Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Perspektywy wykorzystania biomasy stałej i RDF w ciepłownictwie

Rajczyk Rafał

Instal

|

2024

|

nr 2

20--27

PL

W artykule analizowano możliwości zastosowania trzech wybranych paliw w ciepłownictwie. Biomasę stałą reprezentowały pelet ze słomy agro oraz PKS (palm kernel shell), badaniom poddano również paliwo alternatywne - RDF. We wprowadzeniu omówiono ogólnie wykorzystanie biomasy i paliw alternatywnych do wytwarzania ciepła, przedstawiono też sytuację rynkową ze szczególnym uwzględnieniem ilości biomasy wykorzystywanej obecnie w Polsce oraz międzynarodowej wymiany handlowej. Dla paliwa importowanego - PKS omówiono procesy transportu i ich wpływ na uzyskiwane efekty ekologiczne. W dalszej części pracy analizowano własności fizyko-chemiczne badanych paliw oraz ich popiołów. Przedstawiono skład chemiczny, charakterystyczne temperatury popiołu oraz wyznaczono wybrane wskaźniki eksploatacyjne, do których przydatności w prognozowaniu problemów eksploatacyjnych odniesiono się w dalszej części pracy. Paliwa spalane były w technologii fluidalnej, która po technologii rusztowej jest drugą z kolei powszechnie wykorzystywaną w ciepłownictwie, a jedną z jej najważniejszych zalet jest elastyczność paliwowa. Wykonano badania emisyjno-eksploatacyjne na stanowisku laboratoryjnym z warstwą fluidalną. Określono zawartości poszczególnych składników gazów spalinowych, dokonano również analizy procesów aglomeracji materiału warstwy i popiołu dennego. Przeprowadzone badania wykazały, że oba paliwa oparte o biomasę stałą cechują się korzystnymi właściwościami i są predysponowane do wykorzystania w ciepłownictwie. Z kolei przy spalaniu RDF należy zwrócić uwagę na możliwość powstawania problemów eksploatacyjnych, związanych przede wszystkim ze znaczącą zawartością chloru.

EN

The article discusses the possibilities of using three selected fuels in district heating. Solid biomass was represented by agro straw pellets and PKS (palm kernel shell), and an alternative fuel - RDF - was tested as well. The introduction deals with the use of biomass and alternative fuels for heat generation in general, and presents the market situation with particular emphasis on the amount of biomass currently used in Poland and international trade. For the imported fuel - PKS, transport processes and their impact on the achieved ecological effects were discussed. The following section presents the physical and chemical properties of the tested fuels and their ashes. The chemical composition, characteristic temperatures of the ash were presented, and selected operational indices were determined, the usefulness of which in predicting operational problems is referred to later. The fuels were combusted in fluidized bed technology, which, after grate technology, is the second most commonly used in district heating, and one of its most important advantages is fuel flexibility. Emission and operational tests were performed on a laboratory rig with a fluidized bed. The contents of individual components of exhaust gases were determined, and the agglomeration processes of the bed material and bottom ash were analyzed. The conducted research showed that both fuels based on solid biomass have favourable properties and are suitable for use in heating. In turn, when burning RDF, attention should be paid to the possibility of operational problems, primarily related to the significant chlorine content.

2

The impact of particle size in fluidized bed on heat transfer behavior: a review

Darweesh Ahmed Hammood, Weis Musa Mustafa

Advances in Mechanical and Materials Engineering

|

2024

|

Vol. 41, nr 1

39-46

EN

This review paper explores the significance of fluidized bed heat exchangers in various industrial applications. By delving into the operation of fluidized beds as multiphase flow systems, the aim is to enhance their capabilities and efficiency. Key parameters such as minimum fluidization velocity and local gas holdup are crucial for characterizing the hydrodynamic behavior of materials within fluidized beds. Fluidization, achieved by passing atmospheric air through particulate solids, imparts fluid-like properties to the bed. Fluidized beds serve as reactors where this phenomenon takes place, offering several advantages in industrial processes, including high rates of heat and mass transfer, low pressure drops, and uniform temperature distribution. In future work, a focus on understanding and optimizing the fluidization process will contribute to further advancements in the performance of fluidized bed heat exchangers.

