| teema: | Mineraalosa käitumine ja soojusefektid põlevkivi põletamisel keevkihis |
|---|---|
| tunnusnumber: | ETF6661 |
| projekti tüüp: | Eesti Teadusfondi grant |
| erialad: |
2.5. Energeetika |
| seisund: | käimasolev |
| asutus: | TTÜ Mehaanikateaduskond |
| projekti juht: | Arvo Ots |
| kestus: | 01.01.2006 - 31.12.2009 |
| kirjeldus: | Teema on seotud põlevkivi põletamisega keevkihtkateldes ja kuulub tipp põletustehnoloogia valdkonda. Kütuse tolmpõletus on asendumas keevkiht põletustehnikaga. Kõrg-temperatuurse tolmpõletuse välja vahetamine madaltemperatuurse keevkihtpõletusega põhjustab märgatavaid erinevusi põlevkivi mineraalosa käitumises ja sellega kaasnevatele soojusefektidele, millel on aga omakorda oluline mõju katlas toimuvate soojuslike protsesside efektiivsusele ja kütuse voole. Katla ja energiaploki soojusliku efektiivsuse määramise lähtekohaks on pommkalorimeetris kütuse proovi põlemisel eralduv soojus ning selle alusel arvutatud kütteväärtus. Pommkalorimeetris kütuse orgaanilise osa põlemissoojusele lisandub soojus kütuse mineraalosa muunduse soojusefektidest. Kütuse mineraalosaga seonduvad soojusefektid sõltuvad nii kütuse mineraalosa koostisest ja hulgast kui ka muundusprotsesside ulatusest. Põlevkivi põletamisel on mineraalosa soojusefektid määravalt seotud karbonaatmineraalide lagunemisega, tuhakomponentide sulfatiseerumise ja uusmineraalide moodustumisega. Mainitud soojusefektide mõju põlevkivi korral iseloomustab hästi orgaanilise osa, karbonaatse süsihappegaasi, sulfatiseeruva väävli ja uusmineraalide soojusefektide vahekord (massiühiku aine kohta) 1:0,12:0,45:0,04. Kütuse (põlevkivi) orgaanilise osa põlemisel pommkalorimeetris ja katlas vabanevad soojushulgad on samad, siis mineraalosa muundusega seonduvad soojusefektid on märgatavalt erinevad. See on tingitud temperatuuri tasemete ja keskkonna koostise erinevustest, sõltudes niimoodi kütuse põletustehnoloogiast. Mineraalidega toimuvate protsessid mõju on eriti tuntav põlevkivi keevkiht põletusel karbonaatmineraalide väiksema lagunemise ja tuhakomponentide ulatuslikuma sulfatiseerumise tõttu. Teoreetiliste arvutuste kohaselt võib mineraalosa mineraalidega toimuvate protsesside soojusefekt moodustada põlevkivi põlemisel keevkihtkatlas eralduvast soojushulgast kuni 6 - 8 %. Lähtuvalt kirjeldatud taustast projekti eesmärkideks on: 1. Põlemisprotsessi uurimine pommkalorimeetris ja põlevkivi mineraalosas toimuvate muunduste kaudu üksikute soojusefektide määramine põlevkivi koostise muutuse laias diapasoonis, arvutusvalemite saamine üksikute ja summaarse soojusefekti arvutamiseks olenevalt põlevkivi komponent koostisest. Leppelise kütteväärtuse defineerimine ja selle olenevus põlevkivi koostisest. Tulemused põhinevad lähtepõlevkivi ja pommkalorimeetri põlemisjääkide keemilis-mineraloogilisel analüüsil. 2. Põlevkivi põlemisel tööstuslikus keevkihtkatlas eralduva soojuse määramine tuginedes leppelisele kütteväärtusele ja mineraalosa muundusprotsessidele katlas. Arvutusvalemi saamine põlevkivi põlemisel katlas eralduva soojushulga määramiseks olenevana põlevkivi leppelisest kütteväärtusest, koostisest ja põlemisprotsessi iseloomustavatest näitajatest. 3. Aluse loomine keevkihtkatla ja energiaploki kasuteguri ning katlas esinevate soojuskadude ja kütuse erikulu määramiseks. Töö tulemused on samuti kasutatavad süsihappegaasi emissiooni arvutamisel. Töö tulemused on otseselt rakendatavad keevkiht kateldega energiaplokkide töö analüüsil ja soojuslike efektiivsusnäitajate määramisel ning uute keevkiht katelde ja energiaplokkide projekteerimisel. |
| projektiga seotud isikud | ||||
|---|---|---|---|---|
| nr | nimi | asutus | amet | |
| 1. | Arvo Ots | Tallinna Tehnikaülikooli Mehaanikateaduskond | ||
| 2. | Tõnu Pihu | |||