Symulacyjne badanie procesu ex-situ zgazowania węgla kamiennego wspomagane metodami CFD

• Autorzy: Wachowicz J. , Łączny M.J. , Iwaszenko S. , Janoszek T. , Cempa-Balewicz M.

Warianty tytułu

EN

Simulation of ex-situ gasification process of hard coal aided with CFD methods

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zaprezentowano wyniki numerycznej symulacji procesu zgazowania węgla z zastosowaniem metod numerycznej mechaniki płynów CFD (z ang. Computational Fluid Dynamics) przy wykorzystaniu narzędzia informatycznego Ansys-Fluent. Badania modelowe zakładały prowadzenie procesu zgazowania masy węglowej przy udziale tlenu, jako czynnika zgazowującego, w stanie ustalonym, tj. między 30 a 48 godziną trwania eksperymentu. Symulacje numeryczne prowadzono z zamiarem identyfikacji rozkładu zmian szukanych składników gazu procesowego. Uzyskane wyniki rozwiązania numerycznego zestawiono z wynikami badań eksperymentalnych prowadzonych w rzeczywistym reaktorze ex-situ.

EN

This paper presents the results of numerical simulation of coal gasification process with the use of computational fluid dynamics (CFD) methods applying the Ansys-Fluent software. Modelling studies assumed the conduction of the coal gasification process with the presence of oxygen as a gasification agent, in a stationary state i.e. between 30 and 48 hour of the experiment. Numerical simulations were developed with the intention of identifying the changes of components of the process gas. The results of the numerical solution were compared with the results of experimental studies.

Słowa kluczowe

PL

zgazowanie węgla; numeryczna mechanika płynów; modelowanie; eksperyment

EN

coal gasification; computational fluid dynamics CFD; modelling; experiment

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Górnictwa
• Czasopismo: Przegląd Górniczy
• Rocznik: 2014
• Tom: T. 70, nr 11
• Strony: 70--75
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Wachowicz J.

• Główny Instytut Górnictwa, Katowice

autor

Łączny M.J.

• Główny Instytut Górnictwa, Katowice

autor

Iwaszenko S.

• Główny Instytut Górnictwa, Katowice

autor

Janoszek T.

• Główny Instytut Górnictwa, Katowice

autor

Cempa-Balewicz M.

• Główny Instytut Górnictwa, Katowice

Bibliografia

• 1. ANSYS FLUENT 12.0 Release Notes. ANSYS, Inc. 2009-03-02.
• 2. Askarova A.S., Karpenko E.I., Lavrichshev O.A., Messerle V.E., Ustimenko A.B.: Modelling of Plasma Supported Coal Combustion in Full-Scale Boiler. Termotehnika 2009, XXXV, 2, 149 ̧162.
• 3. Białecka B.: Podziemne zgazowanie węgla. Podstawy procesu decyzyjnego. Katowice Wydawnictwo GIG 2008.
• 4. Bhutto A.W., Bazmi A.A., Zahedi G.: Underground coal gasification: From fundamentals to applications. Progress in Energy and Combustion Science 2013, 39, 189 ̧214.
• 5. Bockelie M.J., Denison M.K., Chen Z., Senior C.L., Sarofim A.F.: Using Models To Select Operating Conditions for Gasifiers. Pittsburgh Coal Conference, September 15-19, 2003.
• 6. Chmura K.: Przewodność cieplna skał i węgli górnośląskiego karbonu. Praca habilitacyjna. Politechnika Śląska Zeszyty Naukowe nr 190, Gliwice 1968
• 7. Collot A.: Matching gasification technologies to coal properties. International Journal of Coal Geology 2006, 65, 191 ̧212.
• 8. Kardashew N. S.: Transmission of Information by Extraterrestrial Civilizations. Soviety Astronomy–AJ 1964,Vol. 8, No.2, 217 ̧221.
• 9. Shafirovich E., Varma A.: Underground Coal Gasification: A Brief Review of Current Status. Ind. Eng. Chem. Res. 2009, 48, 7865 ̧7875.
• 10. Nguyen T.D.B., Lim Y.-I., Song B.-H., Kim S.-M., Joo Y.-J., Ahn D.-H.: CFD Simulation of an Entrained-Flow Coal Gasifier for Coal IGCC Process. Proceedings of the Twentieth International Offshore and Polar Engineering Conference Beijing, China, June 20-25, 2010.
• 11. Rauk J.: Wybór optymalnych metod podziemnego zgazowania węgla. Praca GIG, seria dodatkowa, część I, Katowice 1977, część II, Katowice 1978.
• 12. Robeson L.M.: Polymer membranes for gas separation. Current Opinion in Solid State & Material Science 1999, Vol. 4, 549 ̧552.
• 13. Seewald H., Klein J., Jungten H.: Pore structure of coal derived from permeation and sorption measurements. Proc. Int. Conf. On Coal Sci. Sydney, Pergamon Press 1985, s. 861
• 14. Wachowicz J., Łączny M.J., Iwaszenko S., Janoszek T., Cempa-Balewicz M.: Zastosowanie pakietu FLUENT do symulacji procesu podziemnego zgazowania węgla – koncepcja metody. Przegląd Górniczy 2013, nr 2, 64 ̧71.
• 15. Wachowicz J., Janoszek T., Iwaszenko S.: Model tests of the coal gasification process. Archiwum Górnicze 2010, Vol. 55. No. 2, 245 ̧258.
• 16. Wiatowski M., Kapusta K., Stańczyk K.: Wpływ konfiguracji kanału ogniowego na skład i wydajność produktów podziemnego zgazowania węgla. Przegląd Górniczy 2013, 2, 80 ̧90.
• 17. Vikram S.: CFD analysis of coal and heavy oil gasification for syngas production. PhD. thesis, Aalborg University 2012.
• 18. Żogała A., Kabiesz J., Iwaszenko S.: Czynniki wpływające na skład chemiczny i wartość opałową gazu uzyskiwanego w procesie podziemnego zgazowania węgla. Przegląd Górniczy 2013, 6, 89 ̧95.

Uwagi

PL

Praca została wykonana w ramach Zadania Badawczego nr 3 pt. „Opracowanie technologii zgazowania węgla dla wysokoefektywnej produkcji paliw i energii elektrycznej” finansowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju w ramach strategicznego programu badań naukowych i prac rozwojowych „Zaawansowane technologie pozyskiwania energii”.