Dergiler / Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi / 2020 / Cilt: 40 - Sayı: 2

TÜRK LİNYİTLERİNİN YERALTINDA KÖMÜR GAZLAŞTIRMA PERFORMANSLARININ STOKİOMETRİK DENGE MODELİ İLE BELİRLENMESİ

PREDICTION OF UNDERGROUND COAL GASIFICATION PERFORMANCE OF TURKISH LIGNITE RESERVES USING STOICHIOMETRIC EQUILIBRIUM MODEL

Sayfa
195–205
Yayın Tarihi
2020-10-31
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Değerlendirme sonucu yüksek nem ve düşük karbon içeriğine sahip linyitlerin yüksek hidrojen yüzdeli sentez gaz üretimine elverişli olduğu, gazlaştırma ajanı olarak buhar beslemesi yapılması halinde ise tüm rezervlerin hidrojen üretim kapasitelerinin arttırılabileceği belirlenmiştir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Yeraltında kömür gazlaştırma (YKG) işlemi, kömürlerin yeraltındayken işlenmesine olanak sağlayan ve bu yönüyle, geleneksel madencilik yöntemlerine alternatif oluşturan bir kömür işleme prosesidir.
📊
Temel Bulgular & Veri:Son deneysel çalışmalar ile YKG işleminin, ülkemizde de yüksek miktarda bulunan, düşük kaliteli kömürlere uygulanması durumunda da etkili olduğu ortaya konmuştur.
💡
Sonuç & Katkı:Değerlendirme sonucu yüksek nem ve düşük karbon içeriğine sahip linyitlerin yüksek hidrojen yüzdeli sentez gaz üretimine elverişli olduğu, gazlaştırma ajanı olarak buhar beslemesi yapılması halinde ise tüm rezervlerin hidrojen üretim kapasitelerinin arttırılabileceği belirlenmiştir.
🔬Tür:Laboratuvar & Saha Deneyi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Yeraltında Kömür Gazlaştırma · Denge Modeli · Linyit

Özet

Yeraltında kömür gazlaştırma (YKG) işlemi, kömürlerin yeraltındayken işlenmesine olanak sağlayan ve bu yönüyle, geleneksel madencilik yöntemlerine alternatif oluşturan bir kömür işleme prosesidir. Son deneysel çalışmalar ile YKG işleminin, ülkemizde de yüksek miktarda bulunan, düşük kaliteli kömürlere uygulanması durumunda da etkili olduğu ortaya konmuştur. Bu çalışma kapsamında ise, YKG işlemi sonucu üretilen sentez gazın içeriğini tahmin edebilecek bir termodinamik denge modeli oluşturulmuş ve oluşturulan model düşük kalitedeki kömür rezervlerinden üretebilecek sentez gazının özelliklerinin tahmini için kullanılmıştır. Denge modeli, gazlaştırma reaksiyonlarının ve su-gazı dönüşümü reaksiyonunun etkisini dikkate almakta ve kömür kuruması sonucu ortaya çıkan su buharının yapay gaz üzerindeki etkisini belirleyebilmektedir. Oluşturulan denge modeli, literatürde yer alan laboratuvar ölçekli deneysel YKG çalışmasının sonuçları ile doğrulanmıştır. Daha sonrasında ülkemizdeki linyit rezervlerinden YKG işlemi için uygun olduğu belirlenen rezervler, modelde girdi olarak kullanılmış ve rezervler için elde edilen YKG performans çıktıları birbirleriyle karşılaştırılmıştır. Performans analizi için her rezervin oksijen ve buhar ile gazlaştırma çıktıları incelenmiştir. Değerlendirme sonucu yüksek nem ve düşük karbon içeriğine sahip linyitlerin yüksek hidrojen yüzdeli sentez gaz üretimine elverişli olduğu, gazlaştırma ajanı olarak buhar beslemesi yapılması halinde ise tüm rezervlerin hidrojen üretim kapasitelerinin arttırılabileceği belirlenmiştir.

