Development of entrained-flow gasification technologies in the Asia-Pacific region (review)

Рыжков, А. Ф.; Bogatova, T. F.; Zeng, Lingyan; Osipov, P. V.

doi:10.1134/s0040601516110069

Cited by 19 publications

(4 citation statements)

References 2 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Одна из основных состоит в том, что газификация хорошо идет на кислородном дутье и неустойчиво на воз душном. Кроме того, в последнем случае получает ся низкокалорийный газ, что затрудняет его сжи гание в камере сгорания газовой турбины и не по зволяет поднять температуру газа перед газотур бинной установкой (ГТУ) [2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15][16][17].…”

Section: Introductionunclassified

Оптимизационные Исследования Парогазовой Установки С Газификацией Угля И Высокотемпературным Подогревом Дутьевого Воздуха

Матвеевич¹,

Marinchenko)²,

Михайловна³

2019

IZVESTIYA

View full text Add to dashboard Cite

Актуальность. Парогазовые установки с газификацией угля рассматриваются как одно из перспективных направлений развития теплоэнергетических установок на органическом топливе. Интерес к этому направлению объясняется большими природными запасами угля и минимальными вредными выбросами в атмосферу при сжигании генераторного газа. Для улучшения процесса газификации в основном используется воздух, обогащённый кислородом, что является достаточно затратным мероприятием и ведёт к удорожанию установки. Другим способом повышения калорийности генераторного газа является подача в газогенератор воздуха, нагретого до высокой температуры (1000 °С и более). Традиционные трубчатые рекуперативные теплообменники не позволяют осуществить такой подогрев. Единственный реальный способ нагрева воздуха до указанного уровня температур – это использование регенеративных теплообменников периодического действия с керамической засыпкой. Цель: выбор рациональной технологической схемы парогазовой установки c внутрицикловой газификацией угля с использованием высокотемпературного дутьевого воздуха, определение оптимальных параметров цикла и конструктивных параметров отдельных элементов; а также проведение оптимизационных исследований установки по критериям экономической и энергетической эффективности и определение условий конкурентоспособности для исследуемой парогазовой установки. Методы. Сложные теплосиловые системы, включая парогазовые установки, характеризуются многообразием процессов, протекающих в их элементах. Такие установки возможно эффективно исследовать лишь с помощью методов математического моделирования и оптимизации. При проведении оптимизационных исследований использован методический подход, разработанный в ИСЭМ СО РАН для сопоставления эффективности сложных теплоэнергетических установок. Он основан на совместной оптимизации параметров цикла и конструктивных параметров отдельных элементов. Результаты. Проведены оптимизационные технико-экономические исследования парогазовой установки с внутрицикловой газификацией угля. Рассматривалась установка как с использованием высокотемпературного воздуха, подогреваемого в системе керамических теплообменников периодического действия, так и без такого подогрева. Показано, что подача нагретого до высокой температуры воздуха в газогенератор не приводит к значительному улучшению технико-экономических показателей парогазовой установки с газификацией угля, но позволяет получить более калорийный генераторный газ при сопоставимых значениях КПД и цены электроэнергии.

show abstract

Section: Introductionunclassified

Оптимизационные Исследования Парогазовой Установки С Газификацией Угля И Высокотемпературным Подогревом Дутьевого Воздуха

Матвеевич¹,

Marinchenko)²,

Михайловна³

2019

IZVESTIYA

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…In particular, entrained-flow gasification (EFG) is the rising technology, because of its fuel flexibility, its reduced tar and soot production, and its high carbon conversion rate. 2 In these gasifiers, operated at high temperature and pressure, the fuel, which can be a solid, a liquid, or a slurry, is fed in simultaneously with the oxidant.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…The interest for gasification has increased worldwide: on one side, in the coal industry, as a more efficient method for chemical and power production, and on the other side, with the emergence of biomass-based renewable energy. In particular, entrained-flow gasification (EFG) is the rising technology, because of its fuel flexibility, its reduced tar and soot production, and its high carbon conversion rate . In these gasifiers, operated at high temperature and pressure, the fuel, which can be a solid, a liquid, or a slurry, is fed in simultaneously with the oxidant.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

