Analiza procesowa podziemnego zgazowania węgla w istniejącej i zlikwidowanej kopalni

Mocek, P.; Gil, I.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Analiza procesowa podziemnego zgazowania węgla w istniejącej i zlikwidowanej kopalni

Autorzy

Mocek P. , Gil I.

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma

http://miesiecznikchemik.pl/

Identyfikatory

Warianty tytułu

Process analysis of underground coal gasification in existing and abandoned mine

Języki publikacji

PL EN

Abstrakty

Przedstawiono wyniki symulacji konwersji węgla do gazu w procesie podziemnego zgazowania węgla (PZW) mieszaniną powietrza i pary wodnej. Badano proces PZW dwóch złóż węgla kamiennego: A) w czynnej kopalni, przy ciśnieniu 0,1 MPa i w zakresie stosunku masowego H2O/O2 w czynniku zgazowującym 0-:-0,4; B) kopalni nieczynnej, w której infrastruktura podziemna jest zatopiona wodą. W wariancie B symulacje wykonano dla ciśnienia podawania czynnika zgazowującego w zakresie od 0,1 do 5,5 MPa i stosunku strumieni masowych H2O/O2 w czynniku zgazowującym od 0 do 5,3 kg H2O/kg O2. PZW zamodelowano poprzez rozkład obszaru zgazowania na układ reaktorów. Wpływ ciśnienia na skład produktów zgazowania uwzględniono stosując wirialne równanie stanu gazu.

The paper presents results of simulations of coal-to-gas conversion in the process of underground coal gasification (UCG) using air-steam mixture. The UCG process was studied for two hard coal deposits: A) in operating mine, at pressure of 0.1 MPa and for a range of H2O/O2 mass ratio in the gasification agent of 0–0.4; b) abandoned mine with underground infrastructure flooded with water. In B variant, the simulations were conducted for gasification agent pressure in range of 0.1 to 5.5 MPa and H2O/O2 mass flow ratio in the gasification agent of 0 to 5.3 kg H2O/kg O2. The UCG was modelled by representing gasification area as a system of reactors. The effect of pressure on gasification product composition was taken into account using virial equation of state.

Słowa kluczowe

podziemne zgazowanie węgla model równowagowy stopień przereagowania węgla

underground coal gasification equilibrium model degree of coal conversion

Wydawca

Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Przemysłu Chemicznego, ZW CHEMPRESS-SITPChem

Czasopismo

Chemik

Rocznik

2015

Tom

Vol. 69, nr 12

Strony

827--839

Opis fizyczny

Bibliogr. 25 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Mocek P.

pmocek@gig.eu

Zakład Oszczędności Energii i Ochrony Powietrza, Główny Instytut Górnictwa, Katowice

autor

Gil I.

Zakład Oszczędności Energii i Ochrony Powietrza, Główny Instytut Górnictwa, Katowice

