Methods and means to improve the efficiency thermal processing of solid fuel in a fluidized bed
Problems of improving a fluidized bed technology by way of pulsing air (gas) fed into
 the bed are considered. A model of and calculation procedure for rational parameters of the coal
 particles pulsating flowing, moving and firing in the fluidized bed as well as empirical dependen...
Saved in:
| Published in: | Геотехнічна механіка |
|---|---|
| Date: | 2015 |
| Main Authors: | , |
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2015
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/137656 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Methods and means to improve the efficiency thermal processing of solid fuel in a fluidized bed / Ye.V. Semenenko, I.L. Dyakun // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2015. — Вип. 120. — С. 44-51. — Бібліогр.: 9 назв. — англ. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860070254511652864 |
|---|---|
| author | Semenenko, Ye.V. Dyakun, I.L. |
| author_facet | Semenenko, Ye.V. Dyakun, I.L. |
| citation_txt | Methods and means to improve the efficiency thermal processing of solid fuel in a fluidized bed / Ye.V. Semenenko, I.L. Dyakun // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2015. — Вип. 120. — С. 44-51. — Бібліогр.: 9 назв. — англ. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Геотехнічна механіка |
| description | Problems of improving a fluidized bed technology by way of pulsing air (gas) fed into
the bed are considered. A model of and calculation procedure for rational parameters of the coal
particles pulsating flowing, moving and firing in the fluidized bed as well as empirical dependence
of efficiency of gassing process during combustibles firing in the bed are proposed, which take into
account operation parameters of the pulsating fluidized bed. Physics of impact of amplitudefrequency
characteristics of the air pulsating feed on the completeness of the coal particles burningout
in the bed was investigated. It is stated that the pulsations period T = 0.5 – 2 s and porosity =
0,3 - 0,4 are rational parameters as they increase rate of solid fuels burning-out in the pulsed fluidized
bed by 20 - 40% if compared with stationary bed. Technical facilities (pulsators) were designed,
which feed pulsing air into the fluidized bed and provide controllable air stream pulse
shapes and pulse ratio.
Розглянуто питання удосконалення технології киплячого шару за допомогою
організації пульсуючої подачі повітря (газу) в шар. Запропоновано модель і методику розрахунку раціональних параметрів пульсуючого потоку, руху і горіння вугільної частинки в киплячому шарі, а також емпіричну залежність ефективності процесу газоутворення при вигорянні горючих в шарі , що враховує режимні параметри пульсуючого киплячого шару. Проведено дослідження закономірностей впливу амплітудно-частотних характеристик пульсуючої подачі повітря на повноту вигоряння вугільних частинок в шарі. Визначено, що раціональними параметрами пульсацій є період Т = 0,5 - 2 с і шпаруватість = 0,3 - 0,4, що забезпечує підвищення швидкості горіння твердого палива в пульсуючому киплячому шарі порівняно зі стаціонарним на 20 - 40%. Розроблено конструкції технічних засобів (пульсаторів), в
яких реалізується пульсуюча подача повітря в киплячий шар.
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 угольной частицы в кипящем слое. Предложена эмпирическая зависимость эффективности процесса газообразования при выгорании горючих, учитывающая режимные параметры пульсирующего кипящего слоя. Проведены исследования закономерностей влияния амплитудно-частотных характеристик пульсирующей подачи воздуха на полноту выгорания
угольных частиц в слое. Определено, что рациональными параметрами пульсаций являются
период Т = 0,5 – 2 с и скважность = 0,3 – 0,4, что обеспечивает повышение скорости горения твердого топлива в пульсирующем кипящем слое по сравнению со стационарным на 20 –
40 %. Разработаны конструкции технических средств (пульсаторов), реализующих подачу
пульсирующего воздуха в кипящий слой и обеспечивающих регулирование формы колебаний, а также скважности воздушного потока.
|
| first_indexed | 2025-12-07T17:10:19Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №120
44
UDC 662.66:66.095.5
Semenenko Ye.V., D.Sc (Tech.), Senior Researcher,
Dyakun I.L. Junior Researcher
(IGTM NAS of Ukraine)
METHODS AND MEANS TO IMPROVE THE EFFICIENCY THERMAL
PROCESSING OF SOLID FUEL IN A FLUIDIZED BED
Семененко Е.В., д-р техн. наук, ст. науч. сотр.,
Дякун И.Л., мл. науч. сотр.
