1.1. From gasification to oxy-co-gas

1.1. From gasification to oxy-co-gasification
Gasification (with air) is usually used in small plants of several megawatts. These plants are suitable for using biomass because this is usually a disperse resource and transport can increase its cost. They are composed of a gasifier, a quite simple gas cleaning system and an internal combustion engine [1,2]. Another interesting option that can achieve higher efficiency is the use of biomass-fired air blown gasification combined cycle (ABGCC) power plants like the Va ¨rnamo, Arable Biomass Renewable Energy (ARBRE) and Thermie Energy Farm demonstration projects [1,3–5]. The first plant provided 6 and 9 MW to a district heating system, while the others generate 8 and 14 MW, respectively. Due to the complexity and cost of an air separation unit, oxy-gasification is used in large coal-fired IGCC power plants, and for the production of H2 and chemicals [6–8]. The composition of the cleaned gas (mainly CO and H2) opens the way to CO2 capture by using several techniques (although this possibility is not yet used). For example, a Nomenclature
ac O2 coefficient in combustion equation bc CO coefficient in combustion equation cc CO2 coefficient in combustion equation CGE cold gas efficiency d distance daf dry and ash free d.b. dry basis dc H2O coefficient in combustion equation ec H2S coefficient in combustion equation fc N2 coefficient in combustion equation h hydrogen subscript in char formula hf hydrogen subscript in fuel formula HRSG heat recovery steam generator i real operation point j point in an iso-line k point in a four-point group LHV low heating value max maximum min minimum n nitrogen subscript in char formula nf nitrogen subscript in fuel formula o oxygen subscript in char formula of oxygen subscript in fuel formula p parameter s sulphur subscript in char formula sf sulphur subscript in fuel formula w moisture subscript in fuel formula w.b. wet basis wt weight x independent variable y independent variable z dependent variable 0 coordinate of point in a iso-line d increment
shift reactor can displace the equilibrium to produce CO2 and H2, and then chemical absorption or membranes [9] can be used to separate the CO2. Another option consists on burning separately H2 and CO by using oxygen [10]. Finally, the gas could be burnt with O2 plus CO2 recycled from the same combustion process in the gas turbine. Oxy-co-gasification is similar to oxy-gasification but replacing part of the coal by biomass, which implies an additional CO2 emissions reduction. Oxy-co-gasification of coal with straw or sewage sludge in an IGCC has been studied by British Coal. The University of Essen researched the use of coal/biomass combinations for IGCC applications, concluding that up to 10% biomass in an oxygen-blown entrained blown gasifier is technically feasible although net electrical efficiencies would be slightly lower due to energy needed for biomass pre-treatment [11]. Oxy-co-gasification of coal and biomass in Buggenum IGCC Power Plant has also been proposed in a study that consists of two parts: preliminary desk study [12] and exploratory experimental work [13]. It should be noted that the combined use of biomass and coal in the same power plant allows to use biomass without the main problems of small biomass-fired power plants (high specific cost, low efficiency and shut-off risk if there is a biomass shortage). One way to do this is by burning coal and biomass (co-firing) [14]. Another option consists on gasifying biomass and burning the gaseous fuel in a coal boiler [2]. Finally, co-gasification, mainly oxy- co-gasification, allows increased efficiency and reduced environmental impact.
1.2. Gasifier operation in oxy-gasification and oxy-co-gasification
A key issue in oxy-gasification and oxy-co-gasification is the operation of an oxygen-blown gasifier. Proper gasifier operation is more critical than boiler operation, because it does not consist in just maximising efficiency but other issues, that in turn requires keeping several output variables (gas composition and gasification temperature) in correct ranges and maximising fuel/gas conversion by adjusting two input variables (oxygen and steam that are introduced in the gasifier). Gasification temperature is a variable that cannot be measured but has to be kept in a right range because it determines not only efficiency but also safe operation. An error in oxygen measurement could cause either very high temperatures that can damage the equipment or (in slagging gasifiers) low temperatures that can stop slag flow and blocking. Besides, although output variables could be considered separately, a modification in an input variable implies changes in all output variables, so that all dependencies should be understood and integrated. In oxy-co-gasification, fuel modification is an additional difficulty. In this work, the problem of gasifier operation in oxy-gasification and oxy-co-gasification is tackled. First, a validated model of the gasifier of an IGCC power plant is applied to simulate the oxy-co-gasification of coal, coke and up to 10% of several types of biomass, in order to obtain the operation strategies depending on the fuel mixture. Second, the operation maps are applied as a tool for improving gasifier operation. These maps constitute a graphic tool that helps to operate the gasifier in a safe and efficient way. They can be built by using a model or directly from plant data. The case of study is Elcogas IGCC Power Plant in Puertollano (Spain). This is a demonstration project where several European companies have worked together (it was selected as a target project of the THERMIE program of the European Union).
2. The model of the gasifier
2.1. Description of the gasifier
Puertollano IGCC power plant furnishes an efficient pressurised entrained flow (PRENFLO) gasifier built by Krupp-Koppers. The fuel is a mixture of high-ash local coal and high-sulphur petroleum coke at 50% in weight. A small amount of limestone (2%) is added to favour ash fluidisation. The gasifying agents are oxygen (85% purity) and steam. Fuel, oxygen and steam are introduced in the reaction chamber by using four burners. They react very quickly (residence time around few seconds) at high temperatures generating a combustible gas mainly composed of CO and H2 that leaves the reaction chamber by its upper part. Due to the high temperatures, the ash of the fuel becomes slag that flows to the bottom. Walls of the reaction chamber are cooled by boiling water (Fig. 1). Gas leaving the reaction chamber is quenched with a cold gas stream in order to stop gas phase reactions and enter the evaporators with adequate operation conditions.
