Theoretical Method for Evaluating the Heat of Combustion of Sewage Sludge in the Lack of Air

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A procedure based on the modification of the Mendeleev formula and the calculation of chemical equilibrium in an initial mixture is proposed for estimating the heat of combustion of sewage sludge (SWS) under conditions of lack of air. The equilibrium composition of a mixture is proposed to be calculated on the basis of applied programs or chemical equilibrium equations. For the second method, the initial equations and methods for their solution are given. Thus, two cases are considered. The first case is the absence of carbon from the equilibrium mixture and the second is the presence of carbon in the equilibrium mixture. A procedure is proposed for calculating an air deficiency coefficient at which carbon begins to appear in an equilibrium mixture. Test calculations were carried out for dry and wet SWS at a combustion temperature of 700°C using the NASA program and based on chemical equilibrium equations. A comparison between the calculation results obtained by both methods showed satisfactory agreement. For illustration, the calorific value of SWS was calculated at 700°C and an air deficiency coefficient of 0.5–1. The procedure can be used for fuels in which the contribution of sulfur to the heat of combustion of the fuel can be neglected.

About the authors

S. G. Zavarukhin

Boreskov Institute of Catalysis, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences; Novosibirsk State Technical University

Email: zsg@catalysis.ru
630090, Novosibirsk, Russia; 630073, Novosibirsk, Russia

Yu. V. Dubinin

Boreskov Institute of Catalysis, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Email: dubinin@catalysis.ru
630090, Novosibirsk, Russia

N. A. Yazykov

Boreskov Institute of Catalysis, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Email: yazykov@catalysis.ru
630090, Novosibirsk, Russia

V. A. Yakovlev

Boreskov Institute of Catalysis, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: yakovlev@catalysis.ru
630090, Novosibirsk, Russia

References

  1. Менделеев Д.И. О теплоте горения углей и другого топлива. Сочинения. Т. XV. М.: Изд-во АН СССР, 1949. 584 с.
  2. БСЭ. М.: Советская энциклопедия, 1976. Т. 25. 600 с.
  3. Dolmatov V.Y., Ozerin A.N., Eidelman E.D., Kozlov A.S., Naryzhny S.Y., Martchukov V.A., Vehanen A., Myllymäkie V. // J. Adv. Mater. Technol. 2022. V. 7. P. 122.
  4. Yin C. -Y. // Fuel. 2011. V. 90. P. 1128.
  5. Parikh J., Channiwala S.A., Ghosal G.K. // Fuel. 2005. V. 84. P. 487.
  6. Языков Н.А., Симонов А.Д., Яковлев В.А. // Журнал СФУ. Химия. 2018. Т. 11. С. 93.
  7. Равич М.Б. Эффективность использования топлива. М.: Наука, 1977. 344 с.
  8. Ван-Кревелен Д.В., Шуер Ж. Наука об угле. М.: Государственое научно-техническое издательство литературы по горному делу, 1960. 303 с.
  9. Тепловой расчет котлов (нормативный метод). Издание 3-е, переработанное и дополненное. СПб.: Изд-во НПО ЦКТИ, 1998. 256 с.
  10. Kushwah A., Reina T.R., Short M. // Sci. Total Environ. 2022. V. 834. P. 155243.
  11. Silva I.P., Lima R.M.A., Santana H.E.P., Silva G.F., Ruzene D.S., Silva D.P. // Energy. 2022. V. 241. P. 122894.
  12. Ajorloo M., Ghodrat M., Scott J., Strezov V. // J. Energy Inst. 2022. V. 102. P. 395.
  13. Safarian S., Unnthorsson R., Richter C. // Renew. Sust. Energ. Rev. 2020. V. 131. P. 109982.
  14. Ferreira S., Monteiro E., Brito P., Vilarinho C. // Energies. 2019. V. 12. P. 160.
  15. Померанцев В.В., Арефьев К.М., Ахмедов Д.В., Конович М.Н., Корчунов Ю.Н., Рундыгин Ю.А., Шагалова С.Л., Шестаков С.М. Основы практической теории горения. Л.: Энергоатомиздат, Ленинград. отд-ние, 1986. 312 с.
  16. Gordon S., McBride B.J. Computer Program for Calculation of Complex Chemical Equilibrium Compositions, Rocket Performance, Incident and Reflected Shocks, and Chapman-Jouguet Detonations. NASA SP-273, Interim Revision, March 1976. 136 p.
  17. Туболкин А.Ф., Тумаркина Е.С., Тарат Э.Я., Румянцева Е.С., Авербух А.Я., Холоднов В.А., Мухленов И.П. Расчеты химико-технологических процессов. Л.: Химия, 1982. 248 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (38KB)

Copyright (c) 2023 С.Г. Заварухин, Ю.В. Дубинин, Н.А. Языков, В.А. Яковлев

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».