SABİT YATAKTA KÖMÜR YANMA PROSESİNİN MODELLENMESİ

Bir sabit yataktaki kömür yığınının pseudo-kararlı durum yanması incelenmiştir. Kömürün kül, su, sabit karbon ve uçucu maddeden oluştuğu kabul edilmiştir. Bu model, karbonun oksijen ve karbon-dioksit ile heterojen reaksiyonlarını dikkate almaktadır. Sabit yatak içerisindeki ısı ve kütle aktarımını yöneten denklemler, değişken sıcaklık şartlarında, karbon-gaz reaksiyonlarına dayanılarak elde edilmişlerdir. Kömür yarıçap denklemi ile ısı ve kütle aktarımı için elde edilen nonlineer adi diferansiyel denklemler çifti, yarı-açık Üçlü Bant Matris Algoritması kullanılarak eş-zamanlı çözülmüşlerdir. Bunun yanı sıra, kömür tüketimi için geçiş süresi, “Simpson” sayısal integrasyon tekniği kullanılarak hesaplanmıştır. Katı debisinin hem geçiş süresine hem de dönüşüm oranına olan etkileri incelenmiştir.

Anahtar Kelimeler:

Kömür yanması, sabit yatak, pseudo kararlı-durum, piroliz.

PDF

___

Caram, H.S. ve Amundson, N.R., Diffusion and Reaction in a Stagnant Boundary Layer about a Carbon Particle, Ind. Eng. Chem., Fundam., Cilt 16, Sayı: 2, sayfa: 171-181, 1977.
Arısoy A. ve Böke E., “A Comparison of Prediction and Experiment in the Combustion of Coal in a Bottom Feed Fixed Bed,” 11th Int. Symp. On Combustion Processes, Miedzyzdroje, Poland, 1989.
Böke E ve Arısoy A, “Mathematical Modeling of Fixed Bed Coal Combustion,” 13th Int. Symp. On Combustion Process, Cracow, Poland, 1993.
Ford, N.W.J., Cooke, M.J. ve Sage, P.W., “Modelling of fixed bed combustion,” Fuel Processing Technology, Cilt 36, sayfa: 55-63, 1993.
A.Bıyıkoğlu, “ Sabit Yataklı Bir Kazandaki Yanmanın Matematiksel Modellenmesi”, Doktora Tezi (Türkçe), Makina Mühendisliği Anabilim Dalı, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 196 sayfa, Ekim 1998.
Gavalas, G., Noncatalytic Gas-Solid Reactions with Applications to Char Combustion and Gas Desulfurization, Concepts and Design of Chemical Reactors, Editörler: Whitaker, E. ve Cassano, A.E., Gordon and Breach Science Publishers, Cilt 3, Bölüm 3, Montreux, Switzerland, 1986.
Bıyıkoğlu, A., “Modeling of Fixed Bed Char Combustion Process,” Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, basılacak.
Bıyıkoğlu, A., “Modeling of a Fixed Bed Reactor for Non-catalytic Solid-gas Reactions,” Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, Gazi Üniversitesi, Cilt 14, Sayı: 3, sayfa: 829-840, 2001.
Ishida, M. and Wen, C.Y., “Analysis of Nonisothermal Moving Bed for Noncatalytic Solid-Gas Reactions,” Ind. Eng. Chem. Process. Des. Develop., Cilt 10, Sayı: 2, Sayfa: 164-172, 1971.
Ishida, M. and Wen, C.Y., "Effectiveness Factors and Instability in Solid-Gas Reactions," Chemical Engineering Science, Cilt 23, sayfa: 125-137, 1968.
Gavalas, G.R., Coal Pyrolysis, Elsevier Scientific Pub. Co., Amsterdam, Netherlands, Chapter 6, 1982.
Sotirchos, S.V. ve Yu, H-C., “Mathematical Modelling of Gas Solid Reactions with Solid Product,” Chem. Eng. Science, Cilt: 11, Sayfa: 2039-2052, 1985.
Kumplnsky, E. ve Amundson, N.R., “Diffusion and Reaction in a Stagnant Boundary Layer About a Carbon Particle. 8. Comparison of Lumped and Distributed Chemical Kinetics,” Ind. Eng. Chem. Fundam., Cilt: 22, Sayfa: 62-71, 1983.
Yalçın, H., Sınai Stokiyometri, Gazi Üniversitesi, Yayın No: 110, Müh. Mim. Fak. Yayın No: 8, Sayfa: 842, 1988.