A. Valero, S. Uso ´n / Energy 31 (2006) 1643–1655 1645
The gas is then cooled in a heat recovery steam generator (HRSG) to produce a temperature at which it can be cleaned. The HRSG consists of two boilers. The first one generates high-pressure steam and is included inside the same pressurised vessel as the reaction chamber. The second one generates medium pressure steam. Both have a special design in order to reduce fouling (Fig. 2). The gas used for quenching is taken from the cold gas flow that leaves the HRSG. Since the amount of fuel is fixed by the synthesis gas that the turbine demands, operators can control gasification reactions by adjusting the flows of oxygen and steam (actually oxygen/fuel and steam/fuel ratios). Quench gas flow is also modified but this parameter is used to control temperature distributions and fouling in the HRSG and it is not considered here.
2.2. Gasifier modelling
Several models have been proposed to simulate the reaction chamber of an entrained flow gasifier. Van der Burgt uses a simple model based on constant fuel conversion ratio (that avoids the simulation of the gasification process) and gas phase equilibrium [15]. Wen proposes a model based on the division of the gasification process into three stages (volatilisation and volatiles combustion, char combustion and char gasification) and in the simulation of gas- particle interactions by using an unreacted-core-shrinking model [16]. Since the gasifier has been built, a CFD model that provides the value of properties in all the gasifier is not mostly needed. However, dependence of fuel conversion ratio with operation conditions should be considered. To do so, a model has been developed that simulates the gasification process suffered by a fuel particle. This model uses the process division proposed by Wen but have some differences. First of all, it takes sulphur into account (which is a very important issue due the high sulphur content of the fuel used by Elcogas IGCC power plant). Second, it considers two isothermal zones, one for the first and second and the other for the third stage. Volatilisation is the decomposition of coal into volatiles and a carbon residue called char. This process can be represented by the following equation
A. Valero, S. Uso ´n / Energy 31 (2006) 1643–16551646
where CHhfOofNnfSsf(H2O)wZ is the molecular formula of the fuel, CHhOoNnSsZ is the molecular formula of the char and V are the volatiles. As volatiles are released, they are burned. Loison [17] provides correlations for volatiles composition and Badzioch [18] provides expressions for the amount of volatiles and for kinetics. In the combustion and gasification stages, char particles react with the gas. To represent this interaction, an unreacted-core-shrinking model is used. This model assumes that chemical reactions take place in a spherical surface that separate the core that has not reacted of the ash cover where non-mineral matter has already been consumed. During the combustion stage, the particle reacts with O2 (combustion), CO2 (Boudouard reaction) and H2O (steam gasification), which had flown through the ash layer from the gas to the core surface.
A. Valero, S. Uso ´n / Energy 31 (2006) 1643–1655 1647
The products of these three reactions flow fro

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

