A Development and Application of a Three-Dimensional Model for a CFB Gasifier

The developing energy markets and rising energy system costs have sparked the need to find new forms of energy production and increase the self-sufficiency of energy production. One alternative is gasification, whose principles have been known for decades, but it is only recently when the technology has become a true alternative. However, in order to meet the requirements of modern energy production methods, it is necessary to study the phenomenon thoroughly. In order to understand the gasification process better and optimize it from the viewpoint of ecology and energy efficiency, it is necessary to develop effective and reliable modeling tools for gasifiers. The main aims of this work have been to understand gasification as a process and furthermore to develop an existing three-dimensional circulating fluidized bed modeling tool for modeling of gasification. The model is applied to two gasification processes of 12 and 50 MWth. The results of modeling and measurements have been compared and subsequently reviewed. The work was done in co-operation with Lappeenranta University of Technology and Foster Wheeler Energia Oy.

Kehittyvät energiamarkkinat ja kasvavat energiakulut ovat innoittaneet etsimään uusia ympäristöystävällisiä energiantuotantomuotoja ja kasvattamaan energiantuotannon omavaraisuutta. Yksi vaihtoehto on kaasutus, jonka perusteet ovat olleet tunnettuja vuosikymmeniä, mutta joka on kehittynyt todelliseksi vaihtoehdoksi vasta viime vuosina. Jotta tekniikkaa voitaisiin kehittää kohtaamaan nykyajan energiantuotannon vaatimuksia, ilmiötä tulee tutkia perusteellisesti. Kaasutusprosessin ymmärtämisen, ekologisuuden ja energiatehokkuuden optimoinnin takia on tarpeellista kehittää tehokas ja luotettava mallinnustyökalu. Tämän työn päätavoitteet ovat kaasutusprosessien ymmärtäminen ja olemassa olevan kiertoleijukattilan kolmiuloitteisen mallinnustyökalun kehittäminen kaasutusmallintamiseen. Mallia sovelletaan kahteen kaasuttimeen, jotka ovat tehoiltaan 12 ja 50 MWth. Tuloksia verrataan mittaustuloksiin ja arvioidaan luotettavuuden kannalta. Työ toteutettiin yhteistyössä Lappeenrannan teknillisen yliopiston ja Foster Wheeler Energia Oy:n kanssa.