Исследование процессов пиролиза, газификации и зажигания ископаемых углей под воздействием лазерного излучения. 2024-2025 г.

Отчет 76 с., 42 рис., 16 табл., 19 ист.. УГОЛЬ, ЛАЗЕР, ЛАЗЕРНЫЙ ПИРОЛИЗ УГЛЕЙ, ГАЗООБРАЗНЫЕ ПРОДУКТЫ ПИРОЛИЗА, ЛАЗЕРНОЕ ЗАЖИГАНИЕ УГЛЕЙ. ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ: бурый уголь марки 2Б, каменные угли марок ДГ (длиннопламенный газовый), Г (газовый), Ж (жирный), К (коксовый) с размерами частиц d ≤ 63 мкм. ЦЕЛЬ ПРОЕКТА: Установление влияния зольности и включений ионов K, Ca, Mg, Fe с контролируемой концентрацией на выход газообразных продуктов пиролиза при воздействии на образцы бурого угля импульсно-периодического лазерного излучения микросекундной длительности. Установление влияния зольности и включений ионов K, Ca, Mg, Fe с контролируемой концентрацией на характеристики зажигания бурого и каменных углей при воздействии импульсного лазерного излучения и излучения непрерывной длительности. МЕТОДЫ И МЕТОДОЛОГИЯ ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ: Методы лазерного пиролиза углей в инертной атмосфере и лазерного зажигания в окислительной атмосфере. Измерение состава продуктов пиролиза и спектрально-кинетических характеристик зажигания углей при воздействии лазерным излучением. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭТАПА 2024 ГОДА: Приведены результаты исследования пиролиза в атмосфере аргона и зажигания в воздушной среде углей с исходной генетической зольностью, деминерализованных и с включениями ионов Ca, Mg, Fe, K с контролируемой концентрацией при воздействии лазерного излучения различных типов. При лазерном (1064 нм, 120 мс, 6 Гц) пиролизе угля марки 2Б обнаружены газообразные продукты: H2, CO, CO2, CH4. Установлено каталитическое влияние ионов Ca, Mg, Fe на выход H2, которое увеличивается в ряду Ca > Fe, Mg и слабое влияние этих ионов на выход CO, CO2, CH4. Увеличение концентрации ионов K приводит к уменьшению выхода газообразных продуктов лазерного пиролиза. Минеральная часть углей марок 2Б, ДГ, Г, Ж, К оказывает каталитическое влияние на инициирование термохимических реакций и приводит к уменьшению критических плотностей энергии зажигания относительно деминерализованных углей. Увеличение концентрации ионов Fe оказывает каталитическое влияние, концентрации ионов Ca, Mg, K не оказывает, либо ингибирует зажигание угля марки 2Б при воздействии лазерных импульсов (1064 нм, 14 нс) и квазинепрерывного лазерного излучения (1070 нм, 0.2÷10 мс). ВСЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ЯВЛЯЮТСЯ НОВЫМИ.