Czasopismo | PRZEMYSŁ CHEMICZNY | Rocznik 2017 - zeszyt 3

Numerical simulations of coal gasification in a pressurized circulating fluidized bed reactor with carbon dioxide Symulacja numeryczna zgazowania węgla w ciśnieniowym reaktorze fluidyzacyjnym z użyciem ditlenku węgla

10.15199/62.2017.3.25

nr katalogowy: 104660
10.15199/62.2017.3.25

A 3-dimensional numerical model was developed on basis of Eulerian-Lagrangian computational particle fluid dynamics to simulate the CO2 gasification of coal in a fluidized bed gasifier. Coal drying, pyrolysis as well as homogeneous and heterogenous reactions were taken into consideration. The model was verified with exptl. data from a pilot plant (coal capacity 50-200 kg/h) gasification reactor. A good agreement of calcd. and exptl. data was achieved. Przedstawiono numeryczny model zgazowania węgla w ciśnieniowym reaktorze z cyrkulującym złożem fluidalnym CFB (circulating fluidized bed) przy użyciu CO2 jako utleniacza. Model uwzględnia procesy suszenia, odgazowania węgla, zgazowania karbonizatu oraz reakcje wtórne w fazie gazowej. Do predykcji procesu zgazowania węgla zastosowano program wykorzystujący numeryczną mechanikę płynów do modelowania układów o wysokiej koncentracji cząstek stałych w ośrodku płynnym, z uwzględnieniem wymiany ciepła i masy CPFD (computational particle fluid dynamics). Bazując na eksperymentalnych danych pomiarowych parametrów procesu zgazowania wę-gla w reaktorze o wydajności 100 kg/h, znajdującego się w Centrum Czystych Technologii Węglowych (CCTW) w Instytucie Chemicznej Przeróbki Węgla (IChPW), przeprowadzono walidację modelu. Uzyskano dobrą zgodność pomiędzy obliczonymi i rzeczywistymi parametrami procesowymi. Obok intensywnie rozwijanych technologii zgazowania paliw w reaktorach dyspersyjnych, coraz większe zainteresowanie budzą technologie zgazowania w złożu fluidalnym. Niższe temperatury procesu niż w przypadku reaktorów dyspersyjnych wpływają na obniżenie kosztów inwestycyjnych i eksploatacyjnych oraz na poprawę niezawodności i dyspozycyjności technologii. Dodatkowo, wysoka sprawność działania, intensyfikacja procesu poprzez uzyskanie wysokich współczynników wymiany ciepła i masy, zminimalizowanie zawartości substancji smołowych w otrzymywanym gazie procesowym sprawiają, że reaktory f[...]

Bibliografia

[1] J. Ratafia-Brown, L. Manfredo, J. Hoffmann, M. Ramezan, Major environmental aspects of gasification-based power generation technologies, Final Report 2002, DOE/NETL, http://www.netl.doe.gov.
[2] T. Chmielniak, M. Ściążko, A. Sobolewski, G. Tomaszewicz, J. Popowicz, Polityka Energetyczna 2012, 15, nr 4, 125.
[3] C. Loha, S. Gu, J. De Wilde, P. Mahanta, P.K. Chatterjee, Renewable Sustainable Energy Rev. 2014, 40, 688.
[4] L. Yu, J. Lu, X. Zhang, S. Zhang, Fuel 2007, 86, 722.
[5] L.M. Armstrong, S. Gu, K.H. Luo, Chem. Eng. J. 2011, 168, 848.
[6] X. Wang, B. Jin, W. Zhong, Chem. Eng. Proc. 2009, 48, 695.
[7] A. Ocampo, E. Arenas, F. Chejne, J. Espinel, C. Londono, J. Aguirre, J.D. Perez, Fuel 2003, 82, 161.
[8] D.M. Snider, S.M. Clark, P.J. O’Rourke, Chem. Eng. Sci. 2011, 66, nr 6, 1285.
[9] A. Abbasi, P.E. Ege, H.I. de Lasa, Chem. Eng. J. 2011, 174, 341.
[10] M.J. Andrews, P.J. O’Rourke, Int. J. Multiphase Flow 1996, 22, nr 2, 379.
[11] D.M. Snider, J. Computational Phys. 2001, 170, 523.
[12] P.J. O’Rourke, D.M. Snider, Chem. Eng. Sci. 2010, 65, 6014.
[13] M. Ściążko, Studium aerodynamiki cyrkulacyjnego reaktora fluidalnego w szczególności do pirolizy węgla, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2001.
[14] M. Ściążko, Modele klasyfikacji węgla w ujęciu termodynamicznym i kinetycznym, Wydawnictwo AGH, Kraków 2010 .
[15] J. Bigda, Drying Technol. 2014, 32, nr 11, 1277.
[16] M. Syamlal, L.A. Bisset, METC Gasifier advanced simulation (MGAS) model, DOE/METC--92/4108, DE92 001111 (1992).
[17] H. Yoon, J. Wei, M. Denn, AIChE J. 1978, 24, nr 5, 885.
[18] F. Bustamante, R.M. Enick, R.P. Killmeyer, B.H. Howard, K.S. Rothenberger, A.V. Cugini, B.D. Morreale, M.V. Ciocco, AIChE J. 2005, 51, nr 5, 1440.
[19] F. Bustamante, R. Enick, A. Cugini, R. Killmeyer, B. Howard, K. Rothenberger, AIChE J. 2004, 50, 1028.

Zeszyt


PRZEMYSŁ CHEMICZNY - e-zeszyt (pdf) 2017-3 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	55.00 zł

Prenumerata

PRZEMYSŁ CHEMICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

PRZEMYSŁ CHEMICZNY - prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEMYSŁ CHEMICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	1002.00 zł brutto 927.78 zł netto 74.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

1002.00 zł

PRZEMYSŁ CHEMICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEMYSŁ CHEMICZNY - papierowa prenumerata roczna	960.00 zł brutto 888.89 zł netto 71.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEMYSŁ CHEMICZNY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

1002.00 zł

Open Access

Zeszyt

2017-3

Twój Koszyk

Zeszyt

Prenumerata

Open Access

Zeszyt

Czasopisma