مدل سازی واکنش گازی سازی زغال سنگ با گاز دی اکسید کربن با بهره گیری از مدل ذره منفرد

به طور کلی گازی سازی فرآیندی برای تبدیل مواد جامد کربن دار به محصولات گازی می باشد. این فرآیند شامل واکنش کربن با یک گازاکسیدکننده مانند اکسیژن، بخار، دی اکسیدکربن و یا ترکیبی از این گازها می باشد، محصول این واکنش گاز سنتز می باشد که میتواند به عنوان جایگزین برای گاز طبیعی و یا برای تولید سوخت مایع استفاده شود، همچنین می تواند به عنوان سوخت گازی برایتولید برق و یا گرمایش استفاده شود. واکنش گازی سازی از جمله واکنش های گاز-جامد غیرکاتالیستی می باشد که در این نوع واکنش هاجامد متخلخل بوده و با پیشرفت واکنش ساختار جامد دچار تغییر می شود. در این تحقیق از مدل ذره منفرد برای مدل سازی استفاده شده است. ازویژگی های قابل توجه این مدل سادگی ریاضی آن می باشد. مدل سازی ریاضی سیستم منجر به دسته ای از معادلات جبری و دیفرانسیلی پاره ایغیرخطی کوپل شده می شود که حل تحلیلی نداشته و باید با روش های عددی حل شوند. روش عددی مورداستفاده، روش تفاضل محدود و بااستفاده از نرمافزار MATLAB بوده است. مقایسه نتایج حاصل از حل عددی با نتایج تجربی نشان دهنده تطابق مناسب بین نتایج مدل و نتایج تجربیبود. مهم ترین پارامترهایی که مقدار آنها با تغییر ساختار تغییر می کند تخلخل، دانسیته، و ضریب نفوذ موثر به درون ذره است. نشان داده شد که باپیشرفت واکنش و تبدیل جامد به گاز، میزان تخلخل افزایش یافته است و با مصرف جامد دانسیته کاهش یافته است. از آنجایی که ضریب نفوذ موثربه درون ذره تابعی از تخلخل می باشد، مشاهده می شود که با افزایش تخلخل، ضریب نفوذ موثر نیز افزایش یافته است.

کلیدواژه ها:

گازی سازی ، مدل سازی ، زغال سنگ ، دی اکسید کربن ، مدل ذره منفرد