Empirical validation of a comprehensive zero-dimensional model for lignite water evaporation

• Autorzy: Lichota Janusz

Warianty tytułu

PL

Empiryczna walidacja pełnego zerowymiarowego modelu parowania wody z węgla brunatnego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The purpose of this paper is to conduct a theoretical and experimental study of lignite drying to determine the effect of drying on the moisture content of lignite. Based on the experimental study, the theoretical model of coal drying, regarding mass exchange, i.e., moisture loss in the initial stage of drying, was verified. The following results were obtained: a mathematical model of drying was proposed and experimentally verified by conducting evaporation measurements of water droplets and coal particles. A parametric analysis of the effect of drying air temperature and drying air velocity on moisture evaporation was carried out using Frossling's equation. It was demonstrated that a reduction in evaporation time within a certain range of low temperatures is achieved by increasing the air velocity. At higher temperatures, the drying air temperature has a greater effect on the evaporation rate of water from coal. The results are presented in the form of an easy-to-read graph, showing isolines of the constant flux of evaporated water as a function of drying air velocity and temperature. A very simple linear model of water evaporation (drying kinetics) is proposed by author (equation 18), which can be used to analyze the kinetics of water evaporation under constant conditions of air temperature and air velocity. The model can be easily parameterized experimentally for any type of coal.

PL

Celem niniejszego artykułu jest przeprowadzenie teoretycznych i eksperymentalnych badań suszenia węgla brunatnego W celu określenia wpływu suszenia na zawartość wilgoci W węglu brunatnym. Na podstawie badań eksperymentalnych zweryfikowano teoretyczny model suszenia wegla W odniesieniu do wymiany masy, tj. utraty wilgoci W początkowej fazie suszenia. Uzyskano następuj ące wyniki: zaproponowano matematyczny model suszenia i zweryfikowano go doświadczalnie poprzez przeprowadzenie pomiarów parowania kropelek wody i cząstek węgla. Przeprowadzono analize parametryczną wpływu temperatury powietrza suszącego i prędkości powietrza suszącego na odparowanie wilgoci przy użyciu równania Frosslinga. Wykazano, że skrócenie czasu parowania W pewnym zakresie niskich temperatur uzyskuje się poprzez zwiększenie prędkości powietrza. W wyższych temperaturach temperatura powietrza suszącego ma większy wpływ na szybkość parowania wody z węgla. Wyniki przedstawiono w formie czytelnego wykresu, pokazuj ącego izolinie stałego strumienia odparowanej wody W funkcji prędkości i temperatury powietrza suszącego. Zaproponowano autorski prosty liniowy model parowania wody (kinetyki suszenia węgla) — równanie (18), który można wykorzystać do analizy kinetyki parowania wody w stałych warunkach temperatury i prędkości powietrza. Model ten można łatwo sparametryzować eksperymentalnie dla dowolnego rodzaju węgla.

Słowa kluczowe

EN

lignite; drying

PL

węgiel brunatny; suszenie

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2024
• Tom: Nr 2
• Strony: 82--94
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., fig., tab.

Twórcy

autor

Lichota Janusz

• Politechnika Wrocławska

Bibliografia

• [1] Lichota J., Plutecki Z., Pawlak—Kruczek H., Czerep M., Efektywność suszenia węgla brunatnego w
• suszarkach o zróżnicowanej ekspansji złoża fluidalnego, Rynek Energii, 2013, nr 5, 3. 68-7-
• [2] Pawlak—Kruczek H., Lichota J., Ostrycharczyk M., Badania procesu suszenia węgla prowadzonego metodą "lmpinging Jet", Rynek Ciepła 2011, materiały i studia, praca zbiorowa pod red. Henryka Kapronia, Lublin, Kaprint, 2011. s. 5 3-63.
• [3] Świeboda T., Krzyżyńska R., Bryszewska-Mazurek A., Mazurek W., Czapliński T., Przygoda A., Advanced approach to modeling of pulverized coal boilers for SNCR process optimization - review and recommendations, International Journal of Thermoiluids. 2020, vol. 7/8, art. 100051, 5. 1—18
• [4] Pawlak-Kruczek H., Mazurek W., Lichota J., patent, Polska, nr PL 217515, opubl. 31.07.2014. zgłosz. Nr 392071 z 06.08.2010, Sposób i układ suszenia węgla brunatnego, Politechnika Wrocławska, Wrocław,
• [5] Świeboda T., Krzyżyńska R., Bryszewska—Mazurek A., Mazurek W., Wysocka A. A simplified method for modeling of pressure losses and heat transfer in fixed-bed reactors with low tube-to-particle diameterratio, Energies. 2021, vol. 14, nr 3, art. 784, s. 1-12.
• [6] Smykowski D., Sitka A., Szulc P., Tietze T., Redzicki R., Badanie Wpływu składu materiału PCM na jego właściwości termofizyczne z wykorzystaniem pomiarów DSC-T GA oraz laboratoryjnego akumulatora ciepła, Rynek Energii. 2022, nr 3, s. 33-38.
• [7] Mujumdar A. S., Industrial transfer processes, Department of Mechanical Engineering, National University of Singapore AY 2011/2012
• [8] Knutel B., Gaze B., Jajczyk M., Bukowski P., Potempska M., Sielawska K., Modelling of drying agent flow in cross-flow heat exchanger in industrial grain dryer (Modelowanie przepływu czynnika suszącego w krzyżowym wymienniku ciepła w przemysłowej suszarni ziarna zbóż), Rynek Energii 1(164)/2023

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).