Czasopismo | PRZEMYSŁ CHEMICZNY | Rocznik 2018 - zeszyt 1

Badanie i optymalizacja procesu koksowania w piecu dwuproduktowym z wykorzystaniem modelowania numerycznego

Study and optimization of the coke-making process within heat-recovery oven by numerical modeling

10.15199/62.2018.1.16

Rafał Buczyński

nr katalogowy: 111657
10.15199/62.2018.1.16

Streszczenie

Jedną z kluczowych wad technologii dwuproduktowej wytwarzania koksu są trudności związane ze sterowaniem całym procesem. Kontrola cyklu produkcyjnego w tej technologii wymaga sporego doświadczenia i wiedzy, dlatego jako wsparcie zaproponowano stworzenie narzędzia wykorzystującego wiedzę naukową. Przedstawiono opis jednowymiarowego modelu numerycznego przewidującego pracę pieca koksowniczego. Za pomocą tego modelu możliwa jest kontrola i optymalizacja działania jednostki. Ponadto może on zostać wykorzystany do projektowania nowych pieców koksowniczych, dzięki którym produkowany koks będzie jednorodny i o dobrej jakości. Jedną z opcji tego modelu jest procedura odwrotna, umożliwiająca automatyczne dostosowanie się do nowych mieszanek węglowych. Algorytm wykonuje to na podstawie prostych do przeprowadzenia w warunkach przemysłowych pomiarów temperatury. Procedura ta dostarcza również dużej liczby informacji zwykle niedostępnych w trakcie procesu koksowania. Model pieca dwuproduktowego został zwalidowany za pomocą pomiarów temperatury, ciśnienia oraz składu gazu, wykonanych w trakcje uruchamiania instalacji.

Abstract

A one-dimensional home-made math. model of coke-making process in the heat-recovery coke oven was developed to predict behavior of the oven and to optimize its design as well as operation. The model can be applied to improve quality and homogeneity of the coke produced. An inverse procedure was used in this model to represent carbonization of particular charge and is based on temp. measurements within the coal coke bed only. The model provided some information not available usually during coke making. The data collected during commissioning were used to validate the developed algorithm. The temp., pressure and gas compn. were measured in several selected locations within the industrial oven.

Bibliografia

[1] A. Karcz, Koksownictwo, cz. 1, wyd. AGH, Kraków 1987.
[2] A. Ghost, A. Chatterjee, Iron making and steelmaking. Theory and practice, PHI Learning Pvt., 2008.
[3] P. Towsey, I. Cameron, Y. Gordon, Comparison of by-product and heat- -recovery cokemaking technologies, AISTech, 2010.
[4] A. Sobolewski, R. Bigda, J. Telenga-Kopyczyńska, Przem. Chem. 2014, 93, nr 12, 2127.
[5] Z. Robak, Z. Figiel, Przem. Chem. 2014, 93, nr 12, 2121.
[6] R. Buczynski, R. Weber, R. Kim, P. Schwöppe, Fuel 2016, 181, 1097.
[7] R. Buczynski, R. Weber, R. Kim, P. Schwöppe, Fuel 2016, 181, 1115.
[8] R. Buczynski, R. Weber, R. Kim, P. Schwöppe, Fuel 2016, 181, 1132.
[9] R. Buczynski, R. Weber, R. Kim, P. Schwöppe, Fuel 2016, 181, 1151.
[10] R. Kim, P. Schwoppe, R. Buczynski, Coke Making. MPT Intern. 2014, 6, 28.
[11] D.B. Spalding, Proc. Combust. Inst. 1971, 13, 649.
[12] B.F. Magnussen, B.H. Hjertager, Proc. Combust. Inst. 1976, 16, 719.
[13] C.K. Westbrook, F.L. Dryer, Combust. Sci. Technol. 1981, 27, 31.
[14] C.K. Westbrook, Proc. Combust. Inst. 2000, 28, 1563.
[15] H.C. Hottel, A.F. Sarofim, Radiative transfer, McGrew-Hill, 1967.
[16] B. Leckner, Combust. Flame 1972, 19, 33.
[17] F. Kreith, R.M. Manglik, Principles of heat transfer, Cengage Learning, 2016.
[18] D.J. Millard, J. Inst. Fuel 1955, 28, 345.
[19] W. Rohde, W. Simonis, W. Peters, Brennstoff-Chemie 1969, 50, nr 1, 1.
[20] J. Kasperczyk, W. Simonis, Glückauf-Forschungshefte 1971, 32, nr 1, 23.
[21] V.I. Butorin, G.N. Matveeva, Koks Khim. 1975, 10, 20.
[22] J. Witos, Koks-Smoła-Gaz 1979, 8, 212.
[23] S. Polesek-Karczewska, D. Kardas, I. Wardach-Swiecicka, A. Grucelski, S. Stelmach, Arch. Thermodynamics 2013, 34, 39.
[24] D. Merrick, Fuel 1983, 62, 540.
[25] D. Merrick, Fuel 1983, 62, 534.
[26] D. Merrick, Fuel 1983, 62, 547.
[27] B. Atkinson, D. Merrick, Fuel 1983, 62, 553.
[28] V.R. Voller, M. Cross, D. Merrick, Fuel 1983, 62, 562.
[29] E.J. Osinski, P.V. Barr, J.K. Brimacombe, Ironmaking Steelmaking 1993, 20, nr 5, 350.
[30] E.J. Osinski, P.V. Barr, J.K. Brimacombe, Ironmaking Steelmaking 1993, 20, nr 6, 453.
[31] P.V. Barr, E.J. Osinski, J.K. Brimacombe, M.A. Khan, P.J. Readyhough, Ironmaking Steelmaking 1994, 21, nr 1, 44.
[32] M.N. Ozisik, Inverse heat transfer. Fundamentals and applications, CRC Press, 2000.
[33] O.M. Alifanov, Inverse heat transfer problems, Springer-Verlag, 1994.
[34] A.N. Tikhonov, J. Eng. Phys. 1975, 29, nr 1, 816.
[35] R. Buczynski, R. Weber, R. Kim, P. Schwöppe, Fuel, przesłane do druku.
[36] K. Levenberg, Quart. Appl. Math. 1944, 2, 164.
[37] D. Marquardt, J. Appl. Math. 1963, 11, nr 2, 431.
[39] W. Klose, G. Nowack, Fuel 1995, 74, nr 9, 1369.

Publikacja


e-Publikacja (format pdf) - nr 123618 "Zwrot kosztów kształcenia..." licencja: Osobista Produkt cyfrowy	10.00 zł

Zeszyt


ATEST - OCHRONA PRACY - e-zeszyt (pdf) 2019-11 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	26.00 zł

Prenumerata

ATEST - OCHRONA PRACY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Promocja
Nowość

312.00 zł

ATEST - OCHRONA PRACY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
ATEST - OCHRONA PRACY - papierowa prenumerata roczna	384.00 zł brutto 355.56 zł netto 28.44 zł VAT (stawka VAT 8%)
ATEST - OCHRONA PRACY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

426.00 zł

ATEST - OCHRONA PRACY - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
ATEST - OCHRONA PRACY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	480.00 zł brutto 444.44 zł netto 35.56 zł VAT (stawka VAT 8%)

480.00 zł

Open Access

Zeszyt

2018-1

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Open Access

Zeszyt

Czasopisma