◆✉♠❡r✐❝❛❧ s✐♠✉❧❛t✐♦♥ ♦❢ ❝♦❛❧ ❣❛s✐✜❝❛t✐♦♥ ✐♥ ❛ ❝♦✉♥t❡r✢♦✇ ✢✉✐❞✐③❡❞ ❜❡❞ r❡❛❝t♦r
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▼❡❝❤❛♥✐❝❛❧ ❛♥❞ ■♥❞✉str✐❛❧ ❊♥❣✐♥❡❡r✐♥❣ ❉❡♣❛rt♠❡♥t ◆♦rt❤❡❛st❡r♥ ❯♥✐✈❡rs✐t② ◆❊❚▲ ❲♦r❦s❤♦♣ ♦♥ ▼✉❧t✐♣❤❛s❡ ❋❧♦✇ ❙❝✐❡♥❝❡
❆✉❣✉st ✾✱ ✷✵✶✻
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r st - - PowerPoint PPT Presentation
r st st tr rtr r
▼❡❝❤❛♥✐❝❛❧ ❛♥❞ ■♥❞✉str✐❛❧ ❊♥❣✐♥❡❡r✐♥❣ ❉❡♣❛rt♠❡♥t ◆♦rt❤❡❛st❡r♥ ❯♥✐✈❡rs✐t② ◆❊❚▲ ❲♦r❦s❤♦♣ ♦♥ ▼✉❧t✐♣❤❛s❡ ❋❧♦✇ ❙❝✐❡♥❝❡
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◮ ◆✉♠❡r✐❝❛❧ s✐♠✉❧❛t✐♦♥ ♦❢ t❤❡ ✢✉✐❞✐③❡❞ ❜❡❞ ❣❛s✐✜❡r ✉s✐♥❣
◮ ❯t✐❧✐③✐♥❣ ❈❋❉ ❝♦❞❡✱ ▼✉❧t✐♣❤❛s❡ ❋❧♦✇ ✇✐t❤ ✐♥t❡r♣❤❛s❡
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◮ ❱♦❧✉♠❡ ❢r❛❝t✐♦♥
εg +
M
m=✶
εsm = ✶
◮ ❈♦♥t✐♥✉✐t② ❡q✉❛t✐♦♥
∂ εgρg ∂t +∇.(εgρg✈❣) =
Ng
n=✶
Rgn ∂ εsmρsm ∂t +∇.(εsmρsm✈s♠) =
Nsm
n=✶
Rsmn (m = ✶,...,M)
◮ ▼♦♠❡♥t✉♠ ❡q✉❛t✐♦♥
∂ εgρg✈❣ ∂t +∇.(εgρg✈❣✈❣) = ∇.σ❣ +εgρg❣ −
M
m=✶
■❣♠ ∂ εsmρsm✈s♠ ∂t +∇.(εsmρsm✈s♠✈s♠) = ∇.σs♠ +εsmρsm❣ +■❣♠ −
M
l=✶
■♠❧ ✶
✸ ✴ ✶✾
◮ ❙♣❡❝✐❡s tr❛♥s♣♦rt ❡q✉❛t✐♦♥
✹ ✴ ✶✾
◮ ❆ ♥❡✇ r❡❛❝t✐♦♥ ♠♦❞✉❧❡✱ ❝❛❧❧❡❞ ▼✉❧t✐♣❤❛s❡ ❈❤❡♠✐str② ❛♥❞ ❘❡❛❝t✐♦♥
❙♦❧✈❡rs ✭▼❈❤❛❘❙✮✱ ✐s ❞❡✈❡❧♦♣❡❞ ❛♥❞ ❝♦✉♣❧❡❞ ✇✐t❤ ▼❋✐❳ t♦ ❤❛♥❞❧❡ t❤❡r♠♦❝❤❡♠✐str② ❝❛❧❝✉❧❛t✐♦♥s✳
