Газификация пористых частиц углерода в парах воды и двуокиси углерода тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.02.05, кандидат физико-математических наук Мазанченко, Екатерина Павловна

• Мазанченко, Екатерина Павловна
• кандидат физико-математических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Мазанченко, Екатерина Павловна

Введение

1. Глава 1. Современное состояние исследований по газификации 11 твердых органических топлив.

1.1. Модели горения и газификации частиц углерода.

1.2. Экспериментальные исследования газификации частиц угле- 16 рода.

1.3. Зависимость скорости газификации от температуры частицы и 18 концентрации реакционных газов.

1.4. Внутренняя структура частицы углерода.

1.5. Внутреннее реагирование при газификации частиц углерода.

1.6. Стефановский поток.

2. Глава 2. Модель газификации пористой частицы углерода. 31 2.1. Постановка задачи.

3. Глава 3. Взаимодействие пористой частицы углерода с двуокисью 36 углерода.

3.1. Модель газификации пористой частицы углерода в двуокиси 37 углерода.

3.2. Скорость газификации частицы углерода.

3.3. Процессы внутри пористой частицы.

4. Глава 4. Взаимодействие пористой частицы углерода с парами во- 51 ды.

4.1. Модель газификации пористой частицы углерода в парах во- 51 ДЫ.

4.2. Процессы внутри пористой частицы.

4.3. Закономерности газификации пористой частицы углерода в 58 парах воды.

4.3.1. Зависимость скорости и состава продуктов газификации 59 от давления.

4.3.2. Зависимость скорости и состава продуктов газификации 61 от температуры печи.

4.3.3. Зависимость скорости и состава продуктов газификации 63 от размера частицы.

4.4. Процессы в газовой фазе над поверхностью частицы. 65 5.

Глава 5. Взаимодействие пористой частицы углерода с парами воды и двуокисью углерода.

5.1. Модель газификации пористой частицы углерода в смеси па- 69 ров воды и двуокиси углерода.

5.2. Влияние состава окисляющей среды на основные параметры 74 процесса газификации.

5.2.1. Зависимость скорости газификации от состава окис- 74 ляющей среды.

5.2.2. Распределения давления и температур внутри пористой 78 частицы.

5.3. Процессы в газовой фазе. 81 Выводы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Газификация пористых частиц углерода в парах воды и двуокиси углерода»

Уголь — наиболее распространенное на Земле твердое углеводородное топливо. По оценкам, запасов угля на Земле достаточно для обеспечения жизнедеятельности людей в течение нескольких сотен лет. Однако использование угля сопряжено с целым рядом проблем, к которым, прежде всего, следует отнести трудности, связанные с добычей угля, транспортировку угля железнодорожным и грузовым транспортом, сложную инфраструктуру угле-подготовки для его сжигания и газификации, связанную с сушкой угля, его дроблением и подачей в камеру сгорания или газификатор. Поэтому исторически интерес к проблемам сжигания и газификации угля возникал периодически.

В начале 20-ого века интерес к проблемам сжигания и газификации угля был весьма высокий, так как уголь являлся, по существу, основным топливом для энергетики и сырьем для металлургической и других отраслей промышленности. Однако в середине века интерес к проблемам, связанным с углем, как топливом, начал угасать. Это было связано с резким увеличением добычи нефти и природного газа. Использование жидких и газообразных углеводородных топлив в энергетике оказалось значительно более удобным и эффективным. Отпадали проблемы, связанные с транспортировкой топлива, так как транспортировка жидких и газообразных топлив по трубопроводам оказалась наиболее удобной и дешевой по сравнению с перевозками угля железнодорожным транспортом. Отпали также проблемы, связанные с подготовкой и подачей топлива в камеру сгорания. Кроме этого использование природного газа позволило ввести в эксплуатацию газовые турбины, которые оказались существенно более эффективными по сравнению с паровыми турбинами, используемыми в случае сжигания угля.

