شبيه سازي عددي فرايند گازي‌سازي مخلوط آسفالت-آب در يك گازساز جريان حامل

Numerical simulation of asphalt water slurry gasification process in an entrained flow gasifier

در اين مقاله شبيه‌سازي عددي فرايند گازي­ سازي آسفالت آبكي (ذرات آسفالت مخلوط ­شده با آب) به­ عنوان يك سوخت مايع سنگين نفتي در داخل يك گازساز تك ­مرحله ­اي جريان حامل، با استفاده از نرم افزار تجاري انسيس فلوئنت نسخه 15، در يك هندسه دو­بعدي و بر اساس رويكرد اويلري-لاگرانژي انجام شده است. در اين شبيه‌سازي توزيع سرعت، توزيع دما و توزيع كسر مولي گونه­ هاي گاز سنتز، محاسبه شده­ اند. اثر مدل هاي مختلف فرار زدايي، اندازه ذرات فاز گسسته و همچنين براي اولين بار اثر استفاده از ذرات غيركروي در فاز گسسته برروي پارامترهاي گازي‌سازي بررسي شده‌اند. نتايج به­ دست آمده از اين تحقيق مشخص كرد كه مخلوط آبكي آسفالت مي‌تواند به ­عنوان خوراك مناسبي براي گازي‌سازي استفاده شود. در بررسي ذرات غيركروي مشخص شد در صورت استفاده از ذرات با فاكتور شكل يك­ دهم، كه بيشترين تفاوت را با ذرات كروي دارند، دماي محفظه اندكي افزايش و دماي بيشينه در فاصله نزديك­تري نسبت به ورودي ماده خوراك حاصل مي‌شود.

In this paper, numerical simulation of asphalt water slurry gasification process as a heavy fuel oil in a single stage gasifier, using the commercial Ansys fluent software, in a two-dimensional geometry an‎d based on the Eulerian-Lagrangian approach has been done. In this simulation, the distribution of velocity, temperature distribution and molar fraction distribution of synthesis gas species have been calculated. The effect of different devolatalization models, the discrete phase particle size on gasification, and also for the first time, the effect of the use of discrete phase non-spherical particles on gasification parameters has been investigated. The results of this study showed that the water mixture of asphalt can be considered as a suitable feed for gasification. In the study of non-spherical particles it was also found that if the particles with a shape factor of 0.1, which have the greatest difference with spherical particles, are used, the temperature of the chamber slightly increases and the maximum temperature is more distant than the feed intake.