استفاده از سوخت‎هاي سنگين نفتي به دليل آلايندگي با ممنوعيت‎هايي از سوي استانداردهاي زيست‌محيطي روبرو است. تبديل اين نوع سوخت‎ها به سوخت‎هاي گازي سبكي همچون CO و H2 مي‏تواند راهكار مناسبي در استفاده از اين محصولات نفتي باشد. يكي از اصلي‎ترين روش‏ها براي دستيابي به چنين هدفي، استفاده از فرآيند گازسازي سوخت سنگين در راكتور گازسازي جريان حامل است. در اين مطالعه يك حلگر جريان سه فازي در نرم افزار متن باز OpenFOAM توسعه داده شده است. نتايج اين حلگر با استفاده از نتايج تجربي موجود، صحت سنجي گرديد. در ادامه با مطالعه پارمترهاي هندسي گازساز بر روي فرآيند و محصولات واكنش مشخص شد كه به دليل انجام عمده واكنش‎ها در فواصل كمتر از يك متر از ورودي، افزايش طول گازساز به بيش از يك متر تاثير چنداني بر روي درصد محصولات نخواهد گذاشت. همچنين تاثير قطر گازساز بر روي محصولات بررسي و مشخص شد كه با كاهش قطر گازساز، ارزش حرارتي محصولات توليد شده بيشتر خواهد شد. پارامتر مورد بررسي ديگر، نسبت هم‎ارزي بود و مشاهده گرديد كه با افزايش اين نسبت، واكنش‏ها به سمت احتراق پيش رفته و ارزش حرارتي گازهاي سنتز شده و راندمان گازساز كاهش مي‎يابد. در نهايت دو نوع نحوه پاشش سوخت و اكسيژن به درون محفظه به صورت ورود سوخت از مركز و ورود اكسيژن به صورت حلقوي از اطراف آن (نوع 1) و حالت بالعكس (نوع 2) مورد مطالعه قرار گرفت. نتايج نشان داد كه در مشعل نوع يك، سوخت بدست آمده از ارزش حرارتي بالاي بيشتري برخوردار است.

1397/11/23

CFD Simulation for Heavy Fuel Oil Gasification in an Entrained Flow Reactor

3/14/2019 12:00:00 AM

The aim of this work is to develop a multiphase solver in OpenFoam for simulation of heavy fuel oil (HFO) such as Orimulsion and mazzut gasification process in an entrained flow reactor. The solver was developed and the numerical results obtained were validated by experimental results. Furthermore, parametric studies were carried out on the entrained flow reactor for the Orimulsion as HFO and the effect of the reactor geometry, equivalence ratio, moisture content, and type of burner were studied on the gasification process. The results showed that high thermal value and cold gas efficiency decrease with increasing equivalence ratio. Also showed that most reactions of gasification occur at intervals of less than one meter from the inlet zone and increasing the reactor's length more than one meter does not affect the products. Effect of gasifier's diameter studied and it was found that products of gasifier with more diameter have higher HHV and CGE.