ZGAZOWANIE WĘGLA

headban_slim.jpg
Polish (Poland)English (United Kingdom)
Home » O projekcie » Tematy Badawcze » Temat Badawczy 4
środa, 22 Lis 2017
Email Drukuj PDF

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.

Zadanie badawcze „Opracowanie technologii zgazowania węgla dla wysokoefektywnej produkcji paliw i energii elektrycznej” finansowane przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju w ramach strategicznego programu badań naukowych i prac rozwojowych pt.: „Zaawansowane technologie pozyskiwania energii”.

brlogo