◮ ❈❤❡♠✐❝❛❧ r❡❛❝t✐♦♥ s♦✉r❝❡ t❡r♠ ✐s ✐♥t❡❣r❛t❡❞ ✉s✐♥❣ st✐✛ ♦r❞✐♥❛r②
❞✐✛❡r❡♥t✐❛❧ ❡q✉❛t✐♦♥ s♦❧✈❡rs✳ dΨ dt = S(Ψ)+T(Ψ) Ψ = [ρk,εk,Xkn] dΨ dt = T(Ψ) dΨ dt = S(Ψ) Ψ(t) T − → Ψ∗(t +δt) S − → Ψ(t +δt)
✺ ✴ ✶✾
Nsm
n=✶
m=✶ εsm
n=✶
M
m=✶
Nsm
n=✶
Ng
n=✶
Nsm
n=✶
✻ ✴ ✶✾
◮ ❋✐♥✐t❡ ✈♦❧✉♠❡ ♠❡t❤♦❞ ◮ ✸❉ ❈②❧✐♥❞r✐❝❛❧ ❝♦♦r❞✐♥❛t❡ s②st❡♠ ◮ ❙✉♣❡r❜❡❡ ◮ ❙❡♠✐✲■♠♣❧✐❝✐t ▼❡t❤♦❞ ❢♦r Pr❡ss✉r❡✲▲✐♥❦❡❞
◮ ▲❙❖❉❆ ✭st✐✛ ❛♥❞ ♥♦♥ st✐✛ ❖❉❊ s♦❧✈❡r✮ ◮ ■s♦✲t❤❡r♠❛❧ ◮ ❈♦♥st❛♥t ♣r❡ss✉r❡ ❛t ♦✉t❧❡t ◮ P❛rt✐❛❧✲s❧✐♣ ❛♥❞ ♥♦✲s❧✐♣ ❜♦✉♥❞❛r② ❝♦♥❞✐t✐♦♥s
❚❛❜❧❡✿ ▼❡s❤ r❡s♦❧✉t✐♦♥✳
▼❡s❤ ∆r [cm] ∆z [cm] ∆θ [rad] ✷✵dp ✵.✺ ✶.✵ ✵.✺✷ ✶✺dp ✵.✸✾ ✵.✸✾ ✵.✹✹ ✶✷dp ✵.✸✺ ✵.✸✻ ✵.✸✹
✼ ✴ ✶✾
◆❡♦❣✐ ✭✶✾✽✹✮ ❙t❡❛♠ ❈♦❛❧ ✶✵ ❝♠ ✶✽ ❝♠ ✸✵ ❝♠ ✷✵ ❝♠ ✶✹ ❝♠ ✸ ❝♠
❚❛❜❧❡✿ ❖♣❡r❛t✐♥❣ ❝♦♥❞✐t✐♦♥s
❋❡❡❞ ❈♦❛❧ ❢❡❡❞ r❛t❡[g/s] ✵.✵✽✺ ❙t❡❛♠ s✉♣♣❧② r❛t❡[g/s] ✵.✷✷ ❖♣❡r❛t✐♥❣ ♣r❡ss✉r❡ [atm] ✶.✵ ❊♥tr❛♥❝❡ t❡♠♣❡r❛t✉r❡ [K] ✶✵✼✸ ❈❤❛r s✉r❢❛❝❡ ❛r❡❛ [cm✷/g] ✶✸,✶✸✵ ❈♦❛❧ ♣❛rt✐❝❧❡ ❞✐❛♠❡t❡r [cm] ✵.✵✷✾✼ ❈♦❛❧ ❞❡♥s✐t② [g/cm✸] ✶.✺✽ ❇❡❞ ❖♣❡r❛t✐♥❣ t❡♠♣❡r❛t✉r❡ [K] ✶✵✼✸ ▼✐♥✐♠✉♠ ✢✉✐❞✐③❛t✐♦♥ ✈♦✐❞ ❢r❛❝t✐♦♥ ✵.✹✸ ▼✐♥✐♠✉♠ ✢✉✐❞✐③❛t✐♦♥ ✈❡❧♦❝✐t② [cm/s] ✶✷ ❙✉♣❡r✜❝✐❛❧ ✈❡❧♦❝✐t② [cm/s] ✶✻.✺ ❙t❛t✐❝ ❜❡❞ ❤❡✐❣❤t [cm] ✶✵ ❇❡❞ ❞❡♥s✐t② [g/cm✸] ✷.✻✵✽
✽ ✴ ✶✾
