Results of the research on determining the optimal values of the parameters for brown coal gasification process

Abstract

This research aims to calculate the possibility of increasing the efficiency of energy production and reducing costs by replacing imported fuel oil by gasification of lignite for energy purposes and by determining the optimal values of the main parameters affecting it. For this study, 3073 tests were performed in the range of gasification pressure 1-25 bar, temperature 200-1000 oC, blowing air consumption 50-250 kg/h, water vapor consumption 5-50 kg/h. As a result of the research work, highly plausible nonlinear regression mathematical models were developed, which were checked with appropriate parameters to express the composition and calorific value of the combustion gas produced by the gasification process of Baganuur and Shivee-Ovoo lignite using the Aspen plus program. The results were coded in the Matlab program and the optimal values of the parameters were obtained. When P*=8 bar, T*=700oC, Gair*=100 kg/h, and Gsteam*=5 kg/h in Baganuur coal, CO=40.8%, H2=23.16%, CH4=4.5% in the composition of coal combustion gas and calorific value Q= 2346.4 kcal/m3 , Shivee-Ovoo coal has P*=10 bar, T*=700 oC, Gair*=80 kg/h, Gsteam*=5 kg/h while CO=28.7%, H2=25.5%, CH4=3.4%, calorific value of coal combustion gas is defined as Q= 1740 kcal/m3. Using the above results and mathematical models obtained in the research work, it has the advantage of saving time and money to be spent on pre-calculating, planning, managing the production process and developing a feasibility study for the gasification of gasification for energy purposes. With the introduction of this technology, it is estimated that the cost of gasification of Baganuur coal for 1 Gcal of heat treatment can be 6.41 times lower than the cost of burning fuel oil, so it is important to conduct research and calculations on the basis of the technology of producing combustion gas for energy purposes in the future. Хүрэн нүүрсний хийжүүлэлтийн процессын параметрийн оновчтой утгыг тодорхойлсон судалгааны үр дүнгээс Хураангуй: Хүрэн нүүрсийг эрчим хүчний зориулалтаар хийжүүлж, түүнд нөлөөлөх үндсэн параметрүүдийн оновчтой утгыг тодорхойлох замаар шатах хийн илчлэгийг дээшлүүлж, импортоор авдаг мазутыг орлуулан эрчим хүчний үйлдвэрлэлийн үр ашгийг нэмэгдүүлэх, өртөг зардлыг бууруулах боломжийг тооцоход энэхүү судалгааны ажил зорьсон болно. Ингэхдээ хийжүүлэлтийн даралтыг 1-25 бар, температур нь 200-1000 оС, үлээлгийн агаарын зарцуулалт 50-250 кг/ц, усны уурын зарцуулалт 5-50 кг/ц байх хязгаарт 3073 удаагийн туршилтыг гүйцэтгэсэн. Судалгааны ажлын үр дүнд Багануур ба Шивээ-Овоогийн хүрэн нүүрсний Аспен плас (Aspen plus) программ дээр хийсэн хийжүүлэлтийн процессоос үүсэх шатах хийн найрлага, илчлэгийг илэрхийлэх зохих шинжүүрүүдээр шалгагдсан, үнэмшил өндөртэй шугаман биш регрессийн математик загваруудыг гарган үр дүнг Matlab программ дээр кодлон параметрүүдийн оновчтой утгыг Багануурын нүүрсэнд P*=8 бар,T*=700 оС, Gаг*=100 кг/ц, Gуур*=5 кг/ц байхад нүүрсний шатах хийн найрлага дахь CO=40.8%, H2=23.16%, CH4=4.5%, илчлэг нь Q аж до = 2346.4 ккал/м3 , Шивээ-Овоогийн нүүрсэнд P*=10 бар,T*=700 оС, Gаг*=80 кг/ц, Gуур*=5 кг/ц байхад нүүрсний шатах хийн найрлага дахь CO=28.7%, H2=25.5%, CH4=3.4%, илчлэг нь Q аж до = 1740 ккал/м3 гэж тодорхойлсон. Судалгааны ажлын хүрээнд гаргаж авсан дээрх үр дүн, математик загварыг ашиглан үйлдвэрлэлийн процессыг урьдчилан тооцоолох, төлөвлөх, удирдах болон эрчим хүчний зориулалттай шатах хий үйлдвэрлэх хийжүүлэлтийн ТЭЗҮ-ийг боловсруулахад зарцуулагдах цаг хугацаа, хөрөнгө мөнгийг хэмнэх давуу талтай. Энэхүү технологийг нэвтрүүлснээр 1 Гкал дулаан боловсруулахад Багануурын нүүрсийг хийжүүлэн ашиглахад гарах зардал нь мазутыг түлэхэд гарах зардлаас 6.41 дахин бага байх боломжтой гэсэн тойм тооцоо учир цаашдаа эрчим хүчний зориулалттай шатах хий үйлдвэрлэх технологийг эрчим хүчний үйлдвэрүүдийг түшиглэн барих тал дээр судалгаа, тооцооллыг хийх нь ач холбогдолтой. Түлхүүр үг: хийн генератор, уур-агаар, үлээлгэ, даралт, температур