Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Symulacja numeryczna zgazowania węgla w ciśnieniowym reaktorze fluidyzacyjnym z użyciem ditlenku węgla

Bigda J., Popowicz J.

Przemysł Chemiczny

|

2017

|

T. 96, nr 3

617--620

PL

Przedstawiono numeryczny model zgazowania węgla w ciśnieniowym reaktorze z cyrkulującym złożem fluidalnym CFB (circulating fluidized bed) przy użyciu CO₂ jako utleniacza. Model uwzględnia procesy suszenia, odgazowania węgla, zgazowania karbonizatu oraz reakcje wtórne w fazie gazowej. Do predykcji procesu zgazowania węgla zastosowano program wykorzystujący numeryczną mechanikę płynów do modelowania układów o wysokiej koncentracji cząstek stałych w ośrodku płynnym, z uwzględnieniem wymiany ciepła i masy CPFD (computational particle fluid dynamics). Bazując na eksperymentalnych danych pomiarowych parametrów procesu zgazowania wę-gla w reaktorze o wydajności 100 kg/h, znajdującego się w Centrum Czystych Technologii Węglowych (CCTW) w Instytucie Chemicznej Przeróbki Węgla (IChPW), przeprowadzono walidację modelu. Uzyskano dobrą zgodność pomiędzy obliczonymi i rzeczywistymi parametrami procesowymi.

EN

A 3-dimensional numerical model was developed on basis of Eulerian-Lagrangian computational particle fluid dynamics to simulate the CO₂ gasification of coal in a fluidized bed gasifier. Coal drying, pyrolysis as well as homogeneous and heterogenous reactions were taken into consideration. The model was verified with exptl. data from a pilot plant (coal capacity 50-200 kg/h) gasification reactor. A good agreement of calcd. and exptl. data was achieved.

2

Model procesowy demonstracyjnej instalacji produkcji metanolu zintegrowanej ze zgazowaniem węgla przy użyciu ditlenku węgla : wyniki strategicznego programu badań

Chmielniak T., Ściążko M., Popowicz J., Szczypiński T., Bigda J., Sobolewski A.

Przemysł Chemiczny

|

2017

|

T. 96, nr 3

621--625

PL

Zaprezentowano konfigurację i model procesowy układu produkcji metanolu zintegrowanego z rozwijaną w IChPW technologią zgazowania węgla w złożu fluidalnym przy wykorzystaniu ditlenku węgla. Model procesowy instalacji produkcji metanolu obejmuje główne węzły technologiczne układu: suszenie i zgazowanie węgla, oksy-spalanie karbonizatu, konwersję metanu i smół, usuwanie H₂S i CO₂ z gazu, syntezę metanolu i sprężanie CO₂ oraz układy kotła odzyskowego i turbiny parowej. Model wykorzystano do obliczeń procesowo-bilansowych i opracowania projektu technologicznego demonstracyjnej instalacji zgazowania węgla przy wykorzystaniu CO₂.

EN

The developed model included drying lignite, its gasification with CO₂/O₂ mixt. In a circulating fluidized bed reactor, oxy-combustion of the produced char, syngas processing (conversion of MeH and tars, H₂ enrichment, removal of H₂S, CO₂ and Hg, MeOH synthesis, compression of sepd. CO₂, S recovery), heat recovery and power generation. The model was used to prep. the process heat and mass balance sheets and to develop a technol. design of a demonstration plant together with feasibility study of com. scale plant.

3

Analiza możliwości zastosowania mieszanki koksu naftowego i węgla do produkcji metanolu w warunkach polskich

Bigda J., Popowicz J., Zuwała J., Sikora A., Krupa M.