Pr♦①✐♠❛t❡ ❆♥❛❧②s✐s ✪ ❈❤❛r ✭❉❆❋ ∗✮ ✺✺✳✹ ❱♦❧❛t✐❧❡s ✭❉❆❋✮ ✹✹✳✻ ❆s❤ ✭❉r②✮ ✽✳✹ ▼♦✐st✉r❡ ✼✳✽ ❯❧t✐♠❛t❡ ❛♥❛❧②s✐s ✭✪ ❉❆❋✮ ❈ ✼✺ ❍ ✺✳✸ ◆ ✶✳✹ ❖ ✭❜② ❞✐✛✳✮ ✶✵✳✾ ❙ ✼✳✺ Pr♦❞✉❝ts ❈♦♠♣♦s✐t✐♦♥s ❈❤❛r ✭✇t✳ ✪ ❉❆❋✮ ✻✺✳✷ ❱♦❧❛t✐❧❡s ✭✇t✳ ✪ ❉❆❋✮ ✸✹✳✽ ❱♦❧❛t✐❧❡s ✭✇t✳ ✪ ❉❆❋✮ ❉r② ❣❛s ✶✺✳✶ ❚❛r ✶✸✳✽ ❲❛t❡r ✺✳✾ ❉r② ❣❛s ✭✈♦❧✳ ✪✮ ❈❖ ✶✾✳✷ ❈❖✷ ✶✾✳✷ ❍✷ ✹✸✳✶ ❈❍✹ ✶✽✳✺
∗ ❉❆❋ ❞❡♥♦t❡s ❞r② ❛s❤ ❢r❡❡ ❝♦♠♣♦s✐t✐♦♥s✳
✾ ✴ ✶✾
◮ ◆❡♦❣✐ ✭✶✾✽✹✮
◆♦✳ ❘❡❛❝t✐♦♥ Ei[J/mol] Ai Keq Ri[mol/(cm✸.s)] ✶ C+H2O − − → CO+H2 ✶✷✶✱✹✶✼ ✶✸✳✾ ❬❝♠✴s❪ ✲ Apk∗
✶CH2O
✷ C+CO2 − − → 2CO ✸✻✵✱✵✻✺ ✺.✺✻×✶✵✻[cm/s] ✲ Apk✷CCO2 ✸ C+2H2 − − → CH4 ✷✸✵✱✷✼✹ ✷✵✳✽✸ ❬❝♠✴s❪ ✲ Apk✸CH2 ✹ CO+H2O − − ⇀ ↽ − − CO2 +H2 ✶✷✱✺✻✵ ✷.✼✽×✶✵✻[cm✸/mol.s] ✵.✵✷✻✺❡①♣(✸✾✺✺.✼/T) εgk✹(CCOCH2O −
✶ Keq CCO2CH2)
◮ ❲❡♥ ❡t ❛❧✳ ✭✶✾✽✷✮
◆♦✳ ❘❡❛❝t✐♦♥ Ei[J/mol] Ai Keq Ri[mol/(cm✸.s)] ✶ C+H2O − − → CO+H2 ✶✼✺✱✺✻✵ ✸✱✵✵✵ ❬✶✴✭❛t♠✳s✮❪ ❡①♣(✶✼.✷✾−✶✻,✸✸✵/T) k✶Cchar(PH2O −PH2PCO/Keq) ✷ C+CO2 − − → 2CO ✶✼✺✱✺✻✵ ✸✱✵✵✵ ❬✶✴✭❛t♠✳s✮❪ ❡①♣(✷✵.✾✷−✷✵,✷✽✵/T) k✷Cchar(PCO2 −PCO/Keq) ✸ C+2H2 − − → CH4 ❡①♣(−✶✸.✹✸+✶✵,✶✵✵/T) Cchar ❡①♣(−✼.✵✽✼−✽✵✼✽/T) (PH2 −(PCH4/Keq)✵.✺) ✹ CO+H2O − − ⇀ ↽ − − CO2 +H2 ❡①♣(−✸.✻✽✾+✹,✵✶✽.✽✾/T) ✹✹✺✾.✸✺❡①♣(−✶✶✻,✵✸✻.✽/(RuT))× ❡①♣(−✽.✾✶+✺✺✺✸/T)εsρcoal× P(✵.✺−P/✷✺✵)× ❡①♣(−✽.✾✶+✺,✺✺✸/T)Xash× (YCOYH2O −YCO2YH2/Keq) ∗ ki = Ai ❡①♣( −Ei RuT )
❚❛❜❧❡✿ ❊♥t❤❛❧♣② ❛♥❞ ❡♥tr♦♣② ❛t ❡q✉✐❧✐❜r✐✉♠ ❝♦♥❞✐t✐♦♥ ❙❚❆◆❏❆◆
