ZGAZOWANIE WĘGLA

headban_slim.jpg
Polish (Poland)English (United Kingdom)
Home » Project » Tematy Badawcze » Temat Badawczy 4
Tuesday, 25 Feb 2020
E-mail Print PDF
There are no translations available.

Temat Badawczy nr 4:  

Opracowanie modeli symulacyjnych dla projektowania i optymalizacji układów kogeneracji i produkcji energii elektrycznej na bazie podziemnego zgazowania węgla


Ten temat podzielony został na 8 części, tj.:

 

  1. Część tematu badawczego nr 4.1: Modelowanie i symulacja podziemnego zgazowania węgla z optymalizacją składu wytwarzanych produktów (GIG),
  2. Część tematu badawczego nr 4.2: Opracowanie modeli palników dostosowanych do spalania gazów o niskiej wartości opałowej (PŚ),
  3. Część tematu badawczego nr 4.3: Modelowanie, symulacja i konfiguracja układów wytwarzania ciepła z gazów otrzymanych w procesie podziemnego zgazowania węgla (GIG),
  4. Część tematu badawczego nr 4.4: Modelowanie, symulacja i konfiguracja układów wytwarzania energii elektrycznej z gazów otrzymanych w procesie podziemnego zgazowania węgla (GIG),
  5. Część tematu badawczego nr 4.5: Modelowanie, symulacja i konfiguracja kogeneracyjnych układów wytwarzania energii elektrycznej i ciepła z gazów otrzymanych w procesie podziemnego zgazowania węgla (GIG),
  6. Część tematu badawczego nr 4.6: Modelowanie układów kogeneracyjnych dla mieszaniny gazów otrzymanych w procesie podziemnego zgazowania węgla brunatnego (GIG),
  7. Część tematu badawczego nr 4.7: Analiza LCA modelowanych układów użytkowania gazów z podziemnego zgazowania węgla (GIG),
  8. Część tematu badawczego nr 4.8: Opracowanie optymalnego układu konfiguracji urządzeń wykorzystania gazu z procesu podziemnego zgazowania węgla (GIG).

 

Głównym wykonawcą prac będzie Główny Instytut Górnictwa oraz Politechnika Śląska w Gliwicach (w zakresie opracowania modeli palników dostosowanych do spalania gazów o niskiej wartości opałowej).
W szczególności wykonane zostaną:

 

  1. analizy czynników wpływających na kinetykę reakcji zgazowania (rodzajów mediów zgazowujących, stopnia szczelinowatości i porowatości złóż węglowych oraz procesów samorzutnego rozdrabniania węgla),
  2. opis bilansów dynamicznych masy i ciepła z uwzględnieniem hydrauliki przepływu gazów reakcyjnych,
  3. analizy wpływu czynników losowych na proces zgazowania i uwzględnienia tych czynników w modelu,
  4. symulacja procesów kontroli składu strumieni procesowych – oczyszczanie i rozdzielanie produkowanych gazów,
  5. modele układów technologicznych wytwarzania z gazów poprocesowych ciepła lub/i energii elektrycznej umożliwiające symulację ich działania, przy czym przeprowadzone będą:

 

- przegląd, analizy i wybór możliwych do zastosowania układów technologicznych wytwarzania ciepła i energii elektrycznej (kotły, silniki gazowe, turbiny);
- opracowanie modeli konstrukcji palników do spalania gazów uzyskiwanych z podziemnego zgazowania węgla kamiennego i węgla brunatnego;
- utworzenie modeli wybranych układów technologicznych i algorytmów działania tych układów;
- przeprowadzenie obliczeń symulujących działanie układów technologicznych w zależności od parametrów (termicznych i składu) gazów podprocesowych,
- utworzenie zbioru danych o pracy analizowanych układów wytwarzania ciepła i energii elektrycznej wraz ze zbilansowaniem surowców i energii potrzebnych na etapach inwestycji oraz eksploatacji tych układów.

 

  1. analizy energochłonności, oddziaływania na środowisko i kosztów wybranych układów za pomocą metody Life Cycle Assessment,
  2. opracowanie optymalnych konfiguracji układów zagospodarowania gazu z podziemnego zgazowania kamiennego i brunatnego.

 

Jako główne narzędzie do analizy parametrów technologicznych procesu podziemnego zgazowania węgla zostanie zastosowane oprogramowanie typu CFD: ANSYS oraz własne opracowane w GIG, specjalistyczne oprogramowanie.
Przewidywane działania w rozpatrywanym obszarze całościowo ujmują proces doprowadzenia do rozwiązań umożliwiających regulację i sterowanie procesem podziemnego zgazowania węgla (kamiennego i brunatnego) i zagospodarowania otrzymywanych gazów poprocesowych, optymalnych ze względu na efektywność energetyczną, oddziaływanie na środowisko oraz koszty.


Prace te realizowane będą etapowo. W pierwszym etapie optymalizowane będą utworzone wcześniej modele zgazowania podziemnego węgla kamiennego i brunatnego, a równolegle podjęte będą prace związane z tworzeniem algorytmów matematycznych modeli zagospodarowania gazów ze zgazowania i programu badań symulacyjnych układów technologicznych ich zagospodarowania. Zebrane w tym etapie dane o koniecznych parametrach gazów poprocesowych w istniejących technologiach wytwarzania ciepła i/lub energii elektrycznej będą wykorzystane do opracowania tak zwanej ścieżki gazowej oczyszczania uzyskiwanych gazów surowych.


W drugim etapie prowadzone będą badania symulacyjne utworzonych modeli (zgazowania węgli i zagospodarowania gazów) oraz przygotowywane będą dane do walidacji modeli.
Trzeci etap obejmie tworzenie zestawów danych (wyniki z obliczeń symulacyjnych) do zastosowania obliczeń ekoefektywności.
Ostatni etap to wybór optymalnych (jw.) konfiguracji dotyczących otrzymywania nadających się do zagospodarowania gazów z podziemnego zgazowania węgla wraz z ich efektywnym zagospodarowaniem oraz sporządzeniem raportu końcowego.

The task of research, "Development of coal gasification technology for high production of fuels and electricity" funded by the National Center for Research and Development within the strategic program of research and development: "Advanced energy generation technologies".

brlogo