Однако в 70-х годах прошлого века цены на нефть и природный газ начали резко возрастать, что было связано с дефицитом жидких и газообразных топлив на мировом рынке. В связи с этим интерес к исследованиям, направленным на использование угля в энергетике начал вновь резко расти. В эти же годы были сделаны оценки, из которых следовало, что дефицит жидких топлив и природного газа должен наступить в ближайшие десятилетия. Однако по оценкам специалистов дефицит угля не будет ощущаться, по крайней мере, несколько последующих столетий. Возможно, эти оценки были чрезмерно пессимистическими, так как в начале 90-х годов прошлого века цены на нефть и природный газ на мировом рынке резко упали. Вместе с падением цен на нефть и природный газ начал падать и интерес к исследованию проблем сжигания и газификации угля. В последние годы цены на нефть и природный газ снова начали резко возрастать, что привело к новым многочисленным исследованиям в области газификации

К настоящему времени в техническом и технологическом отношении разработаны различные типы газификаторов, использующие реакторы с неподвижным стационарным слоем, кипящим и подвижным слоями. В реакторах разработаны разные методы передачи тепла и организации процессов горения угля и газификации углеродных остатков, образующихся при выгорании летучих компонентов угля.

Можно полагать, что в техническом плане были использованы всевозможные методы организации процесса газификации углей. Однако в научном плане результаты исследования процессов горения и газификации угля остаются более скромными. Во всяком случае, теория этих процессов остается не развитой в достаточной степени для того, чтобы описывать все существенные особенности процессов. Экспериментальные результаты, как правило, сильно отличаются друг от друга и плохо поддаются систематизации, что естественно при отсутствии теории процессов.

Отсутствие теории не позволяет разработать методы расчета процессов горения и газификации, что необходимо для определения технологических параметров работы газификаторов. К таким параметрам можно отнести содержание кислорода или воздуха, а также паров воды в составе дутья, отношение дутья к количеству угля, необходимая температура в газификаторе, геометрические размеры газификатора, обеспечивающие полноту газификации угля и другие параметры. Большое число необходимых технологических параметров делает невозможным определение их экспериментальным путем. Определение оптимальных технологических параметров возможно только на основе расчетной модели горения и газификации частиц углерода. Этим обусловлена актуальность темы диссертационной работы.

Цель диссертационной работы - создание и тестирование диффузионно-кинетической модели газификации пористой частицы углерода в парах воды и двуокиси углерода и определение основных закономерностей процессов газификации.

Диссертация состоит из пяти глав.

В первой главе приводится обзор состояния рассматриваемых вопросов. Описаны основные модели теории газификации. Приведен обзор работ по рассматриваемой проблеме, и описано ее современное состояние.

Во второй главе описана постановка задачи. Процесс газификации можно разделить на два этапа. На первом этапе происходит разложение твердого органического вещества и выделение летучих компонентов. В результате остается твердый пористый остаток, состоящий из углерода и некоторого количества неорганических веществ - золы. На втором этапе происходит газификация углеродного остатка. Углеродный остаток, особенно для каменных углей, включает в себя большую часть энергии угля, поэтому рассмотрение горения и газификации пористого углеродного остатка представляет наибольший интерес. Зола, конечно, влияет на процесс газификации углеродного остатка, однако, на первом этапе можно полагать, что происходит газификация только пористой частицы углерода, а влияние золы на процесс газификации может быть учтено после того, как основные закономерности газификации углерода будут определены.

Математическая модель основана на уравнениях диффузии веществ и теплопроводности как в газовой фазе, так и внутри пористой частицы. Рассмотрены основные гетерогенные реакции взаимодействия углерода с парами воды и двуокисью углерода, а также гомогенная обратимая реакция взаимодействия окиси углерода с парами воды. Образование метана и других углеводородных веществ не рассматривается в данной модели, так как концентрации этих веществ обычно малы.

В третьей главе описано взаимодействие пористых частиц углерода с двуокисью углерода. Показано, что скорость газификации пористой частицы существенно зависит от условий тепло- и массообмена частицы с окружающей средой. Экспериментальные трудности не позволяют исследовать процессы, происходящие внутри пористой частицы. Поэтому экспериментальные данные по зависимости скорости газификации частицы углерода от температуры ее поверхности не могут быть использованы для определения кинетического уравнения газификации частицы без контролируемых условий тепло- и массообмена частицы.

Для существования процесса газификации частицы углерода в двуокиси углерода необходимо, чтобы концентрация двуокиси углерода в окружающей среде была выше, чем. у поверхности частицы, а концентрация двуокиси углерода у поверхности частицы была бы больше или равна равновесной концентрации двуокиси углерода. Показано, что при температурах ниже 850 К газификация частицы углерода возможна только в чистой двуокиси углерода. При более низких концентрациях двуокиси углерода в окружающей среде равновесная концентрация двуокиси углерода у поверхности частицы будет выше концентрации в окружающей среде, что делает процесс газификации невозможным. Для газификации частицы углерода в среде с низким содержанием двуокиси углерода необходимы температуры выше 1300 К.

