Modelling test of autothermal gasification process using CFD

There are many complex physical and chemical processes, which take place among the most notable are the chemical reactions, mass and energy transport, and phase transitions. The process itself takes place in a block of coal, which properties are variable and not always easy to determine in the whole volume. The complexity of the phenomena results in the need for a construction of a complex model in order to study the process on the basis of simulation. In the present study attempts to develop a numerical model of the fixed bed coal gasification process in homogeneous solid block with a given geometry were mode. On the basis of analysis and description of the underground coal gasification simulated in the ex-situ experiment, a numerical model of the coal gasification process was developed. The model was implemented with the use of computational fluid dynamic CFD methods. Simulations were conducted using commercial numerical CFD code and the results were verified with the experimental data.

W trakcie zgazowania węgla zachodzi wiele złożonych procesów fizykochemicznych, spośród których do najważniejszych można zaliczyć reakcje chemiczne, transport masy i energii oraz przemiany fazowe. Sam proces przebiega w bloku węgla, której właściwości są zmienne i nie zawsze łatwe do określenia w całej objętości. Złożoność zjawisk powoduje, że badanie procesu na podstawie symulacji wymaga skonstruowania złożonego modelu. W pracy podjęto próbę opracowania modelu numerycznego zgazowania węgla zachodzącego złożu jednorodnym o zadanej geometrii. Na podstawie dokonanych analiz oraz opisu eksperymentu zgazowania węgla przeprowadzanego w reaktorze doświadczalnym ex-situ, w której symulowano warunki PZW, został opracowany model zachodzących procesów. Model został zaimplementowany z wykorzystaniem metod numerycznej mechaniki płynów CFD (z ang. Computational Fluid Dynamics). Przeprowadzone zostały symulacje, a ich rezultaty zostały odniesione do rezultatów uzyskiwanych podczas eksperymentów.