A Sectional Approach for the Entrained-Flow Gasification of Slurry Fuels

2018

View full text Add to dashboard Cite

Energy densification is the overall objective of the on-going bioliq project. Bioslurry, obtained via fast pyrolysis of low-grade biogenic resources, is converted into high quality syngas in a high pressure entrained flow gasifier. The modeling of this three-phase system involving high pressure and high temperature sub-processes is very challenging. The detailed representation of the chemical sub-processes goes along with an increase of the computational cost. In this work, a novel approach is developed to achieve fast and accurate Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations of the gasification of a slurry fuel in a laboratory entrained flow gasifier under atmospheric pressure. The method investigated relies on a sectional approach to describe the char gasification. An Euler-Euler approach is used for the modeling of the slurry/gas phase system. Ethylene glycol is used to represent the liquid part of the slurry. Experimental

show abstract

“…Одним из способов ее решения может стать переход с парового цикла на более эффективный парогазовый цикл за счет газифика-ции угля (IGCC) [2]. Большая часть таких станций использует поточные газогенераторы, в которых угольная пыль газифицируется в несущем потоке дутья [3][4][5]. В качестве дутья обычно используется парокислородная смесь, однако существуют и ре-акторы, использующие воздух.…”

Section: Introductionunclassified

Numerical study of operating modes of single-stage air-steam blown entrained flow gasifier

2017

View full text Add to dashboard Cite

Газификация твердого топлива позволяет повысить техническую и экологическую эффективность использования твердого топлива в энергетике. Обычно газогенераторы большой единичной мощности работают по принципу несущего потока: пылеугольное топливо увлекается дутьем и за время пребыва-ния в реакторе претерпевает стадии превращения в горючие газы. В работе исследуется одноступенча-тый процесс паровоздушной газификации угля с предварительным подогревом дутья. Для этого исполь-зуется математическая модель, включающая одномерные уравнения переноса и химических превраще-ний топлива и газовой смеси. С помощью расчетов определены основные характеристики процесса газификации и их зависимость от управляющих параметров: температуры подогрева воздуха, избытка окислителя и расхода пара. Здесь m V -масса летучих в частице, кг;0 V k -пред-экспоненциальный коэффициент, 1/с; E V -энергия активации стадии пиролиза, Дж/моль; R -универ-сальная газовая постоянная, Дж/(моль К). Летучие вещества в модели представляются механической смесью химических элементов, которые после вы-хода из частицы топлива распределяются по моле-кулярным формам по условиям химического рав-новесия.Скорость реагирования топлива с газообраз-ными окислителями записывается следующим образом:где m С -масса топлива, кг; k eff -эффективная константа скорости гетерогенной реакции, м/с; S -площадь поверхности топлива, м 2 ; C ox -кон-центрация окислителя, кг/м 3 . Эффективная константа скорости выражается через кинетические и массообменные коэффици-енты (в предположении, что кинетический поря-док реакции по окислителю равен единице) сле-дующим образом:Кинетическая константа скорости гетероген-ной реакции зависит от температуры по экспонен-циальному закону:Химическая кинетика реакций в газовой фазе не рассматривается: полагается, что выходящие в газовую фазу вещества переходят в состояние рав-новесия. Таким образом, химические превращения описываются с помощью термодинамической мо-дели с макрокинетическими ограничениями на скорость гетерогенных превращений [19, 20]. Та-кой подход применим для высокотемпературных процессов, в которых скорость газофазных про-цессов достаточно высока по сравнению со скоро-стью гетерофазных. Исходные данные и результаты расчетовРассматривается трубчатый реактор с произ-водительностью по топливу 100 т/ч, рабочее дав-ление в реакторе 30 атм. Геометрические размеры реактора: длина реакционной зоны 15 м; внутрен-ний диаметр 3 м. Температура топлива, посту-пающего в реактор, составляет 27 °С; температура пара 323 °С; температура воздуха меняется от 100 до 1000 °С (с шагом в 100 °С). Расход пара меня-ется от 0 до 0,2 моль/моль углерода, избыток воз-духа -от 0,1 до 0,7 от стехиометрического (с ша-гом 0,05). В качестве топлива используется камен-ный уголь с характеристиками: W r = 2 %; A d = 15,38 %; V daf = 29,42 %; C daf = 85,45 %; H daf = 4,86 %; N daf = 2,0 %; S daf = 0,67 %. Индикаторами режимов выбраны следующие характеристики: химический КПД (доля теплоты сгорания твердого топлива, перешедшая в теплоту сгорания газа), максимальная и конечная те...

show abstract

Development of entrained-flow gasification technologies in the Asia-Pacific region (review)

Cited by 19 publications

References 2 publications

Оптимизационные Исследования Парогазовой Установки С Газификацией Угля И Высокотемпературным Подогревом Дутьевого Воздуха

Оптимизационные Исследования Парогазовой Установки С Газификацией Угля И Высокотемпературным Подогревом Дутьевого Воздуха

A Sectional Approach for the Entrained-Flow Gasification of Slurry Fuels

Numerical study of operating modes of single-stage air-steam blown entrained flow gasifier

Contact Info

Product

Resources

About