The Influence of Initial Parameters on the Process of Synthesis Gases Cooling during Plasma-Chemical Processing of Carbon-Hydrogen Containing Raw Materials

ENG: The paper investigates the influence of the productivity of plasma-chemical processing of carbon-hydrogen containing raw material and initial parameters of syngas on the performance of syngas cooler. The syngas cooler consists of a sequentially located radiation section, a preliminary convective section, a steam superheater, a main convective section, an economizer, and an autonomous water cooler. To determine the operating parameters of the syngas cooler, a well-known methodology based on the solution of heat transfer and heat balance equations was used. The main performance indicators of the basic cooler design (steam capacity, superheated steam temperature, heat utilization coefficient of syngas) were determined for the ranges of 100 - 400 m3/h and initial temperature of syngas 2000 °C. The research results were summarized in the form of analytical dependence of the total area of heat-exchange surface of the cooler on the flow rate of syngas in the range from 100 to 400 m3/h, which can be used in optimization of equipment for plasma-chemical technology of hydrogen production at minimum of total costs.

UKR: Досліджено вплив продуктивності плазмохімічної переробки вуглець-водневої сировини та початкових параметрів синтез-газу на продуктивність охолоджувача синтез-газу. Охолоджувач синтез-газу складається з послідовно розташованих радіаційної секції, попередньої конвективної секції, пароперегрівача, основної конвективної секції, економайзера та автономного водоохолоджувача. Для визначення робочих параметрів охолоджувача синтез-газу була використана відома методика, що базується на розв'язанні рівнянь теплопередачі та теплового балансу. Основні показники роботи базової конструкції охолоджувача (паропродуктивність, температура перегрітої пари, коефіцієнт використання теплоти синтез-газу) були визначені для діапазонів продуктивності 100 - 400 м3/год та початкової температури синтез-газу 2000 °C. Результати досліджень узагальнено у вигляді аналітичної залежності загальної площі теплообмінної поверхні охолоджувача від витрати синтез-газу в діапазоні від 100 до 400 м3/год, яка може бути використана при оптимізації обладнання для плазмохімічної технології виробництва водню з мінімальними сумарними витратами.