Modeling of Dust Sulfating Reactions

Thumbnail Image

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Helsinki University of Technology | Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author

Authors

Date

1998

Department

Materiaali- ja kalliotekniikan osasto

Major/Subject

Materiaalien valmistustekniikka

Mcode

Mak-77

Degree programme

Language

en

Pages

73

Series

Abstract

Työn teoreettisessa osassa tarkastellaan sulfatointia ja kaasu-kiinteä -reaktioiden erilaisia kineettisiä malleja. Reaktiokinetiikka kontrolloi kaasu-kiinteä -reaktioita ja sen mallintaminen auttaa määrittämään reaktioihin vaikuttavia tekijöitä, joilla reaktionopeutta edelleen pystytään parantamaan. Työssä esitetyt mallit ovat muuttuvan raekoon malli (CGSM), reagoimattoman ytimen malli (UCM), muuttuvan huokoskoon malli (CPSM), huokosjakaumamalli (DPM) ja raekokojakaumamalli (GSDM). UCM on yksinkertaisin malli, jossa partikkelien rakeiden oletetaan reagoivan samanaikaisesti. Kehittyneempiä malleja ovat CGSM ja CPSM, jotka selittävät konsentraation muutoksen siirryttäessä partikkelin ulkoreunalta ytimeen. CGSM:ssä ulkoreunalla olevat rakeet ja CPSM:ssä huokoset muuttuvat tuotteeksi, kun sisemmät rakeet ovat vielä reagoimattomia. DPM ottaa huomioon raekokojakauman ja konsentraatioprofiilin. Kehittynein malli on GSDM, joka on CGSM:n ja DPM:n yhdistelmä. Vaikka DPM ei ole aivan niin kehittynyt malli kuin GSDM, valitaan se valmiin koodin vuoksi laskennalliseen osaan. Laskennallisessa osassa yritetään selvittää DPM-mallin, joka oli koodattu omaksi ohjelmakseen, sopivuutta kuvaamaan CuO/Cu_(2)O:n sulfatointireaktioiden etenemistä. Huokosjakaumamalli perustui Kocaefen väitöskirjan DPM-malliin. Mallilla testattiin ensin alkuperäisen CaO-mallin parametrejä (reaktionopeusvakio (k), diffusiviteetti tuotekerroksen läpi (D_s) huokoskoko ja huokoskokojakauma). Testin perusteella pääteltiin, että D_s, raekoko, ja raekokojakauma täytyy tuntea hyvin käytettäessä mallia kuparioksideille. Lisäksi malli muokattiin kuparioksideille ja testattiin kaasufaasin lämpötilan, SO_3-pitoisuuden ja partikkelikoon vaikutusta CuO/Cu_(2)O:n sulfatointiin. Tuloksista voitiin päätellä, että partikkelikoon muutoksella oli suurin vaikutus konversioon verrattuna mallin muihin parametreihin. Mallilla tehtyjen testien ja laskettujen tapausten perusteella voidaan sanoa, että kineettinen malli on kohtuullisen hyvä ja sillä voidaan simuloida jätelämpökattilan olosuhteissa tapahtuvia sulfatoitumisreaktioita.

Description

Supervisor

Jokilaakso, Ari

Thesis advisor

Ahokainen, Tapio

Keywords

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-2020120445126

Collections

[dipl] Teknillinen korkeakoulu / TKK