Разработка и создание экологически чистых комплексных систем для снижения газообразных выбросов с промышленных предприятий на основе инновационных физико-химических методов.

Аннотация: Основное направление исследований, это область интенсификации и эффективности сжигания разнообразных топлив, в том числе, с использованием электрического поля (ЭП), наложенного на факел пламени, как катализатора.

Ключевые слова: инновационные технологии, выбросы, сжигание, топливо.

Громцев Александр Сергеевич, преподаватель специальных дисциплин Техникум пищевой промышленности, Санкт-Петербургский Государственный Экономический Университет. Санкт-Петербург. Россия. [email protected]

При поддержке: Громцев Сергей Александрович д.т.н., профессор, с.н.с. Военная академия материально-технического обеспечения. Научно-исследовательский институт (военно-системных исследований). г.Санкт-Петербург, Россия. [email protected]

Решения Правительства РФ, принятые за последние 3–5 лет, предусматривают усиление фундаментальных и научно-прикладных работ с целью замещения углеводородных топлив более экономичными энергоресурсами, в первую очередь, ядерной энергией, дешевыми углями и неделовой древесиной. Анализ литературных источников показал, что твёрдое топливо, в т.ч., неделовая древесина, широко используется во многих регионах Российской Федерации.

Известны традиционные способы сжигания топлива [1], в том числе способ сжигания топлива факелом в топке котла при постоянном режиме горения, когда колебания горячих газов в топке происходят на основном колебательном тоне [2].

Из этого вытекает необходимость проведения исследований в области интенсификации и эффективности сжигания твердых топлив, в том числе, с использованием электрического поля (ЭП), наложенного на факел пламени, как катализатора. В этой области исследования не имеется достаточно обоснованной научной и практической информации. Особенно это относится к экспериментам, которые приближенны к реальным условиям сжигания топлив в теплоагрегатах малой и средней теплопроизводительности.

При обычном способе сжигания топлива КПД котла составляет 60-76%. В настоящее время, когда ресурсы углеводородсодержащих топлив, катастрофически быстро сокращаются, а стоимость их возрастает, значение технических, научно обоснованных решений является важной задачей.

Способ вепольной интенсификации горения топлива в топках тепловых аппаратов, преимущественно малой и средней производительности [3, 4] может быть использован для сжигания жидкого, газообразного и твердого топлива в т.ч. в топках кухонных плит, жарочных и пекарских шкафов, водогрейных и паровых котлов пищевых предприятий, предприятий средней и малой производительности.

Первоначально было определено два направления поиска исследований. Первое касалась исследований горения твердого топлива, второе газообразного топлива. В результате литературного обзора выявлены работы требующие пристального внимания.

Полученные экспериментальные данные этих работ [5-16] позволяют сделать вывод о том, что к примеру, при наложении электрического поля на факел пламени как твёрдого топлива (древесины) так и газообразного, в тепловых устройствах малой и средней теплопроизводительности, возрастает светимость факела, повышается температура его горения и выделяемая тепловая мощность, изменяется форма факела, что позволяет уменьшить геометрические размеры конструкцию топки её металлоёмкость и теплофизические характеристики. Следовательно, экспериментами подтверждено, присутствует положительный экономический и экологический эффект.

Анализ экспериментальных данных этих работ показал, что применение способа инновационных физико-химических методов вепольной интенсификации процессов горения топлива позволяет добиться снижения газообразных выбросов с промышленных предприятий. Также результаты экспериментов позволяют говорить о возможности модернизации тепловых топочных устройств, разработке и созданию экологически чистых комплексных тепловых систем.

Список литературы:

1. Панарин Ю.А., Алексеева Н.Ю. Воздействие зольности, естественной шероховатости и других факторов на горение. Актуальные проблемы современной науки. Изд. «Спутник +», М., 2008, № 2.
2. Еналеев Р.Ш., Красина И.В., Гасилов В.С., Чистов Ю.С., Тучкова О.А. Сжигание древесины. Вестник Казанского технологического университета, 16, 10, 99 -106 (2013).
3. Третьяков П. К., Тупикин А. В., Зудов В. Н. Воздействие лазерным излучением и электрическим полем на горение углеводородовоздушных смесий//Физика горения и взрыва. -2009. -T. 45, № 4. -С. 77-85.
4. Starikovskii A., Skoblin M., Hammer T. Influence of weak electric fields on flame structure//46th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit. -AIAA Paper. -N 2008-995. -2008. -P. 20.
5. Громцев С.А., Антуфьев В.Т. Математическая модель вепольной теплоотдачи. Вестник Санкт-Петербургского государственного университета низкотемпературных и пищевых технологий. СПб., 2009.
6. Громцев С.А., Антуфьев В.Т. Методы вепольного повышения эффективности тепловых аппаратов пищевой промышленности.//Вестник Международной академии холода. 2010. № 4. С. 27-29.
7. Амосова М.А. и др. Способы и методы повышения характеристик газового оборудования общественного питания/М.А. Амосова, В.Т. Антуфьев, С.А. Громцев//ЭНЖ НИУ ИТМО «Процессы и аппараты пищевых производств». 2009. № 1.
8. Громцев С.А., Смирнов В.Т, Пурмал М.Я. Способ вепольного регулирования процессов горения и теплоотдачи в тепловых установках и устройство для его осуществления. (Описание изобретения) М.: ВНИИГПЭ, 1394000, 1986 г.
9. Громцев С.А., Камбаров А.О. Способ регулирования теплосьема в канальном газоходе тепловой установки и устройство его осуществления. (Описание изобретения). М.:ВНИИГПЭ, А.С. 2068155, 1979 г.
10. Роддатис К.Ф. и др. Справочник по котельным установкам малой производительности/ А.Л. Полтарецкий//Энергоатомиздат. М.: 1989. 488 с.
11. Панин В.И. Котельные установки малой и средней производительности/ В.И. Панин//М.: Стройиздат. – 1978. С. 150 – 157.
12. Громцев С.А. и др. Способ регулирования теплоотдачи в канальном газоходе тепловой установки и устройство для его осуществления/ С.А. Громцев, М.Я. Пурмал//М.: ВНИИГПЭ, патент № 2059159. – 1996.
13. Пурмал М.Я. Способ сжигания топлива/М.Я. Пурмал// М.:ВНИИГПЭ. Авторское свидетельство № 840583. – 1981.
14. Громцев С.А. и др. Способ вепольного регулирования процессов горения и теплоотдачи в тепловых установках и устройство для его осуществления/А.О. Камбаров //М.: ВНИИГПЭ, патент № 5036130. – 1993.
15. Громцев С.А. и др. Вепольная технология интенсификации горения твердого топлива в тепловых установках малой производительности/ А.С. Громцев// ЭНЖ «Проблемы экономики и управления в торговле и промышленности». Серия: «Технические науки. Инновационные технологии в области продукции общественного питания. Качество и безопасность потребительских товаров» СПбГТЭУ. СПб.: 2013 г.
16. Смирнов В.Т. и др. Способ регулирования процесса горения в тепловой установке и устройство для его осуществления/В.Т. Смирнов, С.А. Громцев, М.Я. Пурмал//М.: ВНИИГПЭ. Авторское свидетельство патент № 601526. – 1976.