ABDÜLKADİR KOÇER, Sancar GÜNGÖR, MURAT GÖKÇEK, İsmet Faruk YAKA, AFŞİN GÜNGÖR

Kömür Gazlaştırma Sisteminin Ekserji Analizinde Bypass Oranının Önemi

Bir gazlaştırma sisteminin ekserji analizi kömürün yüksek bir verimle gazlaştırılması ve ürün gazlarının istenilen kompozisyonlarda ve miktarlarda elde edilebilmesi açısından oldukça önemlidir. Kömür gazlaştırma sistemi; bir adet gazlaştırma reaktörü ve bunu takip eden iki adet su gazı reaktöründen meydana gelmektedir. Gazlaştırma sistemi için geliştirilen sayısal modelde, sistemde kullanılacak kömürün içerisindeki karbonun tamamının gazlaştırıldığı kabul edilmiştir. Bu çalışmada, sayısal modellemesi önceden hazırlanmış olan bir kömür gazlaştırma sisteminin her bir aşaması için ekserji analizi yapılarak sistem çıkışında hidrojen gazı miktarının karbon monoksit gazı miktarının iki katı olması durumuna göre sistem parametreleri belirlenmiştir. Çeşitli bypass oranlarında (%10,%30 ve %50) sistem verimi incelenmiştir. Gazlaştırma ünitesi çıkışında hedeflenen değerin elde edilmesinde en az enerji gereksinimi, baypas oranının en büyük tutulduğu %50 oranında sağlanmıştır. Baypas oranı basit bir vana ile ayarlanabildiğinden gazlaştırma sistemi enerji gereksinimi de beklenenden düşük olmuştur.

Importance Of The Bypass Rate In The Exergy Analysıs Of Coal Gasıfıcatıon System

The exergy analysis has been carried out for all phases of a previously designed numerical modeling of a coal gasifier. The mentioned coal gasifier is made up of a gasification reactor and two consequent vapor water gas shift reactors. The numerical model developed for the gasification system assumes that all carbon in the coal is gasified and defines the optimum working condition as the amount of hydrogen as the double of the amount of carbon monoxide at the gasification system exit. In order to achieve the optimum parameters, the gases of the gasifier and the gases of water gas shift reactors are combined with the aid of a bypass line. Through the exergy analysis carried out in this study, the most efficient and high-yield method for the operation conditions is emphasized and highlighted, which were suggested in the previous numerical modeling study, a crucial fact for minimizing operating and investment costs.

PDF

___

1. El-Emam, R. S., Dincer, I., & Naterer, G. F. ,2012, Energy and exergy analyses of an integrated SOFC and coal gasification system, International Journal Of Hydrogen Energy, 37(2), 1689-1697.
2. Gnanapragasam, N. V., Reddy, B. V., & Rosen, M. A., 2010, Hydrogen production from coal gasification for effective downstream CO2 capture, International Journal of Hydrogen Energy, 35(10), 4933-4943.
3. Liszka, M., Malik, T., & Manfrida, G. ,2012, Energy and exergy analysis of hydrogen-oriented coal gasification with CO2 capture, Energy, 45(1), 142-150.
4. Öztürk, M., Özek, N., Yüksel, Y. E., 2012, Gasification of various types of tertiary coals: a sustainability approach, Energy Conversion and Management, 56, 157-165.
5. Güngör A., Ozbayoglu M., Kasnakoglu C., Biyikoglu A., Uysal B.Z., 2012, A Parametric Study On Coal Gasification For The Production Of Syngas, Chemical Papers, vol.66, pp.677-683
6. Güngör A., Ozbayoglu M., Kasnakoglu C., Biyikoglu A., Uysal B.Z., 2011, Determination Of Air/Fuel And Steam/Fuel Ratio For Coal Gasification Process To Produce Synthesis Gas, Journal of Environmental Science and Engineering, vol.5, pp.799-804
7. Özbayoğlu M., Kasnakoğlu C., Güngör A., Bıyıkoğlu A., Uysal B.Z., 2013, A Two-Stage Water-Gas Shift Reactor Model To Obtain Desired Synthesis Gas Characteristics With Adjustable Reactor Parameters, Journal Of The Faculty Of Engineering And Architecture Of Gazi University, vol.28, pp.339-351
8. Basu P,2006, Combustion and Gasification in Fluidized Beds, CRC Press.
9. Eryener, D., 2003, Cebri Konveksiyonla Isı Geçişi Sağlayan Isıl Sistemlerin Ekserji Ekonomik Analizi, Doktora Tezi, Trakya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Edirne.
10. Bejan, A.,1996, Entropy Generation Minimization, CRC Press: Boca Raton.
11. Abbott, M., Van Ness, H.,1972, Thermodynamics, McGraw-Hill book company, Singapore. 12. Balmer, R.T., 1990, Thermodynamics, In: Paul ST., editor., New York, Los Angeles, San Francisco: West Publishing Company.
13. Güngör, S., 2015, Bir Kömür Gazlaştırıcısının Enerji ve Ekserji Analizi, Yüksek Lisans Tezi, Niğde Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Niğde