В четвертой главе рассмотрено взаимодействие частиц углерода с водяным паром.

При температурах меньше 900 К реакция углерода с парами воды протекает очень медленно. Было подтверждено, что температура является наиболее важным параметром, влияющим на кинетику процесса газификации. При высоких температурах и больших величинах внутренней поверхности частицы возможен переход к диффузионному режиму, при котором гетерогенные реакции имеют место только на поверхности частицы. В случае небольших внутренних поверхностей гетерогенные реакции протекают во всем объеме частицы.

Размер частиц и. давление также оказывают значительное влияние на процесс газификации. Скорость газификации частицы углерода возрастает с увеличением давления, температуры печи и размера частицы. Однако, основным параметром, влияющим на скорость газификации, является внутренняя поверхность частицы.

В пятой главе описано взаимодействие частиц углерода со смесью паров воды и.двуокиси углерода.

Скорость газификации частицы и состав продуктов газификации зависят от состава окружающей среды, температуры печи, давления и размера частиц. При больших величинах внутренней поверхности частицы водяной пар является основным окислителем в смеси с двуокисью углерода. При малых величинах внутренней поверхности эти окислители становятся практически равноценными. Для обеспечения преимущественного образования в продуктах газификации одноокиси углерода и водорода необходимо поддерживать температуру частицы на достаточно высоком уровне. Для этого необходимо иметь большие тепловые потоки на поверхность частицы, что может быть достигнуто или за счет увеличения температуры печи или увеличения размера и, следовательно, внешней поверхности частицы.

В конце работы приведены основные результаты, выводы и список цитированной литературы.

Предложенная модель газификации пористых частиц углерода расширяет наши знания о физико-химических процессах взаимодействия углерода с реакционными газами. Она может быть использована в пакетах прикладных вычислительных программ для расчетов основных характеристик процесса газификации, а также для поиска путей оптимизации процессов промышленных реакторов с целью улучшения технологических характеристик этих устройств и достижения высоких экологических показателей. Это свидетельствует о практической значимости результатов, полученных в диссертационной работе.

Основные результаты, представляемые к защите:

1) Модель .газификации пористой частицы углерода в двуокиси углерода, парах воды и их смеси, основанная на решении задачи тепло- и массооб-мена в газовой фазе над поверхностью частицы и внутри частицы.

2) Основные параметры процесса газификации: скорость газификации и состав продуктов газификации пористой частицы углерода в зависимости от состава реакционных газов, давления и температуры печи, от размера частиц и величины их внутренней поверхности.

В диссертационной работе получен ряд новых методических и научных результатов:

1) Разработана диффузионно-кинетическая модель газификации пористых частиц углерода в реакционных газах, которая включает в себя уравнения переноса веществ и тепла внутри пористых частиц и в газовой фазе над их поверхностью, а также уравнения гидродинамики течения газа внутри пористой среды частицы.

2) Определены зависимости основных параметров процесса газификации: скорости газификации и состава продуктов в среде паров воды, двуокиси углерода и их смеси от размера частиц, давления, температуры печи и состава окружающей среды, в которой происходит процесс газификации.

3) Определены распределения давления и температуры внутри пористой частицы.

4) Показано, что основным параметром, определяющим скорость газификации и состав ее продуктов, является внутренняя поверхность пористых частиц. и

Заключение диссертации по теме «Механика жидкости, газа и плазмы», Мазанченко, Екатерина Павловна

Выводы

1) Разработана диффузионно-кинетическая модель газификации пористых частиц углерода в реакционных газах, которая включает в себя уравнения переноса веществ и тепла внутри пористых частиц и в газовой фазе над их поверхностью, а также уравнения гидродинамики течения газа внутри пористой среды частицы.

2) Определены зависимости скорости газификации частиц в среде паров воды, двуокиси углерода и их смеси от размера частиц и величины их внутренней поверхности, а также давления, температуры печи и состава окружающей среды, в которой происходит процесс газификации. Показано, что при больших величинах внутренней поверхности частицы водяной пар является основным окислителем в смеси с двуокисью углерода. При малых величинах внутренней поверхности эти окислители становятся практически равноценными.

3) Определены распределения давления и температуры внутри пористой частицы.

