modelling and simulation of coal gasifier.pdf

16
Modelling and simulation of coal gasi®cation process in ¯uidised bed q F. Chejne * , J.P. Hernandez Energy and Thermodynamics Institute, Universidad Ponti®cia Bolivariana, Circular 1#73-34 Medellin, AA 56006, Colombia Received 5 September 2001; revised 14 January 2002; accepted 23 January 2002; available online 22 February 2002 Abstract A one-dimensional steady state mathematical model and a numerical algorithm have been developed to simulate the coal gasi®cation process in ¯uidised bed. The model incorporates two phases, the solid and the gas. The gaseous phase participates in the emulsion with the solid phase) and forms the bubble. The solid phase is composed of carbonaceous material, limestone and/or inert bed material. The model can predict temperature, converted fraction, and particle size distribution for the solid phase. For the gaseous phase, in both emulsion and bubble, it can predict pro®les of temperature, gas composition, velocities, and other ¯uid-dynamic parameters. In the feed zone, a Gaussian distribution for the solid particle size is considered. This distribution changes due to attrition, elutriation, consumption and drag inside the reactor. A system of 29 differential and 10 non-linear equations, derived from the mass, energy and momentum balances for each phase, at any point along the bed height, are solved by the Gear and Adams Method. Experimental data from the Universidad de Antioquia and Universidad Nacional-Medellin have been used to validate the model. Finally, the model can be used to optimise the gasi®cation process by varying several parameters, such as excess of air, particle size distribution, coal type, and geometry of the reactor. q 2002 Published by Elsevier Science Ltd. Keywords: Gasi®cation; Mathematical model; Fluidised beds 1. Introduction Coal has been used as one of the most important energy sources in Colombian industry over the years. Nearly 80% of all industries use coal; textile, food, beer, and steel indus- tries are the most relevant for the coal market in Colombia. Some coal ®elds are situated near the main industrial cities, thus coal has a low price compared to other fuels. Although the sulphur and moisture percent in Colombian coal are relatively low, coal combustion can be a more critical process, from an environmental point of view, than other fuels or processes. Thus, Colombian government and universities are interested in developing technology to increase the use of coal in the country in a clean and ef®cient way. Gasi®cation technology is being developed to provide environmentally clean and ef®cient power generation from fuels such as coal, biomass and oil residues. Modelling and simulation tools are increasingly popular with plant operators and contractors to assist with design, analysis and optimisation of gasi®cation and combustion processes. The application of mathematical modelling in coal gasi®ca- tion is fairly new compared to that in coal combustion processes. Moreea-Taha [1] described how mathematical modelling can help in understanding the combustion and gasi®cation processes, and the use of modelling as a predictive tool, such as in pollutant emission prediction. He used one- dimensional and three-dimensional ¯uid dynamics models with some assumptions, such as simpli®ed chemical reac- tions. de Souza-Santos [2±4] developed a comprehensive mathematical model and computer program, to use as a tool for engineering design and operation optimisation, by predicting the behaviour of a real unit during steady-state operation. Chejne et al. [5] developed a comprehensive mathematical model to predict the behaviour of coal combustion and gasi®cation on stacks in non-stationary operation. Skala and Kuzmanovic [6] presented a paper with information about heterogeneous gas±solid reactions and a mathematical model of the coal gasi®cation reaction. The model by de Souza-Santos [2±4] is regarded as complete and it includes the conservation equations for the emulsion phase and bubbles, empirical equations for hydrodynamics, and it also includes a through mass balance which considers that both drying and volatilisation are not instantaneous. This latter aspect is not included in our present work because we have realised, based on experi- mental results, that both drying and volatilisation take Fuel 81 2002) 1687±1702 0016-2361/02/$ - see front matter q 2002 Published by Elsevier Science Ltd. PII: S0016-236102)00036-4 www.fuel®rst.com * Corresponding author. Tel.: 1574-412-5246; fax: 1574-411-1207. E-mail address: [email protected] F. Chejne). q Published ®rst on the web via Fuel®rst.comÐhttp://www.fuel®rst.com

Upload: haren-parmar

Post on 08-Dec-2015

213 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

Page 1: modelling and simulation of coal gasifier.pdf

��������� �� ���� ��� �� ��� ���� ��� ����� �� ������� ����

�� �������� ���� ��������

������ ��� ��������� �� ���� ����� �� ���� ��� ���� �� � ��� ��� ���� � ������ ������ !����� �� "" #$%%$� �����& �

����!�� " #�� ����� $%%&' ��!��� &( ����) $%%$' ���� �� $* ����) $%%$' !����� ������ $$ ������) $%%$

��������

+ ���,��������� ��) � � ��� ��� ����� �� �������� ����� �� �!� ���� ��!������ � ���� � �� ��� ���� ���

����� �� ������� ���� -�� ����� �������� � .� ���� �� ���� �� �� �� -�� ���� ��� �� ���� � �� �� ������� /.� � ��

���� ���0 �� ���� �� ������� -�� ���� ��� � ������� �� ��������� � ����� ���� ��� ��1�� ���� ��� � ����� -�� ����� ��

������ ����� ���� ���!�� �� ��� ���� �� �� ���� ��� �� ���� ��� ��� �� ���� ���� ��� �� ���� ���� �� �� � ������� �� �������

� �� ������ ������ �� ����� ���� � ������ ���� !����� ��� �� � ��� ����,�)���� ���� ��� 2� �� ���� ����� 3���

�� ���� ��� ��� �� ���� �� ���� ��� � ���������� -�� �� ���� ��� ����� ��� � �� ���� ��� �� ���� ������ ��� �� ��� �����

�� ��� ��� + ) �� �� $4 �������� �� �� &% ���,����� �5� ���� ����!�� ���� �� �� �����) �� ����� �� ����� ��� ��� ����

�) ���� ���� �� ��� ����� � �� ��!�� �) �� 3�� �� +�� �� ���� 67������� � � ���� �� 8��!����� �� +� ��5�� ��

8��!����� 9�����,�������� �!� ���� ��� � !��� � �� ������ �����)� �� ����� �� �� ��� � �� ���� �� ���� ��� ����� �)

!�)��� �!��� ���� ��� ��� �7�� �� ��� �� ���� ��� �� ���� ���� ��� )��� �� ����� �) �� �� ��� ��� � $%%$ �������� �)

6��!��� #������ : ��

'��(����; 3��� ���' � ��� ��� �����' �������� ���

� ���� ������

��� � ���� ��� ��� �� �� �� ����� � �����)

����� �� �������� ���� �) �!�� �� )��� 9���) <%=

�� �� ���� ��� �� ���' �7 ���� ����� ����� �� ��� ����,

��� �� �� �� ����!� ��� �� ��� ��>� �� ��������

#��� ��� ���� �� � � �� ��� �� ��� ���� ��� �� ���

�� ��� � ��. ����� ������� � � ��� ����� +� �����

�� ������ �� ��� ��� ������ �� �������� ��� ��

��� �!��) ��.� ��� ����� ��� �� �� ���� ��� ���

������ ���� � ��!������� � ���� �� !��.� �� � ���

���� �� ������� -��� �������� ��!������ ��

���!��� �� �� �� ��� �� �� ��!������� ��������) �

������ �� �� �� ��� �� �� ���� �) �� ���� �� �������

.)�

3��� ��� ��������) � ����� ��!������ � ���!���

��!������� ��) ���� �� ������� ��.�� ����� ��� ����

���� ��� ���� ���� �� ��� ������� ��������� ��

���� ��� ��� �� ���������) ������ .� � ���

���� �� �� ��� �� �� � � .� � ������ ��)�

�� �� ��� ��� �� ���� ��� �� ����� ��� �������

-�� ����� ��� �� � ��� ��� ��������� �� ��� ����,

��� � ����) ��. ������� � � �� ��� ����� ���

�������

�����,-� ?&@ �������� ��. � ��� ��� ���������

�� ���� �� ����� ����� �� ����� ��� �� ���� ���

������� �� �� �� �� ��������� ������ �!� ���� ���

�� ����� � ������ ������ ���� �� ��� ���,

��������� �� ����,��������� ���� �)���� �����

.� � ��� ��� ���� ��� �������� ������� ���,

���� �� #���,#� � ?$A(@ ��!������ ����������!�

� ��� ��� ����� �� ����� �� ������� � ��

��� ��� ����������� ����� �� ���� ��� �� ��� ���� �)

