3 research outputs found
Computational modeling of coal coke steam gasification process performed in thermogravimetric analysis device
Efficiency improvement of syngas generating equipment requires research of coal kinetic characteristics. A promising method for determining the kinetic properties of solid fuels is thermogravimetric analysis (TGA). The TGA device (in particular the furnace) is structurally complex and does not give a complete picture of all aspects of the process, such as aerodynamic features and the distribution of gases in the furnace volume. The method of computational fluid dynamics (CFD) allows to define these parameters. The report modeled the segment of the interior, as well as the space that washes the crucible itself.ΠΠ»Ρ ΠΏΠΎΠ²ΡΡΠ΅Π½ΠΈΡ ΡΡΡΠ΅ΠΊΡΠΈΠ²Π½ΠΎΡΡΠΈ ΡΠ°Π±ΠΎΡΡ ΠΎΠ±ΠΎΡΡΠ΄ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΡ, ΠΏΡΠΎΠΈΠ·Π²ΠΎΠ΄ΡΡΠ΅Π³ΠΎ ΡΠΈΠ½ΡΠ΅Π·-Π³Π°Π·, Π½Π΅ΠΎΠ±Ρ
ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎ ΠΏΡΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΡΡ ΠΈΡΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΡ ΠΊΠΈΠ½Π΅ΡΠΈΡΠ΅ΡΠΊΠΈΡ
Ρ
Π°ΡΠ°ΠΊΡΠ΅ΡΠΈΡΡΠΈΠΊ ΡΠ³Π»Ρ β Π΄Π΅ΡΠ΅Π²ΠΎΠ³ΠΎ ΠΈ ΡΠ°ΡΠΏΡΠΎΡΡΡΠ°Π½Π΅Π½Π½ΠΎΠ³ΠΎ Π²ΠΈΠ΄Π° ΡΠΎΠΏΠ»ΠΈΠ²Π°. ΠΠ΅ΡΡΠΏΠ΅ΠΊΡΠΈΠ²Π½ΡΠΌ ΠΌΠ΅ΡΠΎΠ΄ΠΎΠΌ ΠΎΠΏΡΠ΅Π΄Π΅Π»Π΅Π½ΠΈΡ ΠΊΠΈΠ½Π΅ΡΠΈΡΠ΅ΡΠΊΠΈΡ
