CHƯƠNG 5 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ THỰC NGHIỆM
5.1 Kết quả mô phỏng
5.1.4. Kết quả mơ phỏng q trìnhtruyền chất
thiết lập nồng độ oxy phản ứng)
Kết quả mơ phỏng q trình khí hố khơ:
Khi ta thay đổi nồng độ Oxy cấp vào thì nồng độ sản phẩm khí cũng thay đổi theo.
Hình 5.9: Thành phần sản phẩm khí thu được khi cho nồng độ O2 là 0,10 mol/ m3
Hình 5.11: Thành phần sản phẩm khí thu được khi cho nồng độ O2 là 0,30 mol/ m3 Kết quả từ hình 5.9 đến 5.11 cho thấy, khi thực hiện q trình khí hóa, ta tăng
nồng độ O2 từ 0,10- 0,30 mol/ m3 thì nồng độ sản phẩm khí sinh ra CO2 và CO bắt đầu thay đổi theo. Ta thấy tại nồng độ 0,1 mol/ m3 mức nồng độ khí CO thu được là 0,2 mol/ m3 tại nồng độ này sảy ra quá trình cháy thiếu oxy ( cháy yếm khí) lên nồng độ khí thải CO2 gần như không đáng kể. ta tăng nồng độ O2 phản ứng lên 0,15 mol/ m3, nhận thấy nồng độ CO đạt mức cao hơn là 0,3 mol/ m3, ta thu được nhiều khí sản phẩm hơn nhưng để duy trì được chế độ này là rất khó vì khó kiểm sốt q trình cháy yếm khí sẽ làm lớp than nguội đi dẫn đến tắt lị kết thúc q trình khí hố.
Hình 5.12: Thành phần sản phẩm khí thu được khi cho nồng độ O2 là 0,45 mol/ m3
Hình 5.14: Thành phần sản phẩm khí thu được khi cho nồng độ O2 là 0,75 mol/ m3
Để duy trì cháy và nhiệt độ trong lò ta tăng nồng độ phản ứng lên từ 0,45 – 1,0 mol/ m3.Thấy rằng nồng độ CO không tăng nữa mà bắt đầu giảm và nồng độ khí CO2 tăng dần lên. Như vậy , tại nồng độ O2 là 0,15 mol/ m3 thì nồng độ CO là cao nhất và CO2 là thấp nhất, đây là kết quả tối ưu của mô phỏng này. Điều này phù hợp khi ta tăng lượng oxy lên quá cao thì lúc này quá trình cháy diễn ra và lượng CO2 sinh ra nhiều hơn, lượng CO sẽ giảm đi. Quá trình này cũng phủ hợp với nghiên cứu trước.
Nồng độ các khí sản phẩm phân bố trên các lớp than:
Hình 5.16. Nồng độ CO2 trong khoang khí hóa tại t = 1800s
Đây là hình ảnh mơ phỏng khí thải CO2 phân bố trên khối khí hố. Sau q trình khí hố tại t = 1800s sẽ hình thành một khoang rỗng như hình 5.4 và nồng độ CO2 phân bố trên
những lớp than tiếp theo xung quanh lỗ rỗng. nồng độ CO2 cao nhất trong quá trình này là 0,0065 mol/ m3. Quá nhỏ để duy trì được sự cháy của quá trình. Trong thực tế thường nồng độ CO2 cao hơn nhiều để duy trì nhiệt độ và khí hố suất q trình phản ứng.
Hình 5.17. Nồng độ CO trong khoang khí hóa tại t = 1800s
Nồng độ khí CO là lớn nhất khi ta điều chỉnh tỉ lện phản ứng giũa Cacbon là 0,045 mol/ m3 và nồng độ O2 là 0,15 mol/ m3. Ta thấy một lượng khá lớn vùng khí CO hình thành trên lỗ rỗng. trong q trình này, nồng độ khí CO thu được cao nhất là 0,08 mol/ m3 và tồn bộ q trình là 0,3 mol/ m3.