1.1 จาก gasification การเชื้อ-co-gasificationGasification (มีแอร์) มักจะใช้ในพืชขนาดเล็กของหลายเมกะวัตต์ พืชเหล่านี้เหมาะสำหรับการใช้ชีวมวลเนื่องจากโดยปกติทรัพยากร disperse และขนส่งสามารถเพิ่มต้นทุน จะประกอบด้วย gasifier แก๊สค่อนข้างง่ายที่ทำความสะอาดระบบและเครื่องยนต์สันดาปภายใน [1, 2] อีกตัวเลือกที่น่าสนใจที่สามารถบรรลุสูง efficiency คือ การใช้ชีวมวล fired อากาศเป่าไฟฟ้าวงจร (ABGCC) gasification รวม Va ¨rnamo เพาะปลูกชีวมวลทดแทนพลังงาน (ARBRE) และโครงการสาธิตฟาร์มพลังงาน Thermie [1,3-5] โรงงาน first ให้ 6 และ 9 MW เป็นอำเภอ ระบบทำความร้อนในขณะที่คนอื่น ๆ สร้าง 8 และ 14 MW ตามลำดับ ความซับซ้อนและต้นทุนของหน่วยแยกอากาศ เชื้อ gasification จะใช้ ในโรงไฟฟ้า IGCC fired ถ่านหินขนาดใหญ่ และการผลิต H2 และเคมี [6-8] องค์ประกอบของก๊าซสะอาด (ส่วนใหญ่เป็น CO และ H2) เปิดตามการจับ CO2 โดยการใช้เทคนิคต่าง ๆ (แม้ว่าโอกาสนี้ไม่ได้ใช้) ตัวอย่าง มีระบบการตั้งชื่อcoefficient ac O2 ในสมการการเผาไหม้ bc CO coefficient ในเผาไหม้สมการ coefficient cc CO2 ในเผาไหม้สมการ d efficiency ก๊าซเย็น CGE เวย์ระยะทางเยอรมันแห้งและเถ้าฟรี d.b. แห้ง coefficient dc H2O พื้นฐานใน coefficient ec ไข่เน่าสมการการเผาไหม้ใน coefficient fc N2 สมการการเผาไหม้ในสมการการเผาไหม้ไฮโดรเจน h ตัวห้อยในตัวห้อยไฮโดรเจน hf สูตรอักขระในสูตรน้ำมันเครื่องกำเนิดไอน้ำการกู้คืนความร้อน HRSG ฉันชี้เจจุดดำเนินการจริงในจุดใช้งาน iso สาย k ในการ กลุ่ม 4 ระดับต่ำความร้อนค่าต่ำสุดสูงสุดสูงสุดต่ำสุด n ไนโตรเจนตัวห้อยในอักขระสูตร nf ไนโตรเจนตัวห้อยในตัวห้อยออกซิเจน o สูตรน้ำมันในสูตรอักขระของตัวห้อยของออกซิเจนในน้ำมันเชื้อเพลิงสูตร p พารามิเตอร์ s ซัลเฟอร์ตัวห้อยในอักขระตัวห้อยซัลเฟอร์สูตร sf ในตัวห้อยความชื้น w สูตรน้ำมันเชื้อเพลิงในน้ำมันเชื้อเพลิงสูตรเปียก w.b. wt น้ำหนัก x ตัวแปรอิสระ y ตัวแปรอิสระ z ขึ้นอยู่กับการผันแปร 0 พิกัดของจุดใน iso สาย LHV เพิ่ม dกะเครื่องปฏิกรณ์สามารถเลื่อนสมดุลการผลิต CO2 และ H2 แล้ว ดูดซึมสารเคมีหรือสาร [9] สามารถใช้ CO2 ที่แยก ตัวเลือกอื่นประกอบด้วยในการเขียนแยก CO และ H2 โดยใช้ออกซิเจน [10] สุดท้าย ก๊าซที่สามารถไหม้กับ O2 และ CO2 รีไซเคิลจากการเผาไหม้เหมือนในกังหันก๊าซ เชื้อ-co-gasification คล้ายกับเชื้อ gasification แต่ส่วนการเปลี่ยนถ่านหินโดยชีวมวล ซึ่งหมายถึงการลดการปล่อยก๊าซ CO2 เพิ่มเติมได้ มีการศึกษาเชื้อ-co-gasification ถ่านหินกับฟางหรือกากตะกอนในการ IGCC โดยถ่านหินอังกฤษ มหาวิทยาลัยเอสเซนทำวิจัยการใช้ชุดถ่านหิน/ชีวมวลสำหรับโปรแกรมประยุกต์ IGCC สรุปที่ถึงชีวมวล 10% ในการเป่าออกซิเจนฟองเป่า gasifier จะเป็นไปได้ทางเทคนิคแต่ efficiencies สุทธิไฟฟ้าจะต่ำกว่าเล็กน้อยเนื่องจากพลังงานที่จำเป็นสำหรับการรักษาก่อนชีวมวล [11] เชื้อ-co-gasification ของถ่านหินและชีวมวลในโรงไฟฟ้า Buggenum IGCC ได้ถูกเสนอในการศึกษาที่ประกอบด้วยสองส่วน: ศึกษาโต๊ะเบื้องต้น [12] และงานทดลองเชิงบุกเบิก [13] ก็ควรจดบันทึกว่า ใช้รวมของชีวมวลและถ่านหินในโรงไฟฟ้าเดียวกันช่วยให้การใช้ชีวมวล โดยปัญหาหลักของโรงไฟฟ้าชีวมวลขนาดเล็ก-fired (ต้นทุนสูง specific, efficiency ต่ำสุด และปิดความเสี่ยงถ้ามีขาดชีวมวล) วิธีหนึ่งคือการเผาถ่านหินและชีวมวล (co-firing) [14] อีกทางเลือกประกอบด้วย gasifying ชีวมวล และการเผาไหม้เชื้อเพลิงในบอยเลอร์ถ่านหิน [2] เป็นต้น ในที่สุด บริษัท gasification ส่วนใหญ่เชื้อ-co-gasification ช่วยให้ efficiency เพิ่มขึ้น และลดผลกระทบสิ่งแวดล้อม1.2. การดำเนินงาน Gasifier gasification เชื้อและเชื้อ-co-gasificationA key issue in oxy-gasification and oxy-co-gasification is the operation of an oxygen-blown gasifier. Proper gasifier operation is more critical than boiler operation, because it does not consist in just maximising efficiency but other issues, that in turn requires keeping several output variables (gas composition and gasification temperature) in correct ranges and maximising fuel/gas conversion by adjusting two input variables (oxygen and steam that are introduced in the gasifier). Gasification temperature is a variable that cannot be measured but has to be kept in a right range because it determines not only efficiency but also safe operation. An error in oxygen measurement could cause either very high temperatures that can damage the equipment or (in slagging gasifiers) low temperatures that can stop slag flow and blocking. Besides, although output variables could be considered separately, a modification in an input variable implies changes in all output variables, so that all dependencies should be understood and integrated. In oxy-co-gasification, fuel modification is an additional difficulty. In this work, the problem of gasifier operation in oxy-gasification