Polityka Energetyczna

|

2017

|

T. 20, z. 4

129--144

PL

W pracy przedstawiono koncepcję wykorzystania koksu naftowego do produkcji metanolu. Wymieniono sposoby oraz omówiono istniejące instalacje przetwarzania koksu naftowego do gazu syntezowego dla produkcji metanolu i energii elektrycznej. Zaprezentowano możliwości rozwoju rynku metanolu w Polsce w kierunku chemii, paliw i dodatków dla paliw, a także produkcję olefin i benzyn. Przedstawiono koncepcję instalacji produkcji metanolu z koksu naftowego. Zaprezentowano model ekonomiczny oraz analizę wyników obliczeń przeprowadzonych w celu określenia opłacalności produkcji metanolu na bazie koksu naftowego, dla różnych scenariuszy dostaw węgla oraz opcji kosztów emisji dwutlenku węgla do atmosfery. Wykazano, że opłacalność projektu produkcji metanolu poprzez zgazowanie koksu naftowego jest możliwa jedynie w przypadku uzyskania darmowych uprawnień do emisji CO2 oraz redukcji kosztów inwestycyjnych w stosunku do aktualnych predykcji. Nie gwarantuje to jednakże sukcesu przedsięwzięcia w przypadku znaczących spadków cen metanolu poniżej wartości prognozowanych w scenariuszu zmiennych cen.

EN

The paper presents the concept of using petroleum coke to produce methanol in the process of co-gasification with steam coal. Petroleum coke is a final carbon-rich solid material that is derived from oil refining in delayed coking installations and can be used either for energy generation purposes or after calcination in electrode industry. Existing technologies and installations for converting petroleum coke into synthesis gas for the production of methanol and electricity have been discussed. Opportunities for the development of the methanol market in Poland for the production of chemicals, fuel, fuel additives, olefins and gasoline were presented. The concept of the installation for the production of methanol from petroleum coke was evaluated and the calculation model was built enabling the input-output parameters of such an installation to be obtained. Using the obtained results, an economic model has been built and the economic feasibility was assessed in order to determine the profitability of methanol production from petroleum coke for different coal supply scenarios as well as the costs of CO2 emissions. It has been found that the profitability of the methanol production through petroleum coke gasification is only possible with free CO2 emission allowances and a reduction in investment costs compared to current forecasts. However, it still does not guarantee the success of the project in the case of significant falls in methanol prices below those forecasted in price variability scenarios.

4

Analiza doświadczalna i numeryczna procesu suszenia węgla w nowym typie suszarki uderzeniowo-wirowej

Bigda J., Ignasiak K., Słowik K.

Przemysł Chemiczny

|

2015

|

T. 94, nr 4

502-507

PL

Zaprezentowano wyniki badań eksperymentalnych oraz numerycznych procesu suszenia węgla kamiennego w innowacyjnej suszarce uderzeniowo-wirowej w skali 100 kg/h, której konstrukcja została opracowana w IChPW. Zbadano wpływ zmiany parametrów procesu suszenia na stopień podsuszenia węgla w tej suszarce. Dodatkowo opracowano model numeryczny procesu suszenia. Dla zmiennych parametrów pracy suszarki (różnych strumieni dozowanego węgla oraz spalin do suszarki) przeprowadzono serię testów, a ich wyniki wykorzystano do weryfikacji modelu numerycznego. Wykazano, że przy użyciu suszarki uderzeniowo-wirowej można z węgla kamiennego usunąć nawet 60% zawartej w nim wilgoci.

EN

Polish bituminous coal (moisture content 9,4%, grain size up to 3 mm) was dried with flue gas under pilot plant conditions (impact dryer, up to 100 kg/h, flue gas temp. 523–542°C). A decrease in moisture content in the coal by 42–60% was achieved. Numerical model of the proces was developed. The results of calculations agreed well with the exptl. data.

5

Wybrane technologie konwersji tlenku węgla parą wodną

Bigda J., Czardybon A., Kostrzewa E., Grabski A.

