Ignition of Coals with Continuous-Wave Lasers at Wavelengths of 450 and 808 nm

B. P. Aduev; Адуев Б. П.; G. M. Belokurov; Белокуров Г. М.; I. Yu. Liskov; Лисков И. Ю.; Z. R. Ismagilov; Исмагилов З. Р.

doi:10.31857/S0023117723040023

Ignition of Coals with Continuous-Wave Lasers at Wavelengths of 450 and 808 nm

Authors: Aduev B.P.¹, Belokurov G.M.¹, Liskov I.Y.¹, Ismagilov Z.R.¹
Affiliations:
1. Federal Research Center for Coal and Coal Chemistry, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences
Issue: No 4 (2023)
Pages: 31-38
Section: Articles
URL: https://journals.rcsi.science/0023-1177/article/view/140039
DOI: https://doi.org/10.31857/S0023117723040023
EDN: https://elibrary.ru/OMAJSW
ID: 140039

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription Access

Abstract
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

The kinetic and energy characteristics of the ignition of microparticle powders of coals of G (gas), Zh (fat), and K (coking) grades with a bulk density of 0.4 g/cm3 under the action of continuous-wave laser radiation at wavelengths λ = 450 and 808 nm with an exposure time of 1 s were measured. Coals were ignited only under irradiation, and the effect of flame propagation was absent. Ignition delay times were measured as a function of the radiation power density, and the critical values of the coal ignition energy density were determined. Energy consumption for the ignition of coals with radiation at λ = 808 nm was greater than that at λ = 450 nm for all grades of coals. It was established that the absorption of laser radiation by coal samples had a quantum character.

