C. KASNAKOĞLU, B.Z. UYSAL, A.M. ÖZBAYOĞLU, A. GÜNGÖR, A. BIYIKOĞLU

SENTEZ GAZI ELDE ETMEK İÇİN KONTROL EDİLEBİLİR REAKTÖR PARAMETRELERİNE BAĞLI GELİŞTİRİLEN İKİ AŞAMALI BİR SU GAZI YÖNLENDİRME REAKTÖRÜ MODELİ

Bu çalışmada sentez gazı rafinesi için seri bir model önerilmektedir. Birinci aşamada, oluşturulan sentez gazının bir kısmını çıkış gazına transfer eden bir yangeçit vardır. Bunun yanı sıra, iki aşamada da her iki reaktöre buhar takviyesi sunabilecek ayarlı buhar girişleri bulunmaktadır; bunun sonucunda çıkıştaki sentez gazı karakteristikleri istenilen şekile getirilebilir. Reaktör çıkışındaki H2/CO oranının kısıt olarak sağlanması üzerine odaklanılmıştır. Birinci aşama girişine beslenen sentez gazının kompozisyonu tüm reaktor davranışını şekillendirmektedir. Sonuçta, yapılandırılan model, arzu edilen sentez gazı karakteristiklerini sağlayabilmek için herhangi bir kömür türüne bağlı olarak uygun proses parametre değerlerini oluşturabilme yeteneğine sahiptir. Model üç değişik kömür ile test edilmiş, ve her defasında en uygun yangeçit değeri ve buhar oranları elde edilmiştir.

A TWO-STAGE WATER-GAS SHIFT REACTOR MODEL TO OBTAIN DESIRED SYNTHESIS GAS CHARACTERISTICS WITH ADJUSTABLE REACTOR PARAMETERS

A cascaded model is proposed for SYNGAS refinement. The first stage has a bypass outlet to transfer some SYNGAS to the output. Also, both stages have adjustable steam inputs controlling the amount of steam supply to both reactors separately; hence SYNGAS characteristics at the output can take the desired form. Satisfying the constraints of H2/CO ratio at reactor exit was emphasized. SYNGAS composition fed into the first stage characterizes the overall behavior. Hence, the structured model has the capability to refine any SYNGAS composition by identifying the proper process parameters of a given coal type for desired SYNGAS properties. The model was tested with three different coal types, and in each case the best bypass values and steam ratios were obtained.

PDF

___

1. Casleton, K.H., Breault, R. W., Richards, G. A., 2008,System Issues and Tradeoffs Associated with Syngas Production and Combustion, Combust. Sci. and Tech, Vol. 180, pp. 10131052.
2. Basu, P., 2006, Combustion and Gasification in Fluidized Beds, CRC Press.
3. Tuncalı, E., Çiftçi, B., Yavuz, N., Toprak, S., Köker, A., Gencer Z., Ayçık, H., Şahin N., Türkiye tersiyer kömürlerinin kimyasal ve teknolojik özellikleri, MTA Genel Müdürlüğü Yayını, 2002.
4. Güngör, A., Ozbayoglu, A.M., Kasnakoglu, C., Biyikoglu, A. and Uysal, B.Z, Determination of Air/Fuel and Steam/Fuel Ratio for Coal Gasification Process to Produce Synthesis Gas, Journal of Environmental Science and Engineering, 5(5), June 2011.
5. Biyikoğlu, A., Kasnakoğlu, C., Ozbayoglu, A.M., Gungör, A., Özgür, D.Ö. and Uysal, B.Z., Determination of Coal Gasification parameters for the production of Synthesis Gas, 9th National Chemical Engineering Congress (UKMK-9), 22-25 June, 2010, Gazi University, Ankara, Turkey.
6. A. Güngör, M. Özbayoğlu, C. Kasnakoğlu, A. Bıyıkoğlu, B.Z. Uysal, A parametric study on coal gasification for the production of syngas, Chemical Papers, vol 66, No 7, pp. 677-683, 2012, DOI: 10.2478/s11696-012-0164- 0, July 2012.
7. Smoot, L.D., Smith, P.J., Coal combustion and gasification, Plenum Press, New York, NY, 1985.
8. Minchener, A.J., Coal gasification for advanced power generation, Fuel, 84 (17), pp. 22222235, 2005.
9. Huang, J., Fang, Y., Chen, H., Wang, Y., Coal gasification characteristic in a pressurized fluidized bed, Energy & fuels, 17 (6), pp. 14741479, 2003.
10. Podolski, W.F., Kim, Y.G., Modeling the water-gas shift reaction, 13 (4), 415421, 1974.
11. Amadeo, N.E., Laborde, M.A., Hydrogen production from the low-temperature watergas shift reaction: kinetics and simulation of the industrial reactor, International journal of hydrogen energy, 20 (12), 949956, 1995.
12. Criscuoli, A., Basile, A., Drioli, E., An analysis of the performance of membrane reactors for the water--gas shift reaction using gas feed mixtures, Catalysis Today, 56 (1), pp. 5364, 2000.
13. Riggs, J.B., Method for controlling H2/CO ratio of in-situ coal gasification product gas, US Patent 4476927, 1984.
14. Özbayoğlu, A.M., Kasnakoğlu, C., Güngör, A., Biyikoğlu, A., Uysal, B.Z., "An Analysis of Water Gas-Shift Reactor Battery System for Synthesis Gas Refinement", 11th International Combustion Symposium pp. 1-6, Sarajevo, Bosnia-Herzegovina, 24-27 June 2010.
15. A. Güngör, A. Bıyıkoğlu, C. Kasnakoğlu, M. Özbayoğlu, B.Z. Uysal, Kömürün Gazlaştırılması ile Hidrojen Üretiminde İşletme Parametrelerinin Etkisi, V. Yeni ve Yenilenebilir Enerji Kaynakları Sempozyumu, 16-17 Ekim 2009, Kayseri, Türkiye
16. A. Güngör, M. Özbayoğlu, C. Kasnakoğlu, A. Bıyıkoğlu, B. Z. Uysal, Determination of Air/Fuel and Steam/Fuel Ratio for Coal Gasification Process To Produce Synthesis Gas, The Second International Conference on Nuclear and Renewable Energy Resources, July 5th-7th, 2010, Golbasi Convention Center, Ankara, Turkiye.
17. A. Güngör, M.Özbayoğlu, C. Kasnakoğlu, A. Bıyıkoğlu, B.Z. Uysal, A Parametric Study on Coal Gasification for the Production of Syngas, 8th European Conference on Coal Research an Its Applications, ECCRIA-8, 6-8 September 2010, University of Leeds, UK.
18. A. Bıyıkoğlu, A. Güngör, C. Kasnakoğlu, M.Özbayoğlu, B.Z. Uysal, Effect Of Operation Parameters on Gasification for the Production of Synthesis Gas, The 27th Annual International Pittsburg Coal Conference, IPCC 2010, October 11-14, 2010, Istanbul, Turkey.