Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Sustainable use of methane globally. Selected social and environmental aspects

Hildebrandt Robert, Marszowski Ryszard

Zeszyty Naukowe. Organizacja i Zarządzanie / Politechnika Śląska

|

2024

|

z. 195

189--202

EN

Purpose: in the cognitive space, the article focuses on the issue of sustainable methane emissions, which can be seen as an approach aimed at controlling and reducing methane emissions into the atmosphere in a way that takes into account the balance between the emission and removal of this gas, in order to reduce its impact on climate change. Methodology: the theses presented in the article were verified using the following methods: literature review, critical analysis of literature, analysis and comparison of documents and an example of good practices. Result: in recent years, issues related to sustainable development and environmental protection have become central topics in the international arena. One of the key elements of this debate is the role of methane as a greenhouse gas and the question of whether its use can contribute to sustainable development or pose a potential threat to the environment. Originality: the key task is to develop a strategy that will allow for the effective use of methane while minimizing negative effects on the environment. Innovative technologies, stringent regulations and international cooperation are the key to achieving this goal and turning the use of methane into an opportunity for sustainable global development.

2

Środowiskowe zagrożenia wynikające z wdrożenia ekologicznych rozwiązań w energetyce

Naworyta Wojciech

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2024

|

nr 112

23--29

PL

W niniejszym rozdziale poddano krytycznej ocenie wybrane rozwiązania techniczne z obszaru szeroko pojętej energetyki. Obok rozwoju wielkopowierzchniowej fotowoltaiki, energetyki opartej na spalaniu pierwotnej biomasy leśnej, stosowania gazu jako paliwa w procesie transformacji, rozwoju energetyki wodorowej, analizie poddano również zmiany, które dokonują się w dziedzinie motoryzacji. Wykazano związek pomiędzy elektromobilnością i energetyką oraz skutki dla środowiska wynikające z upowszechnienia samochodów elektrycznych. Autor jest świadomy, że każdy z wymienionych problemów nadaje się na osobną poważną analizę. W rozdziale w oparciu o źródła jedynie zaakcentowano ważniejsze niebezpieczeństwa wdrożenia na szeroką skalę rozwiązań technicznych, które w opinii publicznej uznawane są jako antidotum na aktualne problemy środowiska, głównie na problemy zmian klimatu. Na przykładzie energetyki zawodowej opartej na biomasie pokazano, że system promocji innowacji prośrodowiskowych prowadzi do upowszechniania rozwiązań, które nie tylko nie chronią środowiska, ale są wręcz dla środowiska szkodliwe. Dotacje, upusty oraz regulacje pozarynkowe sprawiają, że niektóre ryzykowne przedsięwzięcia w energetyce mogą już wkrótce stanowić poważny problem nie tylko dla globalnego klimatu, ale wręcz dla życia na Ziemi.

EN

The chapter critically evaluates selected technical solutions in the field of broadly understood energy sector. In addition to the development of large-scale photovoltaics, energy based on the combustion of primary forest biomass, the use of gas as a fuel in the transformation process, and the development of hydrogen energy, changes taking place in the automotive industry were also analysed. The relationship between electromobility and energy sector was demonstrated, as well as the environmental effects resulting from the popularization of electric cars. The author is aware that each of the problems mentioned deserves a separate serious analysis. The chapter, based on sources, only highlights the more important dangers of large-scale implementation of technical solutions that are considered in public opinion as an antidote to current environmental problems, mainly the problems of climate change. The example of professional energy production based on biomass shows that the system of promoting pro-environmental innovations leads to the dissemination of solutions that not only do not protect the environment, but are even harmful to the environment. Subsidies, discounts and non-market regulations mean that some risky projects in the energy sector may soon pose a serious problem not only for the global climate but even for life on Earth.

