Численное исследование режимов газификации угля и биомассы в поточном газогенераторе с парокислородным дутьем

Численное исследование режимов газификации угля и биомассы в поточном газогенераторе с парокислородным дутьем

Автор: Донской Игорь Геннадьевич

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика @vestnik-susu-power

Рубрика: Теплоэнергетика

Статья в выпуске: 3 т.18, 2018 года.

Бесплатный доступ

Процесс газификации биомассы (древесной, сельскохозяйственной и т. д.) может быть неустойчивым из-за низкой теплоты сгорания, а также сопровождаться образованием значительного количества смолы. Поэтому добавление угля способствует повышению эффективности переработки биомассы. С другой стороны, высокая реакционная способность биомассы может способствовать стабилизации режимов горения и газификации низкореакционных топлив, таких как угли высокой степени метаморфизма или коксовые остатки нефтепереработки. Совместная газификация топлив с существенно отличающимися свойствами не только смещает оптимальные режимы работы газогенератора (по удельному расходу окислителя и условиям шлакования), но и существенно влияет на процессы, связанные с подготовкой горючего газа к использованию в камере сгорания или каталитическом реакторе. В работе проведено численное исследование стационарных режимов газификации угольной пыли с добавлением биомассы в поточном газогенераторе с парокислородным дутьем. Получены расчетные зависимости эффективности процесса от управляющих параметров: доли биомассы в смеси с углем и удельного расхода кислорода.

Еще

Газификация, уголь, биомасса, численное моделирование

Короткий адрес: https://sciup.org/147232688

IDR: 147232688   |   DOI: 10.14529/power180302

Список литературы Численное исследование режимов газификации угля и биомассы в поточном газогенераторе с парокислородным дутьем