ΡΠ²ΠΎΠΉΡΡΠ² ΡΠ²ΡΡΠ΄ΠΎΠ³ΠΎ ΡΠΎΠΏΠ»ΠΈΠ²Π° ΡΠ²Π»ΡΠ΅ΡΡΡ ΡΠ΅ΡΠΌΠΎΠ³ΡΠ°Π²ΠΈΠΌΠ΅ΡΡΠΈΡΠ΅ΡΠΊΠΈΠΉ Π°Π½Π°Π»ΠΈΠ· (Π’ΠΠ). ΠΡΠΈΠ±ΠΎΡ Π’ΠΠ (Π² ΡΠ°ΡΡΠ½ΠΎΡΡΠΈ ΠΏΠ΅ΡΡ) ΠΊΠΎΠ½ΡΡΡΡΠΊΡΠΈΠ²Π½ΠΎ ΡΠ»ΠΎΠΆΠ΅Π½ ΠΈ Π½Π΅ Π΄Π°ΡΡ ΠΏΠΎΠ»Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΏΡΠ΅Π΄ΡΡΠ°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΡ ΠΎΠ±ΠΎ Π²ΡΠ΅Ρ
ΡΡΠΎΡΠΎΠ½Π°Ρ
ΠΏΡΠΎΡΠ΅ΡΡΠ°, ΡΠ°ΠΊΠΈΡ
ΠΊΠ°ΠΊ Π°ΡΡΠΎΠ΄ΠΈΠ½Π°ΠΌΠΈΡΠ΅ΡΠΊΠΈΠ΅ ΠΎΡΠΎΠ±Π΅Π½Π½ΠΎΡΡΠΈ ΠΈ ΡΠ°ΡΠΏΡΠ΅Π΄Π΅Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π³Π°Π·ΠΎΠ² Π² ΠΎΠ±ΡΡΠΌΠ΅ ΠΏΠ΅ΡΠΈ. ΠΠ΅ΡΠΎΠ΄ Π²ΡΡΠΈΡΠ»ΠΈΡΠ΅Π»ΡΠ½ΠΎΠΉ Π³ΠΈΠ΄ΡΠΎΠ΄ΠΈΠ½Π°ΠΌΠΈΠΊΠΈ (CFD) ΠΏΠΎΠ·Π²ΠΎΠ»ΡΠ΅Ρ ΠΎΠΏΡΠ΅Π΄Π΅Π»ΠΈΡΡ Π΄Π°Π½Π½ΡΠ΅ ΠΏΠ°ΡΠ°ΠΌΠ΅ΡΡΡ. Π Π΄ΠΎΠΊΠ»Π°Π΄Π΅ ΠΌΠΎΠ΄Π΅Π»ΠΈΡΠΎΠ²Π°Π»ΡΡ ΡΠ΅Π³ΠΌΠ΅Π½Ρ Π²Π½ΡΡΡΠ΅Π½Π½Π΅Π³ΠΎ, Π° ΡΠ°ΠΊΠΆΠ΅ ΠΏΡΠΎΡΡΡΠ°Π½ΡΡΠ²Π°, ΠΎΠΌΡΠ²Π°ΡΡΠ΅Π³ΠΎ ΡΠ°ΠΌ ΡΠΈΠ³Π΅Π»Ρ. ΠΠΎΠ΄Π΅Π»ΠΈΡΠΎΠ²Π°Π»ΠΈΡΡ ΠΌΠΎΠΌΠ΅Π½ΡΡ Π½Π° 80-ΠΎΠΉ, 102-ΠΎΠΉ ΠΈ 126-ΠΎΠΉ ΠΌΠΈΠ½ΡΡΠ°Ρ
Ρ Π½Π°ΡΠ°Π»Π° ΡΠΊΡΠΏΠ΅ΡΠΈΠΌΠ΅Π½ΡΠ° ΠΏΠΎ Π³Π°Π·ΠΈΡΠΈΠΊΠ°ΡΠΈΠΈ. Π‘ΡΠ°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΡΠ΅Π·ΡΠ»ΡΡΠ°ΡΠΎΠ², ΠΏΠΎΠ»ΡΡΠ΅Π½Π½ΡΡ
Π΄Π»Ρ ΡΡΠΈΡ
ΡΡΡΡ
ΡΠ»ΡΡΠ°Π΅Π², ΠΏΠΎΠ·Π²ΠΎΠ»ΠΈΠ»ΠΎ ΡΡΡΠ°Π½ΠΎΠ²ΠΈΡΡ Ρ
Π°ΡΠ°ΠΊΡΠ΅Ρ ΠΊΠΎΠ½ΡΠ΅Π½ΡΡΠ°ΡΠΈΠΎΠ½Π½ΡΡ
ΠΏΠΎΠ»Π΅ΠΉ ΠΊΠ°ΠΆΠ΄ΠΎΠ³ΠΎ ΠΈΠ· Π³Π°Π·ΠΎΠ².ΠΡΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅ Π²ΡΠΏΠΎΠ»Π½Π΅Π½ΠΎ Π² Π£ΡΠ°Π»ΡΡΠΊΠΎΠΌ ΡΠ΅Π΄Π΅ΡΠ°Π»ΡΠ½ΠΎΠΌ ΡΠ½ΠΈΠ²Π΅ΡΡΠΈΡΠ΅ΡΠ΅ Π·Π° ΡΡΠ΅Ρ Π³ΡΠ°Π½ΡΠ° Π ΠΎΡΡΠΈΠΉΡΠΊΠΎΠ³ΠΎ Π½Π°ΡΡΠ½ΠΎΠ³ΠΎ ΡΠΎΠ½Π΄Π° (ΠΏΡΠΎΠ΅ΠΊΡ β14-19-00524)
Computational modeling of coal coke combustion process performed in thermogravimetric analysis device