3

„Jeśli chcemy, by wszystko pozostało tak, jak jest, wszystko się musi zmienić”*. Dekarbonizacja Unii Europejskiej a boom łupkowego NGL

Sikora Andrzej P.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2024

|

nr 112

63--71

PL

W niniejszym rozdziale podjęto próbę opisu wpływu rewolucji łupkowej na rynek tzw. Natural Gas Liquids (etan, propan, butan, izobutan, pentan). Opisano szanse i wyzwania stojące przed rozwojem petrochemii opartej na krakerach parowych w Europie. Omówiono stosunek cen ropy naftowej do gazu ziemnego jako miarę względnej wartości węglowodorów w postaci ciekłej (np. ropy naftowej) i węglowodorów w postaci gazowej (np. gazu ziemnego). Rewolucja łupkowa dokonała znacznego postępu w technologiach, które obejmują wykorzystanie wody lub cieczy pod wysokim ciśnieniem do ekstrakcji gazu, kondensatu czy ropy naftowej. W rezultacie produkcja NGL – ciekłych pochodnych gazu ziemnego, stale rośnie. Wyzwaniem związanym z NGL jest to, że są one droższe w obsłudze, przechowywaniu czy transporcie w porównaniu z produktami rafinowanymi, ponieważ NGL wymagają wysokiego ciśnienia lub niskiej temperatury, aby były utrzymywane w stanie ciekłym, gotowe do wysyłki i przetworzenia. NGL są również wysoce łatwopalne i wymagają użycia specjalistycznej logistyki jak: cystern-ciężarówek, statków i zbiorników magazynowych. Polityka energetyczna i przewidywane odejście od węglowodorów powinno spowodować, że zapotrzebowanie na duże jednostki olefinowe i poliolefinowe zmniejszy się w ciągu najbliższych 20–25 lat z powodu przejścia na recykling mechaniczny i chemiczny plastików. Należy brać pod uwagę, że surowcami do produkcji polimerów staną się odpady z tworzyw sztucznych a nie jak dotychczas etylen (etan) i propylen (propan). Unia Europejska wprowadzając Europejski Zielony Ład pokazuje ambitny plany bycia klimatycznie neutralną do 2050 roku. Osiągnięcie tego celu będzie możliwe tylko dzięki nowym, opracowanym przez branżę petrochemiczną rozwiązaniom w zakresie gospodarki klimatycznej i cyrkularnej. Przemysł chemiczny jest niezbędny dla silnej i zrównoważonej gospodarki Europy przyszłości, ponieważ chemikalia są obecne w prawie każdym strategicznym łańcuchu wartości.

EN

The chapter attempts to describe the impact of the shale revolution on the market of the so-called Natural Gas Liquids (ethane, propane, butane, isobutane, pentane). The opportunities and challenges facing the development of steam cracker-based petrochemistry in Europe are described. The ratio of crude oil prices to natural gas is discussed as a measure of the relative value of hydrocarbons in liquid form (e.g. crude oil) and hydrocarbons in gaseous form (e.g. natural gas). The shale revolution has made significant advances in technologies that include the use of high-pressure water or liquids to extract gas, condensate or crude oil. As a result, the production of NGL – liquid derivatives of natural gas – is constantly increasing. The challenge with NGLs is that they are more expensive to handle, store or transport compared to refined products because NGLs require high pressure or low temperature to be kept liquid, ready for shipment and processing. NGLs are also highly flammable and require the use of specialized logistics such as tank-trucks, ships and storage tanks. Energy policy and the anticipated move away from hydrocarbons should reduce the demand for large olefin and polyolefin units over the next 20–25 years due to the shift to mechanical and chemical recycling of plastics. It should be taken into account that the raw materials for the production of polymers will be plastic waste and not ethylene (ethane) and propylene (propane) as before. By introducing the European Green Deal, the European Union shows ambitious plans to be climate neutral by 2050. Achieving this goal will only be possible thanks to new solutions developed by the petrochemical industry in the field of climate and circular economy. The chemical industry is essential for a strong and sustainable European economy of the future, as chemicals are present in almost every strategic value chain.