PL

W artykule przedstawiono przegląd literatury dotyczący znaczenia wymienników ciepła ze złożem fluidalnym w różnych zastosowaniach przemysłowych. Zwiększenie możliwości i wydajności złóż fluidalnych jest celem badań tych wielofazowych systemów przepływowych. Kluczowe parametry, takie jak minimalna prędkość fluidyzacji i lokalne zatrzymywanie gazu, mają kluczowe znaczenie dla scharakteryzowania zachowania hydro-dynamicznego materiałów w złożach fluidalnych. Fluidyzacja, osiągnięta poprzez przepuszczanie powietrza atmosferycznego przez cząstki stałe, nadaje złożu właściwości zbliżone do płynu. Złoża fluidalne służą jako reaktory, w których zachodzi zjawisko fluidyzacji, oferując szereg korzyści w procesach przemysłowych, w tym wysokie szybkości wymiany ciepła i masy, niskie spadki ciśnienia i równomierny rozkład temperatury. W przyszłych pracach skupienie się na zrozumieniu i optymalizacji procesu fluidyzacji przyczyni się do dalszego postępu w wydajności wymienników ciepła ze złożem fluidalnym.

3

Współczynnik oporu warstwy fluidalnej

Ziaja Jolanta, Lichota Janusz

Rynek Energii

|

2022

|

Nr 3

49--57

PL

W artykule pokazano sposób znalezienia współczynników oporu aerodynamicznego wiążących liczby Reynoldsa, Archimedesa i Froude’a w przypadku kotła fluidalnego o mocy elektrycznej 261 MW. Uzyskane równania mogą posłużyć do skalowania kotła.

EN

This paper shows how to find the aerodynamic drag coefficients that combine Reynolds, Archimedes, and Froude numbers for a fluidized bed boiler with an electrical capacity of 261 MW. The obtained equations can be used to scale the boiler.

4

Fluidized bed in gravitational shelf dryers: optimization calculation

Artyukhova Nadiia, Krmela Jan, Krmelová Vladimíra, Artyukhov Artem, Gavendová Mária

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2021

|

Vol. 69, nr 3

art. no. e137388

EN

The article deals with studying the hydrodynamic characteristics of the fluidized bed in gravitation shelf dryers. The algorithm to calculate hydrodynamic characteristics of the fluidized bed in the dryer’s workspace is described. Every block of the algorithm has a primary hydrodynamic characteristics theoretical model of calculation. Principles of disperse phase motion in various areas in the gravitation shelf dryer are established. The software realization of the author’s mathematic model to calculate disperse phase motion trajectory in a free and constrained regime, disperse phase residence time in the dryers’ workspace, polydisperse systems classification is proposed in the study. Calculations of disperse phase motion hydrodynamic characteristics using the software product ANSYS CFX, based on the author’s mathematic model, are presented in the article. The software product enables automating calculation simultaneously by several optimization criteria and visualizing calculation results in the form of 3D images. The disperse phase flow velocity fields are obtained; principles of a wide fraction of the disperse phase distribution in the workspace of the shelf dryer are fixed. The way to define disperse phase residence time91 in the workspace of the shelf dryer in free (without consideration of cooperation with other particles and dryer’s elements) and con-strained motion regimes is proposed in the research. The calculation results make a base for the optimal choice of the gravitation shelf dryer working chamber sizes.

5

Wpływ cenosferowego i piaskowego złoża fluidalnego na emisję produktów gazowych w procesie spalania ziaren węgla

Migas Przemysław, Baron Jerzy

Przemysł Chemiczny

|

2020

|

T. 99, nr 10

1477--1481

PL

Określono wpływ rodzaju złoża na zawartość wybranych składników spalin podczas spalania pojedynczych ziaren węgla w reaktorze fluidyzacyjnym. Proces prowadzono w złożu piaskowym i cenosferowym w temp. 600, 700 i 800°C. Porównano zawartość NO, CO i LZO w spalinach. Stwierdzono, że emisja NO i LZO w wyniku spalania ziaren węgla w złożu cenosferowym była zdecydowanie mniejsza niż przy spalaniu w złożu piaskowym.

