Termodynamiczno-empiryczny model powietrznego zgazowania węgla

• Autorzy: Ściążko M. , Stępień L.

Identyfikatory

e-ISSN

dx.medra.org/10.12916/przemchem.2014.368

Warianty tytułu

EN

Empirical thermodynamic model of coal gasification with air

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zgazowanie węgla stanowi alternatywę dla konwencjonalnego procesu spalania, umożliwiając osiągnięcie wysokiej sprawności energetycznej oraz łatwiejsze usuwanie ditlenku węgla przed procesem spalania gazu. Przedstawiono termodynamiczno-empiryczny model procesu powietrznego zgazowania węgla. Model ten oparty jest na metodzie minimalizacji całkowitej energii Gibbsa układu, zmodyfikowanej określonymi empirycznie, zastępczymi stałymi równowagi reakcji Boudourda oraz konwersji tlenku węgla(II). W rzeczywistości uwzględniają one warunki kinetyczne procesu prowadzonego w reaktorze ze złożem fluidalnym. Podstawowy model termodynamiczny wykazuje tendencję do zawyżania zawartości metanu oraz zaniżania zawartości tlenku węgla(II), jednak dzięki zastosowanym poprawkom empirycznym błąd obliczeń udziału poszczególnych składników gazu jest akceptowalny i nie przekracza 20% w stosunku do wyników badań eksperymentalnych przeprowadzonych we fluidalnym reaktorze cyrkulacyjnym w skali 150–300 kg węgla/h.

EN

Empirical thermodynamic model of coal gasification was constructed. Model was based on free Gibbs energy minimization and modified with empirical equil. const. for Boudouard and water gas shift reactions. Kinetic effects of fluid bed gasification in a the model were included. The model overestimated the yield of MeH and underestimated yield of CO. The inclusion of empirical modifications resulted in a decrease of the error of the gas components share below 20%. It was acceptable regarding exp. Data collected with circulating fluid bed reactor of 150–300 kg/h coal throughput.

Słowa kluczowe

PL

model termodynamiczno-empiryczny; powietrzne zgazowanie; zgazowanie węgla

EN

empirical thermodynamic model; coal gasification; air gasification

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przemysł Chemiczny
• Rocznik: 2014
• Tom: T. 93, nr 3
• Strony: 368--373
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., wykr.

Twórcy

autor

Ściążko M.

• Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, ul. Zamkowa 1, 41-083 Zabrze

autor

Stępień L.

• AGH w Krakowie

Bibliografia

• 1. Lv. Pengmei i in., Renewable Energy 2007, 32, 2173.
• 2. M.F. Irfan, Energy 2011, 36, 12.
• 3. A. Neron, G. Lantagne, B. Marcos, Chem. Eng. Sci. 2012, 82, 260.
• 4. M. Kaiho, O. Yamada, [w:] Stoichiometric approach to the analysis of coal gasification process. Stoichiometry and materials science, (red. A. Innocenti), 2002 r., DOI: 10.5772/37809, http://www.intechopen.com/books/stoichiometry-and-materials-science-when-numbers-matter/stoichiometric-approachto-the-analysis-of-coal-gasification-process-, dostęp dn. 12 lutego 2014 r.
• 5. M.S. Rao i in., Biomass Bioenergy 2004, 27, 155.
• 6. S. Shabbar, I. Janajreh, Energy Convers. Manage. 2013, 65, 755.
• 7. X. Li i in., Fuel 2001, 80, 195.
• 8. S. Jarungthammachote, A. Dutta, Energy Convers. Manage. 2008, 49, 1345.
• 9. E. Esmaili, N. Mahinpey, C. Jim Lim, Chem. Eng. Res. Design 2013, 91, nr 7, 1361.
• 10. M.D. Mann i in., Fuel 2004, 83, 1643.
• 11. D.A. Nemtsov, A. Zabaniotou, Chem. Eng. J. 2008, 143, 10.
• 12. P. Kaushal, J. Abedi, N. Mahinpey, Fuel 2010, 89, 3650.
• 13. C.J. Chen, C.I. Hung, W.H. Chen, Appl. Energy 2012, 100, 218.
• 14. A. Tremel, H. Spliethoff, Fuel 2013, 107, 170.
• 15. A. Silaen, T. Wang, Proc. 27th Pittsburgh Coal Conference, Istanbul 2010 r.
• 16. I.I. Ahmed, A.K. Gupta, Appl. Energy 2013, 102, 355.
• 17. J. Szarawara, Termodynamika chemiczna stosowana, WNT, Warszawa 2007 r.
• 18. Mathcad user guide, http://www.msmiami.com/custom/downloads/Mathcad14_Users_Guide_English.pdf, dokument dostępny on-line, 3 stycznia 2014 r.
• 19. P.W. Atkins, Chemia fizyczna, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2001 r.
• 20. M. Ściążko, Modele klasyfikacji węgla w ujęciu termodynamicznym i kinetycznym, Wydawnictwa AGH, Kraków 2010 r.

Uwagi

PL

Zadanie badawcze „Opracowanie technologii zgazowania węgla dla wysokoefektywnej produkcji paliw i energii elektrycznej” finansowane przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju w ramach strategicznego programu badań naukowych i prac rozwojowych pt. „Zaawansowane technologie pozyskiwania energii”.