and oxy-co-gasification is tackled. First, a validated model of the gasifier of an IGCC power plant is applied to simulate the oxy-co-gasification of coal, coke and up to 10% of several types of biomass, in order to obtain the operation strategies depending on the fuel mixture. Second, the operation maps are applied as a tool for improving gasifier operation. These maps constitute a graphic tool that helps to operate the gasifier in a safe and efficient way. They can be built by using a model or directly from plant data. The case of study is Elcogas IGCC Power Plant in Puertollano (Spain). This is a demonstration project where several European companies have worked together (it was selected as a target project of the THERMIE program of the European Union).2.รูปแบบของ gasifier2.1. คำอธิบายของ gasifierโรงไฟฟ้า Puertollano IGCC furnishes efficient การ pressurised gasifier flow ฟอง (PRENFLO) ที่สร้างขึ้น โดย Krupp-Koppers เชื้อเพลิงมีส่วนผสมของเถ้าสูงเฉพาะถ่านหินและปิโตรเลียมซัลเฟอร์สูงโค้ก 50% น้ำหนัก หินปูน (2%) จำนวนเพิ่มโปรดปรานเถ้า fluidisation ตัวแทน gasifying มีออกซิเจน (ความบริสุทธิ์ 85%) และไอน้ำ เชื้อเพลิง ออกซิเจน และไอน้ำแนะนำในห้องปฏิกิริยาโดยเขียน 4 พวกเขาตอบสนองอย่างรวดเร็ว (เรสซิเดนซ์ครั้งไม่กี่วินาที) ที่อุณหภูมิสูง สร้างก๊าซเผาไหม้ส่วนใหญ่ประกอบด้วย CO และ H2 ที่ออกจากห้องปฏิกิริยา โดยส่วนบน เนื่องจากอุณหภูมิสูง เถ้าของเชื้อเพลิงกลายเป็น slag ที่ flows ที่ด้านล่าง ผนังของห้องปฏิกิริยาจะระบายความร้อนด้วย โดยต้มน้ำ (Fig. 1) ก๊าซที่ออกจากห้องปฏิกิริยาเป็น quenched กับกระแสก๊าซเย็นเพื่อหยุดปฏิกิริยาระยะก๊าซ และป้อน evaporators กับเงื่อนไขการดำเนินงานอย่างเพียงพออ.วาเลโร S. Uso ´n / พลังงาน 31 (2006) 1643 – 1655 1645ก๊าซเป็นแล้วระบายความร้อนด้วยความร้อนกู้เครื่องกำเนิดไอน้ำ (HRSG) ผลิตไข้ในที่ซึ่งมันสามารถทำความสะอาด HRSG ประกอบด้วยหม้อไอน้ำที่สอง first หนึ่งสร้างไอน้ำแรงดันสูง และอยู่ภายในเรือ pressurised เดียวเป็นห้องปฏิกิริยา สองสร้างไอน้ำความดันปานกลาง ทั้งสองได้ออกแบบเป็นพิเศษเพื่อลด fouling (Fig. 2) แก๊สที่ใช้สำหรับการชุบจะนำมาจาก flow ก๊าซเย็นที่ทิ้ง HRSG เนื่องจากจำนวนเชื้อ fixed โดยก๊าซสังเคราะห์ที่ต้องการกังหัน ผู้ประกอบการสามารถควบคุมปฏิกิริยา gasification โดยการปรับ flows ของออกซิเจนและไอน้ำ (จริงเชื้อเพลิง/ออกซิเจนและไอน้ำ/น้ำมันอัตราส่วน) ดับแก๊ส flow เป็น modified แต่ใช้พารามิเตอร์นี้เพื่อควบคุมการกระจายอุณหภูมิ และ fouling การ HRSG และไม่ถือว่าที่นี่2.2 แบบจำลอง Gasifierหลายรุ่นได้รับการเสนอการจำลองห้องปฏิกิริยาของการ gasifier flow ฟอง แวนแดร์ Burgt ใช้แบบอย่างตามอัตราส่วนการแปลงเชื้อเพลิงคง (ที่หลีกเลี่ยงการจำลองกระบวนการ gasification) และแก๊สระยะสมดุล [15] เหวินเสนอแบบจำลองในส่วนของกระบวนการ gasification ในสามขั้นตอน (volatilisation และ volatiles การเผาไหม้ เผาไหม้อักขระ และอักขระ gasification) และ ในการจำลองของอนุภาคแก๊สโต้ตอบ โดยใช้รูปแบบการ unreacted-แกนหดตัว [16] เนื่องจาก gasifier ที่ถูกสร้างขึ้น แบบ CFD ที่แสดงค่าของคุณสมบัติใน gasifier ทั้งหมด ไม่ส่วนใหญ่ต้องการ อย่างไรก็ตาม พึ่งพาอัตราส่วนการแปลงเชื้อเพลิงกับเงื่อนไขการดำเนินการควรพิจารณาการ ทำเพื่อ แบบจำลองได้รับการพัฒนาที่จำลองกระบวนการ gasification รับอนุภาคน้ำมัน รุ่นนี้ใช้ส่วนกระบวนการนำเสนอ โดยเหวิน แต่มีความแตกต่าง ประการแรก ใช้ซัลเฟอร์ในบัญชี (ซึ่งเป็นปัญหาสำคัญมากครบกำหนดเนื้อหาซัลเฟอร์สูงของเชื้อเพลิงที่ใช้ โดยโรงไฟฟ้า Elcogas IGCC) ที่สอง มันพิจารณา isothermal โซนสอง หนึ่ง first สอง และอื่น ๆ สำหรับขั้นตอนที่สาม Volatilisation คือ การเน่าของถ่านหิน volatiles และสารตกค้างเป็นคาร์บอนที่เรียกว่าอักขระ กระบวนการนี้สามารถแสดงได้ โดยสมการต่อไปนี้ อ.วาเลโร S. Uso ´n / พลังงาน 31 (2006) 1643 – 16551646wZ CHhfOofNnfSsf (H2O) เป็น สูตรโมเลกุลของเชื้อเพลิง CHhOoNnSsZ เป็น volatiles มีสูตรโมเลกุลของอักขระและ V ขณะที่มีการเปิดตัว volatiles พวกเขาจะเขียน Loison [17] ให้ความสัมพันธ์ในองค์ประกอบ volatiles และ Badzioch [18] แสดงนิพจน์ สำหรับ volatiles และจลนพลศาสตร์ ในขั้นของการเผาไหม้และ gasification อนุภาคอักขระที่ไม่ทำปฏิกิริยากับก๊าซ แสดงการโต้ตอบนี้ เป็นใช้แบบจำลอง unreacted-หลักการหดตัว รุ่นนี้ถือว่า ปฏิกิริยาเคมีเกิดในพื้นผิวทรงกลมที่แยกหลักที่มีปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นไม่ปกเถ้า ที่เรื่องไม่ใช่แร่ได้แล้วใช้ ในระหว่างขั้นตอนการเผาไหม้ อนุภาคทำปฏิกิริยากับ O2 (เผาไหม้), CO2 (Boudouard ปฏิกิริยา) และ H2O (ไอ gasification), ซึ่งมี flown ผ่านชั้นเถ้าจากก๊าซพื้นผิวหลักการอ.วาเลโร S. Uso ´n / พลังงาน 31 (2006) 1643 – 1655 1647ผลิตภัณฑ์ของ flow เหล่านี้ปฏิกิริยาสามหวี