(ИГТМ НАН Украины)
МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ
ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА
В КИПЯЩЕМ СЛОЕ
Семененко Є.В., д-р техн. наук, ст. наук. співр.,
Дякун І.Л., мол. наук. співр.
(ІГТМ НАН України)
МЕТОДИ ТА ЗАСОБИ ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ТЕРМІЧНОЇ
ПЕРЕРОБКИ ТВЕРДОГО ПАЛИВА В КИПЛЯЧОМУ ШАРІ
Abstract. Problems of improving a fluidized bed technology by way of pulsing air (gas) fed in-
to the bed are considered. A model of and calculation procedure for rational parameters of the coal
particles pulsating flowing, moving and firing in the fluidized bed as well as empirical dependence
of efficiency of gassing process during combustibles firing in the bed are proposed, which take into
account operation parameters of the pulsating fluidized bed. Physics of impact of amplitude-
frequency characteristics of the air pulsating feed on the completeness of the coal particles burning-
out in the bed was investigated. It is stated that the pulsations period T = 0.5 – 2 s and porosity =
0,3 - 0,4 are rational parameters as they increase rate of solid fuels burning-out in the pulsed flui-
dized bed by 20 - 40% if compared with stationary bed. Technical facilities (pulsators) were de-
signed, which feed pulsing air into the fluidized bed and provide controllable air stream pulse
shapes and pulse ratio.
Keywords: fluidized bed, period, pulse ratio, combustion, pulsator.
The global tendency for coal, mining, metallurgical and by-product-coke enter-
prises consists in their incorporation in common production string that allows optimi-
zation of resource sharing, cutting of expenses and engineering output with greater
extra cost. For majority of coal enterprises such solution consists in adoption of ener-
gotechnological treatment of low-grade coal in fluidized bed.
The significant advantage of this technology is possibility of its realization by re-
construction of existing at every enterprise standard boiler units with minimal capital
outlays. The end products of this technology are coal-volatile matter and solid residue
with high content of carbon – coke or semicoke. In terms of ecological and economic
efficiency there are sufficient reasons for using of coal-volatile matter for gasification
or combustion and solid residue as a process fuel with improved use value in compar-
ison with source coal [1].
_____________________________________________________________________
© Е.В. Семененко, И.Л. Дякун, 2015
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №120
45
Advantages of fluidized bed are noted by many researchers and developers, but at
the same time this technology has some shortcomings [2]. In particular equalization of
temperature and concentration in the bed induced by intensive mixing of solid par-
ticles results in decreasing of process motive force.
Sometimes a breakthrough of considerable gas quantity without sufficient contact
with solid granular material reduces a base product yield and complicates realization
of catalytic processes. In addition when air dynamic pressure is insufficient the slag-
ging of internozzle space and of nozzles of air diffusing fire grates occurs. Elimina-
tion of these defects is possible by application of fluidizing agent (gas, air) pulsing
flow. Under the control of velocity, frequency and pulse ratio of fluidizing agent jets
in reaction space it is possible to obtain different flow structure, to intensify heat
mass exchange processes and to raise unit capacity [3].
The main purpose of this work is investigation of pulse regimes in technological
processes of fluidized bed for ensuring of equalization of process flow in all volume
of bed and for intensification of interphase transition and of chemical reactions.
