CO₂ gasification kinetics of two alberta coal chars

Abstract

CO₂ gasification kinetics of chars from two Alberta coals (Obed Mountain, high volatile bituminous and Highvale, subbituminous) have been studied using a thermogravimetric analyzer (TGA) and a fixed bed reactor. Charification and gasification reactions were performed sequentially in both the TGA instrument and in the fixed bed reactor to simulate real gasifier operating conditions. TGA and fixed bed data were processed numerically to evaluate the kinetic rate of CO₂ gasification of the chars. Calculated gasification kinetics could be correlated using both the volume reaction and the grain models. Activation energies of the kinetic rate constants were near 200 kJ/mol for both Highvale and Obed Mountain coal chars using the TGA data. The activation energies calculated for the Obed Mountain coal char using the fixed bed reactor were about 250 kJ/mol. For all the cases studied the calculated activation energies were nearly the same for both the volume and grain reaction models.

On a étudié la cinétique de la gazéification au CO₂ de produits de carbonisation issus de deux charbons d'Alberta (« Obed Mountain», un bitumineux hautement volatile, et «Highvale», un sous-bitumineux) á l'aide d'un appareil d'analyse thermogravimétrique (TGA) et d'un réacteur á lit fixe. Les réactions de carbonisation et de gazéification ont été effectuées de façon séquentielle á la fois dans le TGA et le réacteur á lit fixe afin de simuler les conditions opératoires réelles du gazéificateur. On a traité numériquement les données du TGA et du lit fixe pour évaluer la cinétique de la gazéification du CO₂ des produits de carbonisation. La cinétique de gazéification calculée pourrait ětre corrélée au moyen des modèles de réaction volumique et de grain. Les énergies d'activation des constantes cinétiques se situaient autour de 200 kJ/mol pour les produits de carbonisation des charbons Highvale et Obed Mountain avec les données du TGA. Les énergies d'activation calculées pour les produits de carbonisation du charbon Obed Mountain avec le réacteur á lit fixe étaient d'environ 250 kJ/mol. Pour tous les cas étudiés, les énergies d'activation calculées étaient presque les měmes pour les modèles de la réaction volumique et de grain.