4) Для обеспечения преимущественного образования окиси углерода и водорода в первичных продуктах газификации на поверхности частицы, необходимо увеличение теплового потока к частице от стенок печи. Это может быть достигнуто за счет увеличения температуры печи или увеличение размера частиц, так как поток тепла излучением к частице от стенок печи пропорционален поверхности частицы.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Мазанченко, Екатерина Павловна, 2010 год

1. Nusselt W. «Der Verbrennungsvorgang in der Kohlenstaubfeurung» // Zeit. VDI, 1924, V. 68, P. 124.

2. Burke S. P., Schumann Т. E. W. «Kinetics of a type of heterogeneous reactions» // Industrial & Engineering Chemistry, 1932, V. 24, P. 451.

3. Чуханов 3. Ф. «Некоторые проблемы топлива и энергетики». М.: АН СССР, 1961.

4. Франк-Каменецкий Д. А. «Диффузия и теплопередача в химической кинетике». М.: Наука, 1987.

5. Essenhigh R. М. «Predicted burning times of solid particles in an idealized dust flame» // Journal of the Institute of Fuel, 1961, V. 34, P. 239.

6. Field M. A., Gill D. W., Morgan В. В., Hawksley P. G. W. «Combustion of pulverized coal». BCURA, Letherhead, Surrey, England, 1967.

7. Ubhayakan S. K., Williams F. A. «Burning and extinction of a laser-ignited ♦carbon particle in quiescent mixtures of oxygen and nitrogen» // Journal of the Electrochemical Society, 1976, V. 123, P. 747.

8. Roberts О. C., Smith I. W. «Measured and calculated burning histories of large carbon spheres in oxygen» // Combustion and Flame, 1973, V. 21, P. 123.

9. Spalding D. В., Evans H. L. «Mass transfer through laminar boundary layers 1.Similar solutions of the ¿-Equation» // International Journal of Heat and Mass Transfer, 1961, V. 2, P. 314.

10. Головин Ф. М., Песочин В. Р., Толмачев И. Я. «Горение угольной пыли в высокотемпературной среде» // Физика горения и взрыва, 1982, № 2, С. 28.

11. Walker P. L., Rusinko Jr. F., Austin L. G. « Gas reactions of carbon» // Advances in Catalysis, 1959, V. 11, P. 133.

12. Dobner S. «Modeling of entrained bed gasification». The Issues, ЕРШ Memo, 1976.

13. Варшавский Г. А. «Горение капли жидкого топлива (Диффузионная теория)». М.: Академия наук, 1945.

14. Williams F. A. «Combustion theory». Benjamin Cummings, Menlo Park, 1984.

15. Williams F. A. «Combustion of Liquid Fuel Sprays». Butterworth & Co, London, 1990.

16. Кумагаи С. «Горение». M.: Химия, 1979.

17. Гремячкин В. М., Щиборин Ф. Б. «О диффузионном и кинетическом режимах горения частицы углерода» // Физика горения и взрыва, 1991, № 5, Р. 67.

18. Blake Т. R, Libby P. A. «Combustion of a spherical carbon particle in slow viscous flow» // Combustion and Flame, 1991, V. 86, P. 147.

19. Blake T. R. «Low Reynolds number combustion of a spherical carbon particle» // Combustion and Flame, 2002, V. 129, P. 87.

20. Makino A., Law С. K. «Quasi-state and transient combustion of a carbon particle: Theory and experimental comparisons» // Twenty first Symposium (International) on Combustion, The Combustion Institute, 1986, P. 183.

21. Makino A. «An approximate explicit expression for the combustion rate of a small carbon particle» // Combustion and Flame, 1992, V. 90, P. 143.

22. Matsui K., Tsuji H. «Effect of the gas-phase 02 consumption on the combustion rate of solid carbon» // Combustion and Flame, 1990, V. 81, P. 86.

23. Leesley M. E., Siddall R. G. «The combustion rate of a pulverized anthracite dust cloud of known initial particle size distribution» // J. Inst. Fuel, 1972, V. 45, P. 169.

24. Laurendau N. M. «Heterogeneous kinetics of coal char gasification and combustion» // Progress in Energy and Combustion Sciences, 1978, Y. 4, № 4, P. 221.

25. Gadsby J., Hinshelwood C. N., Sykes K. W. «The kinetics of the reaction of the steam-carbon system» // Proceedings of the Royal Society of London. Mathematical, Physical and Engineering sciences, 1946, V. A187, P. 129.

