Symulacja numeryczna zgazowania węgla w ciśnieniowym reaktorze fluidyzacyjnym z użyciem ditlenku węgla

• Autorzy: Bigda J. , Popowicz J.

Identyfikatory

DOI

10.15199/62.2017.3.25

Warianty tytułu

EN

Numerical simulations of coal gasification in a pressurized circulating fluidized bed reactor with carbon dioxide

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

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.

EN

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.

Słowa kluczowe

PL

zgazowanie węgla; reaktor fluidyzacyjny; model numeryczny

EN

coal gasification; fluidized bed reactor; numerical model

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przemysł Chemiczny
• Rocznik: 2017
• Tom: T. 96, nr 3
• Strony: 617--620
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Bigda J.

• Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, ul. Zamkowa 1, 44-803 Zabrze

autor

Popowicz J.

• Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, Zabrze

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.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).