Title of article :
Effect of Novel Swirl Distributor Plate on Hydrodynamics of Fluidized Bed Gasifier
Author/Authors :
Afrooz, I.E Department of Fundamental and Applied Sciences - University Technology PETRONAS, Malaysia , Chuan Ching, D.L Department of Fundamental and Applied Sciences - University Technology PETRONAS, Malaysia
Abstract :
The main advantage of a fluidized bed is its capability in excellent gas-fuel mixing. However, due to the lacks of gas radial momentum, its lateral mixing of gas-solid is not adequate. Therefore, this research is focused on fluidized bed hydrodynamics enhancement using the modified gas distributor plate design. For getting an optimum fluidized bed hydrodynamics prediction, three different classical ANSYS Fluent drag models, namely Wen-Yu, Syamlal O’Brien, and Gidaspow are examined first. Afterward, a novel distributor plate called swirl distributor plate (SDP) is proposed in order to enhance the gas-fuel mixing in vertical and radial directions. In terms of simulation approach, results were presented and compared with the experimental data. It has been observed that better hydrodynamics prediction is achieved by Syamlal O’Brien drag model. The effect of SDP on gas-solid mixing was then studied numerically and compared with conventional distributor plate (CDP). Compared with CDP, better gas-solid mixing was found while the SDP was used. As a final point, gasification test was conducted in a lab scale system in order to study and compare the composition of produced syngas using both distributor plates. Based on the gasification results, SDP leads to promotion of Hydrogen and Carbon monoxide by 34.85 and 65.92 percent, respectively.
Farsi abstract :
مهمترين مزيت ركتو رهاي بستر سيّال قابليت آنها در مخلوط كردن تركيب سوخت با گاز مي باشد. اما به دليل فقدان حركت
شعاعي، ميزان مخلوط شدن در جهت افقي بسيار كم مي باشد. بنابراين، هدف از اين تحقيق، بهينه كردن عملكرد صفحه
توزيع كننده گاز در جهت تقويت هيدروديناميك ركتورهاي بستر سيّال مي باشد. در ابتدا و در جهت پيدا كردن بهترين مدل
براي پيش بيني دقيق هيدروديناميك اين ركتور ها، سه دراگ مدل كلاسيك موجود در نرم افزار انسيس به نام هاي Wen-Yu, Syamlal O’Brien و Gidaspow مورد بررسي قرار مي گيرند. با مقايسه داده اي بدست آمده از شبيه سازي با
دادهاي عملي، بهترين پيش بيني با استفاده از دراگ مدل Syamlal O’Brien نتيجه شده است. در ادامه، يك صفحه توزيع
كننده گاز به نام صفحه توزيع كننده چرخشي ( SDP ) به منظور افزايش مخلوط شدن تركيب سوخت با گاز در هردو جهت
عمودي و شعاعي ارائه شده است. به دنبال آن، اثر صفحه توزيع كننده چرخشي ( SDP ) و معمولي (CDP) بر كيفيت
مخلوط سوخت و گاز شبيه سازي و مقايسه شده است. نتايج نشان مي دهد كه SDP باعث بهبود در مخلوط سوخت و گاز
مي شود. و در انتها، عملكرد هردو صفحه توزيع كننده بر توليد گا زهاي مفيد ( Syngas ) مورد آزمايش قرار گرفته است. بر
اساس نتايج بدست آماده، SDP منجر به ارتقاع هيدروژن و منوكسيد كربن به ميزان 34.85 و 65.92 درصد مي شود
Keywords :
Distributor Plate , Fluidized Bed , Gas-solid Mixing , Hydrodynamics , Computational Fluid Dynamics