4

Zagrożenie metanowe w polskich kopalniach węgla

Badura Henryk

Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji

|

2024

|

Vol. 13, iss. 2

183--195

PL

W artykule przeanalizowano kształtowanie się zagrożenia metanowego w polskich kopalniach węgla kamiennego w latach od 1998 do 2022. Artykuł oparto na analizie danych zamieszczonych w rocznych raportach o stanie zagrożenia metanowego w kopalniach węgla kamiennego, zredagowanych w Głównym Instytucie Górnictwa na podstawie danych zgromadzonych przez służby Wyższego Urzędu Górniczego w Katowicach. W artykule zwrócono szczególną uwagę na wykorzystanie metanu ujętego systemami odmetanowania. Stwierdzono tendencje wzrostowe metanowości bezwzględnej kopalń oraz tendencje wzrostowe metanowości systemów odmetanowania. Stwierdzono także słabą tendencję do obniżania metanowości wentylacyjnej. Wykazano również generalny wzrost wykorzystania metanu z ujętego systemami odmetanowania i duże wahania metanowości wentylacyjnej.

EN

The article analyzes the development of methane risk in Polish hard coal mines in the years 1998 to 2022. The article is based on the analysis of data included in annual reports on the state of methane risk in hard coal mines, edited at the Central Mining Institute on the basis of data collected by the services of the Higher Office Górniczy in Katowice. The article pays particular attention to the use of methane captured by methane drainage systems. Increasing trends in the absolute methane capacity of mines and increasing trends in the methane capacity of methane drainage systems were found. A weak tendency to reduce ventilation methane capacity was also found. A general increase in the use of methane from methane drainage systems and large fluctuations in ventilation methane capacity were also demonstrated.

5

The Use of Methane from Landfill Gas to Generate Energy and its Management at the Plant as a Way to Reduce Climate Change

Basta Emilia, Szewczyk Piotr

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2024

|

Tom 26

236--250

EN

In the era of consumerism, increasing amounts of waste constitute an ecological and logistical problem. Waste landfills are increasingly installing degassing installations and obtaining landfill gas containing methane as a renewable energy source. The work aims to analyse the production and management of energy at a selected waste landfill operating a cogeneration unit. The role of landfill gas, its production amount, composition and use in cogeneration units to produce energy were analysed. The biogas produced is used to produce electricity and heat at the analysed waste treatment plant. The research showed the extraction and energy use of biogas in the amount of 916,876 m3 per year, which produced 1,558 MWh of electricity and 1,589 MWh of heat in cogeneration. The electricity produced is a power source for the enterprise and its infrastructure, and the surplus is sent to the power grid. However, 34% of the heat is used for the plant's needs. The remaining part can be used in ORC systems (Organic Rankine Cycle). The tests showed that the total efficiency of energy production is 85.80%, with the availability index of the cogeneration unit amounting to 0.95. The energetic use of landfill gas containing methane is an optimal solution from an energy and environmental perspective to limit climate change.

6

Transfer mieszaniny poreakcyjnej w reformingu parowym metanu

Grabarczyk Robert, Jarosiński Przemysław, Masztakowski Paweł, Sadowski Adam, Wernik Jacek

Przemysł Chemiczny

|

2024

|

T. 103, nr 12

1514--1516

PL

Przedstawiono wyniki badań symulacyjnych połączenia wytwórni wodoru, w której przetwarzana jest mieszanina wysokometanowego gazu ziemnego i benzyny lekkiej, zawierającej w swym składzie głównie heksan, heptan oraz pentan, z wytwórnią wodoru, w której surowcem jest jedynie wysokometanowy gaz ziemny. Pierwsza z wymienionych wytwórni była wyposażona w reaktor prereformingu, w którym zawarte w benzynie frakcje węglowodorów były krakowane do metanu. Część strumienia opuszczającego reaktor prereformingu była kierowana do drugiej wytwórni wodoru. Symulację wytwórni wodoru przeprowadzono w programie Aspen HYSYS. Wykonano analizę wpływu transferowania mieszaniny poreakcyjnej opuszczającej reaktor prereformingu na zapotrzebowanie na moc chłodniczą, cieplną i elektryczną.

EN

A computer simulation of the connection of a H₂ unit processing a mixt. of high-MeH natural gas and light petrol contg. mainly C₅H₁₂, C6H₁₄ and C₇H₁₆ (pre-reformer) with a H₂ unit using only high-MeH natural gas as a feedstock was carried out. In the pre-reformer, hydrocarbon fractions contained in petrol were cracked to MeH. A part of the stream leaving the pre-reformer was directed to the second unit. Modeling was carried out using Aspen HYSYS software. The effect of transfer of the post-reaction mixt. leaving the pre-reformer on the demand for cooling, heat and electricity was analyzed.

