Role of vapor-liquid equilibrium in evaluation of coal liquefaction kinetics

Authors


Abstract

The role of vapor liquid equilibrium in the coal liquefaction process and its effect on the process kinetics were studied. Available experimental data were analyzed by inclusion of vapor-liquid equilibrium in an existing model to study its effect on the kinetics. The analysis showed that due to liquid vaporization, a significant increase in the slurry residence time occurs. In the range of operating variables investigated, the actual slurry residence time was observed to be higher by a factor of 1.14 to 1.41.

Model simulations for some typical operating conditions (717-737 K, 13.8-20.7 MPa) showed the wt. fraction of liquid vaporized to be in the range of 0.1 to 0.3. This is seen to be in agreement with published data on the volatility of typical coal liquids. This study has shown that consideration of vapor-liquid equilibrium in the kinetics and design of coal liquefaction process can be of importance, especially at high temperatures, where vaporization would be significant.

Abstract

On a étudié le ro'le de l'équilibre liquide-vapeur dans le processus de liquéfaction du charbon et son effet sur la cinétique de ce processus. On a étudié les données expérimentales disponibles en introduisant l'équilibre liquide-vapeur dans un modèle existant pour étudier son effet sur la cinétique. L'analyse a indiqué que, par suite de la vaporisation du liquide, un accroissement important du temps de séjour de la suspension se produit. On a observé que, dans le domaine des variables opératoires étudiées, le temps de séjour réel de la suspension était accru d'un facteur de 1.14 à 1.41.

Des simulations par modèle, faites dans le cas de certaines conditions opératoires typiques (de 717 à 737 K et de 13.8 à 20.7 MPa), ont indiqué que la fraction pondérale des liquides vaporisés variait entre 0.1 et 0.3; ces résultats concordent bien avec les données de la littérature technique relatives à la volatilité de liquides typiques provenant du charbon. Cette étude a indiqué que la prise en considération de l'équilibre liquide-vapeur dans la cinétique et la conception d'un procédé de liquéfaction du charbon peut e'tre significative, surtout aux températures élevées, lorsque la vaporisation est importante.

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