Karbo

|

2015

|

Nr 3

90--93

PL

Reakcja konwersji tlenku węgla parą wodną (WGS) jest przemysłowo wykorzystywana od końca XIX wieku. Ponowne nią zainteresowanie związane jest ze wzrostem zapotrzebowania na wodór, który wykorzystywany jest zarówno jako paliwo, jak i substrat w syntezie chemicznej (m.in. produkcja amoniaku i metanolu). Reakcja ta wykorzystywana jest do komponowania pożądanego, ze względu na jego dalsze wykorzystanie, składu gazu syntezowego – korekta udziału kluczowych składników gazu: CO, CO2, H2 i H2O. Proces konwersji tlenku węgla jest istotny również ze względu na fakt przekształcenia formy występowania pierwiastka węgla w gazie syntezowym z CO na CO2, który to związek można następnie wydzielić ze strumienia gazu w procesach usuwania składników kwaśnych. Proces konwersji CO znajduje szerokie zastosowanie, a w zależności od przeznaczenia produkowanego gazu stosuje się różne jego konfiguracje. W artykule przedstawiono przegląd technologii konwersji tlenku węgla parą wodną przede wszystkim w kontekście ich wykorzystania do uzdatniania gazu syntezowego generowanego w procesie zgazowania. Celem artykułu jest również pokazanie ewolucji technologii konwersji tlenku węgla od rozwiązań klasycznych po eksperymentalne. Zostaną omówione następujące technologie: jednostopniowa konwersja, dwustopniowa konwersja, konwersja z równoczesnym usuwaniem jednego z produktów reakcji (H2 lub CO2) oraz konwersja CO powiązana z wychwytem CO2. Te ostatnie technologie zaliczyć można do tzw. hybrydowych, które realizowane są w nowoczesnych reaktorach wielofunkcyjnych. W opinii autorów największy rozwój technologii konwersji CO nastąpi właśnie w dziedzinie reaktorów wielofunkcyjnych.

EN

The water-gas-shift reaction (WGS) has been industrially used since the XIX century. Renewed interest in it is associated with increased demand for hydrogen, which is used both as a fuel and as a substrate in chemical synthesis (e.g. ammonia and methanol production). This reaction is used to obtain the desired synthesis gas composition for specific application – to correct participation of key gas components such as: CO, CO2, H2 and H2O. The water-gas-shift reaction is also important due to the fact of changing of the carbon form in syngas from CO to CO2. Carbon dioxide can be easy isolated from gas mixture using Acid Gas Removal (AGR) process. The process of CO conversion is widely used and can be implemented in different configurations depending on the gas destination. The article presents an overview of WGS technology primarily in terms of their use for the treatment of synthesis gas generated during gasification process. The purpose of this article is also to show the evolution of WGS technology from classical to experimental solutions. The following technologies: single-stage conversion, two-stage conversion, conversion with one of the reaction product removing and CO conversion associated with CO2 capture will be presented. These latter technologies can be classified as hybrid methods which are carried out in modern multi-functional reactors. In the authors' opinion, the biggest development of WHS technologies will be take place in the sphere of multifunctional reactors.

6

Technologie oczyszczania gazu procesowego ze zgazowania węgla

Chmielniak T., Bigda J., Czardybon A., Popowicz J., Tomaszewicz G.

Przemysł Chemiczny

|

2014

|

T. 93, nr 2

232-242

PL

Technologia zgazowania węgla umożliwia wielokierunkowe wykorzystanie generowanego gazu zarówno na potrzeby produkcji paliw płynnych i gazowych, surowców chemicznych, jak i energii. Konfiguracja układu produkcyjnego jest wynikiem skomplikowanej optymalizacji procesowej oraz ekonomicznej, której celem jest uzyskanie układu o wysokiej sprawności i dyspozycyjności. Przedstawiono ogólny schemat procesu oczyszczania i przygotowania gazu. Konfiguracja takiego systemu zależy od kierunku jego wykorzystania, technologii zgazowania, paliwa oraz uwarunkowań emisyjnych. Opisano oferowane rynkowo technologie oraz procesy oczyszczania i konwersji gazu procesowego ze zgazowania węgla.

EN

A review, with 102 refs., of processes for removal of dust, conversion of CO, hydrolysis of COS, removal Hg and acidic components, recovery of S, sepn. of H₂ and purifn. of CO₂.

