Experimental & Numerical Investigations of Oxy-fuel Combustion Using Porous Plate Reactor
No Thumbnail Available
Date
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Saudi Digital Library
Abstract
يعتبر الوقود الاحفوري من أكثر الوسائل المستخدمة في تلبية تنامي الطلب العالمي للطاقة. واحتراق هذا الوقود ينتج غاز ثاني أكسيد الكربون والذي يعتبر أحد غازات الاحتباس الحراري. وثاني أكسيد الكربون الاصطناعي الناتج بعد احتراق الوقود الاحفوري يشكل تهديدات خطيرة تؤدي الى تغيير المناخ مثل ظاهرة الاحتباس الحراري. تجرى العديد من الدراسات لتتنفيذ تقنيات احتجاز وتخزين الكربون والتي تشمل ما قبل الاحتراق، واحتراق أوكسي الوقود وبعد الاحتراق. احتراق اوكسي الوقود يعتبر وسيلة مهمة لحجز الكربون. تتم عملية احتراق وقود الاوكسي في وجود الأكسجين النقي وينتج عن ذلك غاز ثاني أكسيد الكربون والماء كنواتج احتراق. وبعد ان يتم تكثيف الماء يمكن بسهولة احتجاز ثاني أكسيد الكربون وبالتالي لن يكون هنالك اي انبعاثات على الاطلاق. تم في هذه الدراسة التركيز على نموذج احتراق وقود الأوكسي في مفاعل احتراق مصمم باستخدام لوحات مسامية. في البداية يتم اجراء تجارب للتدفق بدون تفاعل لتحليل معدل مرور الأكسجين بغرض الحصول على نسب التكافؤ المطلوبة (قوة المزيج). تم قياس كل من التركيز المحوري والعمودي لمكونات غازات الاحتراق ثم تم عمل نموذج عددي باستخدام برنامج ديناميكا الموائع (CFD_FLUENT 6.3) التجاري ورسم النموذج باستخدام (Gambit 2.4) وتعريف الشروط الحدية للنموذج. بعد ذلك تم التأكد من صحة النموذج بعمل مطابقة مع النتائج المعملية وتم تنفيذ نموذج الخطوة الواحدة لتفاعل احتراق الميثان ثم اجريت دراسة لتحليل أثر نسبة التكافؤ، نسبة المؤكسد، النفاذية ورقم رينولدز. ووجد ان اقصى درجة حرارة في المفاعل تزيد بزيادة نسبة المؤكسد، نسبة التكافؤ (تصل الى1) ورقم رينولدز بنما تزيد درجة الحرارة الخارجة بزيادة معدل التدفق، نسبة التكافؤ و رقم رينولدز. أيضا فان نموذج الخطوة الواحدة يمكنه توقع درجة الحرارة ومعدل التفاعل اذا ما قورنت مع النموذج ذو الخطوتين والذي هو اكثر واقعية. أخيرا وجد ايضا ان منطقة التفاعل يمكن ضبطها للموقع المناسب في غرفة الاحتراق وذلك بتغيير حالات الدخول.