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

1.1 ไอออนบวกจากสายการ gasi ออกซิเจนร่วม gasi สายไอออนบวก
Gasi ไอออนบวกสาย (มีอากาศ) มักจะถูกนำมาใช้ในโรงงานขนาดเล็กหลายเมกะวัตต์ พืชเหล่านี้มีความเหมาะสมสำหรับการใช้ชีวมวลเพราะมักจะเป็นทรัพยากรกระจายและการขนส่งสามารถเพิ่มค่าใช้จ่ายของ พวกเขาจะประกอบด้วยเอ้อ gasi fi, ก๊าซค่อนข้างง่ายระบบการทำความสะอาดและเครื่องยนต์สันดาปภายใน [1,2] อีกตัวเลือกที่น่าสนใจที่สามารถบรรลุ ciency EF ไฟที่สูงขึ้นคือการใช้อากาศ biomass- สายสีแดงเป่าไอออนบวกสาย gasi วงจรรวม (ABGCC) โรงไฟฟ้าเช่นเวอร์จิเนีย¨rnamo, เพาะปลูกชีวมวลพลังงานทดแทน (ARBRE) และ Thermie ฟาร์มพลังงานโครงการสาธิต [1,3-5 ] ไฟโรงงานแรกที่ให้ 6 และ 9 เมกะวัตต์กับระบบเขตร้อนในขณะที่คนอื่น ๆ สร้าง 8 และ 14 เมกะวัตต์ตามลำดับ เนื่องจากความซับซ้อนและค่าใช้จ่ายของหน่วยแยกอากาศ, ไอออนบวกสายออกซิเจน gasi ใช้ในขนาดใหญ่สายสีแดงถ่านหินโรงไฟฟ้า IGCC และการผลิต H2 และสารเคมี [6-8] องค์ประกอบของก๊าซทำความสะอาด (ส่วนใหญ่ CO และ H2) จะเปิดทางไปสู่การจับกุม CO2 โดยใช้เทคนิคหลายอย่าง (แม้ว่าความเป็นไปได้นี้จะยังไม่ได้ใช้) ยกตัวอย่างเช่นการตั้งชื่อ
ac O2 COEF ไฟเพียงพอในสมการเผาไหม้ พ.ศ. CO COEF ไฟเพียงพอในการเผาไหม้สมซีซี CO2 COEF ไฟเพียงพอในการเผาไหม้สม CGE ก๊าซเย็น EF ไฟขาดเพียงระยะทาง d DAF แห้งและเถ้าฟรีฐานข้อมูลพื้นฐาน dc แห้ง H2O COEF ไฟเพียงพอในการเผาไหม้สม ec H2S COEF ไฟเพียงพอในการเผาไหม้สม fc N2 COEF เพียงพอไฟในการเผาไหม้สมชั่วโมงห้อยไฮโดรเจนถ่านสูตรห้อย HF ไฮโดรเจนในน้ำมันเชื้อเพลิงสูตร HRSG เครื่องกำเนิดไอน้ำกู้คืนความร้อนฉันจุดจุดญการดำเนินการจริงในจุด k มาตรฐาน ISO บรรทัดในกลุ่มสี่จุด LHV ค่าความร้อนต่ำสูงสุดสูงสุดนาทีขั้นต่ำ n ห้อยไนโตรเจนในถ่านสูตรห้อยไนโตรเจน NF ในน้ำมันเชื้อเพลิงสูตรห้อยออกซิเจน o ในสูตรถ่านออกซิเจนห้อยในน้ำมันเชื้อเพลิงสูตรพีพารามิเตอร์ s ห้อยกำมะถันในถ่านสูตรเอสเอฟห้อยกำมะถันในน้ำมันเชื้อเพลิงสูตรน้ำหนักห้อยความชื้นในน้ำมันเชื้อเพลิงสูตรปอนด์น้ำหนักน้ำหนักพื้นฐานเปียก x อิสระ ตัวแปรอิสระตัวแปร Y Z 0 ตัวแปรตามพิกัดของจุดในมาตรฐาน ISO บรรทัด d
เพิ่มกะปฏิกรณ์สามารถแทนที่ความสมดุลในการผลิตCO2 และ H2 และจากนั้นการดูดซึมสารเคมีหรือเยื่อ [9] สามารถใช้ในการแยกก๊าซ CO2 อีกตัวเลือกหนึ่งประกอบด้วยเผาแยก H2 และ CO โดยใช้ออกซิเจน [10] สุดท้ายก๊าซอาจจะถูกเผาด้วย O2 CO2 บวกรีไซเคิลจากกระบวนการเผาไหม้เดียวกันในกังหันก๊าซ Oxy-ร่วม gasi ไอออนไฟคล้ายกับไอออนบวกสายออกซิเจน gasi แต่เป็นส่วนหนึ่งของการเปลี่ยนถ่านหินจากชีวมวลซึ่งนัยปล่อย CO2 ลดลงเพิ่มเติม Oxy-ร่วม gasi ไอออนไฟถ่านหินด้วยฟางหรือกากตะกอนน้ำเสียใน IGCC ได้รับการศึกษาจากถ่านหินอังกฤษ มหาวิทยาลัยเอสเซนวิจัยใช้ถ่านหิน / รวมกันชีวมวลสำหรับการใช้งาน IGCC ที่สรุปว่าถึงชีวมวล 10% ในออกซิเจนเป่าฟองเป่า gasi เอ้อไฟเป็นไปได้ในทางเทคนิคแม้ว่าสุทธิ ciencies ไฟ EF ไฟฟ้าจะลดลงเล็กน้อยเนื่องจากพลังงานที่จำเป็นสำหรับพลังงานชีวมวลก่อน การรักษา [11] Oxy-ร่วม gasi ไอออนไฟถ่านหินและชีวมวลใน Buggenum IGCC โรงไฟฟ้ายังได้รับการเสนอในการศึกษาที่ประกอบด้วยสองส่วน: การศึกษาเบื้องต้นโต๊ะ [12] และการสำรวจการทดลอง [13] มันควรจะตั้งข้อสังเกตว่าการใช้งานร่วมกันของชีวมวลและถ่านหินในโรงไฟฟ้าเดียวกันช่วยให้การใช้ชีวมวลโดยไม่มีปัญหาหลักของเล็ก ๆ biomass- สายโรงไฟสีแดง (speci ไฟค่าใช้จ่ายคสูง ciency ไฟ EF ต่ำและความเสี่ยงปิดถ้ามีปัญหาการขาดแคลนชีวมวล ) วิธีหนึ่งที่จะทำเช่นนี้คือโดยการเผาไหม้ถ่านหินและชีวมวล (แหวนไฟร่วม) [14] อีกตัวเลือกหนึ่งในการประกอบช่วยเปลี่ยนเป็นก๊าซชีวมวลและการเผาไหม้ก๊าซเชื้อเพลิงในหม้อไอน้ำถ่านหิน [2] สุดท้ายร่วม gasi ไอออนบวก fi, ส่วนใหญ่ oxy- ร่วม gasi ไอออนบวก fi, ที่เพิ่มขึ้นช่วยให้การขาดไฟ EF และผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่ลดลง.
