Понашање домаћих лигнита колубарског и костолачког басена током процеса термичког разлагања

Abstract

Предмет ове докторске дисертације je испитивање трансформација кроз које пролазе домаћи нискокалорични угљеви (лигнити), Колубарe и Костолцa при процесу деволатилизације. Испитивања су обухватала експериментална истраживања и испитивање могућности примене математичког модела на предвиђање приноса волатила. У експерименталном делу докторске дисертације вршене су техничка и елементарна анализа лигнита, потом испитивања у реактору са усијаном мрежицом и у термогравиметријском (ТГА) реактору. Из експерименталних испитивања су добијени приноси волатила у зависности од гранулације (х<0,10 mm; 0,10<х<0,25 mm; 0,25<x<0,50 mm и 0,50<x<1,00 mm) и температуре (500, 700 и 900оС). Експериментална испитивања су употпуњена петрографским анализама – мерена је рефлексија и одређен мацерални састав угља, у зависности од гранулације и температуре (300, 500, 700 и 900оС). Извршена је регресиона анализа у оквиру које су повезани резултати мацералне анализе и техничке анализе угљева. У делу истраживања везаном за примену математичког модела испитава је могућност примене CPD (Chemical Percolation Devolatilization) модела. Испитивана су два основна сценарија: први који је обухватао проналажење угља из базе модела који је по својим карактеристикама најсличинији угљевима Колубара и Костолац и потом упоређивања резултата коришћења модела на угљу из базе модела и резултата добијених експерименталним путем. Други сценарио је обухватао убацивање улазних података угљева Колубара и Костолац у модел и упоређивање тако добијених резултата са оним добијеним експерименталним путем.

The subject of this Doctoral dissertation is research of transformation through which domestic low-calorific coals (lignites), Kolubara and Kostolac undergo throught the process of devolatilization. The research included experimental research and testing of the possibility of applying the mathematical model for the purpose of volatile yield prediction. In the experimental part of the doctoral dissertation, technical and elemental analysis were carried out, followed by research in wire mesh reactor and thermogravimetric (TGA) reactor. From the experimental research, volatile yields were obtained, in dependance of granulation (х<0,10 mm; 0,10<х<0,25 mm; 0,25<x<0,50 mm и 0,50<x<1,00 mm) and temperature (500, 700 и 900оС). Experimental test were completed with petrographic analyzes – the reflection and maceral composition were measured, and their dependence on the granulation and temperature (300, 500, 700 и 900оС). A regression analysis was performed in which the results of maceral analysis and technical analysis of coal were linked. In the part of research releted to the application of the mathematical model, possibility of applying of the CPD (Chemical Percolation Devolatilization) model was examined. Two basic scenarios were examined: the first one involved finding of the coal from model’s database, which is by its characteristics the most similar to the coals Kolubara nd Kostolac; and then the comparison of the results of using the model coal and results obtained experimentally. The second scenario included the input of the Kolubara nad Kostolac coals input data into the model and comparing the results obtained with results obtained experimentally.