Разработка лабораторного стенда плазменной термохимической подготовки Забайкальских углей

Андрей Батухтин; Алена Носкова; Сергей Батухтин; Надежда Кузнецова

doi:10.34031/ES.2026.1.07

Авторы

Батухтин Андрей Геннадьевич Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Забайкальский государственный университет» (ФГБОУ ВО «ЗАБГУ»), г. Чита https://orcid.org/0000-0002-9134-0873
Носкова Алена Эдуардовна Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Забайкальский государственный университет» (ФГБОУ ВО «ЗАБГУ»), г. Чита
Батухтин Сергей Геннадьевич Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Забайкальский государственный университет» (ФГБОУ ВО «ЗАБГУ»), г. Чита https://orcid.org/0000-0001-8876-7764
Кузнецова Надежда Сергеевна Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Забайкальский государственный университет» (ФГБОУ ВО «ЗАБГУ»), г. Чита https://orcid.org/0000-0003-0615-8928

DOI:

https://doi.org/10.34031/ES.2026.1.07

Ключевые слова:

плазменно-топливная система, уголь, Забайкальский край, безмазутный розжиг, низкотемпературная плазма

Аннотация

Забайкальский край испытывает трудности в сфере энергетики, обусловленные дефицитом энергии, климатическими и географическими факторами. Основу регионального топливного баланса составляют низкокачественные угли локальных разрезов, при традиционном розжиге которых в пылеугольных котлах используется дорогостоящий мазут, что имеет неблагоприятные экономические и экологические последствия. Наиболее перспективным решением являются плазменно-топливные системы, отличающиеся высокой эффективностью, но недостаточной изученностью фундаментальных процессов, протекающих при взаимодействии низкотемпературной плазмы с топливным потоком. Плазмохимический розжиг является более совершенным технологическим процессом, позволяющим управлять химическими реакциями горения и повышать экологическую безопасность отрасли. Для изучения аэродинамических процессов, протекающих при термохимической плазменной подготовке угольного топлива разработан лабораторный стенд – уникальный исследовательский комплекс, обеспечивающий благодаря интеграции систем точного регулирования расхода, распределённого контроля давления и температуры, а также механизмов введения катализаторов горения возможность проведения комплексных и воспроизводимых экспериментальных исследований аэродинамических процессов взаимодействия низкотемпературной плазмы с пылеугольным потоком.

Библиографические ссылки

[ГОСТ Р 7.0.5-2008]

1. Анализ плазмохимических превращений угля Харанорского месторождения / А.Г. Батухтин, С.Г. Батухтин, И.Ю. Батухтина, О.П. Яковлева // Мониторинг. Наука и технологии. – 2024. – №3(61). – С. 50-55.
EDN: NFIGAI (https://elibrary.ru/nfigai).
DOI: https://doi.org/10.25714/MNT.2024.61.007

2. Экологически ориентированные технологии переработки местных низкосортных энергетических ресурсов как фактор устойчивого энергетического развития горных территорий (на примере Забайкальского края) / А.Г. Батухтин, А.Э. Носкова, Е.А. Махов, И.Ю. Батухтина // Устойчивое развитие горных территорий. – 2026. – Т. 18, № 1. – С. 431–439.
EDN: PENTOS (https://elibrary.ru/pentos).
DOI: https://doi.org/10.21177/1998-4502-2026-18-1-431-439.

3. Messerle V., Ustimenko А., Lavrichshev О. Plasma-fuel systems for clean coal technologies // Proceedings of the Institution of Civil Engineers – Energy. – 2021. – Vol. 175, No 3. – Р. 105-112.
DOI: https://doi.org/10.1680/jener.19.00053.

4. Плазменно-термическая переработка и подготовка углей к сжиганию в энергетике и жилищно-коммунальном хозяйстве: монография / С.Л. Буянтуев, Г. Б. Зонхоев, С. Ю. Шишулькин, И.В. Старинский — Улан-Удэ: Изд-во ВСГУТУ, 2014. — 162 с.

5. Plasma ignition system to start up pulverized coal boilers: experimental simulation and full-scale test / Е.В. Butakov, А.Р. Burdukov, S.V. Alekseenko, E.N.Yaganov // Journal of Engineering Thermophysics. – 2022. – Vol. 31(3). - Р. 375–383.
EDN: FTVXHK (https://elibrary.ru/ftvxhk).
DOI: https://doi.org/10.1134/s1810232822030018.