7

Badanie procesu utleniającego sprzęgania metanu na modyfikowanym barem i wapniem katalizatorze La-Ce-O

Michorczyk Barbara, Kralka-Muzyk Monika

Przemysł Chemiczny

|

2024

|

T. 103, nr 12

1563--1572

PL

Otrzymano dwie serie katalizatorów na bazie La-Ce-O modyfikowanego dodatkiem 5, 10 i 20% mas. jonów baru lub wapnia i scharakteryzowano je pod kątem ich właściwości fizyczno-chemicznych oraz katalitycznych. Uzyskane materiały zbadano metodami niskotemperaturowej adsorpcji azotu, TPD-CO2, XRD oraz SEM-EDS, a ich aktywność w procesie OCM zbadano w zakresie temp. 400-800°C. Wykazano, że modyfikacja katalizatora La-Ce-O jonami baru i wapnia miała znaczący wpływ na porowatość, powierzchnię BET, rozkład i moc zasadowych centrów aktywnych, morfologię, a także właściwości katalityczne. Zarówno katalizator La-Ce-O, jak i jego modyfikacje jonami baru i wapnia charakteryzowały się bardzo wysoką aktywnością w procesie OCM w niskich temperaturach (ok. 550°C). Pod względem zmian konwersji metanu w funkcji temperatury, wszystkie materiały zachowywały się podobnie. W zakresie temp. 500-550°C preferowaną ścieżką reakcji była konwersja do gazu syntezowego i dalsze utlenianie tlenku węgla, przy czym głównymi produktami reakcji metanu z tlenem był wodór i ditlenek węgla. W wyższych temperaturach (>550°C) preferowanym procesem stało się utleniające sprzęganie metanu. Najwyższą selektywność do etylenu i etanu (55-60%) osiągnięto w zakresie temp. 650-750°C. Dodatek jonów wapnia lub baru znacząco poprawił selektywność do etylenu i etanu. Powyżej 600°C selektywność wzrosła o 15%, nie wpływając w znaczący sposób na stopień konwersji metanu.

EN

Two series of La-Ce-O-based materials modified with 5, 10, and 20% by mass of Ba or Ca ions were studied for their physicochem. and catal. properties. The materials were characterized by low-temp. N₂ adsorption, TPD-CO₂, XRD, and SEM-EDS, and their activity in the oxidative coupling of MeH (OCM) process was tested at temp. 400–800°C. The modification significantly influenced porosity, BET surface area, distribution and strength of basic active sites, morphol., as well as catal. properties. Both the base La-Ce-O catalyst and its modifications exhibited very high activity in the OCM process at temp. as low as 550°C. In terms of conversion changes as a function of temp., all materials behaved similarly. In the temp. range of 500-550°C, the conversion to synthesis gas and further oxidn. of CO was preferred, with the main products of the MeH-O reaction being H₂ and CO₂. At above 550°C, oxidative coupling of MeH became the preferred process. The highest selectivity for ethylene and EtH (55-60%) was achieved at temp. 650-750°C. Moreover, the addn. of Ca or Ba significantly improved the selectivity for ethylene and EtH. At temp. above 600°C, selectivity increased by 15%, without any significant effects on the of MeH conversion degree.

8

Optimization of the biofuel production by idealized fermentation of the animal manure, chicken wastes, and sewage sludge

Afif Mohamed M. I., El-Shehawy Ashraf A., Ali Fatma A. A.

