МОДЕЛЮВАННЯ ЗА ДОПОМОГОЮ СУЧАСНИХ ПРОГРАМНИХ СЕРЕДОВИЩ ПРОЦЕСУ ГАЗИФІКАЦІЇ В РОЗРОБЛЕНОМУ ГАЗОГЕНЕРАТОРІ ДЛЯ ВОЛОГОГО ПАЛИВА
DOI:
https://doi.org/10.20998/2413-4295.2026.01.10Ключові слова:
моделювання, програмне забезпечення, процес газифікації, синтез-газ, енергетична ефективність, вологе паливо, газогенераторАнотація
Застосування сучасних програмних середовищ значно спрощує процес дослідження газифікації в розроблених газогенераторах, особливо для вологих видів палива. Завдяки комплексним можливостям моделювання, стає можливим врахування різних факторів (температури, складу палива, вологості тощо) для досягнення високої ефективності і екологічної безпеки процесу. Розглянуто особливості моделювання з використанням сучасних програмних середовищ процесу газифікації в розробленому газогенераторі для вологого палива. Проаналізовано результати моделювання, визначено ключові фактори, що впливають на продуктивність та ефективність процесу. Модель можна використовувати для прогнозування складу та властивостей синтез-газу, оптимізації параметрів процесу, розрахунку енергетичної ефективності, проектування газифікаторів. Розроблено конструкцію газогенератора, яка вигідна з експлуатаційної точки зору, оскільки газ з камери піролізу поступає через заслонки в камеру і через трубу, яка розміщена в середині корпуса газогенератора, всмоктується інжектором і подається через зону високих температур над колосниковою решіткою, через яку проходять смоли (розпадаючись на прості сполуки) та пари води, збільшуючи процентний вміст горючих газів СО та Н2 в синтез-газі. Використання газогенераторів для вологого палива запропонованої конструкції дозволить підвищити ефективність роботи шляхом збільшення швидкості та інтенсивності газифікації відходів деревини та вирішити проблеми промислових та побутових відходів, отримання дешевої енергії та екологічного стану довкілля. Розроблена фізико-хімічна модель дозволяє створити досить точне уявлення про процес газифікації деревини в умовах змінної вологості та різних температурних режимів. Врахування хімічних реакцій, матеріального і теплового балансів, а також кінетики реакцій дає змогу оптимізувати процес для досягнення високої енергоефективності та отримання бажаного складу газу. Така модель є ефективним інструментом для вдосконалення газогенераторів і підвищення ефективності використання вологих видів палива.
Посилання
Mysak Y., Lys S., Martynyak-Andrushko M. Research on gasification of low-grade fuels in a continuous layer. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2017, 2/8 (86), pp. 16-23, doi:10.15587/1729-4061.2017.96995.
Pereira E. G., da Silva J. N., de Oliveira J. L., Machado C. S. Sustainable energy: a review of gasification technologies. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2012, 16(7), pp. 4753-4762, doi:10.1016/j.rser.2012.04.023.
Lys S., Yurasova O., Vashkurak Y. Influence of Humidity of Wood Fuel on the Gasification Process in a Continuous Layer. In: Blikharskyy Z. (eds) Proceedings of EcoComfort 2020. EcoComfort 2020. Lecture Notes in Civil Engineering, 2021, vol 100. Springer, Cham, pp. 268-276, doi:10.1007/978-3-030-57340-9_33.
Aspen Plus® Documentation. Aspen Technology Inc.
Guo Z., Wu Y., Zhang Y. Simulation and Optimization of Biomass Gasification Process Using Aspen Plus: A Review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2021, 135, pp. 110315.
Javed M. S., Irfan M. F., Usman M. CFD Simulation of Fluidized Bed Biomass Gasification: Effects of Operating Parameters on Producer Gas Composition. Journal of Cleaner Production, 2021, 280, pp. 124365.
Kumar S., Pathak H. Comprehensive Analysis of Wet Biomass Gasification in a Fluidized Bed Gasifier Using COMSOL Multiphysics. Fuel Processing Technology, 2022, 229, pp. 107106.
Muthukumar P., Renganathan P., Pitchandi K. Modeling and Simulation of Biomass Gasification in Downdraft Gasifier: A Comprehensive Review. Renewable Energy, 2022, 180, pp. 292-312.
Gómez-Barea A., Leckner B. Modeling of biomass gasification in fluidized bed. Progress in Energy and Combustion Science, 2010, 36(4), pp. 444-509.
Kumar A., Jones D. D., Hanna M. A. Thermochemical biomass gasification: a review of the current status of the technology. Energies, 2009, 2(3), pp. 556-581, doi:10.3390/en20300556.
Giltrap D. L., McKibbin R., Barnes G. R. A steady state model of gas-char reactions in a downdraft biomass gasifier. Solar Energy, 2003, 74(1), pp. 85-91.
Sikarwar V. S., Zhao M. Recent Advances in Modeling of Biomass and Waste Gasification: Insights into Reactor Designs and Operating Conditions. Energy Conversion and Management, 2023, 267, pp. 115903.
Klius V. P., Klius S. V. Gasifier for Wet Fuel. Patent of Ukraine No. 23573, IPC C10J 3/00, published on 25.05.2007, Bulletin No.7.
Hnatyshyn Y. M., Lys S. S. Gasifier for Wet Fuel. Patent of Ukraine No. 50488, IPC C10J 3/00, published on 10.06.2010, Bulletin No.11.
Lys S. S., Vashkurak Yu. Z. Gasifier for Wet Fuel. Patent of Ukraine No. 154569, IPC C10J 3/00. Published on 22.11.2023, Bulletin No.47.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Stepan Lys, Yurii Vashkurak
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Журнал публікує статті згідно з ліцензією Creative Commons Attribution International CC-BY.
