Equilibrium model of steam gasification of coal

• Autorzy: Cempa-Balewicz M. , Łączny M. J. , Smoliński A. , Iwaszenko S.

Identyfikatory

DOI

10.7424/jsm130203

Warianty tytułu

PL

Model równowagowy procesu zgazowania węgla parą wodą

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

Coal gasification is a complex process of parallel-consecutive chemical reactions at high temperature between the organic part of coal matter and the gasifying agent. The following two approaches are applied in modelling the coal gasification process: equilibrium and kinetic. The methods of determining the thermodynamic equilibrium can be divided into two groups: stoichiometric and nonstoichiometric methods. This article presents the equilibrium model of the steam gasification of coal developed for a laboratory experiment (Smoliński 2008, 2011). The scope of this paper includes the development of the concept concerning the division of the reaction system into two zones, where the result of one of the stages constitutes the input data for the subsequent stage. The composition of the gas mixture has been evaluated on the basis of the fundamental physical and chemical rights. The estimated content of the gases in the mixture correlate with the results of the experiment.

PL

Zgazowanie węgla to złożony proces następczo-równoległych reakcji chemicznych zachodzących w podwyższonej temperaturze między częścią organiczną substancji węglowej a czynnikiem zgazowującym. W modelowaniu procesu zgazowania węgla stosowane są dwa podejścia: równowagowe i kinetyczne. Metody wyznaczania równowagi termodynamicznej można podzielić na dwie grupy: metody stechiometryczne oraz metody niestechiometryczne. W artykule zaprezentowano model równowagowy procesu zgazowania węgla parą wodną opracowany dla eksperymentu przeprowadzonego w skali laboratoryjnej (Smoliński 2008, 2011). W pracy rozwinięto koncepcję podziału układu reakcyjnego na dwie strefy, w których wynik jednego z etapów stanowi dane wejściowe do kolejnego. W oparciu o podstawowe prawa fizykochemiczne oszacowano skład mieszaniny gazów. Obliczona zawartość gazów w mieszaninie pozostaje w dobrej korelacji z wynikami eksperymentu.

Słowa kluczowe

EN

equilibrium model; gasification; coal

PL

model równowagowy; zgazowanie; węgiel

• Wydawca: Elsevier ; Główny Instytut Górnictwa
• Czasopismo: Journal of Sustainable Mining
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 12, iss. 2
• Strony: 21--28
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz.

Twórcy

autor

Cempa-Balewicz M.

• Główny Instytut Górnictwa

autor

Łączny M. J.

• Główny Instytut Górnictwa

autor

Smoliński A.

• Główny Instytut Górnictwa

autor

Iwaszenko S.

• Główny Instytut Górnictwa

Bibliografia

• 1. Białecka B. (2008): Podziemne zgazowanie węgla – Podstawy procesu decyzyjnego (Underground coal gasification – the foundations of the decision-making proces). Katowice, Główny Instytut Górnictwa.
• 2. Golec T., Ilmurzyńska J. (2008): Modelowanie procesów zgazowania [w] Czysta energia, produkty chemiczne i paliwa z węgla – ocena potencjału rozwojowego Praca zbiorowa pod redakcją T. Borowieckiego, J. Kijeńskiego, J. Machnikowskiego i M. Ściążko. Zabrze, Wydaw. Instytutu Chemicznej Przeróbki Węgla. (Modelling of gasification processes [in] Clean energy, chemical products and fuels from coal – assessment of development potential. Collective work).
• 3. Grzymkowski R., Kapusta A., Kumoszek T., Słota D. (2008): Mathematica 6. Gliwice, Wydaw. Pracowni Komputerowej J. Skalmierskiego.
• 4. Kozaczka J. (1994): Procesy zgazowania. Inżynieryjne metody obliczeń (Gasification processes. Engineering calculation methods). Kraków, Wydaw. AGH.
• 5. Rauk J. (1981): Charakterystyka procesu podziemnego zgazowania węgla (Characteristics of underground coal gasification process. Koks, Smoła, Gaz, no. 3, pp. 78–82.
• 6. Smoliński A. (2008): Gas chromatography as tool for determining coal chars reactivity in the process of steam gasification. Acta Chromatographica Vol. 20, no. 3, pp. 349-365. DOI: 10.1556/AChrom.20.2008.3.4
• 7. Smoliński A. (2010): Niekonwencjonalne metody wykorzystywania węgla kamiennego do otrzymywania gazu bogatego w wodór (Unconventional methods of using hard coal to receive gas rich in hydrogen). Katowice, Główny Instytut Górnictwa.
• 8. Smoliński A. (2011): Coal char reactivity as a fuel selection criterion for coal-based hydrogen-rich gas production in the process of steam gasification. Energy Conversion and Management Vol. 52, Iss. 1, pp. 37–45. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.enconman.2010.06.027
• 9. Smoliński A., Howaniec N. (2007): Badania laboratoryjne wykorzystania polskich węgli w procesie produkcji gazu bogatego w wodór (Laboratory studies concerning usage of Polish coal in the production). Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko, Wydanie Specjalne No. I, pp. 189–196.
• 10. Tomeczek J. (1991): Zgazowanie węgla (Coal gasification). Gliwice, Wydaw. Politechniki Śląskiej.
• 11. Wasilewski P. (1980): Chemia i technologia chemiczna węgla kamiennego (Chemistry and chemical technology of hard coal). Gliwice, Dział Wydawnictw Politechniki Śląskiej.