1.2 การดำเนินการ Gasi ไฟเอ้อในออกซิเจนไอออนบวก gasi fi และออกซิเจนร่วม gasi
ไอออนไฟปัญหาสำคัญในออกซิเจนไอออนบวกgasi fi และออกซิเจนร่วม gasi สายไอออนบวกคือการดำเนินการของ gasi ออกซิเจนเป่าเอ้อ Fi จะ gasi การดำเนินงานเอ้อสายที่เหมาะสมเป็นสิ่งที่สำคัญมากกว่าการดำเนินงานของบอยเลอร์เพราะมันไม่ได้ประกอบด้วยเพียงการเพิ่มการขาดไฟ EF แต่ปัญหาอื่น ๆ ที่ในการเปิดต้องพยายามรักษาตัวแปรที่ส่งออกหลายคน (องค์ประกอบก๊าซและ gasi อุณหภูมิไอออนบวก FI) ในช่วงที่ถูกต้องและการเพิ่มประสิทธิภาพการแปลงเชื้อเพลิง / ก๊าซโดยการปรับสอง ตัวแปร (ออกซิเจนและไอน้ำที่จะนำมาใช้ในสาย gasi เอ้อ) Gasi อุณหภูมิไอออนไฟเป็นตัวแปรที่ไม่สามารถวัดได้ แต่ต้องเก็บไว้ในช่วงที่เหมาะสมเพราะกำหนด ciency ไฟ EF ไม่เพียง แต่ยังทำงานที่ปลอดภัย เกิดข้อผิดพลาดในการวัดค่าออกซิเจนอาจก่อให้เกิดทั้งอุณหภูมิที่สูงมากที่สามารถทำให้อุปกรณ์เสียหายหรือ (ใน slagging gasi ERS FI) อุณหภูมิต่ำที่สามารถหยุดตะกรันชั้นโอ๊ยและการปิดกั้น นอกจากนี้แม้จะมีตัวแปรที่ส่งออกจะได้รับการพิจารณาแยกเป็นไอออนบวก Modi ไฟในตัวแปรหมายถึงการเปลี่ยนแปลงในตัวแปรที่ส่งออกทั้งหมดเพื่อให้การอ้างอิงทุกคนควรจะเข้าใจและบูรณาการ ในออกซิเจนร่วม gasi ไอออนบวก fi, ไอออนบวกเชื้อเพลิง Modi ไฟเป็น culty แตกไฟเพิ่มเติม ในงานนี้ปัญหาของการดำเนินงาน gasi ไฟเอ้อในออกซิเจนไอออนบวก gasi fi และออกซิเจนร่วม gasi ไอออนไฟเป็นความท้าทาย ครั้งแรกที่เป็นรูปแบบการตรวจสอบของเอ้อ gasi ไฟของโรงไฟฟ้า IGCC ถูกนำไปใช้เพื่อจำลองออกซิเจนร่วม gasi สายไอออนบวกถ่านหินโค้กและได้ถึง 10% ของหลายประเภทของชีวมวลเพื่อให้ได้กลยุทธ์การดำเนินงานขึ้นอยู่กับส่วนผสมน้ำมันเชื้อเพลิง . ประการที่สองการดำเนินการแผนที่จะนำไปใช้เป็นเครื่องมือในการดำเนินการในการปรับปรุงสายเอ้อ gasi แผนที่เหล่านี้เป็นเครื่องมือที่มีกราฟิกที่ช่วยในการดำเนินการเอ้อ gasi สายในสายที่ปลอดภัยและ EF วิธีที่เพียงพอ พวกเขาสามารถที่จะสร้างขึ้นโดยใช้รูปแบบหรือโดยตรงจากข้อมูลโรงงาน กรณีของการศึกษาคือ Elcogas IGCC โรงไฟฟ้า Puertollano (สเปน) นี้เป็นโครงการสาธิตที่ บริษัท ยุโรปหลายแห่งมีการทำงานร่วมกัน (มันได้รับเลือกเป็นโครงการเป้าหมายของโปรแกรม THERMIE ของสหภาพยุโรป).
2 รูปแบบของไฟ gasi เอ้อ
2.1 คำอธิบายของ gasi ไฟเอ้อ
Puertollano โรงไฟฟ้า IGCC furnishes เพียงพอ EF ไฟแรงดันฟองชั้นโอ๊ย (PRENFLO) gasi ไฟเอ้อสร้างขึ้นโดย Krupp-Koppers น้ำมันเชื้อเพลิงที่มีส่วนผสมของเถ้าถ่านหินสูงท้องถิ่นและผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมกำมะถันสูงที่ 50% ในปีน้ำหนัก จำนวนเงินที่เล็ก ๆ ของหินปูน (2%) มีการเพิ่มเพื่อให้ประโยชน์แก่เถ้าชั้น uidisation ตัวแทนช่วยเปลี่ยนเป็นก๊าซที่มีออกซิเจน (ความบริสุทธิ์ 85%) และไอน้ำ เชื้อเพลิงออกซิเจนและไอน้ำจะถูกนำมาใช้ในห้องปฏิกิริยาโดยใช้สี่เตา พวกเขาตอบสนองได้อย่างรวดเร็ว (เวลาที่อยู่อาศัยรอบไม่กี่วินาที) ที่อุณหภูมิสูงการสร้างก๊าซที่ติดไฟได้ส่วนประกอบของ CO และ H2 ที่ใบห้องปฏิกิริยาโดยส่วนบนของ เนื่องจากอุณหภูมิที่สูงเถ้าของน้ำมันเชื้อเพลิงที่จะกลายเป็นตะกรันที่ชั้นกระแสไปที่ด้านล่าง ผนังของห้องปฏิกิริยาที่มีการระบายความร้อนด้วยน้ำเดือด (รูปที่ 1). แก๊สออกจากห้องปฏิกิริยาจะดับด้วยแก๊สเย็นเพื่อหยุดปฏิกิริยาก๊าซและป้อนระเหยที่มีสภาพการดำเนินงานอย่างเพียงพอ.