EN

Granulated coal (grain size 10–11 mm) was combusted in sand or cenosphere-fluidized beds at 600, 700 and 800°C. The contents of NO, CO and volatile org. compds. (VOC) in the flue gases generated in each bed were compared. Emission of NO and VOC during combustion in cenosphere bed was much lower than during combustion in the sand bed.

6

Titanium Grade 2 hybrid oxidation for biomedical applications

Jasiński Jarosław

Inżynieria Materiałowa

|

2020

|

Vol. 41, nr 3

18--22

EN

Results from the investigations regarding the method of manufacture and assessment of titanium substrate properties where its surface zone is Ti α (O) solid solution formed with ﬂ uidized bed (FB) diffusion process (8 hours soaking time at 640°C) and the top layer is TiO 2 compound produced by magnetron sputtering are presented and discussed. Effects of such hybrid oxidation (HO) on titanium surface properties were investigated with scanning electron microscopy (SEM), scanning-transmission electron microscopy (STEM), confocal laser scanning microscopy (CLSM), Raman spectroscopy (RS) and nanoindentation tests (NI). Results showed that HO treatment made it possible to generate synergistic effect between FB and magnetron sputtered oxide layer interface. In turn, different share of TiO 2 phases (rutile and anatase mixture) obtained at the titanium surface allowed for a signiﬁ cant enhancement of its biocompatibility which was conﬁ rmed by Kokubo test.

PL

Przedstawiono wyniki badań dotyczące sposobu wytwarzania oraz oceny właściwości podłoża tytanowego, w którym strefę powierzchniową stanowi stały roztwór atomów tlenu w tytanie α (Ti α (O)) utworzony w procesie dyfuzyjnym w złożu fluidalnym (FB) (640°C, 8 h), na którą przez rozpylanie magnetronowe nanosi się warstwę ditlenku tytanu TiO 2 . Wpływ hybrydowego utleniania (HO) na właściwości powierzchni tytanu anali- zowano z zastosowaniem metod badawczych SEM, STEM, CLSM, RS oraz NI. Wykazano, że utlenianie hybrydowe umożliwia uzyskanie korzystnego synergicznego efektu w streﬁ e międzyfazowej Ti α (O)/TiO 2 oraz zmniejszenie naprężeń na granicy faz. Z kolei zmienny udział faz TiO 2 (mieszanina rutylu i anatazu) uzyskanych na powierzchni tytanu pozwolił na znaczącą poprawę biokompatybilności podłoży, co potwierdzono testem Kokubo.

7

Effects of Separated Fractions of FBC Bottom Ash on Selected Properties of Cement Mortars

Kledyński Zbigniew, Krysiak Łukasz

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2020

|

Vol. 30, no. 4

1--20

EN

This paper discusses the effects of partial replacement of cement with fluidized bed bottom ash on the properties of mortars. The analyzed ash samples originating from four Polish power plants were separated by grain size selection into fine and coarse-grained fractions. This process leads to a creation of derivative samples of differing physical properties and, partially, phase compositions, as tested in XRD and TG analyses. Despite its high water demand, the obtained fine-grained fraction has the potential for application in cement based composites as a reactive, pozzolanic additive. An acceptable activity index may be reached when the sulfate content is limited, implying benefits of combining the ash with low gypsum cements. The coarse-grained fraction is significantly less reactive, while a high silica and aluminate content is related to improved mechanical properties of the composite. It can, therefore, potentially be used as a quasi-inert additive or a substitute for sand.

8

Termiczna degradacja materiałów polimerowych w ultralekkim złożu fluidalnym

Berkowicz Gabriela, Migas Przemysław

Przemysł Chemiczny

|

2019

|

T. 98, nr 1

92--97

PL

Przeprowadzono termiczną utylizację poliolefin w cenosferowym złożu fluidalnym. Zastosowanie materiału cenosferowego pozwoliło na otrzymanie emulsji fluidalnej charakteryzującej się niską gęstością, pozwalającą na swobodne zatapianie się materiału polimerowego do wnętrza złoża. Uzyskano blisko 90-proc. wydajność całkowitego spalenia węgla zawartego w próbkach już w 650°C. Ponadto scharakteryzowano dynamikę rozkładu próbek w zależności od stopnia przereagowania. Nieoczekiwanie maksimum szybkości termicznej degradacji w funkcji ułamka masowego pozostającego węgla nie pokrywało się z maksimum emisji produktów niepełnego spalania. Efekt ten jest związany z zaistnieniem lub nie zaistnieniem zapłonu wewnątrz pęcherza.

