شبیه سازی عددی فرآیند گازی کردن زیرزمینی زغالسنگ (UCG) با هدف تعیین پارامترهای عملیاتی در مقیاس تجاری، مطالعه موردی؛ لایه K۱۰ منطقه تخت

فرآیند تبدیل به گاز کردن زیرزمینی زغالسنگ یک فرآیند سازگار با محیط زیست است که در آن لایه های زغالسنگ به صورت برجا به گاز تبدیل شده و سپس استخراج می شوند. هدف اصلی از اجرای فرآیند UCG، تولید گاز سنتزی دارای ارزش حرارتی و یا تولید هر یک از گازهای حاصل از فرآیند UCG (مثلا تولید هیدروژن) است. پیش بینی مقدار و ارزش حرارتی گاز تولیدی پیش از اجرای فرآیند UCG، برای انجام تحلیل های اقتصادی ضروری است. از این رو در این پژوهش یک مدل با استفاده از نرم افزار کامسول توسعه داده شده که قادر است تاثیر پارامترهای عملیاتی را بر مقدار، ترکیب و ارزش حرارتی گاز تولیدی پیش بینی نماید. در این پژوهش یک الگوی جدید برای گازی کردن کل زغالسنگ موجود در پهنه های استخراجی معرفی شده است. طبق این الگو که مراحل آن توسط یک الگوریتم نشان داده شده است، علاوه بر این که کل زغالسنگ موجود در هر پهنه تبدیل به گاز می شود؛ ارزش حرارتی گاز تولیدی در حد مورد نیاز به دست می آید. الگوی ارائه شده در این پژوهش با یک مطالعه موردی برای لایه K۱۰ منطقه تخت، معرفی شده است. در نهایت پارامترهای عملیاتی برای تولید گاز سنتزی با مقدار و ارزش حرارتی مناسب برای گازی کردن لایه K۱۰ منطقه تخت به دست آمده است. نتایج نشان می دهد که در یک دوره ۱۱ ماهه باید ۹ کارگاه همزمان با هم فعال باشند و پارامترهای عملیاتی در هر کارگاه شامل دما، فشار کاواک، نرخ تزریق اکسیژن، نرخ تزریق بخارآب و زمان عملیات به ترتیب باید ۱۲۷۳ کلوین، ۱ مگاپاسکال، ۱۰ مول بر ثانیه، ۲۰ مول بر ثانیه و ۱۱ ماه باشد. در این صورت لایه ی K۱۰ می تواند خوراک یک نیروگاه برق ۲۷ مگاواتی سیکل ترکیبی گازی (IGCC) را به مدت ۲۲ سال تامین کند.

کلیدواژه ها:

UCG ، Operational Parameters ، Numerical simulation ، Heating Value of Syngas ، K۱۰ Coal Seam of Takht Region