Keywords

coal, pulverized coal fuel, laser ignition, combustion

References

Paul L.D., Seeley R.R. // Corrosion. 1991. V. 47. № 2. P. 152. https://doi.org/10.5006/1.3585231
Askarova A.S., Karpenko E.I., Lavrishcheva Y.I., Messerle V.E., Ustimenko A.B. // IEEE Transactions on Plasma Science. 2007. V. 35. P. 1607. https://doi.org/10.1109/TPS.2007.910142
Masserle V.E., Karpenko E.I., Ustimenko A.B., Lavrichshev O.A. // Fuel Processing Technology. 2013. V. 107. P. 93. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2012.07.001
Chen J.C., Taniguchi M., Narato K., Ito K. // Combustion and Flame. 1994. V. 97. № 1. P. 107. https://doi.org/10.1016/0010- 2180(94)90119-8
Глова A.Ф., Лысиков A.Ю., Зверев М.М. // Квантовая электроника. 2009. Т. 39. № 6. С. 537. [Glova A.F., Lysikov A.Ju., Zverev M.M. // Quantum Electron. 2009. V. 39. № 6. P. 537. https://doi.org/10.1070/QE2009v039n06ABEH013906]
Taniguchi M., Kobayashi H., Kiyama K., Shimogori Y. // Fuel. 2009. V. 88. № 8. P. 1478–. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2009.02.009
Boiko V.M., Volan’skii P., Klimkin V.F. // Combust. Explos. Shock. Waves. 1981. V. 17. № 5. P. 545. https://doi.org/10.1007/BF00798143
Phuoc T.X., Mathur M.P., Ekmann J.M. // Combustion and Flame. 1993. V. 93. № 1–2. P. 19. https://doi.org/10.1016/0010- 2180(93)90081-D
Погодаев В.А. // Физика горения и взрыва. 1984. Т. 20. № 1. С. 51–55. [Pogodaev V.A. // Combustion, Explosion, and Shock Waves. 1984. V. 20. № 1. P. 46. https://doi.org/10.1007/BF00749917]
Kuzikovskii A.V., Pogodaev V.A. // Combust. Explos. Shock. Waves. 1977. V. 13. № 5. P. 666. https://doi.org/10.1007/BF00742231
Phuoc T.X., Mathur M.P., Ekmann J.M. // Combustion and Flame. 1993. V. 94. № 4. P. 349. https://doi.org/10.1016/0010- 2180(93)90119-Ng
Адуев Б.П., Нурмухаметов Д.Р., Нелюбина Н.В., Ковалев Р.Ю., Заостровский А.Н., Исмагилов З.Р. // Химическая физика. 2016. Т. 35. № 12. С. 47. [Aduev B.P., Nurmukhametov D.R., Nelyubina N.V., Kovalev R.Y., Zaostrovskii A.N., Ismagilov Z.R. // Russ. J. Phys. Chem. В. 2016. V. 10. P. 963. https://doi.org/10.1134/S1990793116060154]https://doi.org/10.7868/S0207401X16120025
Адуев Б.П., Нурмухаметов Д.Р., Ковалев Р.Ю., Крафт Я.В., Заостровский А.Н., Гудилин А.В., Исмагилов З.P. // Оптика и спектроскопия. 2018. Т. 125. № 2. С. 277. [Aduev B.P., Nurmukhametov D.R., Kovalev R.Y., Kraft Ya.V., Zaostrovskii A.N., Ismagilov Z.R., Gudilin A.V. // Opt. Spectrosс. 2018. V. 125. P. 293. https://doi.org/https://doi.org/10.1134/S0030400X18080039]10.1134/S0030400X18080039
Адуев Б.П., Крафт Я.В., Нурмухаметов Д.Р., Исмагилов З.Р. // Химия в интересах устойчивого развития. 2019. Т. 27. № 6. С. 549. [Aduev B.P., Kraft Y.V., Nurmukhametov D.R., Ismagilov Z.R. // Chem. Sustain. Dev. 2019. V. 27. P. 549. https://doi.org/10.15372/CSD2019172]https://doi.org/10.15372/KhUR2019172
Адуев Б.П., Нурмухаметов Д.Р., Крафт Я.В., Исмагилов З.P. // Химия в интересах устойчивого развития. 2020. Т. 28. № 6. С. 535. [Aduev B.P., Nurmuhametov D.R., Kraft Y.V., Ismagilov Z.R. // Chem. Sustain. Dev. 2020. V. 28. P. 518. https://doi.org/10.15372/CSD2020260]https://doi.org/10.15372/KhUR2020260
Адуев Б.П., Нурмухаметов Д.Р., Крафт Я.В., Исмагилов З.P. // Оптика и спектроскопия. 2020. Т. 128. № 12. С. 1898. [Aduev B.P., Nurmukhametov D.R., Kraft Y.V., Ismagilov Z.R. // Opt. Spectrosс. 2020. V. 128 P. 2008. https://doi.org/0.1134/S0030400X20120838]https://doi.org/10.21883/OS.2020.12.50327.187-20
Адуев Б.П., Нурмухаметов Д.Р., Крафт Я.В., Исмагилов З.P. // Оптика и спектроскопия. 2020. Т. 128. № 3. С. 442. [Aduev B.P., Nurmukhametov D.R., Kraft Y.V., Ismagilov Z.R. // Opt. Spectrosс. 2020. V. 128. P. 429. https://doi.org/10.1134/S0030400X20030029]https://doi.org/10.21883/OS.2020.03.49073.302-19
Адуев Б.П., Нурмухаметов Д.Р., Крафт Я.В., Исмагилов З.P. // Оптика и спектроскопия. 2022. Т. 130. № 2. P. 1193. https://doi.org/10.21883/OS.2022.08.52905.3750-22
Адуев Б.П., Нурмухаметов Д.Р., Крафт Я.В., Исмагилов З.Р. // Химическая физика. 2022. Т. 41. № 3. С. 13. [Aduev B.P., Nurmukhametov D.R., Kraft Ya.V., Ismagilov Z.R. // Russ. Phys. Chem. В. 2022. V. 16. P. 227. https://doi.org/10.1134/S1990793122020026]https://doi.org/10.31857/S0207401X22030025
Адуев Б.П., Нурмухаметов Д.Р., Нелюбина Н.В., Крафт Я.В., Исмагилов З.Р. // Журнал прикладной спектроскопии. 2021. Т. 88. № 4. С. 582. [Aduev B.P., Nurmukhametov D.R., Nelyubina N.V., Kraft Y.V., Ismagilov Z.R. // J. Appl. Spectrosс. 2021. V. 88. P. 761. https://doi.org/10.1007/s10812-021-01237-w]
Aduev B.P., Kraft Y.V., Nurmukhametov D.R., Ismagilov Z.R. // Combustion Science and Technologythis. 2022. https://doi.org/10.1080/00102202.2022.2075699
Адуев Б.П., Нурмухаметов Д.Р., Белокуров Г.М., Звеков А.А., Каленский А.В., Никитин А.П., Лисков И.Ю. // Журнал технической физики. 2014. Т. 84. № 9. С. 126. [Aduev B.P., Nurmukhame-tov D.R., Belokurov G.M., Zvekov A.A., Nikitin A.P., Liskov I.Y., Kalenskii A.V. // Technical Physics. 2014. V. 59. № 9. P. 1387. https://doi.org/10.1134/S1063784214090023]
Адуев Б.П., Нурмухаметов Д.Р., Звеков А.А., Никитин А.П., Нелюбина Н.В., Белокуров Г.М., Каленский А.В. // Приборы и техника эксперимента. 2015. № 6. С. 60. [Aduev B.P., Nurmukhametov D.R., Zvekov A.A., Nikitin A.P., Nelyubina N.V., Belokurov G.M., Kalenskii A.V. // Instrum. Exp. Tech. 2015. V. 58. P. 765. https://doi.org/10.1134/S0020441215050012]https://doi.org/10.7868/S0032816215050018
Aduev B.P., Belokurov G.M., Liskov I.Yu., Nurmukhametov D.R., Ismagilov Z.R. // Eurasian Chem.-Technol. J. 2022. V. 24. P. 93. https://doi.org/10.18321/ectj1321