Modeling of biomass steam gasification in a dual fluidized bed reactor with/without lime-based CO₂ capture
Notice bibliographique
Résumé
Lime-enhanced biomass gasification in a dual fluidized bed (DFB) reactor is a promising technology that allows enhanced hydrogen production from a renewable resource with simultaneous CO₂ capture via calcium looping. In this thesis, modeling Ca-looping in a DFB biomass gasifier is broken down into different steps. Firstly, a comprehensive single particle model is developed, based on conservation of mass, energy and momentum, with two different biomass pyrolysis kinetic schemes for particles of changing thermo-physical properties. Secondly, a coupled particle and reactor model of biomass drying and pyrolysis in a bubbling fluidized bed reactor is developed to predict the yields of pyrolysis products and composition as a function of process operating parameters. Thirdly, our coupled particle and reactor model is extended to steam gasification of biomass in a bubbling fluidized bed (BFB) gasifier, and its applicability is tested by comparing predictions with independent experimental data from the literature. For steam gasification of pine sawdust at a reactor temperature of 750°C, the H₂ mole fraction in the product gas increases with increasing steam-to-biomass ratio because of the water-gas, steam methane reforming and water-gas shift (WGS) reactions. Elevating the reactor temperature reverses the exothermic WGS reaction towards more CO production and CO₂ consumption. Fourthly, the BFB gasifier model is expanded into a generic two-phase fluidized bed reactor model to evaluate the performance of the UBC dual fluidized bed gasifier under steady-state operating conditions. Finally, integrated biomass gasification with cyclic CO₂ capture in a DFB reactor is simulated by developing a model which takes into account sorbent loss of reactivity due to sintering during cyclic operation. This comprehensive reactor model is developed and tested based on a stepwise approach. Unlike previous models, this is a predictive model that minimizes reliance on empirical correlations. By coupling single particle and reactor models, biomass drying, pyrolysis and gasification are studied as a continuous process. A gap of knowledge in predicting major compounds composition in pyrolysis gas is addressed. Furthermore, the kinetic model is capable of accommodating in situ CO₂ capture during cyclic operation.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».