Let’s consider the mathematical model of coal particle combustion under pulsing
flow of fluidizing agent (gas, air). In this case so-called ―one particle‖ approach to
description of coal particle behaviour in flow. In so doing the trajectory and particle
migration velocity are obtained on the ground of analysis of forces actuating a par-
ticle of variable mass in pulsing gas suspension flow. On the ground of literature
analysis the formulas for main parameters of gas suspension (fractional void volume,
density and viscosity) are selected, which allow taking into account transient oscilla-
tion of carrying phase (impulse) as well as influence of magnitudes determining bed
characteristics, namely inert and coal particle diameters, temperature, gas or air den-
sity and viscosity. Combination of these formulas is first applied in terms of one
model [4]
п
0
2
0
0 276,01
)(4
UU
d
d
ccD
dt
d
gs
;
sч
s
sч
чs
d
UU
g
dt
dU
2
36
2
2
22
0
п ; (1)
where 0dd relative particle diameter; t time; D diffusion coefficient; cc ,0
oxygen concentration in flow and on particle surface, respectively; =12/32 ratio
of molecular weights of carbon and oxygen; stoichiometric coefficient in front of
carbon in equation of reaction current on particle surface; s, ч,– density of gas sus-
pension and coal particle, respectively; 0d initial particle diameter; g – gas kine-
matic viscosity; U particle migration velocity; Uп pulsating velocity of gas sus-
pension; s viscosity of gas suspension.
Set of equations (1) is solved by Runge-Kutt method with initial conditions = 1,
U = 0 when t = 0. As a parameter, describing influence of pulsation on particle com-
bustion rate under flow variable parameters the magnitude of relative decline of com-
bustion time
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №120
46
0
0
0 g
gg
g
g
t
tt
t
t
where tg, tg0 – particle combustion time under pulsing and steady air delivery regimes,
respectively. It is obvious that the more is value of the more effective may be con-
sidered the regime parameters of pulsing flow. The dependence of relative decline of
combustion time on pulse ratio is shown at the fig. 1.
Figure 1 – Relative decline of combustion time of coal particle
Apparently from fig. 1 the influence of pulse ratio change on combustion rate of
coal particle may be described as continuous function with maximum, which drifts to
the side of lesser pulse ratio when pulsation period increases. The rational parameters
of pulsation are period Т = 0,5 – 2 s and pulse ratio = 0,3 – 0,4. Under such para-
meters solid fuel combustion rate in pulsing fluidized bed is 20 – 40 percent up on
stationary state.
On the ground of this model the influence of form of air velocity pulsation on the
time of coal particle being in the bed compared with gas suspension stationary flow
with equal discharge within a period is studied. In the first case the pulsing flow with
superposition of polyfrequency component (fig. 2) was used, but in the second case
air delivery into the bed was realized by pulse-reversible mode (fig. 3) with pulse de-
livery of primary air flow to furnace sublattice part and secondary flow over fuel bed.
The research showed that maximal disparity in phase velocities of gas suspension
composed of inert and coal, which ensures complete combustion of particle in the bed
under the influence of pulsing jets, is reached when pulse ratio = 0,3 – 0,4.
Gassing calculation during solid fuel combustion in the fluidized bed is made using
calculation procedure [5]. The specificity of pulsing regime namely dependence on
process time requires calculation of average integrated over pulsation period data val-
ues. This complicates analysis when investigating according to this calculation proce-
dure. We first have obtained the empirical dependence, which allows qualitative analy-
sis of efficiency of fuel combustion in the bed when changing different parameters of
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №120
47
both gas suspension bed and pulsing air flow
BzAz exp1 ; (2)
05.015.0
09.0
2
1
1.0
064,0
Pe
k
k
d
H
A
i
; 15.065.0
1.0
2
1
1.0
085,966
Pe
k
k
d
H
B
i
.
where z – relative mass concentration of combustibles in the bed; 0Н – initial bed
height; id – inert particle diameter; 1k , 2k – reaction rate constants; Ре – Péclet
number; – flow pulse ratio.
1 – particle diameter; 2 – particle
velocity; 3 – gas velocity; 4 – particle track
Figure 2 – Process parameters in polyfre-
quency pulsing flow
1, 2 – pulse-reversible; 3, 4 – stationary air de-
livery into the bed
Figure 3 – Bed height and particle coordinate
in the fluidized bed
The dependence of function of solid fuel combustion in gas suspension (2) on rela-
tive mass concentration of combustibles in the bed under pulsing air delivery is de-
scribed by complicated linear function in regard to exponent with negative argument.
