MATHEMATICAL DESCRIPTION OF THE SOLID FUEL GASIFICATION PROCESS IN A FIXED BED: 1. NUMERICAL RESULTS OF THERMAL-CHEMICAL PROCESSING OF PEAT IN A VAPOR- OXYGEN MIXTURE UNDER A PRESSURE OF 3 MPa

• Date: 2019
• Main Author: Rokhman, B.
• Format: Article
• Language: Ukrainian
• Published: Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2019
• Subjects: fixed bed; coal; thermal conductivity; steam-oxygen gasification; conductive; radiation; temperature.
• Online Access: https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/219
• Journal Title: Vidnovluvana energetika

Построена система параболических уравнений, описывающая нестационарный процесс аэродинамики, тепломассообмена и химического реагирования твердого топлива (частиц торфа или биомассы) в парокислородной смеси в неподвижном слое с учетом конвективного теплообмена между газом и дисперсной фазой, радиационно-кондуктивного теплопереноса твердой фазы, лучистого и кондуктивного теплообмена частиц слоя со стенкой реактора, гетерогенных и гомогенных химических реакций, сил тяжести и аэродинамического сопротивления. На основании полученной системы уравнений разработаны алгоритм и программа, с использованием которой получена детальная информация о распределении основных параметров рабочего процесса термохимической переработки торфа под давлением 3 МПа в зависимости от времени для двух вариантов: при отношении массовых долей в парокислородной смеси H2О/O2 = 70/30 и H2О/O2 = 40/60. Проведен сравнительный анализ этих вариантов. Показано, что: а) в первом варианте H2О/O2 = 70/30, где в зоне максимальных тепловыделений температура частиц торфа оказывается ниже, чем температура начала деформации золы, организуется режим газификации с твердым шлакоудалением. Во втором – H2О/O2 = 40/60 за счет высокой интенсификации процесса температура твердой фазы в окислительной зоне значительно превышает температуру жидкоплавкого состояния золы, что позволяет организовать режим газификации торфа с устойчивым вытеканием жидкого шлака из газогенератора; б) вариант 1 характеризуется высоким содержанием балласта в синтетическом газе CO2 = 22,4 % и H2O = 10,3 % и сравнительно низкой объемной долей горючей части – CO+H2 = 67,4 %, по сравнению с вариантом 2 – CO2 = 1,5–2 %, H2O = 0,1–0,6 % и CO+H2 = 98 %. Библ. 1, табл. 1,  рис.10.