Инженерные расчеты подземной газификации на дутье (часть 1)

Цель инженерного расчета всякого технологического процессе состоит в том, чтобы, исходя из заданной производительности агрегата и состава сырья, определить качество и количество получаемого продукта, а также потребные для этого количества сырья, энергии и др. В случае подземной газификации угля (ПГУ) задача состоит в том, чтобы, исходя из заданной производительности подземного газогенератора, качества угля и состава дутья, рассчитать состав получаемого газа, его теплоту сгорания, а также потребные для этого расходы дутья, угля и количество дутьевых и газоотводящих скважин.
Газ ПГУ является результатом реакций полного и неполного сгорания углерода, восстановления двуокиси углерода и водяного пара, термического разложения угля и пиролиза продуктов этих реакций, а также реакций конверсии водяного пара и горения газообразных продуктов.
Поэтому практически рассчитать реальный состав газа очень трудно из-за указанной комплексности процесса, зависимости его от исходного сырья, режима газификации и отсутствия условий, необходимых для достижения равновесия химических реакций. К этому еще нужно добавить участие в процессе газообразования не только веществ, входящих в состав угля, но и веществ вмещающих его пород и др. Нужно отметить, что в последнее время разработаны математические модели газификации угля в канале и программное обеспечение, позволяющее на персональном компьютере рассчитать состав газа и другие параметры, но не все показатели процесса ПГУ. Однако это не исключает инженерного расчета, основанного на учете практических данных и некоторых теоретических положений, так как он позволяет сравнительно легко и быстро получить необходимые ответы, дополняющие математическую модель.
В России для инженерного расчета состава генераторного газа используется метод профессора Н.Н. Доброхотова. Согласно этому методу учитывается, что генераторный газ образуется как за счет термического разложения угля (сухой перегонки угля), так в за счет собственно газификации углерода.
Количество продуктов сухой перегонки и их состав определяются по практическим данным.
В зоне газификации получаются СО2, СО, Н2, Н2О. Количество каждого из этих компонентов определяется решением четырех уравнений, в которых количества указанных компонентов входят как известные (в долях):

При этом расчет констант равновесия производится энтропийным методом с учетом состава дутья.

---