Its coefficients are inversely proportional to Péclet number, pulsation pulse ratio as
well as to chemical reactions rate constants ratio and ratio of such parameters of gas
suspension as initial bed height and inert particle diameter.
The results of comparison of calculated data for stationary and pulsing flows are
shown at the fig. 4, 5.
Apparently from fig. 4 that pulsing air delivery results in essential growth of con-
tent of carbon oxides in the gas as well as in fuel combustion rate increase i.e. in in-
crease of nondimensional combustion function (fig. 5). The research showed that use
of pulsing air delivery when concentration of combustibles in the bed z = 0,04 0,01
results in rising of efficiency of gassing processes by 20 % – 50 %.
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №120
48
Figure 4 – Change of combustion prod-
ucts composition
Figure 5 – Change of combustion function (z)
Pulsing air delivery is realized by pulsator. The analysis of techniques for pulsing
air flow delivery showed that well known constructions don’t allow regulation of
pulse ratio of air impulses and differ by constructional and technological complexity as
well as by high air drag [6]. Specialists of IGTM of NAS of Ukraine have elaborated
constructions of such types of pulsators: pulsator with trilobite impeller [7] (fig. 6),
pulsator with slit rotor [8] (fig.7), disc pulsator [9] (fig. 8), which allow regulation of
flow pulse ratio and form of pulsation.
The scientific basis of calculation of parameters of processes in the fluidized bed
under pulsing air delivery into the bed first are suggested. For realization of theoretical
backgrounds the different constructions of pulsators are elaborated. The research
showed that rational control of parameters of organized carrying agent pulsation re-
sults in more uniform passing of processes along cross-section and height of the flui-
dized bed, in raising of heat transfer efficiency both as a result of influence on kinetics
of coal particles reactions and owing to improvement of bed aerodynamics, to liquida-
tion of dead space and gas localized movement.
Figure 6 – Pulsator with trilobite impeller
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №120
49
Figure 7 - Pulsator with slit rotor
Figure 8 – Disc pulsator
–––––––––––––––––––––––––––––––
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. Baskakov, A.P., Matsnev, V.V. and Raspopov, I.V.(1996) Kotlyi i topki s kipyaschim sloem [Boilers
and fluidized bed combustion], Energoatomizdat, Moscow, Russia.
3. Rassudov, N.S. and Varlamova, A.E. (1983) ―On the application of pulsed air in fluidized bed com-
bustion‖, Thermal Engineering, no 1, pp.27-30.
4. Bulat, A.F. and Chemeris, I.F. (2006), Nauchno-tehnicheskie osnovyi sozdaniya shahtnyih kogene-
ratsionnyih energeticheskih kompleksov [Scientific and technical basis for mine cogeneration power com-
plexes], Naukova dumka, Kyiv, Ukraine.
5. Munts, V.A, Baskakov, A.P. and Ashihmin, A.A. (1988) ―Calculation gassing when burning solid
fuel in a fluidized bed―, IFZh, vol 54, no 3, pp. 432 – 438.
6. Galitseyskiy, B.M., Inozemtsev, N.N., Lozhkin, A.L. and Nozdrin, A.A. Sergo Ordzhonikidze Mos-
cow Aviation Institute (1988), Ustroystvo dlya kolebaniy gazovogo potoka [Device for gas flow oscillations],
Moscow, SU, Pat. № 1597637
7. Chemeris, I.F., Bulat, A.F., Voziyanov, V.S. and Slobodyannikova, I.L. (Dyakun I.L.) ,
M.S. Polyakov Institute of Geotechnical Mechanics under the NAS of Ukraine (2003), Pristriy dlya stvoren-
nya 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. № 66646А.