EN

Cenospheres (300 g, 25-300 μm grain size) and air (30 L/min) were used in a fluidized bed reactor (96 mm diam., 500 mm length) for sep. utilization of 3 polyethylene and 2 polypropylene types at temp. 450-650°C. IR spectroscopy with Fourier transformation was used to det. the content of CO, CO₂ and the sum of org. compds. in the exhaust gas for each type of raw material. The CO₂ was the dominant component of the exhaust gas generated from polyethylene, regardless of the process temp. and polyethylene type. The polypropylene combustion at 450°C resulted in the formation of combustion gases with a dominant content of org. compds. (but depending on the polypropylene type) which decreased with increasing temp.

9

Uboczne produkty spalania z instalacji fluidalnych jako dodatki do betonu

Roszczynialski Wojciech, Stępień Piotr, Roszczynialski (jr) Wojciech, Bogusz Kamil, Wiśnios Emil

Kruszywa : produkcja - transport - zastosowanie

|

2019

|

Nr 2

88--97

PL

Uboczne produkty spalania (UPS) pochodzące ze spalania węgla w kotłach fluidalnych nie znajdują jak dotąd szerszego wykorzystania. Tymczasem mogą one stanowić cenny surowiec, zarówno przy produkcji spoiw, jak i betonów. W artykule przedstawiono wyniki badań mieszanek betonowych i uzyskanych z nich betonów, które świadczą, że popioły fluidalne mogą nie tylko częściowo zastępować konwencjonalne popioły lotne, ale również pozwalają na uzyskiwanie betonów o podwyższonych klasach wytrzymałościowych (BWW). W tym drugim przypadku szczególnie interesujące rezultaty otrzymano przy zastosowaniu do mieszanek betonowych dodatków rozfrakcjonowanych popiołów fluidalnych.

EN

Coal combustion products (CCPs) from fluidized beds have not been widely applied yet. Meanwhile, they can be used as a raw material for binders, mortars and concretes. The presented results of the tests of concrete mixtures containing CCPs from fluidized bed combustion show that such by-products can not only substitute conventional fly ashes but also allow to obtain high performance concretes (HPC). In the latter case, the results were especially promising in the case of applying different fractions of fluidized bed combustion fly ashes.

10

Steady state characteristics of a three-phase fluidizedbed bioreactor with partial biomass recirculation

Skoneczny Szymon, Tabiś Bolesław

Chemical and Process Engineering

|

2019

|

Vol. 40, nr 1

77-–86

EN

The paper presents modeling and simulation results of the operation of a three-phase fluidized bedbioreactorwith partial recirculation of biomass. The proposed quantitative description of the bioreactortakes into account biomass growth on inert carriers, microorganisms decay and interphase biomasstransfer. Stationary characteristicsof the bioreactorand local stability of steady-states were determined.The influence of microbiological growth kinetics on the multiplicity of steady-states was discussed.The relationship between biofilm growth and boundaries of fluidized bed existence was shown

11

Application of circulating fluidized bed boilers in the fuel combustion process

Leski K., Luty P., Łucki A., Jankowski D.

Technical Transactions

|

2018

|

Vol. 115, iss. 4

83--96

EN

The combustion of fuels plays an important role in the field of industry and power engineering. Nowadays, a lot is being done to reduce the industry's interference in the environment, due to ecological considerations. Not only is the fluid technology environmentally friendly, but also it is a convenient method of energy production from wide range of fuels. The article presents a summary of the most significant events in the history of fluidized bed boilers, there is also a description of construction and operation of a circulating fluidized bed boiler and its comparison with technologically similar bubbling fluidized bed boiler. The usage of diverse types of fuels is discussed and compared. Special emphasis is placed on the application of fluidized bed boilers in Polish industry.