Π£Π³ΠΎΠ»Ρ ΡΠ²Π»ΡΠ΅ΡΡΡ Π΄Π΅ΡΠ΅Π²ΡΠΌ ΠΈ ΡΠ°ΡΠΏΡΠΎΡΡΡΠ°Π½Π΅Π½Π½ΡΠΌ ΡΠΎΠΏΠ»ΠΈΠ²ΠΎΠΌ Π΄Π»Ρ ΠΏΡΠΎΠΈΠ·Π²ΠΎΠ΄ΡΡΠ²Π° ΡΠ½Π΅ΡΠ³ΠΈΠΈ ΠΈ ΡΠΈΠ½ΡΠ΅Π·-Π³Π°Π·Π°, ΠΏΠΎΡΡΠΎΠΌΡ ΠΈΠ·ΡΡΠ΅Π½ΠΈΠ΅ Π΅Π³ΠΎ ΠΊΠΈΠ½Π΅ΡΠΈΡΠ΅ΡΠΊΠΈΡ
Ρ
Π°ΡΠ°ΠΊΡΠ΅ΡΠΈΡΡΠΈΠΊ ΠΏΠΎΠ·Π²ΠΎΠ»ΠΈΡ ΡΠ΅ΡΡΡΠ·Π½ΠΎ ΠΏΠΎΠ²ΡΡΠΈΡΡ ΡΡΡΠ΅ΠΊΡΠΈΠ²Π½ΠΎΡΡΡ ΡΠ°Π±ΠΎΡΡ ΠΎΠ±ΠΎΡΡΠ΄ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΡ. ΠΠ΅ΡΡΠΏΠ΅ΠΊΡΠΈΠ²Π½ΡΠΌ ΠΌΠ΅ΡΠΎΠ΄ΠΎΠΌ ΠΎΠΏΡΠ΅Π΄Π΅Π»Π΅Π½ΠΈΡ ΠΊΠΈΠ½Π΅ΡΠΈΡΠ΅ΡΠΊΠΈΡ
ΡΠ²ΠΎΠΉΡΡΠ² ΡΠ²ΡΡΠ΄ΠΎΠ³ΠΎ ΡΠΎΠΏΠ»ΠΈΠ²Π° ΡΠ²Π»ΡΠ΅ΡΡΡ ΡΠ΅ΡΠΌΠΎΠ³ΡΠ°Π²ΠΈΠΌΠ΅ΡΡΠΈΡΠ΅ΡΠΊΠΈΠΉ Π°Π½Π°Π»ΠΈΠ· (Π’ΠΠ). ΠΡΠΈΠ±ΠΎΡ Π’ΠΠ (Π² ΡΠ°ΡΡΠ½ΠΎΡΡΠΈ ΠΏΠ΅ΡΡ) ΠΊΠΎΠ½ΡΡΡΡΠΊΡΠΈΠ²Π½ΠΎ ΡΠ»ΠΎΠΆΠ΅Π½ ΠΈ Π½Π΅ Π΄Π°ΡΡ ΠΏΠΎΠ»Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΏΡΠ΅Π΄ΡΡΠ°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΡ ΠΎΠ±ΠΎ Π²ΡΠ΅Ρ
ΡΡΠΎΡΠΎΠ½Π°Ρ
ΠΏΡΠΎΡΠ΅ΡΡΠ°, ΡΠ°ΠΊΠΈΡ
ΠΊΠ°ΠΊ Π°ΡΡΠΎΠ΄ΠΈΠ½Π°ΠΌΠΈΡΠ΅ΡΠΊΠΈΠ΅ ΠΎΡΠΎΠ±Π΅Π½Π½ΠΎΡΡΠΈ ΠΈ ΡΠ°ΡΠΏΡΠ΅Π΄Π΅Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π³Π°Π·ΠΎΠ² Π² ΠΎΠ±ΡΡΠΌΠ΅ ΠΏΠ΅ΡΠΈ. ΠΠ°Π½Π½ΡΠ΅ ΠΏΠ°ΡΠ°ΠΌΠ΅ΡΡΡ, ΠΊΠ°ΠΊ ΠΏΡΠ°Π²ΠΈΠ»ΠΎ, ΠΎΠΏΡΠ΅Π΄Π΅Π»ΡΡΡ ΠΌΠ΅ΡΠΎΠ΄ΠΎΠΌ Π²ΡΡΠΈΡΠ»ΠΈΡΠ΅Π»ΡΠ½ΠΎΠΉ Π³ΠΈΠ΄ΡΠΎΠ΄ΠΈΠ½Π°ΠΌΠΈΠΊΠΈ (CFD). Π Π΄ΠΎΠΊΠ»Π°Π΄Π΅ ΠΌΠΎΠ΄Π΅Π»ΠΈΡΠΎΠ²Π°Π»ΠΎΡΡ Π²Π½ΡΡΡΠ΅Π½Π½Π΅Π΅ ΠΏΡΠΎΡΡΡΠ°Π½ΡΡΠ²ΠΎ ΠΏΠ΅ΡΠΈ, Π²ΠΊΠ»ΡΡΠ°ΡΡΠ΅Π΅ ΡΠΈΠ³Π»ΠΈ, ΠΏΠΎΠ΄ΡΡΠ°Π²ΠΊΡ, Π΄Π΅ΡΠΆΠ°ΡΠ΅Π»Ρ ΠΈ ΡΡΡΠ±ΠΊΡ ΠΏΠΎΠ΄Π°ΡΠΈ Π·Π°ΡΠΈΡΠ½ΠΎΠ³ΠΎ Π³Π°Π·Π° (Π°ΡΠ³ΠΎΠ½Π°). Π ΠΏΠ΅ΡΠ²ΠΎΠΌ ΡΠ»ΡΡΠ°Π΅ ΡΠ°ΡΡΡΡ ΠΏΡΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠ»ΡΡ Π΄Π»Ρ ΡΠΊΡΠΏΠ΅ΡΠΈΠΌΠ΅Π½ΡΠ° Ρ ΠΊΠΎΠ½Π΅ΡΠ½ΠΎΠΉ ΡΠ΅ΠΌΠΏΠ΅ΡΠ°ΡΡΡΠΎΠΉ 4500Π‘, Π° Π²ΠΎ Π²ΡΠΎΡΠΎΠΌ β Π΄Π»Ρ ΡΠΊΡΠΏΠ΅ΡΠΈΠΌΠ΅Π½ΡΠ° Ρ ΠΊΠΎΠ½Π΅ΡΠ½ΠΎΠΉ ΡΠ΅ΠΌΠΏΠ΅ΡΠ°ΡΡΡΠΎΠΉ 7000Π‘. Π ΠΎΠ±ΠΎΠΈΡ
ΡΠ»ΡΡΠ°ΡΡ
ΠΎΠ΄ΠΈΠ½ ΡΠΈΠ³Π΅Π»Ρ Π±ΡΠ» ΠΏΡΡΡΠΎΠΉ, Π΄ΡΡΠ³ΠΎΠΉ β Ρ Π½Π°Π²Π΅ΡΠΊΠΎΠΉ ΠΊΠΎΠΊΡΠ° ΠΡΠ·Π½Π΅ΡΠΊΠΎΠ³ΠΎ ΠΊΠ°ΠΌΠ΅Π½Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΡΠ³Π»Ρ ΠΌΠ°ΡΠΊΠΈ Π. ΠΠΎΠ΄Π΅Π»ΠΈΡΡΠ΅ΠΌΠ°Ρ ΡΠΈΡΡΠ΅ΠΌΠ° ΡΡΠΈΡΠ°Π»Π°ΡΡ ΠΈΠ·ΠΎΡΠ΅ΡΠΌΠΈΡΠ½ΠΎΠΉ Ρ ΡΠ΅ΠΌΠΏΠ΅ΡΠ°ΡΡΡΠ°ΠΌΠΈ 4500Π‘ ΠΈ 7000Π‘ ΠΈ, ΡΠΎΠΎΡΠ²Π΅ΡΡΡΠ²Π΅Π½Π½ΠΎ, ΠΊΠΈΠ½Π΅ΡΠΈΡΠ΅ΡΠΊΠΈΠΌ ΠΈ Π΄ΠΈΡΡΡΠ·ΠΈΠΎΠ½Π½ΡΠΌ ΡΠ΅ΠΆΠΈΠΌΠ°ΠΌΠΈ Π²ΡΠ³ΠΎΡΠ°Π½ΠΈΡ ΠΊΠΎΠΊΡΠ°. Π‘ΡΠ°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΡΠ΅Π·ΡΠ»ΡΡΠ°ΡΠΎΠ², ΠΏΠΎΠ»ΡΡΠ΅Π½Π½ΡΡ
Π΄Π»Ρ Π΄Π²ΡΡ
Π²ΡΡΠ΅ΠΎΠΏΠΈΡΠ°Π½Π½ΡΡ
ΡΠ»ΡΡΠ°Π΅Π², ΠΏΠΎΠ·Π²ΠΎΠ»ΠΈΠ»ΠΎ ΡΡΡΠ°Π½ΠΎΠ²ΠΈΡΡ Ρ
Π°ΡΠ°ΠΊΡΠ΅Ρ Π²Π»ΠΈΡΠ½ΠΈΡ ΡΠ΅ΠΆΠΈΠΌΠ° Π³ΠΎΡΠ΅Π½ΠΈΡ ΠΊΠΎΠΊΡΠ° Π² ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΌ ΠΈΠ· ΡΠΈΠ³Π»Π΅ΠΉ Π½Π° Π°ΡΡΠΎΠ΄ΠΈΠ½Π°ΠΌΠΈΠΊΡ ΠΈ ΠΊΠΎΠ½ΡΠ΅Π½ΡΡΠ°ΡΠΈΠΎΠ½Π½ΡΠ΅ ΠΏΠΎΠ»Ρ Π²Π½ΡΡΡΠΈ ΠΏΠ΅ΡΠΈ ΠΏΡΠΈΠ±ΠΎΡΠ° Π’ΠΠ.Coal is a cheap and videspread fuel for energy and syngas production, so the study of its kinetic characteristics allows to seriously improving the efficiency of the equipment. A promising method for determining the kinetic properties of solid fuels is a thermal gravimetric analysis (TGA). TGA