  • De S., Agarwal A.K., Moholkar V.S., Thallada B. (eds.) Coal and Biomass Gasification. Recent Advances and Future. Springer, 2018. 524 p. DOI: 10.1007/978-981-10-7335-9
  • Wang T., Stiegel G. (Eds.) Integrated Gasification Combined Cycle (IGCC) Technologies. Woodhead Publ., 2017. 929 p. DOI: 10.1016/B978-0-08-100167-7.00001-9
  • Van der Drift B. Biomass gasification in the Netherlands. ECN-E-13-032. Petten: ECN, 2013. 33 p.
  • Sofia D., Llano P.C., Giuliano A., Hernandez M.I., Pena F.G., Barletta D. Co-Gasification of Coal-Petcoke and Biomass in the Puertollano IGCC Power Plant//Chemical Engineering Research and Design, 2014, vol. 92, pp. 1428-1440. DOI: 10.1016/j.cherd.2013.11.019
  • Thattai A.T., Oldenboek V., Schoenmakers L., Woudstra T., Aravind P.V. Experimental Model Validation and Thermodynamic Assessment on High Percentage (up to 70%) Biomass Co-Gasification at the 253 MWe Integrated Gasification Combined Cycle Power Plant in Buggenum, The Netherlands//Applied Energy, 2016, vol. 168, pp. 381-393. DOI: 10.1016/j.apenergy.2016.01.131
  • Ali D.A., Gadalla M.A., Abdelaziz O.Y., Hulteberg C.P., Ashour F.H. Co-Gasification of Coal and Biomass Wastes in an Entrained Flow Gasifier: Modelling, Simulation and Integration Opportunities//Journal of Natural Gas Science and Engineering, 2017, vol. 37, pp. 126-137.
  • DOI: 10.1016/j.jngse.2016.11.044
  • Jeong H.J., Hwang I.S., Park S.S., Hwang J. Investigation on Co-Gasification of Coal and Biomass in Shell Gasifier by Using a Validated Gasification Model//Fuel, 2017, vol. 196, pp. 371-377.
  • DOI: 10.1016/j.fuel.2017.01.103
  • Kobayashi N., Suami A., Itaya Y. Co-Gasification Behaviour of Woody Biomass and Coal in an Entrained Down-Flow Gasifier//Journal of Chemical Engineering of Japan, 2017, vol. 50, no. 11, pp. 862-870.
  • DOI: 10.1252/jcej.16we266
  • Fang X., Jia L. Experimental Study on Ash Fusion Characteristics of Biomass//Bioresource Technology, 2012, vol. 104, pp. 769-774.
  • DOI: 10.1016/j.biortech.2011.11.055
  • Mallick D., Mahanta P., Moholkar V.S. Co-Gasification of Coal and Biomass Blends: Chemistry and Engineering//Fuel, 2017, vol. 204, pp. 106-128.
  • DOI: 10.1016/j.fuel.2017.05.006
  • Long III H.A., Wang T. Parametric Techno-Economic Studies of Coal/Biomass Co-Gasification for IGCC Plants with Carbon Capture Using Various Coal Ranks, Fuel-Feeding Schemes, and Syngas Cooling Methods//International Journal of Energy Research, 2016, vol. 40, no. 4, pp. 473-496.
  • DOI: 10.1002/er.3452
  • Донской И.Г. Математическое моделирование реакционной зоны газогенератора типа Shell-Prenflo с помощью моделей последовательных равновесий//Химия твердого топлива. 2016. № 3. С. 54-59.
  • DOI: 10.3103/S0361521916030034
  • Gazzani M., Manzolini G., Macchi E., Ghoniem A.F. Reduced Order Modeling of the Shell-Prenflo Entrained Flow Gasifier//Fuel, 2013, vol. 104, pp. 822-837.
  • DOI: 10.1016/j.fuel.2012.06.117
  • Tremel A., Spliethoff H. Gasification Kinetics during Entrained flow Gasification. Part III: Modelling and Optimization of Entrained Flow Gasifiers//Fuel, 2013, vol. 107, pp. 170-182.
  • DOI: 10.1016/j.fuel.2013.01.062
  • Hwang M., Song E., Song J. One-Dimensional Modeling of an Entrained Coal Gasification Process Using Kinetic Parameters//Energies, 2016, vol. 9, article no. 99, 21 p.
  • DOI: 10.3390/en9020099
  • Дектерев А.А., Осипов П.В., Чернецкий М.Ю., Рыжков А.Ф. Влияние скорости предварительного нагрева угольной пыли на реакционную способность коксового остатка//Химия твердого топлива. 2017. № 1. С. 21-27.
  • DOI: 10.3103/S0361521917010037
  • Козлов А.Н., Свищев Д.А., Худякова Г.И., Рыжков А.Ф. Кинетический анализ термохимической конверсии твердых топлив (обзор)//Химия твердого топлива. 2017. № 4. С. 12-21.
  • DOI: 10.3103/S0361521917040061
  • Kaganovich B.M., Keiko A.V., Shamansky V.A. Equilibrium Thermodynamic Modeling of Dissipative Macroscopic Systems//Advances in Chemical Engineering, 2010, vol. 39, no. C, pp. 1-74.
  • DOI: 10.1016/S0065-2377(10)39001-6
  • Pajarre R., Koukkari P., Kangas P. Constrained and Extended Free Energy Minimisation for Modelling of Processes and Materials//Chemical Engineering Science, 2016, vol. 146, pp. 244-258.
  • DOI: 10.1016/j.ces.2016.02.033
  • Ding L., Zhang Y., Wang Z., Huang J., Fang Y. Interaction and Its Induced Inhibiting or Synergistic Effects during Co-Gasification of Coal Char and Biomass Char//Bioresource Technology, 2014, vol. 173, pp. 11-20.
  • DOI: 10.1016/j.biortech.2014.09.007
  • Tchapda A.H., Pisupari S.B.V. A Review of Thermal Co-Conversion of Coal and Biomass/Waste//Energies, 2014, vol. 7, pp. 1098-1148.
  • DOI: 10.3390/en7031098
  • Svishchev D.A., Kozlov A.N., Donskoy I.G., Ryzhkov A.F. A Semi-Empirical Approach to the Thermodynamic Analysis of Downdraft Gasification//Fuel, 2016, vol. 168, pp. 91-106.
  • DOI: 10.1016/j.fuel.2015.11.066
  • Seggiani M. Modelling and Simulation of Time Varying Slag Flow in a Prenflo Entrained-Flow Gasifier//Fuel, 1998, vol. 77, no. 14, pp. 1611-1621.
  • DOI: 10.1016/S0016-2361(98)00075-1
  • Biagini E. Study of the Equilibrium of Air-Blown Gasification of Biomass to Coal Evolution Fuels//Energy Conversion and Management, 2016, vol. 128, pp. 120-133.
  • DOI: 10.1016/j.enconman.2016.09.068
  • Roberts, D.G., Harris D.J., Tremel A., Ilyushechkin A.Y. Linking Laboratory Data with Pilot Scale Entrained Flow Coal Gasification Performance. Part 2: Pilot Scale Testing//Fuel Processing Technology, 2012, vol. 94, no. 1, pp. 26-33.
  • DOI: 10.1016/j.fuproc.2011.10.011
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp