Analytical and Numerical Methods in Mining Engineering (Aug 2019)
شبیه‌سازی عددی فرآیند گازی کردن زیرزمینی زغالسنگ (UCG) با هدف تعیین پارامترهای عملیاتی در مقیاس تجاری، مطالعه موردی؛ لایه K10 منطقه تخت
Abstract
فرآیند تبدیل به گاز کردن زیرزمینی زغالسنگ یک فرآیند سازگار با محیط‌زیست است که در آن لایه‌های زغالسنگ به صورت برجا به گاز تبدیل شده و سپس استخراج می‌شوند. هدف اصلی از اجرای فرآیند UCG، تولید گاز سنتزی دارای ارزش حرارتی و یا تولید هر یک از گازهای حاصل از فرآیند UCG (مثلا تولید هیدروژن) است. پیش‌بینی مقدار و ارزش حرارتی گاز تولیدی پیش از اجرای فرآیند UCG، برای انجام تحلیل‌های اقتصادی ضروری است. از این رو در این پژوهش یک مدل با استفاده از نرم‌افزار کامسول توسعه داده شده که قادر است تاثیر پارامترهای عملیاتی را بر مقدار، ترکیب و ارزش حرارتی گاز تولیدی پیش‌بینی نماید. در این پژوهش یک الگوی جدید برای گازی کردن کل زغالسنگ موجود در پهنه‌های استخراجی معرفی شده است. طبق این الگو که مراحل آن توسط یک الگوریتم نشان داده شده است، علاوه بر این که کل زغالسنگ موجود در هر پهنه تبدیل به گاز می‌شود؛ ارزش حرارتی گاز تولیدی در حد مورد نیاز به دست می‌آید. الگوی ارائه شده در این پژوهش با یک مطالعه موردی برای لایه K10 منطقه تخت، معرفی شده است. در نهایت پارامترهای عملیاتی برای تولید گاز سنتزی با مقدار و ارزش حرارتی مناسب برای گازی کردن لایه K10 منطقه تخت به دست آمده است. نتایج نشان می‌دهد که در یک دوره 11 ماهه باید 9 کارگاه همزمان با هم فعال باشند و پارامترهای عملیاتی در هر کارگاه شامل دما، فشار کاواک، نرخ تزریق اکسیژن، نرخ تزریق بخارآب و زمان عملیات به ترتیب باید 1273 کلوین، 1 مگاپاسکال، 10 مول بر ثانیه، 20 مول بر ثانیه و 11 ماه باشد. در این صورت لایه‌ی K10 می‌تواند خوراک یک نیروگاه برق 27 مگاواتی سیکل ترکیبی گازی (IGCC) را به مدت 22 سال تامین کند.
Keywords