8. Chemeris, I.F., Bulat, A.F., Voziyanov, V.S. and Slobodyannikova, I.L. (Dyakun I.L.) ,
M.S. Polyakov Institute of Geotechnical Mechanics under the NAS of Ukraine (2005), Pristriy dlya stvoren-
nya 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. № 4855.
9. Chemeris, I.F., Bulat, A.F., Voziyanov, V.S. and Slobodyannikova I.L. (Dyakun I.L.) ,
M.S. Polyakov Institute of Geotechnical Mechanics under the NAS of Ukraine (2005), Pristriy dlya stvoren-
nya 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.
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №120
50
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. Баскаков, А.П. Котлы и топки с кипящим слоем / А.П. Баскаков, В.В. Мацнев , И.В. Распопов.
– М.: Энергоатомиздат, 1996.– 352 с.
3. Рассудов, Н.С. О применении импульсной подачи воздуха в топках с кипящим слоем / Н.С.
Рассудов, А.Е. Варламова // Теплоэнергетика. – 1983. № 1. – С.27-30.
4. Булат, А.Ф. Научно-технические основы создания шахтных когенерационных энергетических
комплексов / А.Ф. Булат, И.Ф. Чемерис – К.: Наукова думка, 2006. – 175 с.
5. Мунц, В.А. Расчет газообразования при горении твердого топлива в кипящем слое / В.А.
Мунц, А.П. Баскаков, А.А. Ашихмин // ИФЖ. – 1988. – т. 54, № 3.– С. 432 – 438.
6. А.с. 1597637 СССР, 5 G 01 L 27/00. Устройство для колебаний газового потока /Б.М. Галицей-
ский, Н.Н. Иноземцев, А.Л.Ложкин, А.А. Ноздрин.- № 4465543/24-10; Заявл. 26.07.88; Опубл.
07.10.90, Бюл. № 37.
7. Пат. 66646А Україна, (51) МПК 7 G01L27/00, F15B21/12. Пристрій для створення пульсуючих
повітряних потоків у топці з киплячим шаром / Чемерис І.Ф., Булат А.Ф., Возиянов В.С., Слободян-
никова І.Л. (Дякун І.Л.); заявник та патентовласник ІГТМ НАНУ. - № 2003087753; заявл. 15.08.2003;
опубл. 17.05.2004, Бюл. № 5.
8. Пат. 4855 Україна, (51) МПК 7 G01L27/00, F15B21/12. Пристрій для створення пульсуючих
повітряних потоків у топці з киплячим шаром / Чемерис І.Ф., Булат А.Ф., Возиянов В.С., Слободян-
никова І.Л. (Дякун І.Л.); заявник та патентовласник ІГТМ НАНУ. - № 20040503291; заявл. 05.05.2004;
опубл. 15.02.2005, Бюл. № 2.
9. Пат. 7783 Україна, (51) МПК 7 G01L27/00, F15B21/12. Пристрій для створення пульсуючих
повітряних потоків у топці з киплячим шаром / Чемерис І.Ф., Булат А.Ф., Возиянов В.С., Слободян-
никова І.Л. (Дякун І.Л.); заявник та патентовласник ІГТМ НАНУ. - № 20041108903; заявл. 01.11.2004;
опубл. 15.07.2005, Бюл. № 7.
