Issue
HWAHAK KONGHAK,
Vol.23, No.4, 273-279, 1985
단일 석탄입자의 가스화반응에 관한 수식모사
A Mathematical Modeling for the Gasification of Single Coal Particle
반응영역내에 있는 수증기, 이산화탄소, 일산화탄소, 메탄 및 수소의 분위기 속에서 Anthracite와 같은 단일석탄입자의 가스화반응을 수식으로 모사하기 위해 Water-gas Shift반응을 평형반응으로 가정하지 않고 Stefan-Maxwell관계식을 이용해 Shrinking-core모델을 기초로 한 물질 및 열수지식을 세웠다. 수식모델을 통해서 가스화반응시 회분층내에서의 가스농도 분포와 고체반응표면의 온도 및 입자표면의 온도진행 분포를 산출하였다. 가스화반응시 전환율이 증가함에 따라서 회분층내 Shift반응효과가 중요함을 알 수 있었으며, 생성가스의 농도비(ψ)는 고온(Tb=1300 oK이상)에서 평형상수값(Ke)에 접근함을 알 수 있었다.
A model was developed for the gasification of a single anthracite particle in an environment of steam, carbon dioxide, carbon monoxide, methane, and hydrogene in the gasification zone of a reactor. This model consisted of the mass and energy balance equations together with stefan-maxwell relations without equilibrium assumption of water-gas shift reaction based on the shrinking core model. The gas concentration profiles within ash-layer and the temperature front profiles of particle and reaction surface could be obtained. It was found that the effect of water-gas shift reaction was significant with increasing coal conversion and the molar ratio of product gases(ψ) approached its equilibrium value(Ke) at high temperature(more then Tb=1300 K).