УГОЛЬНАЯ МИНИ-ТЭЦ НА ОСНОВЕ ГАЗОГЕНЕРАТОРА И ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ГЕНЕРАТОРА

Синтез-газ для электрохимического генератора производился в газогенераторе с автотермической паровой газификацией угля Бородинского месторождения.  Составлены тепловые балансы батареи твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ) и котлаутилизатора, предназначенного для производства перегретого водяного пара для газогенератора и подогрева катодного воздуха. На основе этих балансов рассчитаны: доля водорода, окисленного в аноде ТОТЭ; электрический КПД; температура в аноде; потери с уходящими газами и в окружающую среду через тепловую изоляцию; ЭДС топливного элемента. Определен удельный расход бородинского угля на производство электрической и тепловой энергии.

1. Щеклеин, С.Е. Человек. Энергия. Природа [Текст] / С.Е. Щеклеин. – Екатеринбург: Изд. УГТУ, 2000.

2. Дэвинс, Д. Энергия [Текст] / Д. Дэвинс. – М.: Энергоатомиздат, 1985.

3. Longwell, J.P. Coal: Energy for the future [Текст] / J.P. Longwell, E.S. Rubin, J. Wilson // Progress in Energy and Combustion Science. – 1995. – Vol. 21. – Iss. 4. – P. 269–360.

4. Шпильрайн, Э.Э. Введение в водородную энергетику [Текст] / Э.Э. Шпильрайн, С.П. Малышенко, Г.Г. Кулешов. – М.: Энергоатомиздат, 1984.

5. Lisbona, P. Enhanced coal gasification heated by unmixed combustion integrated with an hybrid system of SOFC/GT [Текст] / P. Lisbona, L.M. Romeo // International Journal of Hydrogen Energy. – 2008. – Vol. 33. – Iss. 20. – P. 5755–5764.

6. Promes, E.J.O. Thermodynamic evaluation and experimental validation of 253 MW Integrated Coal Gasification Combined Cycle power plant in Buggenum, Netherlands [Текст] / E.J.O. Promes [et al.] // Applied Energy. – 2015. – Vol. 155. – P. 181–194.

7. Thallam Thattai, A. Towards retrofitting integrated gasification combined cycle (IGCC) power plants with solid oxide fuel cells (SOFC) and CO2 capture – A thermodynamic case study [Текст] / A. Thallam Thattai [et al.] /Applied Thermal Engineering. – 2017. – Vol. 114. – P. 170–185.

8. Shri Prakash, B. Properties and development of Ni/YSZ as an anode material in solid oxide fuel cell: A review [Текст] / B. Shri Prakash, S. Senthil Kumar, S.T. Aruna // Renewable and Sustainable Energy Reviews. – 2014. – Vol. 36. – P. 149–179.

9. Fernandez-Gonzalez, R. Decreasing the polarisation resistance of a Ni-YSZ solid oxide fuel cell anode by infiltration of a ceria-based solution [Текст] / R. Fernandez-Gonzalez [et al.] // International Journal of Hydrogen Energy. – 2016. – Vol. 41. – Iss. 43. – P. 19731– 19736.

10. Yingru, Zh. Optimal integration strategies for a syngas fuelled SOFC and gas turbine hybrid [Текст] / Zh. Yingru // Journal of Power Sources. – 2011. – Vol. 196. – Iss. 22.– P. 9516–9527.

11. Осипов, П.В. Изучение характера выгорания волчанского бурого угля в условиях кипящего слоя [Текст] / П.В. Осипов, Н.В. Чернявский, А.В. Рыжков // Теплофизика и теплоэнергетика: Сб. научных статей. Магнитогорск: МаГУ, 2010. – С. 96–99.

12. Коровин, Н.А. Топливные элементы и электрохимические энергоустановки [Текст] / Н.А. Коровин. – М.: Изд-во МЭИ, 2005.

13. Хоффман, Е. Энерготехнологическое использование угля. Пер. с англ. [Текст] / Е. Хоффман.– М.: Энергоатомиздат, 1983. – 328 с.

14. Баскаков, А.П. О механизме паровой газификации угля [Текст] / А.П. Баскаков // Промышленная энергетика. – 2008. – № 4. – С. 40 42.

15. Мунц, В.А. Исследование характеристик энергетической установки 5 кВт на твердоокисных топливных элементах с паровым риформингом природного газа [Текст] / В.А. Мунц [и др.] // Теплоэнергетика. – 2015. – № 11. – С. 15 20.

16. Баскаков, А.П. Физико-химические основы тепловых процессов [Текст] / А.П. Баскаков, Ю.В. Волкова. – М.: «Теплотехник», 2013. – 173 с.

17. Собянин, В.А. Высокотемпературные твердоокисные топливные элементы и конверсия метана [Текст] / В.А. Собянин // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. общества им. Д.И. Менделеева). – 2003. – Т.XLVII. – № 6. – С. 62 – 70.

18. Peters, R. Analysis of solid oxide fuel cell system concepts with anode recycling [Текст] / R. Peters [et al.] // International Journal of hydrogen energy. – 2013. – Vol. 38. – P. 6809–6820.

19. Baskakov, A.P. Optimum chemical regeneration of the gases burnt in solid oxide fuel cells [Текст] / A.P. Baskakov, Y.V. Volkova, N.S. Plotnikov // Journal of Engineering Physics Thermophysics. – 2014. – Vol. 87. – Iss. 4). – P. 763 – 778.

20. Дубинин, А.М. Паровая газификация углей в газогенераторе с заторможенным циркуляционным псевдоожиженным слоем [Текст] / А.М. Дубинин // Тепловые процессы в технике. – 2016. – Т. 8. – № 5. – С. 233–239.

21. Тепловой расчет котлов (Нормативный метод). Издание 3-е, переработанное и дополненное [Текст]. – СПб: Издательство НПО ЦКТИ, 1998. – 256 с.

22. Дубинин, А.М. Оптимальные параметры реактора с заторможенным насадкой циркуляционным псевдоожиженным слоем для паровой конверсии метана [Текст] / А.М. Дубинин [и др.] // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» (ISJAEE). – 2015. – № 13–14. – С. 98–103.