PL

Spalanie paliw odgrywa ważną rolę w dziedzinach przemysłu i inżynierii energetycznej. Obecnie, dokonuje się wielu starań, mających na celu zmniejszenie wpływu przemysłu na środowisko, ze względu na względy ekologiczne. Technologia fluidalna jest nie tylko przyjazna środowisku, ale także jest dogodną metodą produkcji energii z szerokiej gamy paliw. Artykuł przedstawia kilka najważniejszych wydarzeń historycznych, które przyczyniły się do rozwoju technologii fluidalnej. Umieszczono w nim opis konstrukcji i działania kotła z cyrkulacyjną warstwą fluidalną, a także jego porównanie z podobnym pod względem technologicznym kotłem z bąbelkową warstwą fluidalną. Opisane i porównane jest użycie różnych typów paliw. Szczególny nacisk położony jest na użycie kotłów fluidyzacyjnych w polskim przemyśle.

12

A sedimentation model for particulate suspensions in liquid–solid fluidized beds with inclined channels

Li Y., Li N., Qi X., Zhang W., Zhu R.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2018

|

Vol. 54, iss. 3

837--846

EN

The motion characteristics of mineral particles in a modified fluidized bed (mFB) with inclined plates have been studied both theoretically and experimentally. A particulate sedimentation model is built on the fluidization superficial velocity, terminal settling velocity, the device dimensions, the particle properties, and the volume fraction of the particulate suspensions in the inclined channel, which is to describe the motion behavior of particles in mono-disperse suspensions. The experimental particles are a mixture of silica and sand particles with the sizes in the range of 425 - 710 μm and 710 - 880 μm, respectively. Further, the model is extended to describe bi-disperse suspensions. The experimental system is established to be consistent with the theoretical arrangements, aiming to provide more accurate measurements. Specifically, the prediction results are in good agreement with the experimental data with the absolute deviation less than 11%. The results showed that the average solid volume fraction in the inclined channel fluctuates slightly for a given total solid inventory. The theoretical model is of certain practical significance for applications of this system to the classification, separation, and desliming of minerals.

13

Próba zmiękczania wody podziemnej w procesie krystalizacji heterogenicznej w złożu fluidalnym z użyciem ługu sodowego

Markowicz P., Olsińska U.

Ochrona Środowiska

|

2018

|

Vol. 40, nr 2

51--54

PL

Twardość wody, powodowana obecnością jonów wapnia i magnezu, nie jest czynnikiem stanowiącym zagrożenie zdrowia konsumentów. Jednakże woda o podwyższonej twardości może nie być akceptowana przez odbiorców z powodu wytrącania się osadów i wówczas zmniejszenie twardości wody staje się koniecznym warunkiem komfortu jej użytkowania. Zmiękczanie wody może być prowadzone na drodze chemicznej lub fizycznej, w takich procesach jak wymiana jonowa, procesy membranowe, strącanie chemiczne czy krystalizacja. Możliwości zmiękczania wody podziemnej metodą krystalizacji heterogenicznej, łącznie z usuwaniem związków żelaza i manganu, określono doświadczalnie w stacji pilotowej, której podstawowym elementem był reaktor ze złożem fluidalnym z piasku kwarcowego, pełniącego rolę zarodków krystalizacji węglanu wapnia. Twardość ogólna wody podziemnej wynosiła 160÷166 gCaCO3/m3, zawartość żelaza – 0,44÷0,66 gFe/m3, a manganu – 0,16÷0,23 gMn/m3. Do zmiękczania wody zastosowano ług sodowy (NaOH), dawkowany w ilości odpowiadającej w przybliżeniu dawce stechiometrycznej wymaganej do usunięcia jonów wapnia. W badaniach pilotowych nad zmiękczaniem wody podziemnej w procesie krystalizacji heterogenicznej z użyciem ługu sodowego wykazano możliwość zmniejszenia twardości ogólnej wody o 40% przy użyciu dawki NaOH o połowę mniejszej od stechiometrycznej. Stwierdzono selektywne usuwanie jonów wapnia, przy stosunkowo niewielkim zmniejszeniu zawartości jonów magnezu, a także jednoczesne usunięcie z wody związków żelaza i manganu. Przeprowadzona analiza porównawcza procesu krystalizacji heterogenicznej i nanofiltracji potwierdziła przydatność obu procesów do zmniejszania twardości wody wprowadzanej do systemu dystrybucji oraz jej negatywnych skutków.