������ ��� �� ���!���� �� ��� ��� ������ ��), �

���� ���� ������ � �� ?"@ ��!������ ����������!�

� ��� ��� ����� � ������ �� ���!���� �� ���

����� ��� �� ���� ��� �� �> �� ���, ����)

���� ���� #>� �� B�����!�� ?C@ ����� �� ����

.� � ������ ��� ��� �� ��������� �A���� ��� ���

�� � ��� ��� ����� �� �� ��� ���� ��� ��� ����

-�� ����� �) �� #���,#� � ?$A(@ � �������

������ � �� � ������� �� �����! ��� �5� ��� ���

�� ������� ��� �� ������� �������� �5� ��� ���

�)����)����� �� � �� ������� ������ � �����

.���� ������� � �� � ��)��� �� !�� ��� ��� �� ��

�� � ����� -�� � �� ��� � �� �������� �� ���

����� .��> ����� .� �!� ������� ��� �� �7����,

��� � ���� � � �� � ��)��� �� !�� ��� ��� >�

���� <& /$%%$0 &C<DA&D%$

%%&C,$*C&1%$1E , �� ���� � �� � $%%$ �������� �) 6��!��� #������ : ��

�22; #%%&C,$*C&/%$0%%%*C,(

...������� ����

� ������������ � ���� -���; �"D(,(&$,"$(C' �7; �"D(,(&&,&$%D�

���� � �������) �������F�������������� /�� ������0�� �������� �� �� �� .�� !� ������ ����G� �;11...������� ����

Page 2: modelling and simulation of coal gasifier.pdf

*+ ��,��� -+�+ .�������/ 0 *��� 1� 23%%34 �$1�5��%3&C<<

������������

� ������ ��

�, ����,�)���� ��� � !���

" ��

"����6 ��� � ��� �� ����A� ��� ��� � � /6� &� $0

" � �� ��� ��� ��� ��� ,��!��

"��� ��� ��� ��� ��� ,��!��

�6 ��!�� ��� ��� >��� �� ��������� /6� &�H�&*0

&,�� !���� ) ��� � �� �� , � ��������

�,�� ������ �!� ) ��� � �� �� , � ��������

� ����� ��� ���

�6 ������ ��

�,�� ����) �������� ��������� ��� � �� �� , �

��������

7 ���� ��

7 , ����) �������� ��������� �� .��� �� � ��

, � ��������

7,�! �������� ��������� �� �� , � �������� �� ��

��7 ���

�,�� ������ �� ��� � �� �� , � ��������

8 �������� ���� ��� ��� �� �� ���

8!�� !����� ��� ���� ��� ���

* ��. � �

� ��!� ) ������ ���

���!�� ��� �� ����� ���������

� ���!�� ��� � ����� ���������

. �� ���)

.� �)������ ��� ���

�.�% ���� ��� �� ���)

' >��� �� ���������

9 ����� �� �� ��� ��

! � �� ,��!��

!��� � �� ���� �� ���

!- >��� �� ��� � ��� �� ����A� ��� ��� � �

�� �������� �

� � � ������ �� ��!�� �� �� �� ���� ��� �� ��,

�� ���

:� 9��� ������

���� � � ������ �� �A� ��� ���

��� � � ������ �� �A���� ��� ���

; �7)��� ��� ���

�� ���� ������

< �� ��7

=6 ��� ��� � � ��� �� 6,��� ��� /6� &�H�&%0

=- � � �� ��� ���

=�- � � � ��� ���

���� �A� ��� ��� � � ��� ��� �����

��� �A���� ��� ��� � � ��� ��� �����

=� �)���� ������

> ������ ��� ���

>, #���.��� ������ ��� �� , � ��������

����� ���

�. ��� �� .�� ���>��

� !����� )

? !�����

@ � ��� ��� �� ,��!��

A ���� ��� ���

� � ��� ���

B���C �������

� ����� ��� >��� �� ���������

� ����� ��� >��� �� ���������

� ����� )

� ���� ������� ) ���������

� ������ �!� )

� !���� )

� ���� )

� �� ��� ����� ���� )

� ��� ��� ��� ���� )

��� �������� ��� ��������� �� ��� ����� �� ��

�A� ��� ���

�� �������� ��� ��������� �� ��� ����� �� ��

�A���� ��� ���

>�&��� 6��

�� ���� � ����

!� !���� �� .��� ���� ��

� ������

�� ���� ���

� �������

���� ����� ��� �� ������� ����

� ���� ���

�� � �� �������

��� ��� �!� � �� �������� ��!��

�� ����� ��� ����� �� ��� ��

�I$� �I� I$� 9$� �$I� �$� ��(� #I$� 9ID� �$�C�

�$#� 9�* �� �������

C �I$� �I� I$� 9$� �$I� �$� ��(� #I$� 9ID�

�$�C� �$#� 9�* �� ������

! !���� !���

�� ��������� � ����

�� ������� ����� ��� ����� ���

�� ��� �!� � �� ���� �� �� �� �

�� ����� ��� �� �� ��� ��

� ��� �!� � �� ���� �� ����

�� ��� �!� � �� �� �

� ��� ��

����

�� ��� �!� � �� ������� ��!��

������ ����� ���

. ��� �� .��

Page 3: modelling and simulation of coal gasifier.pdf

���� !��) 5���>�) .��� �� ���� ��� �� ����� ���

����� �� ������� ���� -�������� .� ������� � �������

�� � ������ �� � ���� �� � ������� �� �����

������ ?D@ � ����� ��� �� �� � �����! ���

�5� ����

� � �� ?<@ ��!� �� �� �� ��� ��5����� ��� ��!��,

��� ��� �� ���� ��� �� ���� �� �������,��� ���� ���

D"%� <"%� �� 4"% �� �� �� � ��!������� ���� ���

�)���)�� ����� ���� �� ���� ��� ����� ���� ����

�� .��>� .� �� �� � �� �� ���� �� �� C ��

���� �� �� &% � I�� �7������� �� ���� ��� .���

��������� .� � �� ���� �� !���� ���� �� �� ���

& ��� � .� �7��� �!�� ��� �� !�� ��� ��� ����

-��� .��> �� � ��� ���� ����� ��� ��� �� .��>

�) �������)> �� 3.���> ?4@� 3�� �� ��� ?&%@� ��

���� � �� ?&&@ �� �� ����� �5� ��� �� ��� ���� ) ��

�����) �� .) ����� � � ��� �������� �� �� �����

.��>� -�� ��� ����� ) �� ��� ���� ��� ����� ��

������� ��� �� �������� ������ ��� � ������� ��

���� �)���� ����� �� ��� ��� �� ��) !��� �� ���,

��� �� �� ����� �� �5� ��� � � ������� �� ��

�����

J� �� � �� ?&$@ �������� �� ���������� ��� �� .� �

������ ���. � ��� � ��������� �� ������� ��� �) ����

����� ����) .���� ��!� � �������� �5� ��� ��� ��

������ ���� ��� �������� � �� ?&*@ �!� ����� �� ���,

���� �� ������� ��� �) ���� ��. �� ��� ��� ��

�� �� ��� ������ ���� ��� � ����

K� �!� � �� �!��� �� ��� ������� ����� ��������

�5� ��� �� ����� � !��� �� ��� ��� �� �� ����� ��

�5� ��� �� � >��. �� ���!���� �� �� ���� ���

������

I�� ��� ��� ���� ��� � �� ������ ��� �� ��� ����,

��� �� ������� ��� � � ��!���� � ������� ������

.���� ������� �� �!��� ��� �� �� ���� �� ���� ��� �����

�� ��� �� � ��� ���� � ��� �� 3��� �� ���� ��� ��

�� ��. �� ��� ��� �� � �� �5������ � +�� ��� ����� �

��� ���� ��� ��� �� �� ����� .��> � � �� �� ���,

����� �����! ��� �5� ��� �� ����� ���� .���� �!�

���.�� � � �� �� � ������� �������� ��� ��� .� � �

���!������� �� ������ ��� �� �� �������� ������

2� ��� ����� �� ��� �� �������� ��� ��� .� �!� ���

�� ����� ��� 7�?�"B 8��� �� �!>9 ���� *�% � �!�� �

�� ����� ��������� ��� �� ������!� ) �� ����� ��

�� ��7 ���� �� ����� ������ �!� ) �� ��� �� �� !��,

�� ) �� �� ���� ��� �� ����� ���� -��� �����,

��� .��� ��������� ��� ��� �� �� ������� ����� ��

�� ��� �� ��7 ��� .���� � ��� � �������� ������ ���

� ���� !��) .��� .� � �7������� � ���� �� �� ���

�� ����� ����� �� �� �� �����

+���� ?&(@ ��!������ ����� ���������� �� �)���,

�)���� ���!���� �� ������� ������ ��� ������� ����

�� >��� �� �� ��� ����� ��� �� ������ �� ���� �� ��

����� -��) �!� �� ��� �������� �5� ��� � ������� ��

�)����)���� �� ������� ��� �� .� �� ���� �� ��

�����

+���� � �� ?&(@ ��� ����� ��� ����� �� ���

����) �� ��� �� ���� �� ����� � ������� �� �����

� ����� �� ��� .� � ����>��� �� ����� 2� ��

����� .��>� �� ���� ��� ���� ��� /���� *0 .���� ������

������ �� ����� ��� � �!��� ������� ��� ��,

���� ��� � ���� ���� �� ������� ��� ��� ������ .

>��� �� ����!��� �� �� ������ ��� ��������� ��

����� ����� �� � �� ����� ��� ���������

������ � �� ?&"@ ��!������ ��) � ����� ��� ���

���� ������ ��� ������� ��� ������ .���� �������� ��

�)����)����� �� ����� �� ����� ��� �� ��)��

�� � �� ���� ���� �� �� ���� � ������ �� �� �������

-��) �� ��� �������� �5� ��� ��� �� �)����)����

�� �� ������� ��� �� ����� �� ��� ���� .� ��� >���

�� � ����� �� ������ !�� ��� �� � ����� ��� �����

�� �������

B�� � �� ?&C@ ������� � ��� ��� ����� � ������

���� ��� �� � �� �����) ������ ��� ������� ��� ��� ��

.� � ����� ���� ��� �� �)����)����� ��� ���

>��� �� �� �������� ������ ��� ��� �)���)�� -��)

.��� �� ��� � ������ ��� ��� �� ����� ��� ������

��� �� � ������ � ��� ����� �� ���� ��!�� ���� ����

���� �� ������ ��� .��� ������) ���� ��

-�� ��� ���� ��� �� �� �!� �� �� �� ��� ��,

�� ��� ����� /�3�0 �������� �� �� ���� ��;

&� I��,��������� �� ��), ��

$� 2 ������� .� ����' ������� �� ������' �� .�

���' � �� �����

*� -�� ������� � ������ �) � �� �����

(� -�� ������ � ��������� ���� �� ���� �� ����� ����,

���� � � ������ ���) �) ��

"� -�� ���� � ��������� �� ����� �� �� ������ ���

������� ������ �� ��� ����� �

C� -�� � �� �� ����� �� .��� ���� �� � �� ��

�������� �� ���������� -�� � �� ��� ��� �� �

�� �� ����� �� .��� �� ������� � �� ��

������ /� �� �� ����� �� .��� ���� �� ������

�� 9I- ���������0�

D� + �� ���� ��� �� ��� �� ��� �� �������� ��� ����

����

<� �� ��� ����� �� ��� ��� ���������� /�A�0

�� �� ��������� /�A����0 ������� ��� ����

4� J�!�� ��� ��� �� ��)��� �� ��������� �� � ,

���� �� �� ���� �����

&%� -�� ���� ��� ����� �� �� ����!�� .� � ���

/�$I0 �� .� � ����� ���7��� /�I$0�

&&� + �� �� �������� �� �5� ��� ��� � �� �� ��,

���� ��� ��� �������� �� �� � �� ���� ���� �

����!�� �� ��!���

&$� 67������� � ������ ��� ��� �� ����,�)���� ��,

�� �� �� ����

&*� ������� ��� ���� ���!�� ��� �� �������� ��

�������� �� �� �������� �� �5� ��� ��� �� � ��

���� ���� -�� �����) �5� ��� ��� �� � ��� ��

������� �) ���!�� ��� �������� �� �� ����� �� ��

*+ ��,��� -+�+ .�������/ 0 *��� 1� 23%%34 �$1�5��%3 &C<4

Page 4: modelling and simulation of coal gasifier.pdf

�� ����� 2���� ��� �5� ���� �� � �� �� ��,

��� ��������� �� �� ����� ���

� ������������ �� ��

-�� ������� ����� � ������ � ���� �� ����

�������� �� ������� �� -�� ���� /���� ���� ����

���� � ����0 �� �� �� � �� ��� �� �� ���� ���� ' ��

)�� �� ���� ��� �� �� ���� ��� �� ���� ��� �� ������,

��� �� ����' ���� ���� ���� ��� �� �� ������ ��' ��

��!�� �� ���� � -�� � /��� ���� ����� ���7���0

�� �� ������ �� �� �� �� �� ��� ��� � ���� ������,

��� �� ����� ��� �� �� ������� /���� &0�

+ �� ������� ���� 3��� �� ���� ��� � ����

��� �� ���� � ����' ��� ��� ������ � !���� ���� ��

� ����� ��� 2���� �� ��� ��� �� ��� �� �� �� ���� ���

� �����!�� �� �� !���� ���� �� ����� ��� � ��,

���� ��� �� ���� ������ ���� �� ���� + �� ��� ���)

���� �� ��� �� �� �� ����� �� �� � ��� ���� ��� ��,

���� ������ ��� �� ��� �� ���� �� � � � �� ��

������ /���� $0�

-�� ������ � ��������� ����� � ������ �� �����)

�� � ����� ����� �� ��� ��� -�� ������ ���� ��

���� �������� ��� �� � ������� ������ �� �����

��������) �� ����������� -�� ������ �� .��� �� ����

�� ������ � �� � �� �� �������� ����� � �7�����

� �� �����) .� � �� � ���� �� ������' .���� ���

���) �7����� � �� �����) .� � �� � �� �� �������

/���� *0�

+ ) �� �� �!��� ������� ��� ��� ��� �� ���� ��

���� ��� .��� ��������� -�� ��)���� ��!�� � ���

�� ���� ��� ��� ��� �� ��������� �� � ����

�������� �� ������� ���� � -�� ���� ��� � ���,

������ ���������� �� �� 7�� ��,����� �� + ����,

5������ ����� ���� ������ ��� ��� ��� �� ������ ���

�� ��� � �� �� ��� ��� -�� ���� ��� �����

�) ���� ���� �� ��� ����� � -�� ������� ��� ���.

�� � �� �����) �5� ��� � �� ����!���

-�� � �� �� ����� ��������� �� ����� ��

���� �7������� � ������ ��� ���� �!��� ����������

#������ �� � ������ �!� )� !���� ) �� ����) ��������

*+ ��,��� -+�+ .�������/ 0 *��� 1� 23%%34 �$1�5��%3&C4%

���� &� #���� �� ����� �� �� ��� ���

���� $� #���� �� !��. �� �� �� ���� ��� �� ���� ����

���� *� ���� ���� �� �7����� �� �� �3��

Page 5: modelling and simulation of coal gasifier.pdf

��������� � ��� ��� �������� �� �� � ��� �� ��,

��� �� ���� ��� �� ����� ��� ��� ���� � �� ��

��7 ���L ������ �� �� ��� ����� ��� -��� & ������

�� �� ����� � ��������� �� �� �3� ������

3+�+ ��� � �E��� ���

-�� � ����� ��� �� � ��� �� �� �������

��5���� � �� !�� ��� �� ��� �������� ���� ��

7�� ����� ��� � �5��!��� � �� ����� ��� /�� ������,

���0 ���� �� �� ��������� �� ���������� ��� ���

�� �� �7����� �) ���!�� ��� .� � �� �������

��������� ��/

� ���� �?�

�/� �� ���� � ��� ��� �"�

�/� ���

�"�/

�&�

.���� �� ��� ��� � � ��� ��� ����� ��� � �A� ��

�A���� ��� ��� /-��� $0 �� �� �7����� ��>��

���� ���������&

���� ����� �$�

��� �������&

��� ���� �*�

��� �� � �� �� ������� �� !�� ��� �� �� ������ ��� �

��� � �� ����� ��� /�� ������ ���0 ���� �� ������,

���� ��� ��� �� �) �� �7����� ������ ���!�� ��� .� �

�� � �� �� ��������

�������>��/

� ����C�?��/

� ��C���� � ���C��� �"��/

�(�

*+ ��,��� -+�+ .�������/ 0 *��� 1� 23%%34 �$1�5��%3 &C4&

-��� &

65� ��� ��� �� ��)��� ������ ��

65� ��� 8�� ��������

��C � $���7�

�&$

7*�$�

7C�!�����

� �&�$& �& ?$A(@

>, � $��� �(7������7,�!

� �&�$ A ?$A(@

�5� ��������6��!

*� $

���!���������6��!7�

� �&�$ K ��$ B�& ?$%@

�5 �:����!7�

K ��$ B�& ?$A(@

:� � %�(=�

� �$�*��&�*

A ?$A(@

����,� � &,�% � &,�&������ &,�$�����$ � &,�*�����* 9 ��$ ?&D�*&@

����,� � �,�% � �,�&������ �,�$�����$ � �,�*�����* K ��& B�& ?&D�*&@

���7 ,� � � ,�% � � ,�&������ � ,�$�����$ � � ,�*�����* �$ �& ?&D�*&@

�6, � �,�% � �,�&���� �,�$���$ � �,�*���* � �,�(���( � >��& B�& ?*$@

���! ��&$ �&

&��C�

ACA � C

9 ��$ ?&D�*&@

���! ��&$ �&

&��C�

AC&�%C"� C

K��& B�& ?&D�*&@

7! � &� ( �

C�

AC7 C

�$ �& ?&D�*&@

� C � &

$��$

� &�!

!C

� �&�$&�

�C

� �&�$ !

!C

� �&�(� �$ A ?&D�*&@

Page 6: modelling and simulation of coal gasifier.pdf

J�� � �� ��������� ) �� �� ����� ����� ��� ��� ��

���� ��� /���� ���� ��� ��1�� ���� � ����0� �� �

����� � ����� �� � �� ��� �� �!�� �� !����� �� ��

��� ��� ��� �� ���� �� ���������� �� .��� �� ���� ��

�� �� ��. � �5��!��� � �� �7)��� �� ���� ��� ���,

��� �� �� ��� ���

*����� � *����� ��9

%� �����&� ��"�8M���� �/ �"�

-�� � ����� ��� �� ���� ��� ��5���� � �� � � ��

����� ��� /�� ������ ���0 ��� � ������ ��� ��� �

�5��!��� � �� ���������� �� .��� �� ���� �� �� ��

��.�

*����� � *����� ��9

%� �����&� ��"�8M���� �/ �C�

�����)� �� ���� �� �� �� ��. ��� �� ���� � ���� ��

�5���

*����� � *����� � % �D�

��� �� ���� ���' �� �� � ������� �� ������' ��

�������� �� �����) ����� ������� � �� ����� ��

�� ���) ���� �� 7�� ����� ��� � �5��!��� � ��

�7����� �) ���!�� ��� .� � �� ���� ���� .� � ��

� ��� ���� /�� ��� ������� �� ������0 �� �� �����) ���

������ �� ��� �� .��� 2� ����5������ �� �����) �����

��� �� � �� ������� �

��������.����/

� �5��� � ��� �"��/

� �5� � ��� �"�/

���� � �� �

=-/<0

.���� �� �5��!��� ��� ��� ��� �� ����� �������

���!�� ��� ����� �� �� ��� �� ��� �� �� �� ������ ���

������ �� ��� �� .���

=- � &

�/:������!�����7� � �.��7��

$�/�.

�&

�/�7� � �.��� �4�

��� �� � �� �� ������ �� ����� �

������.���/

� ��5��� � ��� �"��/

�&%�

-�� �� ���) �� 65� /<0 �� /&%0 ������� ����� ��

����� ��� �� ������ ��� /�� ����� ���0 ��� � ��

������� ��� ��� ?&D@ ���� �� � ����� ������� ��

�) �� ���� ��� �� ���) �� ��� �������� �

., ���

�� �.%��� � ����,

� ���

��.� �&&�

.���� , ������� �� � �� ������� �� ������� �� �

������� �� � �� C � �������� �� �� ������ �����

67������ �� ��� ��� ��� �� 65� /<0 �� /&%0 �� �)

�� � � ��� �� �� �� ���) ����� ��� /65� /&&00 �� ��

���� ��� �7������� .� �� �� �� ��� ��� �����) ����

#�� ������7 & ��� �� ��� !��� -�� �����) ����� �� ���

� ������� ��� ��� � ������ �� �) >��� �� ����! �!�

�� 65� /<0�

��������.����A

�� ������

� .

� �

�A

��

.

��������� ��A

��

�������� � �.

�A�&$�

N) ���� � ����� �5� ��� /���� 65� /&00� �� ���)

�5� ��� /65� /&&00 �� �) �� �������� �� �� � ��

*+ ��,��� -+�+ .�������/ 0 *��� 1� 23%%34 �$1�5��%3&C4$

-��� $

������� ��� ���

�� ��� -)�� ������� ��� ��� ��������

& #����A� �� �I$ � �$�� &��I$ � �$� $���I ?$A(@

$ #����A� �� �$I� �I� �$ �3� �����

�� �I$ � $�I

* #����A� M�� ���� N&�I$ � N$�I� N*I$ � N(9$ � N"�$;� NC�$ � ND��( � N<#I$ �

N49I� N&%�$�C � N&&�$>� N&$9�* � N&*-�

?$A(@

( #����A� ��������� � ����� �� �$I ?$A(@

" 3A� �I� �$; � �I$ � �$I ?$A(@

C 3A� $�I� I$ � $�I$ ?$A(@

D 3A� $�$ � I$ � $�$I ?$A(@

< 3A� ��( � $I$ � �I$ � $�$I ?$A(@

4 3A� $�$�C � DI$ � (�I$ � C�$I ?$A(@

&% 3A� (9�* � "I$ � (9I� C�$I ?$A(@

Page 7: modelling and simulation of coal gasifier.pdf

�5� ��� .� �� ���

��������.����A

��

. ���� �?�

�/� �� ���� � ��� ��� �"�

�/� ���

�"�/

��

�������� � �.�A

/&*0

���

��������.����A

��

. ���� �?�

�/� �� ���� � ��� ��� �"�

�/� ���

�"�/

��

�������� ����� ��A

/&(0

2� �� .) .� �!� ���!�� � �� �� �� ��� ��� �

�������� �� ��� ������ + ����� ������ �� �� ���

��� 65� /&%0�

-�� ����� �����) ����� ��� �� ���� ��� �������

�� ���� �� �� �� ��. ��� �� � � �� �� ������� ���,

��� ����� �� ��� ���

�*.������ � �*.������ ��9

%<� �/

�"� 8�� �&"�

.���� �� ���� �� ���) �� �� ��������� � ���� �

���� ��� �� �� ���L ������� ���� ��� ��� ?&<�&4@�

.����� � <%�<���� *(( �.��� �;�<

� �� $$�$�>�

� �(&<C�<

�&C����

<� � �5� � ��� �"�/

�&D�

2� ��� ��� � �� ����� �5� ��� �� � !����� !��,

��� �� �� ����� �� �� �� ���� �� ������ /.� �

����� � �� 7�� ��,����� �0 �� ���� -��� ���� ��

�� ������ �� .� � �� �� �� ��� ����� ���� �� ��

����� ) �� �� �����.��� .)�

�?�

�/� "�����

�"�/

� "��&� �����8 !�� �

�"��/

� "�C

7�

�&<�

3+3+ *�� � ����� ��

-�� ����,�)���� �������� ��!��!�� �� �� ����� �

�� ������� �� � �� ����� �� ��) �� ����� -���������

�5� ��� �� �� ����� �� �7������� � ������ ��� ����

�������� ������ -�� �� ����� � ���� �� �� ��

����� ��� ����� �� �� !����� �� �� ���� �� �� ��

�������� ��� �� �����

2� ����� � ��� �� ������� ���� �� ����� ��� ��

������� ����� ��� �� �� ����� -�� ��� �

�� ��� ������ ���� �� ���� �� �� ���� � � �!��.����

�� .���� �� �� ���� �� ����� 2� �� .)� ��!� ��� �� ��

���� � ����!��� -�� ������� � !����� ) ��� �����,

��� � ������ .��� ��� ����� �� .���� �� �� ����

�� ���� �� �5��!��� � -�� � �� ���� �� .��� �7��

�� �� ������� ���� -� ��� �� !����� )� �� �������

����� ��� �)���� ������ � � �� ����� ��� ���� ��

�� �3� ����� �� K�� �� O�� ?(@ ������ ��� � ����

=��� � �$& ��$ 7*

�������� � ����

�$�

��%�"��& �&4�

.���� �& � $"�$" �� �$ � %�%C"& ���� �� �7������� �

.��> .� � ��� �) N�� ?$%@� 8��� �� �)���� �������

�� ������� ����� ��� !����� ) �� �� �� ���� �);

��� �=�����7���

�$%�

-�� ���� �� �� �� ���� �� ���� ����� �� ��� �� .���

������ ��� � ����� ���� ���� ���� �� �� ����

#��� ���� �� .��� �� � ��� � �� ���� .��� ���!�

�� ������ !����� ) �� ��� �� ����� -�� ������

!����� ) � ������ �� � !����� ) � ���� �� �� �,

��� �� �� ������� ���� �� �� �� �� ��� ��� 2� � ���

.���� �� ��� ����� .��� �� ������ �� �� .���� �� ���

�� ����� +����� � �� �� ���� �� �������� ��

���� �� ������� ����� ��� �)���� ������ :�!��,

���� ?$&@ ������� �� �����.��� ������ ���;

� ������ � ���7$

&<��=��� � %�(

� �(�$���� � ���$$$"����

� �&�*7� "%% � =��� � $%% %%%

� �*�&����� � ���7�

��

� �&�$=��� � $%% %%%

�$&�

2���� �� ��� ��� ���� �� .� ���� �� ���� � � �

!��) ����� � � >��. �� ��� ��� �� �� � ��� �������

�� ������ �� �� ��� ��� �� �� �������� 2 � �� �����,

� � >��. �� !���� !����� ) �� �� � ��� �� ��

����� ) ��!��!�� �� �� ����� ��� ��������� ������

.��� �� �7������ � ��� �� ������ ���� �� �� !����� )

������ �� ��� ���� ��� + �� �� �� �� �� ��� ���

�� ���� � ��. � >��.� �� �3� ������� � �� �

�� �� ������� �� ���� � ������� ����� ���

����� ���� 2� � ��� .���� �� ������� � !����� ) �

�� ���� ���� 65� /$%0 �� �� ����� ) � �5�� � ��

������� ����� ��� ����� )� .���� � ��� � !���

�������� � �� #���,#� � ?(@ �� �5�� � %�"$�

*+ ��,��� -+�+ .�������/ 0 *��� 1� 23%%34 �$1�5��%3 &C4*

Page 8: modelling and simulation of coal gasifier.pdf

-�� � !����� ) �� �� ������� � ��� �� � �� �� ��

���� ) �);

��� �*��

���"��$$�

-�� ������� �� ��� ��� /"�0 � ���� ��� �� �� ���

�7����� ��������� ?(�&$@�

"� � "�8�7�

�$*�

8�7� �&�

&�%*$��� � ����%�"D�����

%�%C*�� 7%�(("

��� 7� � %�%C*"

&�&(�*&(��� � ����%�D*<7&�%%C

� �%�*DC�

�%�&$C� �%�4*D��

��� 7� � %�%C*"

�����������

�$(�8��� � �����! ���� �� ��. �� �� ���� ��� �

�� �� �� �� ��. �� �� � �� �� ������� �� �� ��

�������

*� � *�� � *� �$"�+ ��� ����� ������� ��� �� �� �� �� �� ��� ��� �� ��.

�� � �� �� ������� � >��.� �5�� � �� �������

����� ��� ��.� ���� 65� /$"0� �� ��. ��� �� ������

�� �� �� ����� ���� ����� �� ��. �� �� �5� ��� ��

��!�� ���� �� � ����� �5� ��� ��� ��� ����� �� ��

��. �� �� ���� ��� � ����� ��� -�� !���� �

!����� ) � ��� ����� �� �����.;

�� �*�

"� ����$C�

.���� �� !���� ���� ) �� �� �� �

��� �*����� � *���

*��$D�

-�� ������ ���� �� �� !����� ) �� �� ����� �� ���� ��

� !����� )� -�� ������ ���� ���� �� ���������� �� .���

�� ������� ����� ��� ����� ��� �� �� ������� �� ��

��. �� �� ���� ���� ��� �� ������ ���� ��� �����,

� �� �� � . ��������� �� �� ������ ��� �� ���� ��

K�� ?$$@ � ����

7� � 7���7 � �7���7 � 7������7� �%�*�/

7�

� ��$<�

.���� �� ������ ���� �� �� �� �� � /7����0 �� �� �7�,

��� ���� �� /7���70 �� ������ �

7���7 � &�C*<�"���� � �����%�(

7���� � %�<D$"���� � ����

:��

� �%�( �$4�

�����)� ��� �� ������ !����� )� �� ����������� �7���,

��� �) J!���� �� ������ ?&$�$*@ � ����

�� � �� � ��� � %�D&&��7��%�" �*%�

-� ������ � �� � �� ����,�)���� ���� �� �� ������

�� ��� ��� �� ����� ) �� �� �� ���� .� � �� �����.,

��� ��� ��� ?(@�

"� � "� � "� �*&�

� � &�&� ��8�7�

�*$�

�� � �����

���

� �&�C�D�**�

�� � &�&� �

&� ���*(�

3+�+ ���� ��� � /� � ��� &�� ��

-�� �3������ ������� 3��� �� ���� ��� ��� ��

��� �� ��� �� ���� ���� 2���� �� ��� ��� �� ��� �

�����!�� �� �� !���� ���� �� ����� ��� � �� ����

��� �� ���� ���� �� ������ ���� -�� !���� ���� ��

�� ���� ���� �� ����� �� ��� �� � ����� �� �

7��! � &��� & @

7 �!�

�*"�

.����

@ � ! �,

!,

�*C�

7 �!� � 7 �& � 7

$�*D�

+ �� ������� ���� �� ��� �� ���� �� �� � �� ���

��!�� �� �� �� ���� ��� �� ��!��� �� .� � 65� /*C0 ��

� ��� ��� �� ��� ��!�� � ������ -�� ����� ������ �

��� ���� !�� �� /���� ��� �� �� ��� ���0 .� � ��

��� �� ��� ��� ���� �� ��. !��� �� �� ����� ���� ���

!�� ��� �� ���� �� �� �� �� ���� �� �) ��

������ ��� ��� ���� .���� �� ��� ��� ����� ��� � �

2� � ��� .���� �� � ��� ��� �� ��� ��!�� � �� ���� ��

�) �� ������ ���� �� � !��� .��� �� ���� �� �) �� ���

�� ���� -�� � ��� ��� �� ��� ��!�� �� �� �� ���� ���

����� �� ��� �� � �� ���� �);

@ ��� ��*��� � " � ��� � " � ���� � "��� �

!���

�*<�

.���� �� �� ��� �� ��� ��. �� ��!�� �) ?$�(�$(�$"@;

" � � �!������ � ����8 !�� @

� �,

@,

�� �*4�

"�� ��*�%D�� 4�"$�7��

*�"� �%�"��� � ����$�"@

�$�"�(%�

*+ ��,��� -+�+ .�������/ 0 *��� 1� 23%%34 �$1�5��%3&C4(

Page 9: modelling and simulation of coal gasifier.pdf

3+ + ��� ��� ����� ���

+ �� ������� ���� ���� ���� �� �� � ����

��!�� ��� ��� �� ��)��� ������ �� ����� ��� ��� ��

�������� ��� ����� ��� �� ���� ��� ��� ��� ��

���������� �� � ��� .��� ��� ��� .� � �7)���� ���

�� ����� ���7���� ��� ��!�� ��� ��� �� ��)��� ��

>��� �� ��������� �� ����� �� ���� �� � �����

���������� .���� ��� �� ����� ���� ���� ��� �� ����,

��� ��� ��� �� >��� �� ��������� �� ���� ��� ��

����� ��� �� ������ ���� ��� ���� ��� �� ����,

������ ��� ��� /�A�0 �� >��� �� ��������� .���

����� �� .� � �������� �7������ ���� �!��� �����,

����� ��� ����� ��� �� ���� ��� ��� ���� �� >��� ��

��������� .��� �� ���� .� � �7������� � �����5�� ��

�� 8��!����� �� +� ��5�� ���� ����� -��� $A(

������ ��� ���� ��� ��� � � ��� �� ����������

��� ���� �� >��� �� ��������� ��� �� �� �3� ������

-�� �7���� �� ���� ����� . ����� ��� ����� ���

*+ ��,��� -+�+ .�������/ 0 *��� 1� 23%%34 �$1�5��%3 &C4"

-��� *

�� ��� � � ��� �� ���������� /�A�0 ��� ���

=" />� ��* �&0

=" � '" ��I��$I ���I$��$'�"

� �

=C />� ��* �&0 =C � 'C ��I�

%�"I$�&�"�

� �

=D />� ��* �&0 =D � 'D

&�"��&�"�$ �I$�

$�"�

� �

=< />� ��* �&0 =< � '<

����(�I$�

$�

=4 />� ��* �&0 =4 � '4

���$�C�I$�

$�

=&% />� ��* �&0 =&% � '&%�

%�<C9�*

�&�%(I$�&�4�

-��� (

B��� �� ���������

�� ��� 65� ��� 8�� ��������

&C& � &D�4 �7�

�&* D"%

� ���& �& $A(

$C$ � "�4" � &%�" �7� �&* C"%

� ���& �& �3� �����

$�C$� � *�4$ �7�

�$C 4$D

� ���& �& �3� �����

"C" � $�D< � &%* �7� �

&"&%

� �>����& �* & $A(

"C�" � %�%$C" �7�

*4C<

� �A $A(

CCC � &�% � &%&" �7� �

&C %%%

� �>����%�D" �$�$" B&�" �& $A(

DCD � "�&"4 � &%&" �7� �

*(*%

� �>����&�" �(�" B&�" �& $A(

<C< � *�""$ � &%&( �7� �

&" D%%

� �>����%�4 �$�D �& $A(

4C4 � *�""$ � &%&( �7� �

&" D%%

� �>����%�4 �$�D �& $A(

&%C&% � 4�D< � &%&& �7� �

&4 C""

� �>����& �* �& > $A(

Page 10: modelling and simulation of coal gasifier.pdf

�� ���� ��� ��� ���� .���� ��� �� ���� ��� ��� ���

�� ����� �� ���� ����� . ���� -�� � � ������� ���,

��� �� �������� ��� ���� -�� � � �� ����� ���� ��,

�� ��� �� ���� ��� ��� ��� �� ��� ����� ��

�����.;

= � $

7������

� =�-�

�(&�

.���� � �� )�� �� ��� ��� /����� ���� ���� ��� ��

���� ���0� -�� � ��� ��� ��� �� �7���� ���� ���

=�-� � &

> 7 �!

�7��7������

7 �!"$����&

7�

7������

!-� "����$ � &

� �

�($�.���� ��� �� ����� �� �����

=�-� � &

> 7 �!

�&� 7��7������

7�

7������

7 �!

�7��7������

7 �!"$����&

7�

7������

!-� "����$ � &

� � �(*�

-�� ��� ���� ��� � �� 65� /($0 �� /(*0 �� ������

�����.;

"����& � &��������

� "����$ � �� �7�

7������

!-�

� ��((�

!-� � %�" 7�

'

"$����&

� �%�"�("�

-�� ������ ��� �� �� ��� �� ���� �� � ��� ��� ��

��� ��!�� �� �� �� ���� ��� �� ���� ���� -�� ������ �

�� ������ ��� � ���� �5�� ��� �� �� ����� 2� �����

� �� �� ����7�� � �� ������ ���� � !���� � � �

����� �� ���� ��� �� ��� � ��� ��� �� ���� ��

�����.;

= �! � &�,

@,

= �!�

�(C�

.����

= �!� �= ��� � = ����

$�(D�

� ��������� �����

-�� �3� ����� ������� � � �� $4 �������� �� �5�,

��� .� � ���,��� � �� ���,����� ��������� � +

��� ����� ������� �� ����� ��������� � ��)���

������ ��� ��� ��� � � �� ����� �� ��� ���� ��

�� ��� ���� ��� �� ������ ��� �� ����� ����

-��� �� �3� ����� ��� .� � ���,����� �� ��� �

�� �5� ���� # ����� ����� .��� ���� �� .� �� ����

!��) �������� ��� �� � ���������� !������ .���� ��

��� ���� �� �������� !������ -���� �� �!��� ����,

����� �� ��� ��� �� ��� ��� �� ��� �������� �� ��

����� � ��;

� 3������ ��� �� �� ����AB� �� ���� ��>� ��

�������>�� ��� �� ��B�A �� ����� ��� ?$C�$D@�

� 3������ ��� �� �� N������A# ��� �� ���� �� �� �,

���� ���,������� �7 ���� ��� �� ��� ��� � N���

�� J������ ?$C�$D@�

� ��� �, ��� ������ ��A������ �� �� ���� ��>� 3��L

��>.�� �������� � ��� �� ��� �� �� +��AN�,

�� �A���� �� ����� ?$C�$<�$4@�

9�����)� �� �� ���� �� ���� ��� � �) � ���

����� �� �� ����� � >��.� ���������� �� �� ����,

������ !����� A� �� �� � ������) �������� �� �5� ���

�� �� ����� ������ �� � �� A �� �� �� �������� !��,

��� �� -�� � ��� �� ��� ��� �� � � 8 �A� �� ���� A� � A

�� �����.��� �5� ��� � � �� ��!��;

��A� � �� ��A

A�

8 �A � ���A �(<�

2� �����, �� �� ��� ��>� ����AB� �� N������A

# ���� �� !��� ���& A��& ������ ���) �� ��� 2�

��� �, �� �� ���� 8 �A� �� � ����7�� �� �) ���)��������� ������ �!��� ���!��� ���� A�� A��&�F ��

�����) �� ������ A��&� -�� ���� �� �!�� ��� ��

�� ���� 65� /(<0 A � A��& � ��� �� �� �����

���& � �� � ��%� ��& � �&�� � �$�

��& � �*�

��$ �F�

�(4�.���� � � ���� � 8 �A�� ���� �� � ��� 2� �% � %� �� �� ���

� �7����� ' � ���.�� � � ������� � -�� ����� �� �� �� ���

������ �� ��. ��) ���!��� �� �� ��� � �� �� ��.

!��� �� ��

-�� �3� ����� �� �� ������� +��A���� ��

�� ���� �� ��>.�� �������� � ��� ������; NJ� ��

3��L �� ���� 2� �� � ��� �� ��� ������ �� �����,

�� � � ) �� �� ���,����� �5� ��� �� �� ��!��

��� ��� 9�. ��L �� ��� � ��� ��� �� � �� ��� ������

#�!��� � ��7A!�� �� ���� ��� ����� ��� ���� ��

2�#: ?*%@ .��� ����

� ����� ���������� �� ��� ���������

-�� �3� ������ . ��������� �� ������ ��������

�� �I - +9 4% ������� .� � ���� � �� ��� �������

-�� �7 ���� � �� ��� ������� �� ���� ����� ���� ��

������ �� ��� ������ ��� ��� ���� �� �� �� ���� ��

���� �� �� ���� ���� ���� ( ��. ���� �� ����� ��

�� ���� ��� �������

*+ ��,��� -+�+ .�������/ 0 *��� 1� 23%%34 �$1�5��%3&C4C

Page 11: modelling and simulation of coal gasifier.pdf

+ �� � �� ���� ����� ���� ��� ������ ��� ���,

��� �� �� ��. ���� �� �� ���� ��� � ��!�� �

��� �� ���� �� �� +�� �� 3��L �� ��� �� ���

�� ����� � �� �� �� ����� ��� �� ������ ��� ��

�� �������� ���� K� � �5� ��� ��� �� �� ���� ��� ��,

��� �� ���� ��. ���� �� �� ���� ��� � ����� ��

������� .� � �� ��� �� ���� K��� �� �� ���� ��� �

�5�� � �� ���� �� ���� ��� ��� � � �� �� ��� ��

�!�� �� ��� ����� � ��. ��� ������ ��� ��� ��� �

�� ���� �� ������� .� � �� ��� �� ���� �����)�

.��� �� ��� ������ ��� ��� ��� � �� ��� ����� �

������� �� �����) �5� ��� �� �� ���� ��� � �� ��� ���

�� �� ���� ����� ��� � ����� �� ������� .� � ��

��� �� ����

-�� �����) ���� � ��� �� �3� ������ �� ��

�����.���;

/0 ��� �� ���� ��� �� ���� ��� �� ���� ��� � '

������ �� �������� ��!��� ���� �� �� .���� �� ���

��!���

/�0 �� �� ����� �) ���� ��' ���� ��� �� ���� ���

��� ���� �� .�� ���>���

/�0 J� ���� �� �� � )�� �� ����� �) � ' ������ ��

����� ���� ���� ���

/�0 2��� ���� ��� ����� ���' ����� ���� �����,

� ���� ��� ����

/�0 2��� ���� ��� ����� ���' ������ �� �� ���� ����,

��� �� ���� � ����� ����� ���� ���� ��� ������� )

��� � �

/�0 ������ � ���� ��� ��� �� �� ���' ���� �7��

������ !�� ��� � ����� ��� ���� ������ ������� � ��

/�0 ����� ���� ���� ��� /�I$ �� �$I0 �� ����,

��� ��� ��� ��� � �

/�0 9������� � ' ���� ������ �� ����� ��������

� �� ����

� �������

+�� �� ����� ��� ����� �� �� �� ���� .��� ���� ��

*+ ��,��� -+�+ .�������/ 0 *��� 1� 23%%34 �$1�5��%3 &C4D

���� (� �3� ������ ������

Page 12: modelling and simulation of coal gasifier.pdf

�I��+P J�>��� .� � "%% ��� ��� ��� 22 ��������

C(�N +� �� "3N �� !�� �� �����)� -�� ���!�������

��� ����� ��� �� ���� �� �� �� ��� ������ ��� ��� ���

. >�� �

�A��. � A����A���

� &%�C �"%�

.���� ��� �� ����� ����

���. � �������

� &%�$ �"&�

-�� )���� ����� �� ��� ��� �� .� � &%%% ���� ��

�� ��!� ������� . $% ���� -�� ������ �� � �� ���

��� �� ���� ����� ��� �� ���� �� .��� �� .��� $ ��

(� .���� ��� �� ��� ������ ��� ��� ��� .��� �� .��� "

�� &%�

2� ���� " �!��� ����,�)���� ���� �� �� ��.�

���� ��� �� �� ��� ����� � ��� ��� ���� � �� ���� ����

. �7�� %�* �� -�� ���� �������� �� �� ���� ����

��� ��� �� �� ����!�� �� �� ���� � -�� � ��.

� � ������� ��� � �� ����� ��� �� ���� ��� ���,

��� �!��) ���� �� �� ���� �� � ����� � �7����

�� ���� ���� ��� � �� ��!�� ��� ���� ��)��� �� ����,

��� ��� ���� -�� !����� �� �� ����� ) ������ ��

�� �� .)� -�� ������ ������ � ���� �� ��

�� ���� �� ������ �� � ��� �� �� � �� �� � ��

�� ��������

2 � ����� � � ����> � �� ������� ��� �����

����� ) !��� �� %�4 ����� �� ���� � ���� ������� �

�� ������ � ��� �� �� ���� ���� -�� ���!� �� �������

*+ ��,��� -+�+ .�������/ 0 *��� 1� 23%%34 �$1�5��%3&C4<

���� "� �����,�)���� ���� ���� ��� �� �� ��� ����� �

Page 13: modelling and simulation of coal gasifier.pdf

����� ��� � ��� �� � �� !����� ) �� �)���� ������

��5����� � �� ������� ����� ����

-�� ����� ��� ������ ���� �� ��� ��� �� ��. �)