Bibliografia

1. Osborne Ed.D.: The coal handbook: Towards Cleaner Production: Coal Production 1. Woodhead Publishing Series, 2013.
2. Czaja P.: Energia z węgla pozyskana na drodze zgazowania – Coal Energy obtained using gasification. Chemik 2014, 68, 1026–1032.
3. Mocek P., Zamiar R., Jachimczyk R., Gowarzewski R., Świądrowski J., Gil I., Stańczyk K.: Selected issues of operating 3 MW underground coal gasification installation. Eksploatacja i Niezawodność – Maintenance and Reliability 2015, 17, 427–434.
4. Imran M., Kumar D., Kumar N., Qayyum A., Saed A., Bhatti M.S.: Environmental concerns of underground coal gasification. Renewable and Sustainable Energy Reviews 2014, 31, 600–610.
5. Tomeczek J.: Zgazowanie Węgla. Wydawnictwo Politechniki Ślaskiej, 1991.
6. Yong C., Jie L., Zhangqing W., Xiaochun Z., Chenzi F., Dongyu L., Xuan W.: Forward and reverse combustion gasification of coal with production of high-quality syngas in a simulated pilot system for in situ gasification. Applied Energy 2014, 131, 9–19.
7. Jin B., Wen L., Chun-zhu L., Zong-qing B., Bao-qing L.: Influences of mineral matter on high temperature gasification of coal char. Journal of Fuel Chemistry and Technology 2009, 37, 134–138.
8. Abell D., Towler B., Fan M.: Coal gasification and its applications. William Andrew Applied Science Publishers, 2011.
9. Wiatowski M., Stańczyk K., Świądrowski J., Kapusta K., Cybulski K., Krause E., Grabowski J., Rogut J., Howaniec N., Smoliński A.: Semitechnical underground coal gasification (UCG) using the shaft method in Experimental Mine “Barbara”. Fuel 2012, 99, 170–179.
10. Yang L., Zhang X., Liu S., Yu L., Zhang W.: Field test of large-scale hydrogen manufacturing from underground coal gasification (UCG). International Journal of Hydrogen Energy 2008, 33, 1275–1285.
11. Thorsness C.B., Britten J.A.: Analysis of Material and Energy Balances for the Rocky Mountain-1 UCG Field Test; Report No. 44–49. Lawrence Livermore National Laboratory: Livermore, CA, USA, 1984.
12. Hill R.W.: The Centralia Partial-Seam CRIP Test; Lawrence Livermore National Laboratory: Livermore, CA, USA, 1983.
13. Hill R.W.: Review of the CRIP Process. In Proceedings of the Twelfth Annual Underground Coal Gasification Symposium, Saarbrücken, Germany, 21–28 August 1986.
14. Swan Hills Synfuels. Swan Hills In-situ coal gasification technology development final outcomes report. Alberta Innovates – Energy and Environment Solutions Raport 2012.
15. Bell D.A, Towler BF., Fan M.: Coal gasification and its applications. Elsevier 2011.
16. Nizhou A., Stanmore B., Sharrock P.: A review of catalysts for the gasification of biomass char, with some reference to coal. Energy 2013, 58, 305–317.
17. Su F., Nakanowataru T., Itakura K-I., Ohga K., Deguchi G.: Evaluation of structural changes in the coal specimen heating process and UCG model experiments for developing efficient UCG systems. Energies 2013, 6, 2386–2406.
18. Kariznovi M., Nouruzieh H., Abedi J., Chen Z.: Simulation study and kinetics parameter estimation of underground coal gasification in Alberta reservoirs. Chemical Engineering Research and Design 2013, 91, 464–476.
19. Tomeczek J.: Termodynamika. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, 2001.
20. Chase Jr. M.W., Davies C.A., Davies J.R. Jr., Fulrip D.J., McDonald R.A., Syverud A.N.: JANAF Thermochemical Tables, 3rd edition. Journal of Physical and Chemical Reference Data, 14, Suppl. 1, 1985.
21. Van Zeggeren F., Storey S.H.: The computation of Chemical Equilibria. Cambridge University Press, 1970.
22. Ghassemi H., Shahsavan-Markedeh R.: Effects of various operational parameters on biomass gasification process; a modified equilibrium model. Energy Conversion Management 2014, 79, 18–24.
23. Lewis, G.N. and Merle Randall (1923) Thermodynamics and the Free Energies of Chemical Substances. McGraw-Hill.
24. Kallman H.K.: Thermodynamic properties of real gases for use in high pressure problems. US Air force project RAND research memorandum. RAND Corporation, Santa Monica, USA, 1950.
25. McFall J.H., Wilson D.S., Lee L.L.: Accurate Correlation of the Second Virial Coefficients of Some 40 Chemicals Based on an Anisotropic Square-Well Potential. Industrial and Engineering Chemistry Research 2001, 41, 1107–1112.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-5a8df946-cd8b-4185-a496-0793feff843f