EN

Hardness of water caused by calcium and magnesium salts does not pose any health risk to consumers. However, harder water may not be widely accepted due to the build-up of scale deposits. Hence, hardness reduction becomes a critical factor of water usage comfort. Water hardness may be reduced via chemical or physical processes, such as ion exchange, membrane processes, stripping or crystallization. Potential application of heterogeneous crystallization to groundwater hardness reduction, including iron and manganese removal, was determined empirically at the pilot station with fluidized bed reactor of arenaceous quartz, serving as a nuclei of crystallization for calcium carbonate. Total hardness of groundwater was ranging from 160 to 166 gCaCO3/m3, the iron content – from 0.44 to 0.66 gFe/m3, while the manganese – from 0.16 to 0.23 gMn/m3. Sodium hydroxide (NaOH) was used for the purpose of water softening, at the amount close to the stoichiometric dose required for the calcium ion removal. Pilot studies on groundwater softening using the heterogeneous crystallization with sodium hydroxide revealed a possibility to reduce the total water hardness by 40% at the half stoichiometric point. Selective calcium ion removal was demonstrated with relatively small reduction in magnesium content. Iron and manganese cations were co-removed. A comparative analysis of heterogeneous crystallization and nanofiltration confirmed suitability of the both processes for hardness reduction of water entering the distribution system and elimination of its adverse effects.

14

Morphology and elemental composition of product obtained from struvite fluidized bed reactor

Bydałek F., Kula A., Mąkinia J.

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2018

|

Vol. 28, no. 2

139--149

EN

Phosphorus scarcity is no longer a distant future, therefore the idea of phosphoru recovery is currently widely adopted and developed. Technologies based on the struvite precipitation are consider to address the future P challenges in the optimum way. This paper presents the results of the pilot scale implementation of fluidized bed reactor for struvite precipitation at the wastewater treatment plant. The test was carried out to assess the applicability of the technology in terms of robustness and final product quality, operating at low pH level (7,5-7,8). Obtained struvite pellets were characterized by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) with an energy dispersive spectrometer (EDS). The presence of foreign ions and particulate impurities in the feed source, affected the uniform growth of the crystal structure, resulting in highly porous structure of the pellets. Despite the varying physiochemical conditions, typical for wastewater, obtained pellets were determined with 95% struvite purity.

PL

Kurczące się zasoby fosforu kopalnego jak i ich niekorzystny rozdział geopolityczny, powodują iż koncepcja odzysku fosforu z różnego rodzaju odpadów staje się rozwiązaniem niezbędnym dla zapewnienia dalszego, sprawnego funkcjonowania ludzkości. Na przestrzeni ostatnich dwóch dekad, opracowany został cały szereg technologii, dostosowanych do pracy w układach oczyszczania ścieków. Biorąc pod uwagę możliwości wdrożeniowe jak i właściwości agronomiczne uzyskanego produktu w danym procesie odzysku fosforu, technologie oparte o proces wytrącania fosforu w postaci fosforanu magnezowo-amonowego/struwitu (MgNH4PO4 •6H2O), uznane są powszechnie za jedno z najlepszych rozwiązań. W artykule scharakteryzowano granulat uzyskany w reaktorze o złożu ruchomym zasilanym odciekami z komory fermentacji. Reaktor wykonany był w technologii Ostara PEARL. Ciecz procesową utrzymywano w przedziale pH 7,5-7,8, tym samym ograniczając ilość dozowanych chemikaliów. Jako źródło magnezu wspomagające proces krystalizacji struwitu wykorzystano chlorek magnezu. Pomiary składu chemicznego i morfologii uzyskanego materiału wykonano przy użyciu technik dyfrakcji rentgenowskiej (XRD) oraz spektroskopii dyspersji energii promieniowania rentgenowskiego (SEM-EDS). Uzyskane wyniki wykazują wysoką (95%) zawartość struwitu w granulacie oraz śladowe ilości zanieczyszczeń organicznych wbudowanych w strukturę przestrzenną materiału. Obecność jonów Ca oraz kwasów humusowych, zaburzyła równomierny rozrost sieci krystalicznej, powodując wysoką porowatość materiału. Badanie potwierdziło potencjał wdrożeniowy technologii produkcji struwitu, w szczególności w odniesieniu do odporności procesu na występujące wahania składu chemicznego cieczy procesowej.

