Исследование кинетических характеристик горячей сероочистки синтез-газа в плотном слое

Abstract

Sorbents on the basis of oxide of zinc are used for cleaning synthesis gas from hydrogen sulfide till 1–20 ppm that is necessary for operation of the gas turbine in steam-gas cycles with IGCC [1, 2]. The computer model including chemical reactions in two-phase disperse streams has been developed for calculation of system of desulphurization of gases in a software package of Ansys Fluent. Model-ing of hydrodynamics and chemical reactions in a dense bed of a sorbent is carried out, distribution of volume fractions of phases eventually, change of the field of speeds of phases, distribution of mass fractions of products is received. Averages in the range of temperatures of 300–510 °C kinetic con-stants of reaction of absorption of hydrogen sulfide by zinc oxide are defined. Comparison of the experiments made on the device of the thermogravimetric analysis (TGA) with results of computer modeling is presented.

Сорбенты на основе оксида цинка используются для очистки синтез газ от сероводорода до 1–20 ppm, что необходимо для работы газовой турбины в парогазовых циклах с внутрицикловой газификацией твердых топлив [1, 2]. Для расчета системы сероочистки газов в программном пакете Ansys Fluent была разработана компьютерная модель, включа-ющая химические реакции в двухфазных дисперсных потоках. Выполнено моделирование гидродинамики и химических реакций в плотном слое сорбента, получено распределение объемных долей фаз с течением времени, изменение поля скоростей фаз, распределение массовых долей продуктов. Определены средние в интервале температур 300–510 °С кинетические константы реакции поглощения сероводорода оксидом цинка. Представлено сравнение экспериментов, проведенных на аппарате термогравиметрического анализа (ТГА), с результатами компьютерного моделирования.