26. Huttinger K. J., Merdes W. F. «The carbon-steam reaction at elevated pressure: formation of product gases and hydrogen inhibitions» // Carbon, 1992, V. 30, P. 883.

27. Strickland-Constable R. F. «Some comment on the work of key on the reaction between coke and carbon dioxide and between coke and steam» // Journal of Chemical Physics, 1950, V. 47, P. 356.

28. Laine N. R., Vastola F. J., Walker Jr. P. L. «The importance of active surface area in the carbon-oxygen reaction» // Journal of Chemical Physics, 1961, V. 67, P. 2030.

29. Park S., Annaswamy A., Ghonien A. «Heat release dynamic modeling of ki-netically controlled burning» // Combustion and Flame, 2002, V. 128, P. 217.

30. Hart P. J., Vistola F. J., Walker Jr. P. L. «Oxygen chemisorptions on well cleaned carbon surface» // Carbon, 1967, V. 5, P. 363.

31. Bonnetain L. «Desorption des oxides de surface des graphites artificiels» // Journal of Chemical Physics, 1961, V. 58, P. 34.

32. Kumpinsky E., Amundson N. «Diffusion and reaction in a stagnant boundary layer about a carbon particle. 8. Comparison of lumped and distributed chemical kinetics» // Industrial & Engineering Chemistry, Fundamentals, 1983, V. 22, P.62.

33. Wang H., Dlugogorski B. Z., Kennedy E. M. «Kinetic modeling of low-temperature oxidation of coal» // Combustion and Flame, 2002, V. 131, P. 452.

34. Wang H., Dlugogorski B. Z., Kennedy E. M. «Analysis of the mechanism of the low-temperature oxidation of coal» // Combustion and Flame, 2003, V. 134, P. 107.

35. Smith I. W. «The combustion rates of coal chars: a review» // 19-th Symposium (International) on Combustion, The Combustion Institute, 1982, P. 1045.

36. Головина E. С. «Высокотемпературное горение и газификация углерода». М.: Энергоатомиздат, 1983.

37. Yamashita К., Barreto L. «Energyplexes for the 21-st century: coal gasification for co-production hydrogen, electricity and liquid fuels» // Energy, 2005, V. 13, is. 13, P. 2453.

38. Бабий В. И., Куваева Ю. Ф. «Горение угольной пыли и расчет пыле-угольного факела». М.: Энергоатомиздат, 1986.

39. Головина Е. С. «Об окислении некоторых углей» // Изв. АН СССР, 1949, №9, С. 1343.

40. Головина Е. С. «Эффузионное горение углерода» // Изв. АН СССР, 1952, №7, С. 1011.

41. Smith I. W. «Kinetics of combustion of size-graded pulverized fuels in the temperature range 1200 2270 К» //Combustion and Flame, 1971, V. 17, P. 303.

42. Smith I, W. «The kinetics of combustion of pulverized semi-anthracite in the temperature range 1400 2200 K» // Combustion and Flame, 1971, V. 17, P. 421.

43. Smith I. W., Tyler R. J. «Internal burning of pulverized semi-anthracite: the relation between particle structure and reactivity» // Fuel, 1972, V. 51, P. 313.

44. Smith I. W., Tyler R. J. «The reactivity of a porous brown coal char to oxygen between 630 and 1812 K» // Combustion Science Technology, 1974, V. 9, P. 87.

45. Young B. C., Smith I. W. «The combustion of Loy Yang brown coal char» // Combustion and Flame, 1989, V. 76, P. 29.

46. Smith I. W. «The intrinsic reactivity of carbons to oxygen» // Fuel, 1978, V. 57, P. 409.

47. Hu Y. Q., Nikzat H., Nawata M., Kobayashi N., Hasatani M. «The characteristics of coal-char oxidation under high partial pressure of oxygen» // Fuel, 2001, V. 80, P. 2111.

48. Young В. С., Smith I. W. «The kinetics of combustion of petroleum coke particles at 1000 to 1800 K: the reaction order» // 18th Symposium (International) on Combustion, The Combustion Institute, Pittsburgh, 1981, P. 1249.

49. Harris D. J., Smith I. W. «Intrinsic reactivity of petroleum coke and brown char to carbon dioxide, steam and oxygen» // 23th Symposium (International) on Combustion, The Combustion Institute, 1990, P. 1183. .

50. Levendis Y, A., Flagan R. C., Gavalas G. R. «Oxidation kinetics of monodisperse spherical carbonaceous particle of variable properties» // Combustion and Flame, 1989, V. 76, P. 221.