เอ Valero เอสยูเอส'n / พลังงาน 31 (2006) 1643-1655 1645
ก๊าซจะเย็นแล้วในเครื่องกำเนิดไอน้ำกู้คืนความร้อน (HRSG) ในการผลิตอุณหภูมิที่จะสามารถทำความสะอาด HRSG ประกอบด้วยสองหม้อไอน้ำ สายแรกหนึ่งสร้างไอน้ำแรงดันสูงและรวมอยู่ภายในเรือมีแรงดันเช่นเดียวกับปฏิกิริยาห้อง คนที่สองสร้างความดันไอน้ำขนาดกลาง ทั้งมีการออกแบบเป็นพิเศษเพื่อลดการเปรอะเปื้อน (รูปที่. 2) ก๊าซที่ใช้ในการดับจะนำมาจากก๊าซเย็นชั้นโอ๊ยที่ใบ HRSG เนื่องจากปริมาณของน้ำมันเชื้อเพลิงที่มีไฟ xed ก๊าซสังเคราะห์ที่ความต้องการของกังหันผู้ประกอบการสามารถควบคุมปฏิกิริยาไอออนบวก gasi ไฟโดยการปรับกระแสชั้นออกซิเจนและไอน้ำ (ที่จริงออกซิเจน / น้ำมันเชื้อเพลิงและอบไอน้ำ / อัตราส่วนเชื้อเพลิง) ดับก๊าซชั้นโอ๊ยยังเป็นเอ็ดสาย Modi แต่พารามิเตอร์นี้ถูกนำมาใช้ในการควบคุมการกระจายตัวของอุณหภูมิและเปรอะเปื้อนใน HRSG และมันจะไม่ถือว่าเป็นที่นี่.
2.2 การสร้างแบบจำลอง Gasi
เอ้อสายหลายรูปแบบได้รับการเสนอเพื่อจำลองห้องปฏิกิริยาของฟองชั้นโอ๊ยgasi ไฟเอ้อ แวนเดอร์ Burgt ใช้รูปแบบที่ง่ายขึ้นอยู่กับอัตราการเปลี่ยนเชื้อเพลิงคงที่ (ที่หลีกเลี่ยงการจำลองของสาย gasi กระบวนการไอออนบวก) และสมดุลก๊าซ [15] เหวินเสนอรูปแบบขึ้นอยู่กับส่วนหนึ่งของกระบวนการสาย gasi ไอออนบวกเป็นสามขั้นตอน (volatilisation และสารระเหยการเผาไหม้, การเผาไหม้ถ่านและถ่าน gasi ไอออนบวก FI) และในการจำลองของการมีปฏิสัมพันธ์อนุภาคก๊าซโดยใช้รูปแบบการ unreacted-core-หดตัว [16] ตั้งแต่เอ้อ gasi สายได้รับการสร้างแบบจำลอง CFD ที่ให้ค่าของคุณสมบัติในทุกเอ้อ gasi ไฟที่ไม่จำเป็นต้องเป็นส่วนใหญ่ อย่างไรก็ตามการพึ่งพาอาศัยกันของอัตราการเปลี่ยนเชื้อเพลิงที่มีเงื่อนไขการดำเนินการควรพิจารณา ให้ทำรูปแบบที่ได้รับการพัฒนาที่จำลองกระบวนการสาย gasi ไอออนบวกรับความเดือดร้อนโดยอนุภาคเชื้อเพลิง รุ่นนี้ใช้ส่วนกระบวนการที่เสนอโดยเหวิน แต่มีความแตกต่างบางอย่าง ครั้งแรกของทั้งหมดก็จะใช้เวลากำมะถันเข้าบัญชี (ซึ่งเป็นเรื่องที่สำคัญมากเนื่องจากปริมาณกำมะถันสูงของน้ำมันเชื้อเพลิงที่ใช้ในโรงไฟฟ้า Elcogas IGCC) ประการที่สองจะมีการพิจารณาสองโซน isothermal หนึ่งสำหรับสายแรกและครั้งที่สองและอื่น ๆ สำหรับขั้นตอนที่สาม Volatilisation คือการสลายตัวของสารระเหยเข้าถ่านหินและกากคาร์บอนที่เรียกว่าถ่าน กระบวนการนี้สามารถแสดงโดยสมการต่อไปนี้
A. Valero เอสยูเอส'n / พลังงานวันที่ 31 (2006) 1643-16551646
ที่ CHhfOofNnfSsf (H2O) wZ เป็นสูตรโมเลกุลของน้ำมันเชื้อเพลิง, CHhOoNnSsZ เป็นสูตรโมเลกุลของถ่านและ V เป็นสารระเหย ในฐานะที่เป็นสารระเหยมีการเปิดตัวพวกเขาถูกเผาไหม้ Loison [17] มีความสัมพันธ์องค์ประกอบสารระเหยและ Badzioch [18] ให้การแสดงออกจำนวนสารระเหยและสำหรับจลนศาสตร์ ในการเผาไหม้และไฟ gasi ขั้นตอนไอออนอนุภาคถ่านทำปฏิกิริยากับก๊าซ เพื่อเป็นตัวแทนของการปฏิสัมพันธ์นี้รูปแบบ unreacted-core-หดตัวถูกนำมาใช้ รุ่นนี้อนุมานว่าปฏิกิริยาทางเคมีที่เกิดขึ้นในพื้นผิวทรงกลมที่แยกหลักที่ยังไม่ได้มีปฏิกิริยาตอบสนองของฝาครอบเถ้าที่เรื่องที่ไม่ได้รับแร่ธาตุที่บริโภคแล้ว ในระหว่างขั้นตอนการเผาไหม้, อนุภาคทำปฏิกิริยากับ O2 (เผาไหม้) CO2 (ปฏิกิริยา Boudouard) และ H2O (ไอออนบวกอบไอน้ำ gasi FI) ซึ่งมีชั้นของตัวเองผ่านชั้นเถ้าจากก๊าซไปยังพื้นผิวหลัก.
