Tlenowe spalanie węgla : badania kinetyki i mechanizmu spalania ciśnieniowego

Przedstawiono wyniki kinetycznej analizy ciśnieniowego oksyspalania karbonizatów pochodzących z dwóch węgli o zróżnicowanym stopniu metamorfizmu: brunatnego Turów i kamiennego Janina. Przedstawiono uzasadnienie i problematykę podjętych badań nad ciśnieniowym oksyspalaniem węgla jako jednym z perspektywicznych rozwiązań technologicznych umożliwiających wdrażanie czystych technologii węglowych. Badania kinetyki oksyspalania prowadzono z wykorzystaniem ciśnieniowego analizatora termograwimetrycznego. Omówiono wpływ na szybkość procesu takich czynników, jak temperatura, ciśnienie całkowite i ciśnienie parcjalne tlenu. Uzyskane wyniki wykazały zróżnicowany wpływ wzrostu ciśnienia całkowitego i temperatury oraz pozytywny wpływ ciśnienia parcjalnego na reakcyjność paliw względem tlenu. Do opisu kinetyki procesów z powodzeniem zastosowano model kurczącego się rdzenia. Wyznaczono parametry kinetyczne, takie jak rząd reakcji względem ciśnienia parcjalnego O₂ i energia aktywacji dla różnych zakresów temperatury i trzech wartości ciśnienia całkowitego. Dane te są istotne przy projektowaniu nowych rozwiązań technologicznych do czystego spalania węgla, głównie w aspekcie właściwego projektowania komór spalania nowych kotłów realizujących proces oksyspalania ciśnieniowego lub przebudowy w tym kierunku istniejących kotłów węglowych.

---

Bituminous coal and lignite samples were carbonized under N₂ at 1000°C for 30 min. The chars were studied for chem. compn., sp. surface, pore structure (N₂ adsorption) and kinetics of combustion under O₂/CO₂ (0.1–1.0 MPa) at 500–1000°C (mass loss rate). C conversion degree increased with increasing combustion temp., O₂ concn. And total pressure of the gas phase. The activation energy of the combustion decreased strongly with increasing combustion temp. range and the gas phase pressure. The combustion was diffusion-controlled, esp. at elevated temp. and pressure.