51. Hurt R. H., Lunden M. M., Brenob E. G., Maloney D. J. «Statistical kinetics for pulverized coal combustion» // 26th Symposium (International) on Combustion, The Combustion Institute, 1996, P. 3169.

52. Hurt R. H., Mitchell R. E. «On the combustion kinetics of heterogeneous char particle population» // 24th Symposium (International) on Combustion, The Combustion Institute, 1992, P. 1233.

53. Mitchell R. E. «Variation in the temperature of coal-char particles during combustion: a consequence of particle-to-particle variations in ash-content» // 23rd Symposium (International) on Combustion, The Combustion Institute, 1990, P. 1297.

54. Hurt R. H., Mitchell R. E. «Unified high-temperature char combustion kinetics for a suite of coal of various rank» // 24th Symposium (International) on Combustion, The Combustion Institute, 1992, P. 1243.

55. Essenhigh R. H. «Fundamentals of coal combustion» // Chemistry of coal utilization. Second supplementary volume. Chapter 19, M. A. Elliot Ed. 1981.

56. Хитрин JI.H. «Физика горения и взрыва». М.: МГУ, 1957.

57. Головина Е. С., Хаустович Г. JI. «Взаимодействие углерода с двуокисью углерода при высоких температурах» // Теплофизика высоких температур, 1964, Т. 2, № 2, С. 267.

58. Головина Е. С., Климов А. А. «Об истинной кинетической константе гетерогенной газификации С+С02» //Физика горения и взрыва, 1999, Т.35, № 4, С. 48.

59. Huttinger К. J., Fritz О. W. «The carbon carbon dioxide reaction an extended treatment of coal and char» // Carbon, 1991, V. 29, N 8, P. 259.

60. Fritz O. W., Huttinger K. J. «Active site and intrinsic rates of carbon gas reactions — a definite confirmation with the carbon carbon dioxide reaction» // Carbon, 1993, V. 31, N 6, P. 923.

61. Lee S., Angus J.C., Edwards R.V., Gardrer N.C. «Noncatalytic coal char ga-sificaion» //A.I.Ch.E. Journal, 1981, V. 30, P. 583.

62. Ho Young Park, Dal Hong Ahn «Gasification kinetics of five coal chars with C02 at elevated pressure» // Korean Journal of Chemical Engineering, 2007, V. 24, P. 24.

63. Muller R., v. Zedtwitz P., Wokaun A., Steinfeld A. «Kinetic investigation on steam gasification of charcoal under direct high-flux irradiation» // Chemical Engineering Science, 2003, V; 58, P. 5111.

64. Márquez-Montesinos F., Cortero Т., Rodríguez-Mirasol J., Rodriguez J. J.

65. C02 ancj steam gasification of a grapefruit skin char» // Fuel, 2002, V. 81, P. 423.

66. Hanson S., Patrick J. W., Walker A. «The effect of coal particle size on py-rolisis and steam gasification» // Fuel, 2002, V. 81, P. 531.

67. Lin S., Harada M., Suzuki Y., Hatano H. «Hydrogen production from coal by separating carbon dioxide during gasification» // Fuel, 2002, V. 81, P. 2079.

68. Levendis Y, A., Flagan R. C., Gavalas G. R. «Oxidation kinetics of monodisperse spherical carbonaceous particle of variable properties» // Combustion and Flame, 1989, V. 76, P. 221.

69. Предводителев А. С., Хитрин JI. H., Цуханова О. А. и др. «Горение углерода». M.-JL: Академия наук, 1949.

70. Higman С., Burgt М. van der. «Gasification». Gulf Professional Publishing, 2008.

71. Померанцев В. В. «Основы практической теории горения». JL: Энергия, 1973.

72. Essenhigh R. Н., Misra М. К. «Autocorrelation of kinetic parameters in coal char reactions» // Energy Fuels, 1990, V. 4, No 2, P. 171.

73. Waters B. J., Squires R. G., Laurendeau N. M., Mitchell R. E. «Evidence for1. C00formation of ¿ in the vicinity of burning pulverized carbon particle» // Combustion and Flame, 1988, V. 74, P. 91.

74. Hurt R. H., Davis K. A. «Near-extinction and final burnout in coal combustion» // 25th Symposium (International) on Combustion, The Combustion Institute, 1994, P. 561.