_____________________________________________________________________________________________________________________
About the authors
Semenenko Yevgeniy Vladimirovich, Doctor of Technical Sciences (D.Sc), Senior Researcher, Hed of
Department of Mine Energy Complexes, M.S. Polyakov Institute of Geotechnical Mechanics under the
National Academy of Sciences of Ukraine (IGTM, NASU), Dniepropetrovsk, Ukraine, igtmnanu@yandex.ru
Dyakun Inna Leonidovna, Junior Researcher in Department of Mine Energy Complexes,
M.S. Polyakov Institute of Geotechnical Mechanics under the National Academy of Science of Ukraine
(IGTM, NASU), Dnepropetrovsk, Ukraine, dyakun@ukr.net
Об авторах
Семененко Евгений Владимирович, доктор технических наук, старший научный сотрудник, заве-
дующий отделом проблем шахтных энергетических комплексов, Институт геотехнической механики
им. Н.С. Полякова Национальной академии наук Украины (ИГТМ НАН Украины), Днепропетровск,
Украина, igtmnanu@yandex.ru
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
_____________________________
Анотація. Розглянуто питання удосконалення технології киплячого шару за допомогою
організації пульсуючої подачі повітря (газу) в шар. Запропоновано модель і методику розра-
хунку раціональних параметрів пульсуючого потоку, руху і горіння вугільної частинки в ки-
плячому шарі, а також емпіричну залежність ефективності процесу газоутворення при виго-
рянні горючих в шарі , що враховує режимні параметри пульсуючого киплячого шару. Про-
ведено дослідження закономірностей впливу амплітудно-частотних характеристик пульсую-
чої подачі повітря на повноту вигоряння вугільних частинок в шарі. Визначено, що раціона-
льними параметрами пульсацій є період Т = 0,5 - 2 с і шпаруватість = 0,3 - 0,4, що забезпе-
чує підвищення швидкості горіння твердого палива в пульсуючому киплячому шарі порівня-
но зі стаціонарним на 20 - 40%. Розроблено конструкції технічних засобів (пульсаторів), в
яких реалізується пульсуюча подача повітря в киплячий шар.
Ключові слова: киплячий шар, період, шпаруватість, горіння, пульсатор.
mailto:igtmnanu@yandex.ru
mailto:dyakun@ukr.net
mailto:igtmnanu@yandex.ru
mailto:dyakun@ukr.net
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №120
51
Аннотация. Рассмотрены вопросы усовершенствования технологии кипящего слоя по-
средством организации пульсирующей подачи воздуха (газа) в слой. Предложены модель и
методика расчета рациональных параметров пульсирующего потока, а также движения и го-
рения угольной частицы в кипящем слое. Предложена эмпирическая зависимость эффектив-
ности процесса газообразования при выгорании горючих, учитывающая режимные парамет-
ры пульсирующего кипящего слоя. Проведены исследования закономерностей влияния ам-
плитудно-частотных характеристик пульсирующей подачи воздуха на полноту выгорания
угольных частиц в слое. Определено, что рациональными параметрами пульсаций являются
период Т = 0,5 – 2 с и скважность = 0,3 – 0,4, что обеспечивает повышение скорости горе-
ния твердого топлива в пульсирующем кипящем слое по сравнению со стационарным на 20 –
40 %. 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. Кипящий слой, период, скважность, горение, пульсатор.
Статья поступила в редакцию 23.10.2014
Статья рекомендована к печати д-ром техн. наук Б.А. Блюссом
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-137656 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1607-4556 |
| language | English |
| last_indexed | 2025-12-07T17:10:19Z |
| publishDate | 2015 |
| publisher | Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Semenenko, Ye.V. Dyakun, I.L. 2018-06-17T14:36:38Z 2018-06-17T14:36:38Z 2015 Methods and means to improve the efficiency thermal processing of solid fuel in a fluidized bed / Ye.V. Semenenko, I.L. Dyakun // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2015. — Вип. 120. — С. 44-51. — Бібліогр.: 9 назв. — англ. 1607-4556 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/137656 662.66:66.095.5 Problems of improving a fluidized bed technology by way of pulsing air (gas) fed into
 the bed are considered. A model of and calculation procedure for rational parameters of the coal
 particles pulsating flowing, moving and firing in the fluidized bed as well as empirical dependence
 of efficiency of gassing process during combustibles firing in the bed are proposed, which take into
 account operation parameters of the pulsating fluidized bed. Physics of impact of amplitudefrequency