15

Application of porous media flow model for the regenerator fluidised bed simulation

Młynarczyk P., Cyklis P.

Technical Transactions

|

2017

|

Vol. 9(114)

229--236

EN

Modeling a flow thorough a fluidized bed is a complicated, time-consuming and power-demanding task. However, in some cases such a flow could be simplified as a porous media flow, when we treat it as a fixed bed. This publication presents a comparison between free flow and porous media flow in order to assess the effect on the surface layer erosion.

PL

Modelowanie przepływu przez złoże fluidyzacyjne jest zadaniem skomplikowanym, bardzo czasochłonnym oraz wymagającym dostępu do bardzo dużych mocy obliczeniowych. W niektórych jednak przypadkach modelowanie tego typu przepływu można uprościć do przepływu przez warstwę porowatą, tak jakby złoże miało postać stałą. W artykule przedstawiono porównanie przepływów bez złoża oraz ze złożem stałym w celu oszacowania wpływu na erozję warstwy wierzchniej.

16

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.

17

Modelowanie procesu fluidalnego spalania paliw stałych w pętli chemicznej

Żyłka A., Krzywański J., Czakiert T., Kulicki K., Jankowska S., Nowak W.

Rynek Energii

|

2016

|

Nr 1

75--79

PL

Praca dotyczy modelowania procesu fluidalnego spalania paliw stałych w pętli chemicznej z zastosowaniem specjalistycznego kodu komputerowego CeSFaMB. Zaprezentowane w artykule symulacje numeryczne ograniczono wy-łącznie do oceny pracy układu fluidalnego. Ponadto wyniki symulacji numerycznych porównano z wynikami uzyskanymi na drodze eksperymentu przeprowadzonego na zimnym modelu FB-CLC-SF, znajdującym się w Instytucie Zaawansowanych Technologii Energetycznych Politechniki Częstochowskiej. Badania zrealizowano w ramach Polsko - Norweskiego projektu badawczego NewLoop „Innowacyjna metoda spalania paliw stałych wykorzystująca tlenkowe pętle chemiczne”. Ze względu na początkowy etap modelowania z wykorzystaniem kodu komputerowego CeSFaMB artykuł przedstawia wyniki symulacji wyłącznie dla komory powietrznej.

EN

This paper presents a Computational Fluid Dynamics model for Chemical Looping Combustion process of solid fuels in fluidized test rig by using specialized commercial software CeSFaMB - Comprehensive Simulator of Fluidized and Moving Bed equipment. The numerical simulations focused on the evaluation of operation the fluidized bed system. The results of simulation model were compared with the measurements obtained on the cold model of FB-CLC-SF unit, which is located in Institute of Advanced Energy Technologies, Czestochowa University of Technology, Poland. The study are implemented within the framework of the Polish-Norwegian Research Programme NewLoop: „Innovative Idea for Combustion of Solid Fuels via Chemical Looping Technology”. The modeling stage by using CeSFaMB software has started recently. Due to the short duration of new stage the full simulation is not over yet. Therefore, this work contains only the results of simulation for the air chamber.

18

Oxidative decomposition of methanol in a vibroacoustic fluidized bed of Ag-coated cenosphere core-shell catalyst

Berkowicz G., Żukowski W., Baron J.