instrument (particularly bake) structurally complicated and does not allow to experimentally determining some important process parameters such as aerodynamic characteristics, and distribution of gases in the kiln volume. These parameters are generally determined by computational fluid dynamics (CFD). The report modeled the interior of the furnace, including crucibles, stand, holder and tube shielding gas (argon). In the first case, the calculation was carried out for experiment with temperature of 4500C, and in the second β experiment with temperature of 7000C. In both cases one of the crucibles was empty and another with the sample coke Kuznetsk coal brand D. Simulated system is considered to be isothermal with a temperature of 450Β°C and 700Β°C and, accordingly, the diffusion regime burning coke. Comparing the results obtained for the above two cases, allowed establishing the nature of the influence of coke combustion process in one of the crucibles on aerodynamics and concentration fields inside the furnace TGA instrument.ΠΡΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅ Π²ΡΠΏΠΎΠ»Π½Π΅Π½ΠΎ Π² Π£ΡΠ°Π»ΡΡΠΊΠΎΠΌ ΡΠ΅Π΄Π΅ΡΠ°Π»ΡΠ½ΠΎΠΌ ΡΠ½ΠΈΠ²Π΅ΡΡΠΈΡΠ΅ΡΠ΅ Π·Π° ΡΡΠ΅Ρ Π³ΡΠ°Π½ΡΠ° Π ΠΎΡΡΠΈΠΉΡΠΊΠΎΠ³ΠΎ Π½Π°ΡΡΠ½ΠΎΠ³ΠΎ ΡΠΎΠ½Π΄Π° (ΠΏΡΠΎΠ΅ΠΊΡ β14-19-00524)
MODELING OF COAL GASIFICATION AND COMBUSTION PROCESSES PERFORMED IN THERMOGRAVIMETRIC ANALYSIS DEVICE