 characteristics of the air pulsating feed on the completeness of the coal particles burningout
 in the bed was investigated. It is stated that the pulsations period T = 0.5 – 2 s and porosity =
 0,3 - 0,4 are rational parameters as they increase rate of solid fuels burning-out in the pulsed fluidized
 bed by 20 - 40% if compared with stationary bed. Technical facilities (pulsators) were designed,
 which feed pulsing air into the fluidized bed and provide controllable air stream pulse
 shapes and pulse ratio. Розглянуто питання удосконалення технології киплячого шару за допомогою
 організації пульсуючої подачі повітря (газу) в шар. Запропоновано модель і методику розрахунку раціональних параметрів пульсуючого потоку, руху і горіння вугільної частинки в киплячому шарі, а також емпіричну залежність ефективності процесу газоутворення при вигорянні горючих в шарі , що враховує режимні параметри пульсуючого киплячого шару. Проведено дослідження закономірностей впливу амплітудно-частотних характеристик пульсуючої подачі повітря на повноту вигоряння вугільних частинок в шарі. Визначено, що раціональними параметрами пульсацій є період Т = 0,5 - 2 с і шпаруватість = 0,3 - 0,4, що забезпечує підвищення швидкості горіння твердого палива в пульсуючому киплячому шарі порівняно зі стаціонарним на 20 - 40%. Розроблено конструкції технічних засобів (пульсаторів), в
 яких реалізується пульсуюча подача повітря в киплячий шар. 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 угольной частицы в кипящем слое. Предложена эмпирическая зависимость эффективности процесса газообразования при выгорании горючих, учитывающая режимные параметры пульсирующего кипящего слоя. Проведены исследования закономерностей влияния амплитудно-частотных характеристик пульсирующей подачи воздуха на полноту выгорания
 угольных частиц в слое. Определено, что рациональными параметрами пульсаций являются
 период Т = 0,5 – 2 с и скважность = 0,3 – 0,4, что обеспечивает повышение скорости горения твердого топлива в пульсирующем кипящем слое по сравнению со стационарным на 20 –
 40 %. Разработаны конструкции технических средств (пульсаторов), реализующих подачу
 пульсирующего воздуха в кипящий слой и обеспечивающих регулирование формы колебаний, а также скважности воздушного потока. en Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України Геотехнічна механіка Methods and means to improve the efficiency thermal processing of solid fuel in a fluidized bed Методы и средства повышения эффективности термической переработки твердого топлива в кипящем слое Методи та засоби підвищення ефективності термічної переробки твердого палива в киплячому шарі Article published earlier |
| spellingShingle | Methods and means to improve the efficiency thermal processing of solid fuel in a fluidized bed Semenenko, Ye.V. Dyakun, I.L. |
| title | Methods and means to improve the efficiency thermal processing of solid fuel in a fluidized bed |
| title_alt | Методы и средства повышения эффективности термической переработки твердого топлива в кипящем слое Методи та засоби підвищення ефективності термічної переробки твердого палива в киплячому шарі |
| title_full | Methods and means to improve the efficiency thermal processing of solid fuel in a fluidized bed |
| title_fullStr | Methods and means to improve the efficiency thermal processing of solid fuel in a fluidized bed |
| title_full_unstemmed | Methods and means to improve the efficiency thermal processing of solid fuel in a fluidized bed |
| title_short | Methods and means to improve the efficiency thermal processing of solid fuel in a fluidized bed |
| title_sort | methods and means to improve the efficiency thermal processing of solid fuel in a fluidized bed |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/137656 |
| work_keys_str_mv | AT semenenkoyev methodsandmeanstoimprovetheefficiencythermalprocessingofsolidfuelinafluidizedbed AT dyakunil methodsandmeanstoimprovetheefficiencythermalprocessingofsolidfuelinafluidizedbed AT semenenkoyev metodyisredstvapovyšeniâéffektivnostitermičeskoipererabotkitverdogotoplivavkipâŝemsloe AT dyakunil metodyisredstvapovyšeniâéffektivnostitermičeskoipererabotkitverdogotoplivavkipâŝemsloe AT semenenkoyev metoditazasobipídviŝennâefektivnostítermíčnoípererobkitverdogopalivavkiplâčomušarí AT dyakunil metoditazasobipídviŝennâefektivnostítermíčnoípererobkitverdogopalivavkiplâčomušarí |