Дослідження процесу сумісного спалювання природного газу з RDF в модельній камері згоряння**

Автор(и)

  • Сергій Григорович Кобзар Інститут теплоенергетичних технологій національної академії наук України, Ukraine
  • Олександр Іванович Топал Інститут теплоенергетичних технологій національної академії наук України, Ukraine
  • Людмила Станіславівна Гапонич Інститут теплоенергетичних технологій національної академії наук України, Ukraine
  • Ірина Львівна Голенко Інститут теплоенергетичних технологій національної академії наук України, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.20535/2617-9741.4.2021.248946

Ключові слова:

тверді побутові відходи, відходи в енергію, паливо з твердих побутових відходів

Анотація

Виробництво та утилізація палива, отриманого з твердих побутових відходів (RDF/SFR), є ефективним методом економії викопного палива та зменшення викидів шкідливих речовин та парникових газів на полігонах та сміттєзвалищах. Україна має потенціал для виробництва щорічно близько 2,5–3,5 млн. тонн палива з твердих побутових відходів з теплотою згорання 10–25 МДж/кг. У разі залучення цих видів палива в енергетику України можна отримати до 2500 ГВт×год електроенергії та 4500 ГВт×год теплоти щорічно. Одним з перспективних варіантів залучення палива з твердих побутових відходів до енергетичного сектору є їх спалювання, включаючи спільне спалювання з природним газом, спрямоване на виробництво теплоти та електроенергії, зокрема на існуючих котлах малої та середньої потужності пари, з дотриманням суворих екологічних вимог (Директива ЄС 2010/75 про промислові викиди та ін.).

Для проведення цього дослідження ми вибрали газомазутний пальник ГМП-16, встановлений у циліндричній камері згоряння. Газомазутні водогрійні котли марки КВГМ, які призначені для опалення та гарячого водопостачання, оснащені пальниками цього типу. При комп'ютерному моделюванні процесу спалювання було вивчено вплив додавання палива з твердих побутових відходів на процес спільного спалювання для визначеної геометрії елементу камери згоряння (з пальником теплової потужності 18,6 МВт). Ми отримали розрахункові залежності температур, швидкостей, розподілу концентрацій газових компонентів, залишку вуглецю у твердій фазі, а також концентрації оксидів азоту та оксиду вуглецю в камері згоряння. Наші розрахунки показують, що додавання частки палива з твердих побутових відходів у кількості до 20% (за теплом по входу) під час їх спільного з природним газом істотно не змінює техніко-екологічні показники роботи камери згоряння.

Біографії авторів

Сергій Григорович Кобзар, Інститут теплоенергетичних технологій національної академії наук України

Кандидат технічних наук, с.н.с., старший науковий співробітник відділу процесів горіння та газифікації вугілля Інституту теплоенергетичних технологій національної академії наук України

Олександр Іванович Топал, Інститут теплоенергетичних технологій національної академії наук України

Кандидат технічних наук, с.н.с., завідувач відділу процесів горіння та газифікації вугілля  Інституту теплоенергетичних технологій національної академії наук України

Людмила Станіславівна Гапонич, Інститут теплоенергетичних технологій національної академії наук України

Кандидат технічних наук, с.н.с., провідний науковий співробітник відділу процесів горіння та газифікації вугілля Інституту теплоенергетичних технологій національної академії наук України

Ірина Львівна Голенко, Інститут теплоенергетичних технологій національної академії наук України

Кандидат технічних наук, старший науковий співробітник відділу процесів горіння та газифікації вугілля Інституту теплоенергетичних технологій національної академії наук України

Посилання

Гапонич Л. С., Голенко І. Л., Топал А. І. Нормативне регулювання, сучасний стан поводження та перспективи енергетичного використання твердих побутових відходів в Україні // Проблеми загальної енергетики, 2019, 3(58), с. 45–54. URL: DOI: https://doi.org/10.15407/pge2019.03.

Neuwahl F., Cusano G., Benavides J. G., Holbrook S., Roudier S. Best Available Techniques (BAT) Reference Document for Waste Incineration, 2019, 764 p.; EUR 29971 EN; DOI:10.2760/761437.

Directive 2008/98/EC of the European Parliament and of the Council of 19 November 2008 on waste and repealing certain Directives. Official Journal of the European Union. 22.11.2008. L 312. P. 3–30. URL: http://data.europa.eu/eli/dir/2008/98/oj.

Кобзар С. Г., Топал О.І., Гапонич Л.С., Голенко І.Л., Моделювання процесу сумісного спалювання природного газу з паливами із твердих побутових відходів // Електронне моделювання, 2020, Т. 42, №6, с. 74–92. URL: https://doi.org/10.15407/emodel.42.06.072.

Magnussen B. F., Hjertager B. W. On the structure of turbulence and a general is ededdy dissipati on concept for chemical reaction in turbulent flow//19th AIAA Aerospace Meeting, 1981, USA: St. Louis.

Westbrook C. K., Dryer F. L. Simplified Reaction Mechanisms for the Oxidation of Hydrocarbon Fuels in Flames // Combustion Science and Technology, 1981, Vol. 27, pp. 31–43.

Liedann B. et al. An approach to model the thermal conversion and flight behaviour of refuse derived fuel // Fuel, 2017, Vol. 200, pp. 252–271. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2017.03.069.

Weber R, Kupka T, Zajac K. Jet flames of a refuse derived fuel // Combust Flame, 2009, 156, pp. 922–927. http://dx.doi.org/10.1016/j.combustflame.2008.12.011.

Bartok W., Sarofim A. F. et al. Fossil Fuel Combustion: A Source Book. NY: JohnWiley&Sons, 1991, 866 p.

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-12-24

Як цитувати

Кобзар, С. Г., Топал, О. І., Гапонич, Л. С., & Голенко, І. Л. (2021). Дослідження процесу сумісного спалювання природного газу з RDF в модельній камері згоряння**. Вісник НТУУ “КПІ імені Ігоря Сікорського”. Серія: Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження, (4), 67–73. https://doi.org/10.20535/2617-9741.4.2021.248946

Номер

Розділ

ЕКОЛОГІЯ ТА РЕСУРСОЗБЕРЕЖЕННЯ