7

Mapa rozwiązań technologicznych procesów zgazowania węgla

Bigda J., Burchart-Korol D., Porada S.

Przegląd Górniczy

|

2014

|

T. 70, nr 11

86--96

PL

W artykule przedstawiono porównanie najbardziej dojrzałych i perspektywicznych reaktorów, które mogą być wykorzystane do zgazowania węgla w polskich warunkach. Wybrano reaktory dyspersyjne: Shell, GE/Texaco, Prenflo, Siemens i E-Gas, reaktor fluidalny U-Gas oraz reaktor transportujący KBR Transport. Reaktory te reprezentują różne rozwiązania technologiczne. Technologie wykorzystujące te reaktory są szeroko stosowane na całym świecie i mogą być wykorzystane zarówno dla potrzeb sektora energetycznego, jak i chemii czy produkcji paliw. Dokonano również analizy różnych rozwiązań technologicznych procesów podziemnego zgazowania węgla oraz najważniejszych konfiguracji technologicznych oczyszczania gazu ze zgazowania, w zależności od jego zastosowania.

EN

This paper presents a comparison of the most advanced and prospective reactors which can be used for coal gasification in Poland. Entrained bed reactors Shell, GE / Texaco, Prenflo, Siemens and E-Gas fluidized bed reactor U-Gas and the transporting reactor KBR were taken into consideration. These reactors represent different technological solutions. Technologies using these reactors are widely used throughout the world and can be used both for energy, chemicals and fuels production. Various technological processes of underground coal gasification and the most important technological configuration of the gasification gas purification, depending on its application, were also examined.

8

Oczyszczanie gazu procesowego ze zgazowania węgla – kierunki rozwoju technologicznego

Bigda J., Chmielniak T., Czardybon A., Kostrzewa E., Babiński P.

Karbo

|

2013

|

Nr 1

65--78

PL

W artykule zaprezentowano najnowsze informacje dotyczące kierunków rozwoju technologii/procesów oczyszczania gazu procesowego ze zgazowania węgla kamiennego. Przedstawiono najnowsze doniesienia z kraju jak i z zagranicy oraz omówiono kierunki badań technologii oczyszczania gazu procesowego rozwijanych w Instytucie Chemicznej Przeróbki Węgla w ramach Strategicznego Programu Badań Naukowych i Prac Rozwojowych „Zaawansowane technologie pozyskiwania energii” w ramach Zadania Badawczego nr 3 pt.: „Opracowanie technologii zgazowania węgla dla wysokoefektywnej produkcji paliw i energii elektrycznej”.

EN

The paper presents the latest information concerning direction of development of technologies/processes of process gas cleaning in the course of hard coal gasification The latest domestic and foreign reports on the subject were presented and, the trends in the research on process gas cleaning technologies developed were presented that are being developed in the Institute for Chemical Processing of Coal within the Strategic Programme for Research and Development "Advanced technologies of power generation" within the Research Tasks No. 3: "Development of coal gasification technologies for highly efficient production of fuels and electricity".

9

Model matematyczny reaktora zgazowania węgla z cyrkulującym złożem fluidalnym

Popowicz J., Bigda J.

Karbo

|

2012

|

Nr 2

114--122

PL

Przedstawiono model matematyczny reaktora zgazowania węgla z cyrkulującym złożem fluidalnym. Model oparty jest na kinetycznym podejściu do procesów odgazowania węgla i zgazowania karbonizatu, przebiegających w stanie ustalonym. Bazując na eksperymentalnych danych pomiarowych parametrów procesu zgazowania węgla w reaktorze o wydajności 300 kg/h, przeprowadzono walidację modelu. Uzyskano dobrą zgodność pomiędzy obliczonymi i rzeczywistymi parametrami procesowymi, tj. wydajnością, temperaturą i składem gazu oraz karbonizatu. Model numeryczny może być zastosowany do optymalizacji parametrów pracy reaktora zgazowania węgla ze złożem fluidalnym dla różnych rodzajów węgla i zmiennej geometrii reaktora