������ ��� .� ��� �� ��� �� � . �7��� �� ��

������� ��� .���� �� �� ���� ��� �� ���� �� ���� �

�������� I� �� � ��� ���� �� ����� ��� �� �� ������

�� �� ������� �� !��) >�� ��� �� ����� ��� .� � .����

�� ����� �� �������� . ���� -�� ���!���� � ��,

���) ��� � �� �� ����� ��������� �� .��� �� � ��

�� �� ��� �� ���� .���� �� ��������) �� ���� �� ����

�� ����

-�� �������� �� �� ���� ���� � �� ���� �� �� ��� ��

�� ���� C� .���� �� � ��� ����� ��� �� ������ ���

�� ��.� ��� �� � ���� /������� �� ������0� -��

����� ��� �� �� � ���� ��� ���� �� �� ��� � �����

��� � �� ������ ���!�� ��� ��������� ����� �� �� ��

����� ��� ����� ���� -�� ����� ��� ���� �� ����

���� ��� � �� �����) �����) ��� �� ��)��� ��

��!�� ��� ��� ������� -�� ���� ��� ����� �

����� �� ������ �� ��� ����� �� � � ��������

���!���� � �� �� ���� ���� � .���� �� �$ � ������

���� ��� ��� �� �� �I� ��� � ��!�� ��� ����

-�� ���� �� �� ���� C ��. ��. �� ����� ��� �� ��

� ��� ������ �� ��� �� ���� ��� � �� ���!�� ���

����� �� �� ���� �� � ����� ��� ������� .����

������ �7)��� ��. ������� �� ��)��� �� ���� ����

�� ���

�����) �� ���� D� �� �������� �� .��� �7������� �

� � ���� �� 8��!����� 9�����,�������� /+� I����

� ��� $%%%� ���)�� � �I:�269�2+# ��Q���� 9�� &&&<,%C,

&4$,4"� N��� Q� �������0� �� �� �3� ����� ��

��.�� -�� ���� � ��� �� �3� ������ .��� ������

*+ ��,��� -+�+ .�������/ 0 *��� 1� 23%%34 �$1�5��%3 &C44

���� C� -����� ��� �� ���� ������ ��� ���� ��� �� �� ��� ����� �

Page 14: modelling and simulation of coal gasifier.pdf

�������� � �� ����� ��� �� �� 89 ��� ��� �� �� ���

���� ��� ��� /-��� "AD0 �� ��� ��� � � ������� ��

�� �������� ��� ��� �� �� ��� ��� .� ��� ������ ��

���� � ��. � �� ����� ���� ������ ���' �� ����� �

������ �� ���!���� �� �� 89 ��� ��� -�� ��� ���

� � ��� �� ��� .��� �� ���� .� � �7������� � �����,

���� �� ���� ���� �� �� 8��!����� �� +� ��5��

/+� I���� � ��� $%%%� ���)�� � �I:�269�2+# ��Q����

9�� &&&<,%C,&4$,4"� N��� Q� �������0�

-�� ���� ���� ��� ��� �� ������� ��� ��� ��

8��!����� 9�����,������RQ� � ��� �� �� �����.���

�� ; -�� ���� ��� ��� ��� �� ��������� ��

����� ��� ��� ���� ��� ������� ������� ) �� �� ��

��7 ��� ���A����� ����� ��� ) �� �� ������� �

������ ��� ) �� �� �� ���� � � ���� �� ����� �,

���� �� ���� ��� �� ��)� �� ���

-�� ������� ��� ���� ��� ��� �� � � �� ����

���� �� �� %�$$ �� � � ����� �� $ � �� � � ����

��� ������� -�� �� ���� ��� �� � � ��� �� * ��

���> ���� ��� �� � .� � &($ & �� �����

#�7 �������� �7������� �� �������� ���� ��

������� /-��� D0� �� �� ���� �� ��� ��)�

-�� ���� ���� ������� $%= ����� ��� ������ 2

�� �� ����!�� � �� �� �� ���� �� .� ���

�� $%= ����� -�� ������ ���������� �� ����� ��

�� �� �$ ���� ������ ���� ��� � �� �� � ��

��!�� ��� ��� � � .��� �� ������ ��� ��� ����

��� � �� ������� ) �� ������ � ��� ��������

���� -�� � ������ ������ �� 8��!����� ��� �,

��� N���!��� �� ���� �� � � �� >��.� �� �3�

����� � �) � �����) ��� � �� ������ ���� �� ��

�������

*+ ��,��� -+�+ .�������/ 0 *��� 1� 23%%34 �$1�5��%3&D%%

���� D� �������� �� .��� �3� �� �7������� � � �

Page 15: modelling and simulation of coal gasifier.pdf

� ����������

K� �!� ��!������ ���� ��� ����� ���� �� ���

�����! ��� �5� ��� �� ����� ���� �� ����� � �� ��

� ��5� � �� ���� � �������� ��� ���� -�� ��������

���� ����� �� ���� ���� !��) .��� .� � �� �7������� �

� �� ���!��� �� ��������) �� �����) �� �� � ��

� ��� ��� �� �������� ������ -�� ����� �� ����� �

����� ��� ����� �) ��� �������� ��. ��� �� .���� .���

������� �� .� � ������ �����) ��� ��)��� ����> ��

���� �)�

��!��"�� �������

2� ���� ������ ��>� �� ��� ����� �� �� �� ���� ����

�� �� �� �� � � ��� �� ������ �� � ��� .�� � ��>�

2� �� ������ �I:�269�2+# /2� � � � ��������� �� ��

�������� �� � ������ ) -�������� ������� ���Q

���0� �296 �I: /������� �� �������0� 8��!���,

�� ��� ���� N���!���� 8��!����� 9�����,������RQ�

�� 8��!����� �� +� ��5�� ��� ���� ���� �� ��

�������� ����� � +���� I����� 6��> +���� ����

���� ������ ����� 6������ ���� :�����S�� :������

M��5��� �� �� ����) 6���� .�� ������ .� � �� �7����,

��� �� 89 ��� ��� � ����� �������� ��� �� ���,

��� � � ��� � �� � ����� :� #��,#� � ���

������� ����� � -�� � ��� �������� �� ��� � ��� ��

�� ������ � ������ � ���� �� �� �� �� �>��.�����,

��� �

*+ ��,��� -+�+ .�������/ 0 *��� 1� 23%%34 �$1�5��%3 &D%&

-��� "

���7�� � �� ������ � ��)� �� ���

-� ����RQ ��� /=0 M����� ��� /=0

��� ��� $�C 4�*

M�� ��� � ���� (&�< (%�%

��7�� ��� "(�& ((�<

+� &�" "�4

��� ���� )

� -� ����RQ ���; &$"% >� ��*

� M����� ���; &*$< >� ��*

� :���; $D%% >� ��*

6����� -� ����RQ ��� /=0 M����� ��� /=0

� D"�$< C(�4"

� "�*C "�**

9 &�<$ &�4"

I &"�CD $&�(C

# %�*D %�(&

-��� C

�� ���� ��� �� ���� ���

3��� J��� �� /��0 J������� �� ��)� /=0

-� ����RQ ��� M����� ��� :���

&( &�(&$ &�%< &�<$ %�%$

&C &�&<% $<�"* **�*C %�%<

$% %�<"% &$�D% &$�<* *&�DC

$" %�D&% $<�&< $D�4" $$�4D

*% %�"4" &%�4% &%�(* (&�"4

"% %�$4" &D�"D &*�*% $�(%

������ �� A &�%( %�*& &�&D

+!���� �� ���� ���� �� /��0 %�C$ %�C< %�C(

-��� D

I��� ��� ����� ��� �� ����

67�� :% & $ * ( " C

��� ���� />� ��&0 <�% <�% <�% <�% <�% C�C

+�� ����) />� ��&0 $&�4 &D�% &4�( $&�4 $<�( &(�<

:��� ���� />� ��&0 %�< %�< %�< %�< %�< %�CC

# �� ����) />� ��&0 (�C (�C (�C (�C (�C (�%

+�� �� �� ����� ���

�� ���� /��0

($% (&* ($$ (*" *C< **C

-����� ��� �� ��� �� /��0 <"" <&$ <(& <CC <$C <$4

�$ /=0 <�"* <�<( 4�C* D�<< C�(< &%�<%

�I$ /=0 &4�*& &<�*< &(�(% &"�C% &(�<C $&�"4

9$ /=0 C%�*D C&�&% C(�C$ C(�"$ D&�"( "C�C%

��( /=0 %�<( &�%D &�*( &�%& &�$4 %�<C

�I /=0 &%�4( &%�"4 4�4D &%�4( "�<% &%�&(

Page 16: modelling and simulation of coal gasifier.pdf

����������

?&@ �����,-� � ��������� �� ���� ��� ��� ��� ���� ����

���,($� 2#N9 4$,4%$4,*"(,*� 8B� $%%%�

?$@ �� #���,#� � �:� ���� &4<4'C<;&"%D�

?*@ �� #���,#� � �:� ���� &44('D*;&("4�

?(@ �� #���,#� � �:� ��������� �� ���� ��� �� �������,���

������ �� ����� ��� ��������� ����� ��J -���� J��� ���

�� ������� 6���������� �� ���� -��������)� 8��!��� ) �� ��������

8B� &4<D�

?"@ ������ �� �������� ��� ������ K�� ���� +��� ���� $%%%'D4;4<D�

?C@ #>� J� B�����!�� N� ��� 2�� &44D'"&/DA<0;*%%A&$ �� #������

?D@ B�� O�� :�� ��� B�� #J� ���� $%%%'D4;C4�

?<@ � J�� ����������� �+� T��� JB� ���� $%%%'D4;<D*�

?4@ ��������)> 6� 3.���> +� ���� &44('D*;&%"�

?&%@ 3�� O�� ��� �B� ���� $%%%'D4;&(CD�

?&&@ ���� �� ����� �� B���� -� ���� $%%&'<%;&"&*�

?&$@ J� �� �� :���� J� J!���� ��� ������� -�� 2 ����

&4DD'"";$D(�

?&*@ �������� ��� :�� #O� #���� �J� ���� &44('D*;&"*D�

?&(@ +���� �� 3)Q� �� 3� 3� J� J���� :�� +��� � :� ������ +�

���� $%%&'<%;&(%"�

?&"@ ������ :� 3����� T� ��� N� O����� �� 3����. J� ����

$%%%'D4;&C"�

?&C@ B�� O�� :�� ��� B�� #J� ���� $%%%'D4;C4�

?&D@ K�� � �� � 8� J����� K� ����� ���; ������ �� �������

������� �� ��������� �� ���� ���� �7������� � ����� �

���� ���� N�����; #�������� &44C�

?&<@ ������ �� ���� +� ����� ������ 6�� ���� �� �� 8��!�����

��� ���� N���!���� ��������� �������� &44<�

?&4@ ������ �� ���� +� ����� ��������� ������ 6�� ���� �� �� 8��!��,

��� ��� ���� N���!���� ��������� �������� &44<�

?$%@ N�� #�� #�� N� -�.>� +� ������� ��� ������ ��� ��� ���

���� ��� � ����G������� ������ ��� !����� ) �� �������

��� �7����� � ��� +2��6 #)�� #�� &4D<;D(�

?$&@ B���� J� :�!������ I� ������� ��� ������������ $�� ��� N� ��;

N� ��.� �,��������� &44&�

?$$@ ���� #� K�� �O� +2��6 � &4D"'$&/&0�

?$*@ N�>�� J� 9�� 9� ���� 6���� #�� &4<"'(%/&%0�

?$(@ ������������ 9�� ������������ �9� �)��������� �� �A����

������ ���� ��� ��; 3��� ��������� ��� &4<(�

?$"@ K��� ���� �O� +2��6 � &4<$'$</&0�

?$C@ ��� K�� ������) N�� -��>��>) #+� M� ������ K-� 9�������

������� 9�. O��>; �������� 8��!��� ) ���� &4<D�

?$D@ ���������� �N� 2� ����� ��� � �������� ��)�� 9�. O��>;

J�!�� ������ ���� &4<D�

?$<@ 3�� �K� 9������� ��� �� !��� ������� �� ������) �������� ��

�5� ���� 9�. O��>; ���� ���,���� &4D&�

?$4@ #������ :�� 3������B� ����� �� ��� ��� �� ������) �������� ��

�5� ���; �� ��� �� !��� �������� #� ������; ������� &4D"�

?*%@ 2�#: � �,:����)� ��� �� ����� ��� ��� � ��� ��� �����,

���� M��� *%� &44(�

?*&@ N��� N� -����� ��������� 9�. O��>; K���)� &4DC�

?*$@ ������ �� -���������� ���� 6�� ���� �� �� 8��!����� ��� �,

��� N���!���� ��������� �������� &444�

*+ ��,��� -+�+ .�������/ 0 *��� 1� 23%%34 �$1�5��%3&D%$