75. Hurt R. H., Gibbins J. R. «Residual carbon from pulverized coal fired boilers: 1. Size distribution and combustion reactivity» // Fuel, 1995, V. 74, No 5, P.471.

76. Hurt R. H., Davis L. A., Yang N. Y. C., Headley T. J., Mitchell G. D. «Residual carbon from pulverized coal fired boilers: 2. Morphology and phys-icochemical properties» // Fuel, 1995, V. 74, No 9, P. 1297.

77. Salatino P., Masi S., Senneca O. «Gasification of a coal char by oxygen and carbon dioxide» // Carbon, 1998, V. 36, P. 443.

78. Stanmore B. R., Visona S. P. «The contribution to char burnout from gasifi1. H O COcation by 2 an(j 2 during pulverized-coal flame combustion» // Combustion and Flame, 1998, V. 113, P. 274.

79. Higuera F. J. «Combustion of a coal char particle in a stream of dry gas» // Combustion and Flame, 2008, V. 152, P. 230.

80. Moghtaderi B. «A study on the char burnout characteristics of coal and biomass blends» // Fuel, 2007, V. 86, P. 2431.

81. Ahn D. H., Gibbs B. M., Ko K. H., Kim J. J. «Gasification kinetics of an inco0donesian sub-bituminous coal-char with 2 at elevated pressure» // Fuel, 2001, V. 80, P. 1651.

82. Zhang X., Dukhan A., Kantorovich 1.1. «Structural changes of particles during chemically controlled oxidation» // 26-th Symposium (International) on Combustion, The Combustion Institute, 1996, P. 3111.

83. Kantorovich 1.1., Bar-Ziv F. «Microstructural evolution of char under oxidation induced by uneven heating» // Combustion and Flame, 1996, V. 105, P.80.

84. Sekine Y., Ishikawa K., Kikuchi E., Matsukata M., Akimoto A. «Reactivity and structural change of coal during steam gasification» // Fuel, 2006, V. 85, P, 122.

85. Yamashita T., Fujii Y., Morozumi Y., Aoki H., Miura T. «Modeling of gasification and fragmentation behavior of char particles having complicated structure» // Combustion and Flame, 2006, V. 146, P. 85.

86. Kulaots I., Hsu A., Suuberg E. M. «The role of porosity in char combustion» // Proceedings of the Combustion Institute, 2007, V. 31, P. 1897.

87. Struis R. P. W. J., von Scala C., Stuki S., Prins R. «Gasification reactivity ofcharcoal with c°2. Part I: conversion and structural phenomena» // Chemical Engineering Science, 2002, V. 57, P. 3581.

88. Wang F. Y., Bhatia S. K. «A generalised dynamic model for char particle gasification with structure evolution and peripheral fragmentation» // Chemical Engineering Science, 2001, V. 56, P. 3683.

89. Borrelli S., Giordano M., Salatino P. «Modelling diffusion-limited gasification of carbons by branching pore model» // The chemical engineering journal, 1996, V. 64, P. 77.

90. Lizzio A. A., Jiang H., Radovic L. R. «On the kinetics of carbon (char) gasification: reconciling models with experiments» // Carbon, 1990, V. 28, P. 7.

91. Klose W., Wolki M. «On the intrinsic reaction rate of biomass char gasification with carbon dioxide and steam» // Fuel, 2005, V. 84, P. 885.

92. Laurendeau N. M. «Heterogeneous kinetics of coal char gasification and combustion» // Progress in Energy and Combustion Science, 1978, V. 4, P. 221.

93. Feng B., Bhatia S. K. «Variation of the pore structure of coal chars during gasification» // Carbon, 2003, V. 41, P. 507.

94. Aarna I., Suuberg E. M. « Changes in reactive surface area and porosity during char oxidation // Symposium (International) on Combustion, 1998, V. 27, P. 2933.

95. Jasienko-Halat M., Kedzior K. «Comparison of molecular sieve properties in ' microporous chars from low-rank bituminous coal activated by steam andcarbon dioxide» // Carbon, 2005, V. 43, P. 944.

96. Molina A., Mondragon F. «Reactivity of coal gasification with steam and C02» // Fuel, 1998, V. 77, P. 1831.

97. Suuberg E. M., Aarna I. «Kinetics of tire derived fuel (TDF) char oxidation and accompanying changes in surface area» // Fuel, 2009, V. 88, P. 179.

98. Pusz S., Krzesinska M., Smedowski L., Majewska J., Pilawa В., Kwiecinska B. «Changes in a coke structure due to reaction with carbon dioxide» // International Journal of Coal Geology, 2010, V. 81, P. 287.

