Abstract
Gasification is usually regarded as a typical type of clean coal technologies due to its low specific emissions and low gas cleaning costs. The possibility of combining energy and chemical production (primarily the synthesis of liquid hydrocarbons and oxygenates, hydrogen) on the basis of a single thermochemical process opens up the prospects of environmentally friendly multi-product plants capable of the chemical energy storage and export. Efficient gasification processes require high temperatures, which can be achieved in different ways (reducing the proportion of inert, preheating). Using different mathematical models (based on equations of chemical equilibrium and diffusional kinetics), operation modes of a high-temperature staged gasifier are studied in a wide range of conditions. As a result of these calculations, the main characteristics of the gasification process (characteristic temperatures, the composition of the generator gas) and their dependence on the control parameters (specific consumption of the steam; initial air temperature; fuel distribution over the stages; initial oxygen concentration) are determined. Given the kinetic and technological limitations, the paper identifies efficient gasification modes, the use of which is possible for promising power plants.
Highlights
Введение Одним из направлений в развитии угольных технологий является переход к комбинированному циклу с внутрицикловой газификацией угля (ПГУВЦГ, Integrated gasification combined cycle (IGCC)) [1, 2]
При оптимизации одноступенчатых процессов в качестве независимых параметров выступают следующие переменные: удельный расход кислорода; удельный расход пара; температура дутья; концентрация кислорода в дутье; геометрия реактора
Наибольший химический КПД для режимов с невысоким перегревом достигается при использовании средней концентрации кислорода (43 %); при использовании высокотемпературного перегрева оптимальным оказывается использование воздуха низкой начальной концентрацией кислорода (21 %), поскольку при этом в реактор поступает больше внешней теплоты с инертным газом
Summary
Здесь Cg – концентрация газообразного окислителя (O2, CO2, H2O), kg – предэкспоненциальный множитель гетерогенной реакции, м/с; Eg – энергия активации, Дж/моль; NuD – диффузионное число Нуссельта; Dg – коэффициент диффузии газообразного окислителя, м2/с; dp – размер частицы, м. Состав газа в каждом сечении считается равновесным при фиксированной степени превращения топлива [14, 23]. 2. Сначала рассчитывается реактор сжигания, затем полученный на выходе поток газа направляется в реактор аллотермической газификации. При оптимизации одноступенчатых процессов в качестве независимых параметров выступают следующие переменные: удельный расход кислорода; удельный расход пара; температура дутья; концентрация кислорода в дутье; геометрия реактора. При вариантных расчетах двухступенчатого процесса газификации появляются дополнительные (по сравнению с одноступенчатым процессом) независимые параметры: распределение топлива и дутья по ступеням. Как правило, подойти довольно близко к состоянию конечного равновесия (по составу и температуре газа), то можно предположить, что оптимальные расчетные режимы для Начальный расход топлива в реактор сжигания. Постоянный расход топлива в реактор алллотермической газификации Постоянный общий коэффициент избытка окислителя и расход пара k = 0 k = k + 1
Sign-in/Register to view highlights & summary Sign-in/Register to access full text options 
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a callMore From: Bulletin of the South Ural State University series "Power Engineering"
Disclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.
