Fulltext

Simulation of Sulfur Dioxide Removal from a Gas Stream in a Fluidized-Bed Reactor

Waleed M. S, Kadhem --- Nibras M. Abdulrasol

Journal of Engineering مجلة الهندسة
ISSN: 17264073 25203339 Year: 2010 Volume: 16 Issue: 3 Pages: 5438-5458
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Abstract

The object of this work is to model and simulate a fluidized bed desulfurization reactor by coupling a reactor kinetic model with a fluidized bed model based on two –phase theory(bubbling-bed model) proposed by Kunni and Levenspiel(1968).This model is useful for analysis of a reaction involving gas and solid. It generates the conversion data with respect to reaction time of both reacting gas and solids in a continuous flow(for both gas and solids) in fluidized bed. The flue gas or stack gas from a combustor which normally contains sulfur dioxide mixed with excess air is used as the fluidizing gas with calcium oxide as the fluidized solids . Calcium oxide is quite capable of reacting with to effect its removal from the gas phase according to the exothermic reaction.The effects of the solid feed rate, SO2 concentration in the flue gas, bed height, bed diameter, particle size, fluidizing velocity and operating temperature on the extent of conversion of both gas and solid were investigated, for a fixed feed rate of flue gas and SO2concentration (50.000 cm3/sec ,3-5% by volume)at temperature range of (950-1000oC)and pressure 1 atm.

الهدف من الدراسة هو انموذج رياضي ومحاكاة ازالة غاز ثاني اوكسيد الكبريت في مفاعل الطبقة المميعة وذلك بدمج حركة التفاعل الكيمياوي وموديل مفاعل الطبقة المميعة اعتمادا على نظرية الطورين (طور الفقاعة وطور الاستحلاب). الغاز المستخدم هو غاز خارج من مدخنة او محرقة تحوي غاز ثاني اوكسيد الكبريت . الغاز المستخدم للتمييع يكون قابل للتفاعل مع المادة الصلبة المستخدمة(اوكسيد الكالسيوم) المتوفرة موقعيا و القادرة على ازالتة .تم في البحث دراسة تاثير معدل جريان المادة الصلبة ,تركيز الغاز,قطر الطبقة و ارتفاعها,معدل حجم الجزيئات للمادة الصلبة ,سرعة الغاز,وحرارة الغاز داخل الطبقة بعد تثبيت معدل جريان الغاز ومعدل التركيز(50000 سم3/ثانية,5-3% نسبة حجمية)النتائج النهائية لعملية المحاكاة اوضحت التصميم الامثل للمفاعل للحصول على اعلى تركيز لكل من الغاز والصلب ضمن الظروف السابقة.