เอ Valero เอสยูเอส'n / พลังงาน 31 (2006) 1643-1655 1647
ผลิตภัณฑ์ของทั้งสามชั้นปฏิกิริยาโอ๊ยเทียว

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

1.1 . จาก gasi จึงไอออนบวก Oxy Co gasi จึงบวก
gasi จึงบวก ( กับอากาศ ) มักจะใช้ในโรงงานขนาดเล็กหลายเมกะวัตต์ พืชเหล่านี้จะเหมาะสำหรับการใช้ชีวมวลเพราะนี้มักจะกระจายทรัพยากรและการขนส่งสามารถเพิ่มต้นทุนของ . พวกเขาจะประกอบด้วย gasi จึงเอ้อ แก๊สค่อนข้างง่าย ทำความสะอาดระบบและเครื่องยนต์สันดาปภายใน [ 1 , 2 ]ตัวเลือกอื่นที่น่าสนใจที่สามารถบรรลุประสิทธิภาพสูงจึงเป็น EF ใช้ชีวมวล - อากาศสีแดงปลิว gasi ไอออนบวกจึงถ่ายทอดพลังความร้อนร่วม ( abgcc ) พืชพลังงาน เช่น ตั้ง rnamo arable VA , ชีวมวลพลังงานทดแทน ( arbre ) และ thermie ฟาร์มสาธิตในโครงการพลังงาน [ 1 , 3 และ 5 ) จึงตัดสินใจเดินทางพืชให้ 6 และ 9 เมกะวัตต์ ระบบความร้อน ย่าน ในขณะที่คนอื่นสร้าง 8 และ 14 เมกะวัตต์ ตามลำดับเนื่องจากความซับซ้อนและต้นทุนของหน่วยแยกอากาศ ออกซิเจน การ gasi จึงใช้ถ่านหินขนาดใหญ่จึง igcc แดง โรงไฟฟ้า และการผลิตของ H2 และสารเคมี [ 6 – 8 ] องค์ประกอบของการทำความสะอาดแก๊ส ( ส่วนใหญ่ Co และ H2 ) เปิดทางเพื่อดักจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์โดยใช้หลายเทคนิค ( แม้ว่าความเป็นไปได้นี้จะยังไม่ได้ใช้ ) ตัวอย่างเช่น การเรียกชื่อ
AC O2 coef จึง cient การสันดาปสมการ BC Co coef จึง cient การสันดาปสมการ CC CO2 coef จึง cient ในสมการการเผาไหม้ก๊าซเย็นตัวจึง cge ประสิทธิภาพ D ระยะทาง DAF แห้งและเถ้า DB ฟรีบริการพื้นฐาน DC H2O coef จึง cient ในสมการการเผาไหม้ h2s EC coef จึง cient ในสมการการเผาไหม้ เอฟซี 2 coef จึง cient การสันดาปสมการ H ไฮโดรเจนอยู่ในชาร์ขับอยู่ในเชื้อเพลิงไฮโดรเจนสูตรสูตร hrsg การกู้คืนความร้อนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าไอน้ำฉันจริงการดำเนินงานจุด J จุดใน ISO สาย K จุดสี่จุดในกลุ่ม lhv ค่าความร้อนต่ำ สูงสุดสูงสุดต่ำสุด N ไนโตรเจนอยู่ในชาร์มินNF ไนโตรเจนอยู่ในเชื้อเพลิงสูตร O ออกซิเจนอยู่ในสูตรของถ่านอยู่ในเชื้อเพลิงออกซิเจนสูตร p พารามิเตอร์ของกำมะถันอยู่ใน SF กำมะถันในเชื้อเพลิงถ่านสูตรอยู่สูตร W ความชื้นอยู่ในเชื้อเพลิงสูตร Wข. มาตรฐานเปียก WT น้ำหนัก x ตัวแปรอิสระและตัวแปรตามตัวแปรอิสระ Z 0 พิกัดของจุดใน ISO สาย D เพิ่ม
กะเครื่องปฏิกรณ์สามารถแทนที่สมดุลการผลิต CO2 และ H2 แล้วเคมีการดูดซึมหรือเยื่อหุ้ม [ 9 ] สามารถใช้แยก CO2 ตัวเลือกอื่นประกอบด้วยที่เขียนแยก H2 และ จำกัด โดยใช้ออกซิเจน [ 10 ] ในที่สุดก๊าซจะถูกเผาด้วย O2 และ CO2 รีไซเคิลจากกระบวนการเผาไหม้เดียวกันในกังหันก๊าซ . Oxy Co gasi ไอออนบวกจึงคล้ายกับยา gasi จึงบวกแต่แทนส่วนของถ่านหินจากชีวมวลซึ่งหมายถึงการเพิ่มเติมการปล่อย CO2 ลดลง Oxy Co gasi จึงไอออนบวกของถ่านหินกับฟางหรือกากตะกอนใน igcc ได้ถูกศึกษา โดยถ่านหินของอังกฤษมหาวิทยาลัยเอสเซินวิจัยการใช้ถ่านหิน / ชีวมวลผสมสำหรับการใช้งาน igcc จบที่ 2 ถึง 10 % ในการเป่า เป่าออกซิเจน entrained gasi จึงมีความเป็นไปได้ในทางเทคนิคแม้ว่าเอ้อสุทธิไฟฟ้า EF จึง ciencies จะลดลงเล็กน้อย เนื่องจากพลังงานที่จำเป็นสำหรับชีวมวลและ [ 11 ]