нефти и газа, в связи с чем он будет занимать ведущее место в мире как источник тепловой и электрической энергии [1].
Как правило, высококачественные энергетические угли, добываемые в Российской Федерации, экспортируются за рубеж. Доля поставки добываемого угля на отечественные ТЭС составляет около 30%, из них 90% составляют низкокачественные угли [2].
Однако при использовании угольного топлива возникают экологические проблемы, которые требуют разработки и внедрения новых эффективных технологий, обеспечивающих максимальную полноту использования добытого топлива и существенный экономический эффект [1].
Одним из самых перспективных направлений использования низкосортного угля в энергетике является технология водоугольного топлива (ВУТ). Данная технология представляет собой композиционную дисперсную систему, состоящую из твердой фазы в виде мелкодисперсного угля, жидкой среды (вода) и пластифицирующего агента.
Преимущества водоугольного топлива по сравнению с твердым угольным топливом:
обеспечение пожаро- и взрывобезопасности всех технологических операций (приготовление, хранение, транспортирование и использование);
• снижение выбросов оксидов азота, серы и углерода в атмосферу при сжигании;
• отсутствие пыления при хранении и транспортировании;
• сохранность технологических свойств при хранении и транспортировании;
• возможность полной механизации всех процессов (приготовление, транспортирование и использование);
• возможность транспортирования трубопроводным, железнодорожным, автомобильным, морским, речным транспортом [1].
Но существуют и проблемы, препятствующие более широкому применению ВУТ в энергетике:
• низкие показатели стабильности основных технологических характеристик;
• низкая эффективность известных стабилизаторов и пластификаторов;
• отсутствие научно обоснованной методической базы, описывающей физико-химические процессы в ВУТ.
Основными параметрами, определяющими реологические свойства и стабильность суспензии как жидкого топлива при хранении, транспортировке и распылении в камере сгорания, являются:
• концентрация твердой фазы водоугольного топлива;
• дисперсность и гранулометрический состав твердой фазы;
• состав и содержание жидкой среды;
• тип и концентрация химических реагентов;
• содержание минеральных примесей в твердой фазе (степень обогащения).
Исходя из приведенных выше расчетов, можно сделать вывод, что
использование механической обработки влечет за собой меньшие расходы,
нежели применение химических реагентов. Однако, воздействие данного
43
способа обработки на реологические характеристики ВУТ значительно уступает
гидроксиду натрия и лигносульфонату. Вследствие этого, можно сделать вывод,
что выбор того или иного способа обработки должен производится исходя из
необходимых значений вязкости и седиментационной устойчивости суспензии с
учетом конечного назначения, технологий транспортирования и хранения, а
также экономической целесообразности.
