Конверсия углеродсодержащего сырья с применением плазменных технологий

Abstract

Рассмотрены оптимизация производства альтернативных газовых топлив на основе конверсии углеродсодержащего сырья в процессах газификации некондиционных топлив и биомассы, утилизация твердых бытовых отходов, обезвреживание опасных отходов (например, медицинских) с применением плазменных технологий. На основе термодинамически равновесного приближения моделируется процесс плазменно-паровой газификации углеродсодержащего сырья в реакторе, внутренний объем которого разогревается с помощью плазмотрона, работающего на воздухе (в том числе обогащенного кислородом), парах воды или их смесей, используемых также в качестве газифицирующего агента. Описана установка для обезвреживания опасных отходов. При выборе режима ее работы учтены требования, связанные с исключением образования супертоксикантов и сажи. На основе кинетического подхода анализируются условия образования оксида и диоксида азота в случае применения воздушной плазмы. Приведены оценки термодинамически равновесных составов продуктов конверсии углеродсодержащего сырья на примере отходов.

Розглянуто оптимізацію виробництва альтернативних газових палив на основі конверсії вуглецевмісної сировини у процесах газифікації некондиційних палив та біомаси, утил ізацію твердих побутових відходів, знешкодження небезпечних відходів (наприклад, медичних) із застосуванням плазмових технологій. На основі термодинамічно рівноважного наближення моделюється процес плазмово-парової газифікації вуглецевмісної сировини у реакторі, внутрішній об’єм якого розігрівається за допомогою плазмотрона, що працює на повітрі (у тому числі збагаченому киснем), водяній парі або їх сум ішах, які використовуються також як газифікуючий агент. Описано установку для знешкодження небезпечних відходів. При виборі режиму її роботи враховано вимоги, пов’язані з виключенням утворення супертоксикантів та сажі. На основі кінетичного підходу аналізуються умови утворення оксиду та діоксиду азоту у випадку використання повітряної плазми. Наведено оцінки термодинамічно рівноважних складів продукт ів конверсії вуглецевмісної сировини на прикладі відходів.

The problems of optimization of alternative gas fuels production based on carbonaceous raw conversion in gasification processes of sub-standard fuels and biomass, municipal solid waste utilization, hazardous waste decontamination (for example – medical) by plasma technologies application are considered. The process of plasma and steam carbonaceous raw gasification is simulated on the basis of thermodynamic equilibrium approximation in reactor with an internal volume heated by plasma torch and operating in air (including oxygen-enriched), water vapor or their mixtures as gasifying agent. The equipment for hazardous waste decontamination is described. The requirements for an exception of super toxicants and soot formation by the equipment regimes selection are taken into consideration. The conditions of nitrogen oxide and dioxide formation on the basis of kinetic approach in the event of air plasma application are analyzed. The estimations of thermodynamically equilibrium compositions of carbonaceous raw conversion products for wastes example are presented.