6. Production of synthesis gas by plasma–steam gasification of solid fuels with different ash and volatile matter contents: an experiment and thermodynamic calculations / M.N. Orynbasar, V.Е. Messerle, A.B. Ustimenko, S.Kh. Aknazarov // Gases. – 2026. - Vol. 6(1). – Р. 11.
DOI: https://doi.org/10.3390/gases6010011.

7. Karpenko E.I., Ustimenko А.В. Plasma methods for efficiency of solid fuel utilization improvement // Recent Contributions to Physics. – 2020. – Vol. 4, No 75. – Р. 72-85.
DOI: https://doi.org/10.26577/RCPh.2020.v75.i4.08.

8. Плазменное воспламенение твердого топлива: математическое моделирование и эксперимент / В.Е. Мессерле, А.Л. Моссэ, М.Н. Орынбасар, А.Б. Устименко // Инженерно-физический журнал. – 2024. – Т. 97. – № 1. – С. 118-126.
EDN: BCLSJU (https://elibrary.ru/bclsju).
Переводная версия:
Plasma ignition of solid fuel: mathematical simulation and experiment / V.E. Messerle, A.L. Mossе, M.N. Orynbasar, A.B. Ustimenko // Journal of Engineering Physics and Thermophysics. – 2024. – Vol. 97 (10). – Р. 116-125.
EDN: IGAIFA (https://elibrary.ru/igaifa). DOI:10.1007/s10891-024-02874-6

9. Lignite gasification in thermal steam plasma / А.А. Serov, М. Hrabovsky, V. Kopecky and oth. // Plasma chemistry and plasma processing. – 2019. – Vol. 39. – Р. 395–406.
DOI: https://doi.org/10.1007/s11090-019-09957-w

[References, APA (7th ed.)]

1. Batukhtin, A. G., Batukhtin, S. G. Batukhtina, I. Yu., & Yakovleva, O. P. (2024). Analysis of plasma chemical transformations of coal from the Kharanorskoye deposit. Мonitoring. Science & technologies, 3(61), 50-55. https://doi.org/10.25714/MNT.2024.61.007 [In Russian]

2. Batukhtin, A. G., Noskova, A. E., Makhov, E. A., & Batukhtina, I. Yu. (2026). Environmentally - oriented technologies for processing local low - quality energy resources as a factor of sustainable energy development in mountain territories (On the example of the Transbaikal Krai). Sustainable development of mountain territories, 18 (1), 431-439. https://doi.org/10.21177/1998-4502-2026-18-1-431-439. [In Russian]

3. Messerle, V., Ustimenko, A., & Lavrichshev O. (2021). Plasma–fuel systems for clean coal technologies. Proceedings of the Institution of Civil Engineers – Energy, 175 (3), 105-112. https://doi.org/10.1680/jener.19.00053

4. Buyantuev, S. L., Zonhoev, G. B., Shishulkin, S. Yu., & Starinskii, I. V. (2014) Plazmenno-termocheskaya pererabotka i podgotovka ugley k sjiganiyu v energetike i zhilischno-kommunalnom hozyaystve [Plasma thermal processing and preparation of coals for combustion in the energy sector and housing and communal services: a monograph]. VSGUT Publishing House. [In Russian]

5. Butakov, E. B., Burdukov, А. Р., Alekseenko, S. V., & Yaganov, E. N. (2022). Plasma ignition system to start up pulverized coal boilers: experimental simulation and full-scale test. Journal of Engineering Thermophysics, 31, 375–83. https://doi.org/10.1134/S1810232822030018.

6. Orynbasar, M. N., Messerle, V. Е., Ustimenko, A. B., Aknazarov, S. Kh. (2026). Production of synthesis gas by plasma–steam gasification of solid fuels with different ash and volatile matter contents: an experiment and thermodynamic calculations. Gases, 6(1), 11. https://doi.org/10.3390/gases6010011

7. Karpenko, E. I., & Ustimenko, А. В. (2020). Plasma methods for efficiency of solid fuel utilization improvement. Recent Contributions to Physics, 4 (75), 72-85. https://doi.org/10.26577/RCPh.2020.v75.i4.08

8. Messerle, V.E., Mosse, A.L., Orynbasar, M.N., Ustimenko, A.B. (2024). Plasma ignition of solid fuel: mathematical simulation and experiment. Journal of Engineering Physics and Thermophysics, 97 (10), 116-125. DOI:10.1007/s10891-024-02874-6

9. Serov A. A., Hrabovsky M., Kopecky V., Maslani А., Hlina М., & Hurba О. (2019) Lignite gasification in thermal steam plasma. Plasma chemistry and plasma processing, 39, 395–406. https://doi.org/10.1007/s11090-019-09957-w