Euler‐Lagrange‐Modell zur Simulation des Carbonate‐Looping‐Prozesses. Issue 5 (9th March 2020)

• Record Type: Journal Article
• Authors: May, Jan; Alobaid, Falah; Stroh, Alexander; Daikeler, Alexander; Ströhle, Jochen; Epple, Bernd
• Other Names: Klemm Elias guestEditor.; Sauer Jörg guestEditor.
• Is Part Of: Chemie Ingenieur Technik. Volume 92:Issue 5(2020)
• Page Start: 648
• Page End: 658
• Publication Date: 2020-03-09
• Subjects: Carbonate Looping‐Verfahren -- Diskrete‐Elemente‐Methode -- Numerische Strömungsmechanik -- Validierungsstudie; Carbonate looping process -- Computational fluid dynamics -- Discrete element method -- Validation study; Chemical engineering -- Patents -- Periodicals; Chemical engineering -- Periodicals; Chemical industry -- Periodicals; Chemistry, Technical -- Periodicals; 660.05
• DOI: 10.1002/cite.201900159
• Languages: English
• ISSNs: 0009-286X

Abstract

Abstract: Es existieren bereits umfangreiche experimentelle Untersuchungen zum Carbonate‐Looping‐Prozess (CaL) in Bezug auf Prozessdesign und ‐entwicklung. Die wenigen numerischen Arbeiten beruhen hauptsächlich auf Lösung der 1D‐Bilanzgleichungen oder der Bestimmung von Gleichgewichtszuständen. Für eine genaue Prozessbeschreibung sind jedoch anspruchsvollere Ansätze erforderlich. Daher wurde ein dreidimensionales, transientes CFD‐DEM‐Modell für die Simulation im MWth ‐Maßstab entwickelt. Zur Modellentwicklung und Validierung wurden experimentelle Daten einer 1‐MWth ‐Pilotanlage, einem maßstabsverkleinerten kalten Modell und einer Quasi‐2D‐Laborwirbelschicht verwendet. Die numerischen Ergebnisse stimmen gut mit den Messungen überein und zeigen die Eignung des Modells. Abstract : Die Entwicklung eines Euler‐Lagrange‐Modells zur Simulation des Karbonators des Carbonate‐Looping‐Prozesses in ANSYS Fluent wird beschrieben. Hierfür wurden Simulationen einer Quasi‐2D‐Wirbelschicht, eines herunterskalierten Modells des Karbonators und des Karbonators durchgeführt und validiert. Abstract: Considerable experimental research has been already carried out on carbonate looping with respect to process design and development. By contrast, few numerical works that are mostly based on one‐dimensional or equilibrium‐state are available. However, for a precise description of these processes, more sophisticated approaches are required. Therefore, a three‐dimensional transient CFD‐DEM model has been developed for the simulation of the carbonate looping process at MWth scale. Sets of experimental data obtained from a 1‐MWth pilot plant, a downscaled 3D‐cold flow model and a quasi 2D laboratory fluidized bed are applied for model validation. The numerical results are in good agreement with the measurements and proof the applicability of the model.