Equilibrium model of steam gasification of coal

Coal gasification is a complex process of parallel-consecutive chemical reactions at high temperature between the organic part of coal matter and the gasifying agent. The following two approaches are applied in modelling the coal gasification process: equilibrium and kinetic. The methods of determining the thermodynamic equilibrium can be divided into two groups: stoichiometric and nonstoichiometric methods. This article presents the equilibrium model of the steam gasification of coal developed for a laboratory experiment (Smoliński 2008, 2011). The scope of this paper includes the development of the concept concerning the division of the reaction system into two zones, where the result of one of the stages constitutes the input data for the subsequent stage. The composition of the gas mixture has been evaluated on the basis of the fundamental physical and chemical rights. The estimated content of the gases in the mixture correlate with the results of the experiment.

Zgazowanie węgla to złożony proces następczo-równoległych reakcji chemicznych zachodzących w podwyższonej temperaturze między częścią organiczną substancji węglowej a czynnikiem zgazowującym. W modelowaniu procesu zgazowania węgla stosowane są dwa podejścia: równowagowe i kinetyczne. Metody wyznaczania równowagi termodynamicznej można podzielić na dwie grupy: metody stechiometryczne oraz metody niestechiometryczne. W artykule zaprezentowano model równowagowy procesu zgazowania węgla parą wodną opracowany dla eksperymentu przeprowadzonego w skali laboratoryjnej (Smoliński 2008, 2011). W pracy rozwinięto koncepcję podziału układu reakcyjnego na dwie strefy, w których wynik jednego z etapów stanowi dane wejściowe do kolejnego. W oparciu o podstawowe prawa fizykochemiczne oszacowano skład mieszaniny gazów. Obliczona zawartość gazów w mieszaninie pozostaje w dobrej korelacji z wynikami eksperymentu.