EN

A mathematical model and a numerical algorithm of coal gasification in a circulating fluidized bed reactor has been developed. It is the steady state model based on the bed hydrodynamics, global reactions kinetic of coal devolatilization and coal char gasification. The simulated results of product gas and char yield, temperature and compositions have been compared with the obtained experimental data from a bench-scale 300 kg/h circulating fluidized bed gasifier. The results of predictions of the simulations have been found to be in good agreement with the experimental results. The model can be used to study and optimize the operation of the circulating fluidized bed gasifier changing several parameters, such as coal type and reactor geometry.

10

Kinetyka suszenia węgli kamiennych w warunkach quasi-izotermicznych

Ignasiak K., Tomaszewicz M., Bigda J.

Karbo

|

2012

|

Nr 4

262--271

PL

Praca przedstawia badania kinetyki suszenia węgli energetycznych z ZG "Janina" oraz KWK "Wieczorek". Podczas badań zmieniano wilgotność początkową węgli, wymiar ziaren w zakresie od 0 do 3,15 mm oraz temperaturę suszenia. Wilgotność początkowa węgli wynosiła odpowiednio 10 oraz 15 %. Badania realizowano przy użyciu wagosuszarki typu MAC 210/NP w warunkach quasi-izotermicznych w zakresie temperatur od 80 do 120°C. Dla potrzeb analizy kinetycznej wytypowano cztery modele (Newtona, Hendersona-Pabisa, Page'a i logarytmiczny), stosowane ogólnie do opisu przebiegu procesu suszenia. Spośród analizowanych modeli najlepsze odzwierciedlenie danych doświadczalnych wykazał model logarytmiczny, dla którego wyznaczono parametry kinetyczne, czyli energię aktywacji oraz czynnik przedwykładniczy. Wartości obydwu parametrów okazały się być ściśle uzależnione od wymiarów ziaren, jak i typu węgla. Wyznaczone parametry kinetyczne będą podstawą do przeprowadzenia działań optymalizacyjnych w kierunku projektowania suszarek (w szczególności uderzeniowo-wirowych) przy użyciu metod CFD, co będzie przedmiotem dalszej pracy autorów nad tym zagadnieniem.

EN

The paper presents studies on kinetics of steam coals drying from "Janina" and "Wieczorek" coal mines. During the investigations initial moisture of coals, their grain size within the range of 0 to 3,15 mm and temperature of drying were changed. The initial moisture content in the samples was 10 and 15%, respectively. The investigations were carried out with MAC 210/NP-type moisture balance under the quasi-isothermal conditions in the temperature range of 80-120°C. For kinetic analysis needs four kinetic models have been selected (Newton, Henderson-Pabis, Page and logarithmic) commonly used to describe the course of drying process. From among the analyzed models the logarithmic model proved to best reflect the experimental data. Determined kinetic parameters will be the basis for conducting of optimization actions orientated towards designing of dryers (especially impact-rotary dryers) with the use of CFD methods, what will be the scope of further research on the issue carried out by authors.

11

Wykorzystanie pakietu CFD w projektowaniu mieszalników

Bigda J., Synowiec P.

Chemik

|

2005

|

Vol. 58, nr 6

272-274

PL

Przedstawiono możliwości wykorzystania oprogramowania obliczeniowej mechaniki płynów (CFD) do procesu projektowania mieszalników zbiornikowych. Podano przykłady zastosowań pakietu Fluent 6 do badania wpływu geometrii zbiorników wykorzystywanych w procesach krystalizacji na hydrodynamikę układu w zakresie przepływu burzliwego płynów niutonowskich.

EN

The abilities of the Computational Fluid Dynamics (CFD) for stirred tanks design were presented. The examples of Fluent 6 package application, for investigation of tanks geometry influence on hydrodynamics during turbulent flow of the Newtonian fluids were presented.

