ケミカルループ実験解析

第1回ケミカルルーピング国際会議における
CPFD解析技術紹介(プレスリリース)


CPFDSoftware社第1回ケミカルルーピング国際会議においてCPFD解析技術を紹介した。

2010年3月17日から19日にフランス　リヨンで開催された。

Chemical_Looping

ケミカルルーピング燃焼(CLC)は将来のエネルギー源として
開発されている石炭クリーンテクノロジーである。
CLCは、一般には2重循環流動層プロセス構成となり、金属酸化物がベッド材として用いられ燃焼反応炉内の燃焼時の酸素を供給する。還元金属はエアリアクターベッドに移送され再び酸化され、燃料反応炉に戻されループが完結する。

CLCはその特性状エアセパパレーションユニット(ASU)が必要となる。それが補助エネルギー源の主な利用となり、その他の低排気石炭技術と同様にプラント全体の効率低下となっている。　
　
ケミカルルーイングは比較的高い効率と低い排気でほぼ完全なCO2保管ガス生成のために開発に重点が置かれている。(CPFD解析技術紹介プレスリリースより抜粋）

論文の著者


CPFD手法開発者Dale　Snider博士、共著者は、米国エネルギー省国立エネルギー技術研究所(DOE_NETL)のChris　Guenther博士とJoshhuah　Dalter博士

論文タイトル

「CPFD　Eulerian-Lagrangian　Numerical　Scheme　Applied
　 to　Interconnected　Fluidized　Bed　forChemical　Looping」

論文は、ケミカルルーピングプロセス全体のモデル化を記述したもでの、このような全体モデルにおける最初の成功例である。

BARRACUDA適用分野

石油、ガス、石油化学、エネルギー装備関連のシミュレーションに利用され、流動層の把握と最適化に利用されている。

ケミカルルーピング燃焼と並び、共通の適用分野は石炭燃焼電力プラントのCFBバーナー、石炭、バイオマス、ガス化反応炉等がある。

実験室スケールで可能

パイロットスケール及び実機スケールでも可能

新規プロセスを実記サイズと処理量にスケールアップする際の重要な支援ツールとして役立っている。

二酸化炭素は、環境への影響、特に地球大気温室化のため汚染物質とみなされるため空気燃焼の排出ガスから、二酸化炭素を分離することが要求される。
しかし、二酸化炭素の分離プロセスには大変な費用がかかる。

ケミカルループ燃焼(CLC)、燃焼と分離を組み合わせることにより、
2つのループ系からプロセスは構成される。
流動層内の酸化金属キャリアとの反応により空気流より酸素を分離除去する。
キャリアはその後燃焼流動層に移動、酸化金属から二酸化炭素が放出、炭素系燃料と反応、その結果生成される炭素と灰は、流動層でキャリアと分離される。
キャリアは酸素化流動層に戻されループが継続する。

BARRACUDAにより何を知るか

エンジニアは、BARRACUDAのシミュレーションにより、他では得られない重要な化学、熱、運動量のデータを捕らえることができる。

「化学反応炉で何が起こっているか？」

「プロセスを改良できるか？」

答えはBARRACUDAのシミュレーションの中にある。

BARRACUDAは答えを得るためのツールです。

左は、NETLの実験・右は、BARRACUDAの計算

条件は同じはずだが、なぜ、区画室2の高さが違うのか？

NETLの実験では区画室2の上部のベントが閉じていたため層高が低いことが判明

NETLの実験で区画室2の上部ベントを開にしたとき、実験とBARRACUDAとの開が一致した。
ガス相はすぐに定常流に達するが、固体粒子流動は定常流に達するのに長時間かかることが予想される。固体粒子流量と粒径、粒子密度、背圧の影響、輸送時間スケール、システム内の固体量、が研究されなければならない。
1つの総合シミュレーションにより全体のモデル化を行うことが必要となる。

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BARRACUDAは流動層内の粒子挙動を正確に計算することで好評をいただいております。

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