The work substantiates the necessity of measures to improve fuel efficiency in the field of solid-fuel power generation. Gasification and Combustion Research CFD method proposed as one of these measures. The results of these processes modeling in the TGA instrument are listed here.Π ΡΠ°Π±ΠΎΡΠ΅ ΠΎΠ±ΠΎΡΠ½ΠΎΠ²Π°Π½Π° Π½Π΅ΠΎΠ±Ρ
ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡΡ ΠΏΡΠΎΠ²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΡ ΠΌΠ΅ΡΠΎΠΏΡΠΈΡΡΠΈΠΉ ΠΏΠΎ ΠΏΠΎΠ²ΡΡΠ΅Π½ΠΈΡ ΡΡΡΠ΅ΠΊΡΠΈΠ²Π½ΠΎΡΡΠΈ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡΠ·ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΡ ΡΠΎΠΏΠ»ΠΈΠ²Π° Π² ΠΎΠ±Π»Π°ΡΡΠΈ ΡΠ²Π΅ΡΠ΄ΠΎΡΠΎΠΏΠ»ΠΈΠ²Π½ΠΎΠΉ ΡΠ½Π΅ΡΠ³ΠΎΠ³Π΅Π½Π΅ΡΠ°ΡΠΈΠΈ. ΠΡΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅ Π³Π°Π·ΠΈΡΠΈΠΊΠ°ΡΠΈΠΈ ΠΈ Π³ΠΎΡΠ΅Π½ΠΈΡ ΠΌΠ΅ΡΠΎΠ΄ΠΎΠΌ Π²ΡΡΠΈΡΠ»ΠΈΡΠ΅Π»ΡΠ½ΠΎΠΉ Π³ΠΈΠ΄ΡΠΎΠ΄ΠΈΠ½Π°ΠΌΠΈΠΊΠΈ ΠΏΡΠ΅Π΄Π»ΠΎΠΆΠ΅Π½ΠΎ Π² ΠΊΠ°ΡΠ΅ΡΡΠ²Π΅ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΈΠ· Π΄Π°Π½Π½ΡΡ
ΠΌΠ΅ΡΠΎΠΏΡΠΈΡΡΠΈΠΉ. ΠΡΠΈΠ²Π΅Π΄Π΅Π½Ρ ΡΠ΅Π·ΡΠ»ΡΡΠ°ΡΡ ΠΏΠΎ ΠΌΠΎΠ΄Π΅Π»ΠΈΡΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΡ ΡΡΠΈΡ
ΠΏΡΠΎΡΠ΅ΡΡΠΎΠ² Π² ΠΏΡΠΈΠ±ΠΎΡΠ΅ ΡΠ΅ΡΠΌΠΎΠ³ΡΠ°Π²ΠΈΠΌΠ΅ΡΡΠΈΡΠ΅ΡΠΊΠΎΠ³ΠΎ Π°Π½Π°Π»ΠΈΠ·Π°.ΠΡΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅ Π²ΡΠΏΠΎΠ»Π½Π΅Π½ΠΎ Π² Π£ΡΠ°Π»ΡΡΠΊΠΎΠΌ ΡΠ΅Π΄Π΅ΡΠ°Π»ΡΠ½ΠΎΠΌ ΡΠ½ΠΈΠ²Π΅ΡΡΠΈΡΠ΅ΡΠ΅ Π·Π° ΡΡΠ΅Ρ Π³ΡΠ°Π½ΡΠ° Π ΠΎΡΡΠΈΠΉΡΠΊΠΎΠ³ΠΎ Π½Π°ΡΡΠ½ΠΎΠ³ΠΎ ΡΠΎΠ½Π΄Π° (ΠΏΡΠΎΠ΅ΠΊΡ β14-19-00524