Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Spalanie metanu z powietrza wentylacyjnego kopalń w termicznym reaktorze rewersyjnym

Gosiewski K., Pawlaczyk A., Jaschik M.

Przemysł Chemiczny

|

2011

|

T. 90, nr 10

1917-1923

2

Analiza mechanizmu spalania gazu o składzie zbliżonym do składu gazu z procesu podziemnego zgazowania węgla - przegląd literatury

Gil I.

Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko / Główny Instytut Górnictwa

|

2011

|

nr 3

25-35

PL

W procesie podziemnego zgazowania węgla (PZW) powstaje gaz, którego skład zależy od technologii zgazowania i parametrów procesu. Przykładowy skład gazu z PZW podano w (Stańczyk i in. 2011; Białecka 2008; Stańczyk 2008). Składał się on głównie z: ditlenku węgla (1-64 procent), wodoru (2, 41,2 procent) i tlenku węgla (1,3-33,2 procent). Pozostałe gazy to: metan (0,1-5,4 procent, etan (0,0-0,13 procent), tlen (-5,7 procent) i azot (0,-78,2 procent) (Stańczyk i in. 2011; Białecka 2008). Z analizy (Stańczyk 2008) wynika, że najbardziej ekonomiczne jest przetwarzanie otrzymanego niskokalorycznego gazu na energię elektryczną przez spalenie go w turbinie gazowej. Mechanizm spalania paliwa o niskiej wartości opałowej nie jest dobrze poznany. W literaturze znajdują się wprawdzie opisy badań mechanizmu spalania gazu syntezowego, ale opierają się one na reakcjach zachodzących podczas spalania wodoru i tlenku węgla (Frassoldati, Fravelli, Ranzi 2007; Starik i in. 2010). Natomiast gaz wytwarzany podczas podziemnego zgazowania węgla zawiera również metan (Stańczyk i in. 2011; Stańczyk 2008). Dlatego należałoby w rozpatrywanym mechanizmie uwzględnić także reakcje utleniania CH4. Mechanizm spalania metanu jest dobrze poznany1 (Miller, Bowman 1989; Kozlov 1959; Konnov 2009; Skjoth-Rasmussen i in. 2004; Westbrook, Dryer 1984). Choć badania procesu spalania metanu z dodatkami, tj. CO2, CO czy H2 lub gazów inertnych (azot czy argon) podejmowano na przestrzeni ostatnich lat [najstarsze źródło pochodzi z 1988 r. (Zhu, Egolfo-poulos, Law 1988)], to mechanizm zachodzącego procesu spalania pozostaje nadal przedmiotem dyskusji (Konnov, Dyakov 2005; Coppens, Konnov 2008; Chernovsky, Atreya, Im 2007; Le Cong, Dagaut 2007; U Cong, Dagaut, Dayma 2008; Le Cong, Dagaut 2008a). Dlatego w celu efektywniejszego wykorzysta-a gazu niskokalorycznego do zasilania turbin gazowych, konieczna jest analiza istniejących mechanizmów spalania metanu, wodoru oraz tlenku węgla, celem której będzie określenie reakcji dominujących w zachodzącym procesie jednoczesnego spalania H2, CH4, i CO oraz ustalenie wpływu CO2 i H2O na zachodzący proces. Dotychczas nie podjęto próby modelowania procesów spalania układów zawierających CH4/H2/CO/CO2/O2/N2/H2O, dlatego ważne jest poznanie mechanizmu zachodzącego procesu jako drogi do bezproblemowego modelowania spalania gazu z PZW w turbinach gazowych. W niniejszym artykule przedstawiono analizę istniejących mechanizmów spalania w układach zawierających CH4/H2/CO/CO2/O2/N2/H2O, ze szczególnym uwzględnieniem wpływu dodatków (CO2, CO, H2 i H20) na zachodzący proces spalania metanu.

EN

The composition of the gas produced in the process of Underground Coal Gasification (USG) depends on the technology and operating parameters applied. It mainly composes with: carbon dioxidc (12-64 per cent), hydrogen (2,5-41,2 per cent) and carbon monoxide (1,3-33,2 per cent). The others are: methane (0,17-5,4 per cent), ethane (0,01-0,13 per cent), oxygen (0-5,7 per cent) and nitrogen (0,1-78,2 per cent) (Stańczyk et al. 2011; Białecka 2008; Stańczyk 2008). The analysis (Stańczyk 2008) clearly indicates that the combustion in the gas turbinę combustor is the most economical method for the utilization of UCG gas. The combustion mechanism of that Iow calorific value fuel is not well understood. In the literaturę we can found the combustion mechanisms of the synthesis gas, but they are based upon the combustion hydrogen and carbon monoxide (Frassoldati, Fravelli, Ranzi 2007; Starik et al. 2010). While, the UCG gas also contains methane (Stańczyk et al. 2011; Stańczyk 2008). Therefore, the combustion mechanism should also take into account the methane oxidation reactions scheme. The mechanism of methane combustion is well known2 (Miller, Bowman 1989; Kozlov 1959; Konnov 2009; Skjoth-Rasmussen et al. 2004; Westbrook, Dryer 1984). However, the mechanism of methane combustion with additives such as: C02, CO and H2or j inert gas (nitrogen or argon) is a relatively new topic [the oldest source is 1988 (Zhu, Egolfopoulos, Law 1988)] and the combustion mechanism is still discussed (Konnov, Dyakov 2005; Coppens, Konnov 2008; Chernovsky, Atreya, Im 2007; Le Cong, Dagaut 2007; Le Cong, Dagaut, Dayma 2008; Le Cong, Dagaut 2008a). Therefore, to more efficient use of the UCG gas to the turbinę sets, it requires the analysis the existing combustion mechanisms of methane, hydrogen and carbon monoxide. This analysis will identify the dominant chemical reactions which affect the H2, CH4, CO system combustion and determination the role of C02 and H2O as the additives in the combustion process. Because the previously numerical tests did not yield satisfactory results, therefore it is important to know the mechanism of this process, as a way to remove the difficulties involved in the modeling of the UCG gas combustion in the gas turbines. In this paper the analysis of the existing combustion mechanisms in the systems consising of I CH4/H2/CO/CO2/O2/N2/H2O was made and the additives effect in detail were discussed.

