การจำลองเชิงพลวัตและระบบควบคุมสำหรับการเผาไหม้แบบเคมิคอลลูปปิง

Abstract

การเผาไหม้แบบเคมิคอลลูปปิงเป็นวิธีการแยกแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากแก๊สหลังการเผาไหม้ ซึ่งเครื่องปฏิกรณ์ประกอบด้วยสองส่วนคือเครื่องปฏิกรณ์เชื้อเพลิงและเครื่องปฏิกรณ์อากาศ ภายในเครื่องปฏิกรณ์เชื้อเพลิงจะเกิดปฏิกิริยาระหว่างเชื้อเพลิงและโลหะออกไซด์ทำให้ได้ผลิตภัณฑ์เป็นความร้อนแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์และไอน้ำซึ่งสามารถแยกออกจากกันได้อย่างง่ายด้วยวิธีการควบแน่น โลหะออกไซด์ที่ถูกทำปฏิกิริยาแล้วจะถูกหมุนเวียนไปยังเครื่องปฏิกรณ์อากาศเพื่อทำการฟื้นฟูสภาพโดยปฏิกิริยาออกซิเดชันด้วยอากาศก่อนจะหมุนเวียนกลับเข้าสู่เครื่องปฏิกรณ์เชื้อเพลิง ในงานวิจัยนี้เป็นการศึกษากระบวนการเผาไหม้แบบเคมิคอลลูปปิงในระบบฟลูอิไดซ์เบดแบบหมุนเวียนและการพัฒนาแบบจำลองเชิงพลวัตสำหรับกระบวนการเครื่องปฏิกรณ์เชื้อเพลิง (ดาวน์เนอร์) ดำเนินการในช่วงการไหลฟลูอิไดเซชันแบบฟองแก๊ส ในขณะที่เครื่องปฏิกรณ์อากาศ (ไรเซอร์) ดำเนินการในช่วงการไหลแบบฟลูอิไดเซชันความเร็วสูง โดยมีตัวแปรควบคุมภายในกระบวนการได้แก่ อุณหภูมิของเครื่องปฏิกรณ์ฟลูอิไดซ์เบดทั้งสองเครื่อง ความดันและระดับของเหลวของเครื่องควบแน่นไอน้ำ ทำงานร่วมกับตัวแปรปรับ ได้แก่ อัตราการถ่ายโอนความร้อนของเครื่องปฏิกรณ์ อัตราการป้อนไหลของแก๊สและของเหลวจากเครื่องควบแน่นไอน้ำ เพื่อการควบคุมกระบวนการโดยใช้เครื่องควบคุมชนิดพีไอดี พารามิเตอร์เครื่องควบคุมจะถูกปรับแต่งและทดสอบสมรรถนะ ความทนทานต่อตัวแปรรบกวน ผลรวมของค่าสัมบูรณ์ของค่าความคลาดเคลื่อนถูกใช้ในการตรวจสอบความสามารถของระบบควบคุม