Aspekty kinetyczne zgazowania węgla z wykorzystaniem CO2 jako czynnika zgazowującego

• Autorzy: Radko T. , Siudyga T.

Warianty tytułu

EN

Kinetic aspects of coal gasification with CO2 as a gasifying agent

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

W artykule zaprezentowano różne metody opisu kinetyki reakcji zgazowania węgla ditlenkiem węgla (reakcji Boudouarda-Bella) w oparciu o laboratoryjne badania mikro- i małoskalowe. Przedstawiono parametry kinetyczne dla węgli i karbonizatów wyznaczone na podstawie badań własnych z wykorzystaniem różnych modeli kinetycznych. Dokonano oceny przydatności stosowanych laboratoryjnych metod badawczych dla potrzeb charakterystyki surowców dla procesu zgazowania. Wykazano, że nie ma możliwości bezpośredniej i prostej weryfikacji parametrów kinetycznych wyznaczanych na podstawie testów laboratoryjnych oraz w warunkach instalacji pilotowej ciśnieniowego reaktora zgazowania z cyrkulującym złożem.

EN

This article presents different approaches to description of the kinetics of coal and char gasification with carbon dioxide (Boudouard-Bella reaction) based on micro- and small-scale laboratory tests. Kinetic parameters for coals and chars determined on the basis of own studies using various kinetic models are presented. It was performed assessing the suitability of used laboratory methods for the characterization of raw materials for the gasification process. It has been demonstrated that there is no possibility of direct and easy verification of kinetic parameters determined from laboratory tests and reactor with circulating fluidized bed in pilot plant.

Słowa kluczowe

PL

paliwa stałe; zgazowanie; reakcja Boudouarda-Bella; metoda genewska

EN

solid fuels; gasification; Boudouard-Bell reaction; Geneva method

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Przemysłu Chemicznego, ZW CHEMPRESS-SITPChem
• Czasopismo: Chemik
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 69, nr 12
• Strony: 840--851
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Radko T.

• Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, Zabrze

autor

Siudyga T.

• Politechnika Śląska, Wydział Chemiczny, Gliwice

Bibliografia

• 1. Kozłowski E., Czachowska-Kozłowska D., Dworak A., Krop E.: Czekając na benzynę z węgla. Karbo 2007, 53, 2-6.
• 2. Strugała A., Czaplicka-Kolarz K., Ściążko M.: Projekty nowych technologii zgazowania węgla powstające w ramach Programu Strategicznego NCBiR. Polityka Energetyczna 2011, 14, 375-390.
• 3. Tomaszewicz G., Czaplicki A., Sobolewski A.: Zastosowanie CO2 jako czynnika zgazowującego w procesie zgazowania węgla w cyrkulującym złożu fluidalnym. Karbo 2014, 59, 214-219.
• 4. Chmielniak T., Ściążko M., Sobolewski A., Tomaszewicz G., Popowicz J.: Zgazowanie węgla przy zastosowaniu CO2 sposobem na poprawę wskaźników emisyjnych i efektywności procesu. Polityka Energetyczna 2012, 15, 125-138.
• 5. Zawidzki J.: O postępach chemii nieorganicznej w r. 1901. Chemik Polski 1902, 21, 488.
• 6. Boudouard O.: Sur la decomposition de l`oxyde de carbone en presence des oxydesmetalliques. Comptes Rendus de I`Academie des Sciences, 1899, 128, 1522-1525.
• 7. Chmielniak T., Bigda J., Czardybon A., Popowicz J., Tomaszewicz G.: Technologies for syngas cleaning produced from the coal gasification. Przemysł Chemiczny 2014, 93, 232-242.
• 8. Lahijani P., Zainal. Z.A., Mohammadi M., Mohamed A.R.: Conversion of the greenhouse gas CO2 to the fuel gas CO via the Boudouard reaction: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews 2015, 41, 615-632.
• 9. Eide L.I., Bailey D.W.: Precombustion decarbonisation processes. Oil & Gas Science and Technology 2005, 60, 475-484.
• 10. Steynberg A.P., Nel H.G.: Clean coal conversion options using Fischer-Tropsch technology. Fuel 2004, 83, 765-770.
• 11. Skrzypek J., Słoczynski J, Ledakowicz S.: Methanol synthesis, science and engineering. Warsaw, Polish Scientific Publishers, 1994.
• 12. Xia J.C., Mao D.S., Chen Q.L., Tang Y.: One step synthesis of dimethyl ether from syngas with Fe-modified zeolite ZSM-5 as dehydration catalyst. Catalysis Letters 2004, 98, 235-240.
• 13. Kirk-Othmer Encyclopedia of chemical technology, Vol. 5, 5th ed., Hoboken NJ, Wiley, 2006.
• 14. Wölfle H., Kopacka H., Wurst K., Preishuber-Pflügl P., Bildstein B.: On the way to biodegradable poly(hydroxybutyrate) from propylene oxide and carbon monoxide via β-butyrolactone: Multisite catalysis with newly designed chiral indole-imino chromium(III) complexes. Journal of Organometallic Chemistry 2009, 694, 2493-2512.
• 15. Jiang X., Huang H., Li H., Zheng X.: Catalytic properties of CuO/Ce0.2Ti0.8O2 and CuO/Ce0.5Ti0.5O2 in the NO + CO reaction. Energy&Fuels 2010, 24, 261-266.
• 16. Ergun S.: Kinetics of the reaction of carbon dioxide with carbon. Journal of Physical Chemistry 1956, 60,480-485.
• 17. Irfan M.F., Usman M.R., Kusakabe K.: Coal gasification in CO2 atmosphere and its kinetics since 1948: a brief review. Energy 2011, 36, 12–40.
• 18. Mianowski A., Siudyga T.: Analysis of relative rate of reaction/process, Journal of Thermal Analysis and Calorimetry 2012, 109, 751-762.
• 19. Mianowski A., Tomaszewicz M., Siudyga T., Radko T.: Estimation of kinetic parameters based on finite time of reaction/process: thermogravimetric studies at isothermal and dynamic condition. Reaction Kinetics, Mechanism and Catalysis 2013, 111, 45-69.
• 20. Mianowski A., Tomaszewicz M., Siudyga T., Radko T.: Aplikacyjne i analityczne aspekty rozważań nad kinetyką reakcji Boudouarda-Bella. Karbo 2013, 58, 48-58.
• 21. Mianowski A., Radko T., Siudyga T.: Mechanizm zgazowania ditlenkiem węgla w aspekcie równań kinetycznych. Karbo 2014, 59, 181-187.
• 22. Mianowski A., Radko T., Siudyga T.: The reactivity of cokes in Boudouard-Bell reactions in the context of an Ergun model. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry 2015, 122, 1013-1021.
• 23. Mianowski A., Radko T., Siudyga T.: Influence of initial assumptions on the kinetic models of CO2 gasification of chars and cokes in solid phase. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, praca wysłana do redakcji 2015.
• 24. Sobolewski A., Chmielniak T., Topolnicka T., Giesa N.: Dobór węgli do zgazowania w ciśnieniowym reaktorze fluidalnym. Karbo 2013, 58, 28-38.
• 25. Kodama T., Funatoh A., Shimizu K., Kitayama Y.: Kinetics of metal oxidecatalyzed CO2 gasification of coal in a fluidized-bed reactor for solar thermochemical process. Energy&Fuels 2001, 15, 1200-1206.