Polish Journal of Chemical Technology

|

2016

|

Vol. 18, nr 4

71--75

EN

The paper presents results of a study of oxidative decomposition of methanol in a fluidized bed of silver catalyst. The process of methanol oxidation was carried out on Ag-coated cenospheres core-shell catalyst. The catalyst was obtained by precipitation of silver from methanolic solution of silver nitrate on cenospheres. Cenospheres are lightweight, inert, hollow spheres, which can be easily introduced into a fluidized bed. Application of the catalyst in a form of fluidized bed should ensure good temperature equalization which is very important at low temperatures due to the possibility of generation of formaldehyde. It turned out that local hot points occur in that kind of a catalyst (in the form of a fluidized bed but with very low density), thus use of additional acoustic wave is necessary to ensure good control over the temperature of the process. The products of the process of methanol oxidation were monitored on-line by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The catalyst has proven to be highly active in the oxidative decomposition of methanol. Full of methanol conversion in reaction of complete oxidation was achieved at 350°C.

19

Probabilistyczny model procesu klasyfikacji grawitacyjnej w warstwie fluidalnej

Otwinowski H., Zhukov V. P., Urbaniak D., Belyakov A. N.

Materiały Ceramiczne

|

2016

|

T. 68, nr 2

93--97

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań teoretycznych i eksperymentalnych procesu klasyfikacji w młynie fluidalnym. W badaniach eksperymentalnych określono wpływ strumienia objętości powietrza roboczego i prędkości obrotowej wirnika klasyfikatora na masę materiału w warstwie fluidalnej. Przedmiotem analizy teoretycznej przedstawionej w artykule jest proces klasyfikacji grawitacyjnej w warstwie fluidalnej. W tym przypadku rozdział ziaren względem ich rozmiaru jest wynikiem losowego unoszenia ziaren drobnych z warstwy. W związku z tym do matematycznego opisu tego procesu zaproponowano model probabilistyczny. W modelu wykorzystano zależności z zakresu fizyki statystycznej. W artykule przedstawiono także wyniki weryfikacji eksperymentalnej modelu klasyfikacji grawitacyjnej, które świadczą o adekwatności opisu matematycznego i procesu rzeczywistego.

EN

The results of theoretical and experimental studies of the classification process in a fluidized bed jet mill are presented in the paper. In the experimental studies, the effect of both working air volumetric flow rate and classifier rotor speed on material mass in the fluidized bed was investigated. The gravitational classification process in the fluidized bed is the subject of theoretical analysis presented in the paper. In this case, the size distribution of particles occurs due to the random drifting of fines from a layer. Therefore, a probabilistic model is proposed to the mathematical description of the process. The principles of statistical physics are used in the model. The article also presents results of the experimental verification of the gravitational classification model that prove the adequacy of the mathematical description and the real process.

20

Application and operation of pulsed fluid bed dryers in drying seeds

Rychlik M., Sowiński J., Matkowski K.

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2016

|

Vol. 61, nr 1

79--83

EN

The article describes aspects of drying corn in a classic pulsed fluid bed dryer (PFB) and a spouted pulsed fluid bed dryer (SPFB). Experimental results demonstrate a modest difference in drying kinetics and time between the PFB and SPFB for the same amount of seeds. Analysis of data showed that drying kinetics is dependent on the temperature, bed height and the frequency of the disc in the gas distributor. Drying kinetics was modeled mathematically using classic models and the best correlation was obtained for the modified Page's model. A modification of the Page's model was proposed which led to a 97.6% and 99.4% correlation between experimental and calculated values of moisture content for PFB and SPFB, respectively.

PL

Artykuł zawiera aspekty suszenia nasion kukurydzy w klasycznym układzie pulsofluidalnym (PFB) oraz układzie pulsofluidalnym fontannowym (SPFB). Wyniki badań wskazują, że dla tej samej masy materiału w komorze suszenia nie ma istotnych różnic w czasie suszenia miedzy klasycznym a fontannowym złożem pulsofluidyzacyjnym. Ustalono, że na kinetykę suszenia oprócz temperatury gazu i wysokości złoża wpływa również częstotliwość obrotu tarczy rozdzielacza. Do opisu kinetyki suszenia wykorzystano klasyczne modele matematyczne. Najlepsze dopasowanie modelu do danych eksperymentalnych uzyskano dla modyfikowanych modeli Page’a. Zaproponowano modyfikację modelu Page i uzyskano model wyjaśniający 97,6% wyjaśnionej zmienności wilgotności materiału w klasycznym złożu PFB oraz 99,4% zmienności wyjaśnionej w odmianie fontannowej.