3

Wpływ dodatków metali szlachetnych na aktywność monolitycznego perowskitowego katalizatora LaCoO3 w reakcji spalania metanu

Kucharczyk B.

Przemysł Chemiczny

|

2004

|

T. 83, nr 11

567-570

PL

Przedstawiono wyniki badań wpływu częściowego zastąpienia lantanu w perowskicie LaCoO3 metalami szlachetnymi palladem, srebrem lub platyną na aktywność katalizatora w spalaniu metanu. Stwierdzono, że aktywność monolitycznego katalizatora wzrasta przy substytucji 0,1-0,2 mola lantanu srebrem lub palladem. Katalizatory monolityczne o składzie warstwy aktywnej La09Ag01CoO3 lub La092Pd008CoO3 wykazują dobrą stabilność w czasie 500 h pracy w temp. 750°C i 700°C, odpowiednio. Katalizatory monolityczne zawierające w warstwie aktywnej La1 xPdxCoO3 wykazują wyższą odporność termiczną od katalizatorów La1.xAgxCoO3. Wprowadzenie do warstwy aktywnej LaCoO3 platyny nie zmienia stopnia przereagowania metanu.

EN

A heat-resistant steel film cylinder, 26(φ) x 70 mm, with a honeycomb-like cross section, triangle side 1.4 mm long, was coated with AI2O3-ZrSiO4 and then with La1-xMxCoO3 (M = Ag, Pd or Pt; x = 0.08 (Pd only), 0.1 or 0.2) as the active phase, 13-14%. The catalyst calcined in air 3 h/500°C, BET surface 4.6-9.1 m2/g, was used to bum 1%CH4-air over 350-780°C in a flow reactor at LHSV = 5800 h-r. As the Ag or Pd content was raised, the catalyst activity rose. The La0.9Ag0.1CoO3 (La:Ag:Co = 1.33:0.09:1), BET 5.2, and La0.92Pd0.08CoO3(La:Pd:Co = 1.22:0.13:1) were most active and, with the latter catalyst at 700°C, methane reacted 96.6 and 93.1% in 23 and 490 h, resp. Thermal resistance tests (5 s at 1000°C, cooled 5 s at room temp., all within 30 s) showed La0.8Pt(or Pd)0.2CoO3 to loose only 0.4% wt. in 4000 cycles vs. the 2.35% and 2.8% with the Ag0.1 and Ag0.2 catalysts, resp.

4

Zastosowanie metod temperaturowo programowanych do charakteryzowania perowskitowych katalizatorów manganowo-lantanowych modyfikowanych srebrem i przeznaczonych do bezpłomieniowego spalania metanu

Machocki A., Loannides T., Stasińska B., Gac W., Denis A., Piasieczna S.

Przemysł Chemiczny

|

2003

|

T. 82, nr 3

216-220

5

The effect of washcoat composition on the activity of monolithic Pd-based catalysts in the combustion of methane

Kucharczyk B.

Polish Journal of Applied Chemistry

|

2003

|

Vol. 47, nr 2

95-104

EN

Methane combustion was carried out over monolithic Pd-based catalysts supported on heat-resisting foils, with Al2O3 washcoats enriched by incorporation of different additives. The effect of the composition of washcoat on methane conversion and the thermal resistance of the catalyst was studied. Modification of the Al2O3 washcoat by incorporating 28.5 wt.% of ZrSiO4 or 9-29.7 wt.% of SiO2 enhanced the conversion of methane. The amount of the SiO2 incorporated into the Al2O3 washcoat only slightly affected the extent of methane conversion. The addition of an increased amount of SiO2 (29.7 wt.%) reduced the thermal resistance of the Pd catalyst. The incorporation of La2O3, TiO2 or ZrO2 into the Al2O3-9%SiO2 washcoat led to an enhancement in methane conversion and a decrease in the thermal resistance of the catalysts.

PL

Przeprowadzono badania spalania metanu na monolitycznych katalizatorach palladowych na nośniku z folii żaroodpornej przy zastosowaniu warstw pośrednich z Al2O3 z różnymi dodatkami. Określono wpływ składu warstwy pośredniej na stopień przereagowania metanu i odporność termiczną katalizatorów. Stwierdzono, że dodatek do warstwy pośredniej z czystego Al2O3 28,5% wag. ZrSiO4 lub 9-29,7% wag. SiO2 podwyższa spalanie metanu na katalizatorze palladowym. Ilość SiO2 wprowadzona do warstwy pośredniej z tlenku glinu ma mały wpływ na stopień przereagowania metanu. Jednak przy dużej zawartości SiO2 w warstwie pośredniej (29,7%) obniża się odporność termiczna katalizatora palladowego. Wprowadzenie do warstwy pośredniej z Al2O3-SiO2 dodatków w postaci La2O3, TiO2 lub ZrO2 podwyższa przereagowanie metanu powoduje jednak obniżenie odporności termicznej katalizatorów.