Термодинамические основы конверсии углерода для получения синтез-газа заданного состава с применением плазменных технологий

Abstract

Рассмотрены вопросы интенсификации процессов производства альтернативных газовых топлив на основе конверсии углеродсодержащего сырья в процессах газификации некондиционных топлив, биомассы, утилизации твердых бытовых отходов, обезвреживания опасных отходов. Показано, что значительные преимущества в этой связи имеет применение плазменных технологий. На основе термодинамического подхода проанализированы вопросы применения для интенсификации энергозатратных технологических процессов производства альтернативных газовых топлив плазменной струи, генерируемой плазмотроном. Интенсификации процесса способствует непосредственное введение необходимой дополнительной энергии в реакционную зону. При этом эффективно решается также задача инициации начала реакции за счет быстрого повышения температуры реакционной смеси до необходимого уровня. Рассмотрены разные технологические схемы для оптимальной реализации процесса в зависимости от состава плазмообразующего газа. При этом учтены требования, связанные с исключением образования сажи, диоксинов и фуранов.

Розглянуто питання інтенсифікації процесів виробництва альтернативних газових палив на основі конверсії вуглецевмісної сировини у процесах газифікації некондиційних палив, біомаси, утилізації твердих побутових відходів, знешкодження небезпечних відходів. Показано, що значні переваги у цьому зв’язку мають плазмові технології. На основі термодинамічного підходу проаналізовано питання застосування, для інтенсифікації енерговитратних технологічних процесів виробництва альтернативних газових палив. Інтенсифікації процесу сприяє безпосереднє введення необхідної додатково ї енергії в реакційну зону. При цьому ефективно вирішується також задача ініціації початку реакції за рахунок швидкого підвищення температури реакційної суміші до необхідного рівня. Розглянуто різні технологічні схеми для оптимальної реалізації процесу в залежності від складу плазмоутворюючого газу. При цьому враховані вимоги, пов’язані з виключенням утворення сажі, діоксинів та фуранів.

The problems of intensification of the alternative gaseous fuels production based on the conversion of carbonaceous raw using the plasma technology are discussed. Тhе processes of gasification of sub-standard fuels as well as biomass, utilization of solid waste and disposal of hazardous waste аre taking into account. It is shown that considerable advantages in this regard have plasma technology. The questions of intensification of high energy consumption processes of alternative gaseous fuels production with plasma torch jet are analyzed on the basis of thermodynamic approach. The intensification of the process is achieved due to direct input of the required additional energy into the reaction zone. The problem of reactions initiations is efficiently solved simultaneously due to the rapid increasing of mixture temperature up to the necessary level. The various technological schemes for optimal implementation of the process are discussed, depending on the composition of plasma forming gas. The requirements for the exception of soot as well as dioxins and furans formation are taken into account.