12

Wpływ ukształtowania aparatu z mieszadłem na moc i wydajność pompowania określony metodą CFD

Synowiec P., Bigda J., Wójcik J.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2004

|

Nr 3s

146-147

EN

The results of calculations using CFD programme (Computational Fluid Dynamics) have been presented. The effect of the mixer shape, presence, location and shape of the draft tube in the mixer on axial velocity distribution, pumping capacity and hydraulic efficiency was analysed, respectively. The calculated results were consistent with experimental data. Some relations have been found enabling in future optimisation of the apparatus.

13

Oznaczanie metodą CFD rozkładu prędkości w krystalizatorach typu DTM

Synowiec P., Bigda J.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2004

|

Nr 4-5

43-44

PL

Przedstawiono wyniki obliczeń komputerowych, opartych o pakiet CFD (Computational Fluid Dynamics), określających rozkłady prędkości osiowych i wydajność pompowania przy przepływie jednorodnej cieczy w krystalizatorach typu DTM (Draft Tube Magma Crystallize?-). Wyniki obliczeń porównano z danymi doświadczalnymi wyznaczonymi techniką LDA (Laser Doppler Anemometer). Stwierdzono dużą zgodność pomiędzy obliczeniami a wynikami doświadczeń.

14

CFD methods as a modern tool in optimisation of hydrodynamic conditions in magma crystallizers

Synowiec P., Wójcik J., Bigda J.

TASK Quarterly : scientific bulletin of Academic Computer Centre in Gdansk

|

2003

|

Vol. 7, No 3

459-466

EN

Selected parameters concerning the optimisation of hydrodynamics in magma crystallizers are discussed. At this stage, results of CFD (Computational Fluid Dynamics) simulations are shown, focused on the effect of the geometrical configuration of a crystallizer on energy dissipation rate, axial velocity field and general hydraulic efficiency. The influence of the shape of the apparatus' bottom, diameter of the stirrer, its location and presence of the draft tube on, respectively: (i) unit power input distribution, (ii) the average mixing power, and (iii) pumping capacity have been takeninto consideration. The results obtained from simulations have been compared with experiments and literature data.

15

Wykorzystanie metod CFD w określaniu warunków hydraulicznych pracy krystalizatora

Synowiec P., Bigda J., Wójcik J.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2002

|

Nr 3

9-12

PL

W artykule przedstawiono możliwości analizy przepływu płynu w krystalizatorze z rurą cyrkulacyjną i mieszadłem oparte o pakiet CFD (Computional Fluid Dynamics). Wzięto pod uwagę wpływy kształtu dna, lokalizacji i średnicy rury cyrkulacyjnej w a-paracie na rozkład prędkości i jednostkowych mocy mieszania. Uzyskane wyniki zweryfikowano doświadczalnie.

EN

Liquid flow in a crystallizer with the circulation pipe and impeller has been analysed using the CFD-package. Influence of a bottom shape, position and diameter of the circulation pipe in an apparatus on a flow rate and unit power distribution in the tank have been taken into consideration. The results obtained have been verified experimentally.

16

Określenie sprawności hydraulicznej w krystalizatorach zbiornikowych metodą CFD

Synowiec P., Bigda J., Wójcik J.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2002

|

Nr 4

128-129

PL

Przedstawiono wstępne wyniki symulacji komputerowej, opartej o pakiet CFD (ang. Computational Fluid Dynamics), wpływu konfiguracji geometrycznej krystalizatora na rozkład jednostkowej mocy mieszania i ogólną sprawność hydrauliczną. W obliczeniach uwzględniono kształt dna aparatu, średnicę mieszadła, jego lokalizację i obecność rury cyrkulacyjnej.

EN

The preliminary results of the CFD (Computational Fluid Dynamics) simulation, focused on the effect of geometrical configuration of a crystalliser onto the unit power input distribution and general hydraulic efficiency, were shown. In calculations, the effect of the shape of apparatus bottom, diameter of stirrer, its position and presence of the draft tube were taken into consideration. The collected results were compared with experimental data taken from literature.