Badania kinetyki procesu zgazowania z wykorzystaniem metod termowolumetrycznej i termograwimetrycznej

Omówiono wyniki badań kinetyki procesu zgazowania z wykorzystaniem metody termowolumetrycznej jak i termograwimetrycznej. W przypadku metody termowolumetrycznej badania prowadzono na unikatowej instalacji opracowanej przez AGH, zarówno dla węgli jak i ich karbonizatów. Pomiary wykonano w warunkach izotermicznych (w zakresie temp. 850-950°C) pod ciśnieniem 0,1-1,1 MPa, a jako medium zgazowujące stosowano parę wodną oraz ditlenek węgla. Metoda ta umożliwiała sporządzenie krzywych kinetycznych tworzenia najważniejszych produktów zgazowania, czyli wodoru, tlenku i ditlenku węgla oraz metanu, a także wyznaczenie stałych szybkości jak również formalnych parametrów kinetycznych reakcji zgazowania. Przebiegi krzywych kinetycznych tworzenia gazowych produktów dla węgla różniły się od tych dla karbonizatu. Węgiel cechował się większą szybkością zgazowania, a tym samym krótszym czasem reakcji i w konsekwencji wyższą reaktywnością, o czym świadczą też niższe wartości energii aktywacji reakcji zgazowania. Z kolei badania termograwimetryczne prowadzono w warunkach nieizotermicznych dla zgazowania ditlenkiem węgla, a ich głównym celem była analiza wpływu warunków wytwarzania karbonizatu na proces zgazowania. Badania przeprowadzono dla karbonizatów wytworzonych w atmosferze argonu przy różnych szybkościach ogrzewania, które po schłodzeniu ogrzewano w atmosferze CO2 (zgazowanie pośrednie) oraz dla karbonizatów utworzonych podczas ogrzewania w atmosferze CO2 i niechłodzonych (zgazowanie bezpośrednie). Na podstawie wyników pomiarów opracowano krzywe konwersji, obliczono parametry kinetyczne a uzyskane rezultaty potwierdziły różnice w reaktywności karbonizatów uzyskanych w/w sposobami.

---

Two Polish coals and their carbonizates were gasified at 850-950°C under 0.1-1.1 MPa with H2O or CO2 to study kinetics of the process by thermovolumetric and thermogravimetric methods. The reaction orders, pre-expotential factors and activation energies were detd. The parent coals were more reactive than their carbonizates. The carbonizates prepd. in situ were more reactive than those prepd. ex situ.