Porównanie reaktywności wybranych węgli kamiennych względem pary wodnej

• Autorzy: Porada S. , Dziok T. , Czerski G. , Grzywacz P.

Warianty tytułu

EN

Comparison of the selected hard coals reactivity values in relation to water vapour

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Dokonano porównania reaktywności wybranych węgli kamiennych względem pary wodnej. W tym celu przeprowadzono pomiary zgazowania parą wodną trzech węgli kamiennych pochodzących z polskich kopalń (KWK „Bogdanka”, KWK „Piast”, KWK „Wieczorek”). Zgazowanie prowadzono w temp. 900 °C i przy ciśnieniu 1,5 MPa. Na podstawie pomiarów stężeń tlenku i ditlenku węgla oraz metanu w gazie poreakcyjnym obliczono stopnie konwersji pierwiastka C w badanych węglach. Na ich podstawie wykreślono krzywe zmian stopnia konwersji w czasie, wyznaczono czas połowicznej konwersji τ0,5, indeks reaktywności R0,5 oraz stałą szybkości reakcji konwersji pierwiastka C. W trakcie oceny reaktywności przeanalizowano również kinetyki tworzenia się poszczególnych produktów gazowych. Obliczono stałą szybkości reakcji tworzenia tlenku węgla i wodoru. Na podstawie uzyskanych wyników badane węgle uszeregowano w kolejności malejącej reaktywności: KWK „Piast” > KWK „Bogdanka” ≥ KWK „Wieczorek”.

EN

This paper presents a comparison of reactivity of selected hard coals in the process of steam gasification carried out by a number of methods. Steam gasification process of three Polish hard coals (KWK ”Bogdanka”, KWK ”Piast”, KWK ”Wieczorek”) was performed at 900 °C and 1.5 MPa. Basing on the measurement of carbon monoxide, carbon dioxide and methane concentrations in gaseous products, the carbon conversion was calculated. Carbon conversion curves, half-conversion time τ0,5, reactivity index R0,5 and carbon conversion rate were determined. The kinetics of formation of gaseous products was also analyzed and formation rate constants of carbon monoxide and hydrogen were calculated. Consequently, the examined coals were ranked in order of decreasing reactivity: KWK ”Piast” > KWK ”Bogdanka” ≥ KWK ”Wieczorek”.

Słowa kluczowe

PL

węgiel; zgazowanie parą wodną; ocena reaktywności

EN

coal; steam gasification; reactivity assessment

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Górnictwa
• Czasopismo: Przegląd Górniczy
• Rocznik: 2014
• Tom: T. 70, nr 11
• Strony: 127--131
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Porada S.

• AGH w Krakowie

autor

Dziok T.

• AGH w Krakowie

autor

Czerski G.

• AGH w Krakowie

autor

Grzywacz P.

• AGH w Krakowie

Bibliografia

• 1. Coetzee S., et al.: Improved reactivity of large coal particles by K2CO3 addition during steam gasification. Fuel Processing Technology 2013 (vol. 114) 75÷80.
• 2. Everson R.C., et al., Reaction kinetics of pulverized coal-chars derived from inertinite-rich coal discards: Gasification with carbon dioxide and steam. Fuel 2006 (vol. 85) 1076÷1082.
• 3. Li C., Li C.-Z.: Volatilisation and catalytic effects of alkali and alkaline earth metallic species during the pyrolysis and gasification of Victorian brown coal. Part VIII. Catalysis and changes in char structure during gasification in steam. Fuel 2006, (vol. 85) 1518÷1525.
• 4. Molina A., Mandragon F.: Reactivity of coal gasification with steam and CO2. Fuel 1998 (vol. 77) 1831÷1839.
• 5. Peng F.F., et.al.: Reactivities of in situ and ex situ coal chars during gasification in steam at 1000-1400°C. Fuel Processing Technology 1995 (vol. 41) 233÷251.
• 6. Porada S., Rozwadowski A.: Badania kinetyki zgazowania węgla kamiennego parą wodną w warunkach podwyższonego ciśnienia. Przemysł Chemiczny, t.93, nr 3, 2014, 384÷387.
• 7. Porada S., Czerski G., Dziok T., Grzywacz P.: Badania kinetyki reakcji węgla z parą wodną w aspekcie technologii jego podziemnego zgazowania, Przegląd Górniczy 2013 (t. 69) 91÷98.
• 8. Porada S., Czerski G., Dziok T., Grzywacz P.: Ocena reaktywności polskich węgli względem pary wodnej, Przegląd Górniczy 2013 (t. 69) 184÷193
• 9. Porada S., Czerski G., Dziok T., Grzywacz P.: Technologie zgazowania węgla i ich przydatność dla potrzeb energetyki i chemii. Przegląd Górniczy 2013 (t. 69) 200÷208.
• 10. Porada S., Czerski G., Dziok T., Grzywacz P.: Kinetyka zgazowania węgla parą wodną w warunkach podwyższonego ciśnienia. Cz. 1, Wpływ uziarnienia węgla na przebieg procesu zgazowania. Karbo, 2013 (R. 58) nr 1, 59÷64.
• 11. Sharma A., et al.: Effect of catalyst addition on gasification reactivity of HyperCoal and coal with steam at 775–700 °C. Fuel 2008 (vol. 87) 2686÷2690.
• 12. Smoliński A.: 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 2011 (vol. 52) 37÷45.
• 13. Strugała A., Czerski G.: Stan obecny oraz perspektywy technologii zgazowania węgla w Polsce, XX Szkoła Eksploatacji Podziemnej, Kraków, 21-25.02.2011, s. 274÷283.
• 14. Tennant J.B.: Gasification system Overview. U.S. DOE-NETL - CURC Workshop. NETL Pittsburgh, PA. April 2013.
• 15. Tennant J.B.: Gasification System Program – Slide Library. Gasification Systems Overview v2.8. March 28, 2012
• 16. Wang J. et al., Steam gasification of coal char catalyzed by K2CO3 for enhanced production of hydrogen without formation of methane. Fuel 2009 (vol. 88) 1572÷1579.
• 17. Wang J. et al.:. Enhanced catalysis of K2CO3 for steam gasification of coal char by using Ca(OH)2 in char preparation. Fuel 2010 (vol. 89) 310÷317.
• 18. Wu Z. et al.: Influence of coal rank and mineral matter on char gasification. Twentieth Annual International Pittsburgh Coal Conference, Pittsburgh, 15-19.09.2003.
• 19. Yasushi S., et al.:, 2006. Reactivity and structural change of coal char Turing steam gasification. Fuel 2006 (vol. 85) 122÷126.
• 20. Ye D.P., et al.: Gasification of a South Australian low-rank coal with carbon dioxide and steam: kinetics and studies. Fuel 1998 (vol. 77) 1209÷1219.

Uwagi

PL

Praca została wykonana w ramach Projektu strategicznego numer SP/E/3/77008/10, finansowanego przez NCBiR