Un estudio de simulación de FactsSage sobre la interacción de las escorias de petcoke sintético con crisoles de alúmina
Autores: Karri, Kashyap; Banik, Shubhadeep; Pisupati, Sarma V.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Un estudio de simulación de FactsSage sobre la interacción de las escorias de petcoke sintético con crisoles de alúmina
Categoría
Energía
Subcategoría
Tecnología de combustibles
Palabras clave
Gasificadores
Viscosidad de escoria
Viscosímetro de alta temperatura
Cálculos de equilibrio termodinámico
Contenido de alúmina
Disolución en crisol
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 36
Citaciones: Sin citaciones
En los gasificadores de flujo arrastrado, las especies inorgánicas en los combustibles sólidos se convierten en escoria, que fluye continuamente a lo largo del revestimiento refractario del gasificador. La viscosidad de la escoria es crítica para su flujo continuo y, en consecuencia, para el funcionamiento confiable del gasificador. La viscosidad de la ceniza de petcoke sintético se midió en un viscosímetro de alta temperatura (hasta 1500 grados C) utilizando crisoles de alta alúmina. Se encontró que el material del crisol se disolvía en la escoria, causando un adelgazamiento y llevando a la formación de agujeros en las paredes. Para explicar esta disolución, se realizaron cálculos de equilibrio termodinámico en FactSage(tm) (Thermfact/CRCT, Montreal, QC, Canadá y GTT-Technologies, Aachen, Alemania) utilizando diferentes composiciones de ceniza de petcoke sintético en atmósferas de 100% H, 5% H/95% N, 69.5% CO/30.5% CO y 100% O. Se encontró una correlación inversa entre la disolución del crisol y el contenido de alúmina en la escoria. Las tasas de disolución de alúmina del crisol en la escoria variaron significativamente en las diferentes atmósferas. La correlación fue validada experimentalmente al calentar seis escorias sintéticas con composiciones variables a 1500 grados C en gas 5% H/N (para simular la atmósfera del viscosímetro). El análisis SEM-EDS de las muestras confirmó que la muestra con menor contenido inicial de alúmina en la escoria mostró mayores cantidades de aluminio en la interfaz escoria-crisol. Las adiciones de alúmina en la ceniza de petcoke sintético (que contenía hasta 49.74% VO) mitigaron la disolución del crisol.
Descripción
En los gasificadores de flujo arrastrado, las especies inorgánicas en los combustibles sólidos se convierten en escoria, que fluye continuamente a lo largo del revestimiento refractario del gasificador. La viscosidad de la escoria es crítica para su flujo continuo y, en consecuencia, para el funcionamiento confiable del gasificador. La viscosidad de la ceniza de petcoke sintético se midió en un viscosímetro de alta temperatura (hasta 1500 grados C) utilizando crisoles de alta alúmina. Se encontró que el material del crisol se disolvía en la escoria, causando un adelgazamiento y llevando a la formación de agujeros en las paredes. Para explicar esta disolución, se realizaron cálculos de equilibrio termodinámico en FactSage(tm) (Thermfact/CRCT, Montreal, QC, Canadá y GTT-Technologies, Aachen, Alemania) utilizando diferentes composiciones de ceniza de petcoke sintético en atmósferas de 100% H, 5% H/95% N, 69.5% CO/30.5% CO y 100% O. Se encontró una correlación inversa entre la disolución del crisol y el contenido de alúmina en la escoria. Las tasas de disolución de alúmina del crisol en la escoria variaron significativamente en las diferentes atmósferas. La correlación fue validada experimentalmente al calentar seis escorias sintéticas con composiciones variables a 1500 grados C en gas 5% H/N (para simular la atmósfera del viscosímetro). El análisis SEM-EDS de las muestras confirmó que la muestra con menor contenido inicial de alúmina en la escoria mostró mayores cantidades de aluminio en la interfaz escoria-crisol. Las adiciones de alúmina en la ceniza de petcoke sintético (que contenía hasta 49.74% VO) mitigaron la disolución del crisol.