Abstract

Underground coal gasification (UCG) is a coal conversion process that enables the utilization of coal reserves in-situ, and it is an alternative technique to conventional mining methods. Previous experimental studies showed that UCG is a suitable method for the usage of low-rank coal or lignite reserves, which have the major part in the Turkish coal reserves. In this study, a thermochemical equilibrium model of UCG process is developed to predict syngas composition and to compare UCG-performance of the selected lignite reserves in Turkey. The lignite sites are chosen according to the described UCG site selection criteria. The equilibrium model consists of gasification reactions and water-gas shift reaction and it considers the effect of the drying process. The model is validated using the results of the lab-scale experimental UCG study. The predictions are made for both oxygen and steam-gasification processes. Results show that the lignite reserves which have high moisture content but low carbon content are suitable for hydrogen-rich syngas production and hydrogen production capabilities of all reserves can be enhanced significantly by the additional steam supply as the gasification agent.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

CANBAZ, E., GÜR, M. (2020). TÜRK LİNYİTLERİNİN YERALTINDA KÖMÜR GAZLAŞTIRMA PERFORMANSLARININ STOKİOMETRİK DENGE MODELİ İLE BELİRLENMESİ. Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi, Cilt: 40 - Sayı: 2, 195–205. https://ajindex.com/articles/133231

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (9)

  1. Altafini, C. R., Wander, P. R., and Barreto, R. M., 2003, Prediction of the working parameters of a wood waste gasifier through an equilibrium model. Energy Conversion and Management, 44(17), 2763–2777
  2. Cempa-Balewicz, M., Jacek Łączny, M., Smoliński, A., and Iwaszenko, S., 2013, Equilibrium Model of Steam Gasification of Coal. Journal of Sustainable Mining, 12(2), 21–28
  3. Daggupati, S., Mandapati, R. N., Mahajani, S. M., Ganesh, A., Mathur, D. K., Sharma, R. K., and Aghalayam, P., 2010, Laboratory studies on combustion cavity growth in lignite coal blocks in the context of underground coal gasification, Energy, 35(6), 2374–2386
  4. Fallahi, Y., Aydın, A. A., Gür, M., and Okutan, H., 2019, Investigation of the pollution risk of residues from a laboratory-scale underground coal gasification of Malkara (Turkey) lignite, International Journal of Environmental Science and Technology, 16(2), 1093–1102
  5. Gür, M., Eskin, N., Okutan, H., Arisoy, A., Böke, E., Altintaş, Ü., … Yildirim, O., 2016, Experimental and computational studies on underground gasification of Turkish lignite, In 33rd Annual International Pittsburgh Coal Conference: Coal - Energy, Environment and Sustainable Development, PCC 2016 (Vol. 2016-August). Gür, M., Eskin, N., Okutan, H., Arısoy, A., Böke, E., Altıntaş, Ü., … Yıldırım, O., 2017, Experimental results of underground coal gasification of Turkish lignite in an ex-situ reactor, Fuel, 203, 997–1006
  6. Gür, Mesut, and Canbaz, E. D., 2020, Analysis of syngas production and reaction zones in hydrogen oriented underground coal gasification, Fuel, 269, 117331 Gür, Mesut, Eskin, N., Büyükşirin, O., and Canbaz, E. D., 2018, Kimyasal Denge Modeliyle Yeraltında Kömür Gazlaştırılmasının İncelenmesi, IV. Uluslararası Katılımlı Anadolu Enerji Sempozyumu, Edirne Hongtao, L., Feng, C., Xia, P., Kai, Y., and Shuqin, L., 2011, Method of oxygen-enriched two-stage underground coal gasification, Mining Science and Technology (China), 21(2), 191–196
  7. Jarungthammachote, S., and Dutta, A., 2008, Equilibrium modeling of gasification: Gibbs free energy minimization approach and its application to spouted bed and spout-fluid bed gasifiers. Energy Conversion and Management, 49(6), 1345–1356
  8. Jowkar, A., Sereshki, F., and Najafi, M., 2018, A new model for evaluation of cavity shape and volume during Underground Coal Gasification process, Energy, 148, 756–765
  9. Kapusta, K., Wiatowski, M., and Stańczyk, K., 2016, An experimental ex-situ study of the suitability of a high moisture ortho