№83-20
Підвищення ефективності утилізації відходів вуглезбагачення шляхом газифікації
В.О. Пінчук1, https://orcid.org/0000-0001-7684-1867
М.С. Чемеринський1 https://orcid.org/0000-0002-0767-7028
1Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна
Coll.res.pap.nat.min.univ. 2025, 83:220–229
Full text (PDF)
https://doi.org/10.33271/crpnmu/83.220
АНОТАЦІЯ
Мета. Визначення режимних параметрів газифікації відходів вуглезбагачення з урахуванням впливу складу та кількості окисника на характеристики генераторного газу.
Методика. Дослідження процесу газифікації відходів вуглезбагачення проводилось із застосуванням багатофункціонального програмного забезпечення для моделювання термохімічних процесів. Використання цього програмного комплексу дозволило визначати концентрації компонентів газу, розраховувати теплові та хімічні параметри системи та оцінити вплив змінних режимних факторів, таких як склад і витрата окисника, на склад генераторного газу та продуктивність газифікації.
Результати. Результати дослідження показали, що процес газифікації відходів вуглезбагачення істотно обумовлений параметрами окисника. Виявлено, що максимальна концентрація CO досягається при коефіцієнті витрати окисника 0,27–0,3, а підвищення витрати зменшує відновлювальні та збільшує окисні компоненти. Визначено, що H2 зменшується, а H2O збільшується зі зростанням витрати окисника. Крім того, показано, що для підтримання температури 1873–1973 К необхідне збагачення повітря киснем ≥35%, що забезпечує 80% відновлювальних і 14% окисних компонентів.
Наукова новизна. Встановлено вплив складу та витрати окисника на ефективність газифікації відходів вуглезбагачення, зокрема промпродукту та шламу, а також визначено оптимальні температурні режими для досягнення максимального вмісту відновлювальних компонентів у генераторному газі. Виявлено, що підвищення концентрації кисню в окиснику дозволяє значно збільшити частку відновлювальних компонентів при одночасному контролі окисних. Показано, що отримані результати можуть слугувати науково обґрунтованою основою для оптимізації технології високотемпературної газифікації відходів вуглезбагачення.
Практична значимість. Отримані режимні характеристики газифікації можуть бути використані під час проєктування та модернізації енергетичних установок, призначених для утилізації вуглевмісних відходів на збагачувальних фабриках. Визначені параметри складу та витрати окисника дають змогу забезпечити стабільний тепловий режим і формування генераторного газу з прогнозованими властивостями, що важливо для створення автономних систем енергопостачання. Застосування цих результатів сприяє підвищенню енергоефективності виробництва, зменшенню залежності від зовнішніх енергоресурсів і одночасному зниженню екологічного навантаження на території промислових підприємств.
Ключові слова: газифікація, відходи вуглезбагачення, генераторний газ, окисник.
Перелік посилань
1. Ivanov, Y. A., & Kovalchuk, I. P. (2024). Accumulation of mining wastes in the lviv-volyn coal basin: current conditions, problems and perspectives of management. Ukrainian Journal of Natural Sciences, 7, 75–84. https://doi.org/10.32782/naturaljournal.7.2024.8
2. Kocheshkova, I. (2019). Coal cleaning wastes as the source of profit for urban places of old industrial mining regions. Economic Herald of the Donbas, 1(55), 49–56. https://doi.org/10.12958/1817-3772-2019-1(55)-49-56
3. Saik, P., Lozynskyi, V., Falshtynskyi, V., Demydov, M., Hanushevych, K. (2019). Research into heat and mass indicators of coal gasification process. Collection of Research Papers of the National Mining University, 57, 32–44. https://doi.org/10.33271/crpnmu/57.032
4. Mishra, A., Gautam, S., & Sharma, T. (2018). Effect of operating parameters on coal gasification. International Journal of Coal Science & Technology, 5(2), 113–125. https://doi.org/10.1007/s40789-018-0196-3
5. Лис, С.С., Юрасова, О.Г., & Коваленко, Т.П. (2021). Розроблення способу газифікації подрібненого вугілля. Scientific Bulletin of UNFU, 31(1), 89–92. https://doi.org/10.36930/40310115
6. Shahabuddin, M., & Alam, T. (2022). Gasification of solid Fuels (Coal, biomass and MSW): Overview, challenges and mitigation Strategies. Energies, 15(12), 4444. https://doi.org/10.3390/en15124444
7. Rahim, M. R., Trisasongko, A. P., Wahid, M. A., Othman, N., Araibi, A. S., & Said, M. (2024). Gasification technology and its future: a review. Asean Engineering Journal, 14(1), 45–61. https://doi.org/10.11113/aej.v14.19925
дата першого надходження статті до видання – 07.10.2025
дата прийняття до друку статті після рецензування – 10.11.2025
дата публікації (оприлюднення) – 29.12.2025