Modelowanie procesu fragmentacji węgla w warstwie fluidalnej

• Autorzy: Gajewski W. , Kosowska M.

Warianty tytułu

EN

Modelling of fragmentation of coal in fluidized bed

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W procesie fluidalnego spalania paliw stałych następuje rozpad ziaren węgli kamiennych i brunatnych na mniejsze fragmenty. Podczas rozpadu ziarna węgla następuje skokowy wzrost powierzchni spalania, co prowadzi do skrócenia całkowitego czasu spalania ziarna oraz poprawy skuteczności spalania, poprzez lepszą wymianę masy i ciepła. W pracy opracowano model matematyczny fragmentacji pierwotnej węgla, z którego wyliczono profil temperatury oraz ciśnienia w ziarnie, szybkość nagrzewania, czas odgazowania węgla, strumień molowy części lotnych, a także moment rozpadu. Porównano wyniki badań eksperymentalnych oraz obliczeń numerycznych termicznej fragmentacji węgla w warstwie fluidalnej.

EN

Brown and hard coal particles undergo fragmentation during fluidized bed combustion process i.e. the decomposition of coal into a small pieces. It causes increase of combustion surface and accelerates combustion process. A mathematical model of primary fragmentation of coal was determined. Temperature profile, devolatilization time, molar flux of volatile matter and pressure inside a particle were numerically calculated. Experimental results of thermal fragmentation were compared with numerical calculations.

Słowa kluczowe

PL

fragmentacja pierwotna węgla; model matematyczny; warstwa fluidalna

• Wydawca: Polski Instytut Spalania
• Czasopismo: Archiwum Spalania
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 6, nr 1-4
• Strony: 50--64
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Gajewski W.

autor

Kosowska M.

• Katedra Kotłów i Termodynamiki, Politechnika Częstochowska, Al. Armii Krajowej 19 C, 42-200 Częstochowa, tel./fax [phone],

Bibliografia

• [1] Kosowska M.: Termiczna fragmentacja węgla w procesie spalania. Praca doktorska. Częstochowa 2005.
• [2] Gajewski W., Kosowska M.: The research on the fragmentation of coal particles in fluidized bed combustion. Industrial Fluidization South Africa, Johannesburg, RPA 2005.
• [3] Arena U., Chirone R., D’amore M., Miccio M., Salatino P.: Some issues in modelling bubbling and circulating fluidized-bed coal combustors. Powder Technology 82, p.301-316, 1995.
• [4] Basu P.: Combustion of coal in circulating fluidized-bed boilers: a review, Chem. Eng. Science 54, 1999.
• [5] Dakic D., Grubor B., Oka S.: Statistical model for prediction of primary fragmentation of coal particles in fluidized bed combustion, 41th IAE Fluidized Bed Conversion Meeting, Italy, 2000.
• [6] Marban G., Pis J.J., Fuertes A.B.: Simulation of secondary fragmentation during fluidized bed combustion of char particles. Powder Technology 89, p.71-78, 1996.
• [7] Chirone R., Massimilla L.: The Application of Weibull Theory to Primary Fragmentation of a Coal during Devolatilization, Powder Technology 57, p.197-212, 1989.
• [8] Sasongko D., Stubington J.F.: Significant factors affecting devolatilization of fragmenting, nonswelling coals in fluidized bed combustion. Chemical Engineering Science, v.51, no.16, p.3909-3918, 1996.
• [9] Dakic D., Ilic M., Oka S.: Pressure increase inside a coal particle during devolatilization in a fluidized bed combustor, 41th IAE Fluidized Bed Conversion Meeting, Italy, 2000.
• [10] Adesanya B.A, Pham H.N.: Mathematical modeling of devolatilization of large coal particles in a convective environment. Fuel 74, no.6, 1995.
• [11] Kostowski E.: Przepływ ciepła. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2000.
• [12] Lienhard J.H.: A heat transfer textbook. Phlogiston Press, Cambridge, Massachusetts, USA 2003.
• [13] Badzioch S., Hawksley P.G.W.: Kinetics of thermal decomposition of pulverized coal particles. Independent Engineering Chemical Process Design and Development 9, 521, 1970.
• [14] Ames W.F.: Numerical Methods for Partial Differential Equations. Academic Press, Florida, 1977.
• [15] Hoffman J.D.: Numerical Methods for Engineers and Scientists. New York, 2001.
• [16] Majchrzak E., Mochnacki B.: Metody numeryczne. Podstawy teoretyczne, aspekty praktyczne i algorytmy. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 1996.
• [17] Anthony D.B., Howard J.B., Hottel H.C.: Rapid devolatilization of pulverized coal. Fuel 55, 121, 1976.
• [18] Please C.P., Mcguinness M.J., Mcelwain D.L.S.: Approximations to the Distributed Activation Energy Model for Pyrolysis. Combustion and Flame 2002.
• [19] Gavalas G.R., Wilks A.: AIChE J., 26, p.201, 1980.