99. Davis K. A., Hurt R. H., Yang N. Y. C., Headley T. «Evolution of char chemistry, crystallinity, and ultrafine structure during pulverized-coal combustion» // Combustion and Flame, 1995, V. 100, P. 31.

100. Zygourakis K., Arri L., Amundson R. N. «Studies on the gasification of a single char particle» // Industrial and Engineering Chemistry, Fundamentals, 1982, V. 21, P. 1.

101. Sotirchos S. V., Amundson R. N. «Diffusion and reaction in char particle and in the surrounding gas phase. Two limiting models» // Industrial and Engineering Chemistry, Fundamentals, 1984, V. 23, P. 180-191.

102. Гремячкин В. M. «Взаимодействие пористой частицы углерода с парами воды» // Химическая физика, 2007, V. 26, № 5, Р. 26.

103. Блошенко В.Н., Хайкин Б.И. «О стефановском потоке при гетерогенных химических реакциях» // Журнал физической химии, 1967, Т. 41, № 12.

104. Гиршфельдер Г., Кертисс С., Берд Р. «Молекулярная теория газа и жидкости». М.: Иностранная литература, 1961.

105. Blake Т. R. «Low Reynolds number combustion of a spherical carbon particle» // Combustion and Flame, 2002, V. 129, P. 87.

106. Makino A., Law С. K. «Quasi-state and transient combustion of a carbon particle: theory and experimental comparisons» // Twenty first Symposium (International) on Combustion, The Combustion Institute, 1986, P. 183.

107. Ландау JI. Д., Лифшиц Е. М. «Гидродинамика». М.: Наука, 1986.

108. Гремячкин В. М. «О кинетике гетерогенных реакций углерода с кислородом при горении пористых частиц углерода в кислороде» // Физика горения и взрыва, 2006, V. 42, № 3, Р. 11.

109. Самуйлов Е. В., Фаминская М. В., Головина Е. С. «Модель и расчет процесса газификации одиночной углеродной частицы» // Физика горения и взрыва, 2004, V. 40, № 1, Р. 86.

110. Гремячкин В. М., Мазанченко Е. П. «Газификация пористой частицы углерода в парах воды» // Химическая физика, 2009, V. 28, № 8, Р. 36.

111. Everson R.C., Neomagus H.W.J.P., Kasaini Н., Njapha D. «Reaction kinetics of pulverized coal-chars derived from inertinite-rich coal discards: Gasification with carbon dioxide and stem» // Fuel, 2006, V. 85, P. 1076.

112. Ye D.P., Agnew J.B., Zhang D.K. «Gasification of a South Australian low-rank coal with carbon dioxide and steam: kinetics and reactivity studies» // Fuel, 1998, V. 77, P. 1209.

113. Gremyachkin V.M., Fortsch D., Schnell U., Hein K.R.G. «А model of the combustion of a porous carbon particle in oxygen» // Combustion and Flame, 2002, V. 130, P. 161.

114. Ahmed I., Gupta A.K. «Syngas yield during pyrolysis and steam gasification of paper» // Applied Energy, 2009, V. 6, P. 1813.

115. Нз энтальпии образования веществ из элементов (кДж/кмоль К)

116. И) энтальпии образования веществ из элементов (кДж/кг К)

117. Ъс энтальпия твердого углерода (кДж/кг К)к коэффициент проницаемости пористой частицы (м2)

118. Шз числа атомов углерода в молекуле вещества

119. П) числа атомов кислорода в молекуле вещества

120. Wg скорость гомогенной реакции (кг/м3с)с скорость реакции углерода с двуокисью углерода (кг/м2с)

121. W скорость потребления углерода в гетерогенных реакциях (кг/м2с)скорость потребления углерода в реакции С+2Н20=С02 +2Н2 (кг/м2с) скорость потребления углерода в реакции С+2Н20=С02+2Н2 (кг/м2с)

122. Р давление в единицах атмосферыг радиальная координата (м)б внутренняя поверхность пористой частицы (м-1)1. Т температура (К)температура стенок печи (К)

123. Т0 температура поверхности частицы (К)и массовый поток газа (кг/м2с)и стефановский поток (м/с)

124. Р безразмерный массовый поток газа внутри частицы р плотность газа (кг/м ) ст постоянная Стефана-Больцманабезразмерная скорость гомогенной реакции