◆♦✳ ❘❡❛❝t✐♦♥ ∆h(✶✵✼✸K)[J/mol] ∆s(✶✵✼✸K)[J/mol.K] Keq ✶
✲✶✽✾✱✽✸✸✳✹✸ ✲✸✳✵✶✼ ✲ ✷ ❲❛t❡r✲❣❛s s❤✐❢t ✲✶✳✻✶ ✵ ✶
✶✵ ✴ ✶✾
r cm Void fraction
2 4 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 12dp 15dp 20dp ❋✐❣✉r❡✿ ▼❡❛♥ ✈♦✐❞ ❢r❛❝t✐♦♥ ❛t ③❂✺ ❝♠
r cm Gas velocity cm/s
2 4 10 20 30 40 50 60 12dp 15dp 20dp ❋✐❣✉r❡✿ ▼❡❛♥ ❛①✐❛❧ ❣❛s ✈❡❧♦❝✐t② ❛t ③❂✺ ❝♠
Void fraction z cm
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 5 10 15 20 12dp 15dp 20dp ❋✐❣✉r❡✿ ▼❡❛♥ ✈♦✐❞ ❢r❛❝t✐♦♥ ❛t r❂✷✳✺ ❝♠ ✶✶ ✴ ✶✾
▼❡❛♥ ✈♦✐❞ ❢r❛❝t✐♦♥ t❤r♦✉❣❤ ❛③✐♠✉t❤❛❧ ❞✐r❡❝t✐♦♥ ❛t ③❂✺ ❝♠
❋✐❣✉r❡✿ ✶✷dp r cm r cm
5
2 4 6
EP_g
0.54 0.53 0.52 0.51 0.5 0.49 0.48 0.47 0.46 0.45 0.44 0.43
❋✐❣✉r❡✿ ✶✺dp r cm r cm
5
❋✐❣✉r❡✿ ✷✵dp r cm r cm
5
2 4 6 ✺ ❝♠ ✶✷ ✴ ✶✾
✶✸ ✴ ✶✾
❋✐❣✉r❡✿ t❂✵✳✷ s
r cm
2 4 z cm 5 10 15 r cm
2 4
❋✐❣✉r❡✿ t❂✵✳✹ s
r cm
2 4 z cm 5 10 15 r cm
2 4
❋✐❣✉r❡✿ t❂✸✳✸ s
r cm
2 4 z cm 5 10 15 r cm
2 4
✶✹ ✴ ✶✾
r cm z cm
5 5 10 15 20
EP_g 0.95 0.9 0.85 0.8 0.75 0.7 0.65 0.6 0.55 0.5 0.45
❋✐❣✉r❡✿ ▼❡❛♥ ❣❛s ✈❡❧♦❝✐t② ✈❡❝t♦rs
r cm z cm
5 5 10 15 20
EP_s 0.001 0.0009 0.0008 0.0007 0.0006 0.0005 0.0004 0.0003 0.0002 0.0001
❋✐❣✉r❡✿ ▼❡❛♥ ❝♦❛❧ ✈❡❧♦❝✐t② ✈❡❝t♦rs r cm Void fraction
2 4 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 Wen et al. Mech Neogi Mech.
