Розробка енергоефективних технічних рішень з модернізації обертових печей електродного виробництва із частковою заміною природного газу на сингаз

Обґрунтовано спосіб газифікації з найвищим значенням величини теплотворної здатності синтетичного газу та прототип обладнання для прожарювання вуглевмісного сипучого матеріалу. Розроблено математичну модель процесу газифікації сипкого вуглецевого матеріалу в барабані-охолоджувачі обертової печі, що базується на континуально дискретному формулюванні взаємодії суміші реагуючих газів з дискретною твердою фазою із врахуванням турбулентного режиму течії і теплового випромінювання.
Сформульована математична модель включає тринадцять глобальних реакцій, з яких чотири – гетерогенні і дев’ять – гомогенні. Розроблено математичну модель процесу горіння синтез-газу разом з природним у робочому просторі обертової прожарювальної печі в континуальному формулюванні, що потрібна для визначення енергетичної ефективності застосування процесу газифікації. З використанням розроблених математичних моделей отримано закономірності процесів газифікації в барабані охолоджувачі та горіння синтез-газу разом з природним у робочому просторі обертової печі. Розроблено технічні рішення з термооброблення вуглецевмісного наповнювача електродної промисловості в обертових печах з частковим заміщенням природного газу синтез-газом та рекомендації щодо модифікації конструкцій термічного обладнання і технологічних регламентів його експлуатації. Розроблені технічні рішення включають ескізні проєкти газифікатора-охолоджувача обертової печі, який представляє собою модернізоване діюче обладнання барабана-охолоджувача, та водоохолоджуваного пальникового пристрою для спалювання синтез-газу разом з природним без попереднього змішування в обертовій прожарювальній печі. На промисловій обертовій печі для прожарювання сипучих вуглевмісних матеріалів (антрациту, нафтового або сланцевого коксу) отримано дані експериментальних досліджень, що підтверджують ефективність розроблених технічних рішень.