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Development of a porous solid model for DRI applications

Fradet, Quentin und Ali, Mohammed Liaket und Riedel, Uwe (2021) Development of a porous solid model for DRI applications. In: 9th International Conference on Modeling and Simulation of Metallurgical Processes in Steelmaking, STEELSIM 2021, Seiten 8-15. STEELSIM 2021, 05-07. Okt. 2021, Wien, online. ISBN 978-3-200-07994-6.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich
5MB

Kurzfassung

The Direct Reduction (DR) of iron ore pellets with syngas or hydrogen is a promising technology to reduce the emissions of iron making. The conversion rate of single iron-ore pellets to iron has been extensively investigated. In most of these works a shrinking core model is employed to reproduce the experimental observations. However, this model presents an inherent bias by assuming a sharp separation between a fully converted region and a fully unreacted one. In the present study, we propose an improved porous solid model. This model solves for the mass balances of the individual gas species and the solid ones assuming spherical symmetry. The governing equations, the main algorithm, and validation cases will be presented. The open-source suite Cantera was integrated in the model. This allows the use of heterogeneous reaction mechanisms and facilitates chemical kinetics calculations. The present model also offers a wide flexibility to incorporate complex phenomena such as porosity change or carbon deposition. Another advantage of our new approach is its easy integration in multidimensional computations. In this way, the reliability of the kinetic and transport models is insured when used in multidimensional CFD-calculations.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/146307/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Development of a porous solid model for DRI applications
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Fradet, QuentinQuentin.Fradet (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4968-8494NICHT SPEZIFIZIERT
Ali, Mohammed LiaketMohammed.Ali (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9314-0402NICHT SPEZIFIZIERT
Riedel, UweUwe.Riedel (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-8682-2192NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:5 Oktober 2021
Erschienen in:9th International Conference on Modeling and Simulation of Metallurgical Processes in Steelmaking, STEELSIM 2021
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Seitenbereich:Seiten 8-15
ISBN:978-3-200-07994-6
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Direct reduced iron, iron oxide, porous solid model, heterogeneous reaction mechanism
Veranstaltungstitel:STEELSIM 2021
Veranstaltungsort:Wien, online
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:05-07. Okt. 2021
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Materialien und Technologien für die Energiewende
HGF - Programmthema:Thermische Hochtemperaturtechnologien
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SP - Energiespeicher
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Dekarbonisierte Industrieprozesse
Standort: Cottbus , Zittau
Institute & Einrichtungen:Institut für CO2-arme Industrieprozesse > Simulation und Virtuelles Design
Institut für CO2-arme Industrieprozesse > Kohlenstoffarme Reduktionsmittel
Hinterlegt von: Fradet, Dr. Quentin
Hinterlegt am:16 Dez 2021 16:37
Letzte Änderung:29 Mär 2023 00:49

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