❋✐❣✉r❡✿ ▼❡❛♥ ✈♦✐❞ ❢r❛❝t✐♦♥ ♣r♦✜❧❡s ❛t ③❂✺ ❝♠ ✶✺ ✴ ✶✾
r cm z cm
5 10 20 30 40
X_CO 0.24 0.22 0.2 0.18 0.16 0.14 0.12 0.1 0.08 0.06 0.04 0.02
❋✐❣✉r❡✿ ▼❡❛♥ ❈❖ ♠❛ss ❢r❛❝t✐♦♥s ❝♦♥t♦✉r ✉s✐♥❣ ◆❡♦❣✐ ♠❡❝❤✳
r cm z cm
5 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
X_H2 0.04 0.035 0.03 0.025 0.02 0.015 0.01 0.005
❋✐❣✉r❡✿ ▼❡❛♥ ❍✷ ♠❛ss ❢r❛❝t✐♦♥s ❝♦♥t♦✉r ✉s✐♥❣ ◆❡♦❣✐ ♠❡❝❤✳
r cm Dried Gaseous species molar fraction (%)
2 4 20 40 60 80 100
CO_W CO2_W H2_W CH4_W CO_N CO2_N H2_N CH4_N
❋✐❣✉r❡✿ ▼❡❛♥ s♣❡❝✐❡s ♠♦❧❛r ❢r❛❝t✐♦♥ ♣r♦✜❧❡s ❛t ③❂✺ ❝♠ ❲✿ ❲❡♥ ❡t ❛❧✳ ▼❡❝❤✳ ◆✿ ◆❡♦❣✐ ▼❡❝❤✳ ✶✻ ✴ ✶✾
✶✼ ✴ ✶✾
◮ ❙✐♠✉❧❛t✐♦♥ ♦❢ ❝♦❛❧ ❣❛s✐✜❝❛t✐♦♥ ✐♥ ❛ ❝♦✉♥t❡r✢♦✇ ❜✉❜❜❧✐♥❣
◮ ●❛s✐✜❝❛t✐♦♥ ❝❤❡♠✐str② ✐s ❤❛♥❞❧❡❞ ✉s✐♥❣ t✐♠❡✲s♣❧✐tt✐♥❣ ♠❡t❤♦❞
◮ ❈♦♠♣✉t❛t✐♦♥❛❧ r❡s✉❧ts s❤♦✇ ❣♦♦❞ ❛❣r❡❡♠❡♥t ✇✐t❤ t❤❡
◮ ❚✇♦ ❝❤❡♠✐❝❛❧ ♠❡❝❤❛♥✐s♠s ❛r❡ ✐♠♣❧❡♠❡♥t❡❞ ❜② ▼❈❤❛❘❙
◮ ❖♣t✐♠✐③✐♥❣ t❤❡ ❝♦❞❡ ♣❛r❛❧❧❡❧✐③❛t✐♦♥✳ ◮ ❱❛❧✐❞❛t✐♥❣ ✇✐t❤ ♠♦r❡ ❞❡t❛✐❧❡❞ ❡①♣❡r✐♠❡♥t❛❧ ❞❛t❛✳
✶✽ ✴ ✶✾
◮ ❉❖❊✴◆❊❚▲ ◮ ◆❙❋ ❳❙❊❉❊✱ ❚❆❈❈ ◮ ◆❯ ❈♦❧❧❡❣❡ ♦❢ ❊♥❣✐♥❡❡r✐♥❣ ❈♦♠♣✉t❡r ❈❡♥t❡r ◮ Pr♦❢✳ ❋r❛♥❝✐♥❡ ❇❛tt❛❣❧✐❛ ✭❱✐r❣✐♥✐❛ ❚❡❝❤✳✮ ◮ Pr♦❢✳ ❍❛♠❡❡❞ ▼❡t❣❤❛❧❝❤✐ ✭◆♦rt❤❡❛st❡r♥ ❯♥✐✈❡rs✐t②✮
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