Polish Journal of Chemical Technology

|

2024

|

Vol. 26, nr 2

48--56

EN

This study aims to optimize an economic procedure to produce biogas and bio-ethanol from different organic wastes such as sewage sludge (SS) and/or cattle dung (CD) and/or poultry manure (PM). The experiment was carried out at a wastewater treatment plant in Egypt. Each waste type was mixed with the starter, CaCO3, and water then loaded in a fermenter and kept for 35 days at 35° C under the anaerobic digestion. The evolved volume of the biogas and the content of methane CH4 were measured daily while the cellulase and protease enzymes were tested every four days. Results have indicated that the digester containing the SS has produced the greatest biogas volume (L) 27.45 Lb/D/d (liters biogas/digester/day), 0.61 Lb/D contents’ volume/d, and cumulative 606.30 Lb/D during the 16th day. Significant CH4 volume percentages produced during the 17th day were 72.07, 71.16, and 71.11% while the produced bio-ethanol alcohol was 2.47, 2.32, and 1.99% from the SS, CD, and PM, respectively. The procedure efficiency is prominent by the production of the biogases and in-situ activating enzymes all in one reactor that was periodically monitored for its reactants and product content. No need for the pre-treatment of wastes as raw materials or chemical additives and the fermented residue can be further tested for soil fertilization. These wastes can be promising for bio-energy production being economic and environment friendly.

9

Reduction of chosen gaseous pollutants from rabbit excrement in ex situ conditions, using natural manure additives

Karpińska Katarzyna, Nowakowicz-Dębek Bożena, Wrzesińska-Jędrusiak Edyta, Jaguszewski Sebastian, Targońska-Karasek Małgorzata, Wlazło Łukasz

Journal of Water and Land Development

|

2024

|

no. 61

151--158

EN

Animal production is a major source of environmental pollutants, so it is becoming crucial to search for new methods to reduce their release while maintaining animal welfare. The aim of the study was to apply natural additives to rabbit manure in ex situ conditions to reduce the volume of released gaseous pollutants like ammonia (NH3), methane (CH4) and hydrogen sulphide (H2S). The study was carried out in two stages, each with a control group and five experimental groups with additives, natural sorbents (zeolite, bentonite biochar, perlite, mixtures in various proportions of zeolite, biochar and bentonite as well as perlite and biochar) or dried plants containing saponins (Tribulus terrestris and Lysimachia nummularia). Pollutants from each group were measured continuously for one month. In stage 1, both in the case of NH3 and CH4, statistically significant differences were observed between the tested groups. The use of sorbent mix and Tribulus terrestris was shown to reduce the release of both NH3 (by 80% and 83%, respectively) and CH4 (by 17% and 25%, respectively). The greatest reduction of NH3 in stage 2 was achieved when perlite with the addition of biochar was used (56%), and CH4 was achieved when Bacillus azotofixans sp. nov. bacteria were used (38%).

10

Investigation of Methane-Hydrogen Mixtures in Vertical Pipelines

Marius Darie, Vlasin Nicolae, Prodan Maria, Burian Sorin, Pupazan Gabriela, Moldovan Lucian

Inżynieria Mineralna

|

2024

|

Vol. 1, no. 1

63--69

EN

The paper presents an assessment of issues regarding the separation phenomena of methane-hydrogen mixtures in vertical pipelines. In the first part of the paper, the explosion risk is underlined. Thus, the widespread use of methane in both the industrial and domestic sectors is well known. In practice, due to recent trends, the injection of hydrogen into dedicated methane installations, the differences in densities can lead to separation phenomena which have an unfavorable effect on the operating regimes of equipment using this mixture and also, on the risk of explosion. The use of hydrogen in the industry is not new, but the increasing impact in terms of the number of users may involve a higher number of accidents due to the increased field of probability of hazardous situations in terms of explosions. The second part presents the used methods. The diffusion and gravitational separation are presented as phenomena having opposite effects. The used methods are theoretical and simulation approaches. The theoretical model is based on a nondynamic model. Therefore, no time parameter was not involved in the model. A linear dependence with the height of the concentration variation was observed for the range of heights considered. The conducted simulation underlined the same conclusion regarding the magnitude of gravitational separations in the methanehydrogen mixtures. The main conclusion of the approach is that the separation phenomenon effect due to the gas density differences is negligible. The approach also revealed, as expected that the higher level of pipe is exposed to a higher risk of increased hydrogen concentration.

11

Dispersion of Methane in Closed Enclosures

Cioclea Doru, Ianc Nicolae, Boanta Corneliu, Matei Adrian, Dragoescu Razvan

Inżynieria Mineralna

|

2024

|

Vol. 1, no. 1

263--274

EN

The increase of the population also involve the increase of the consumption of raw materials. This requires the diversification and development of industrial processes in semi-enclosed or open spaces. The carrying out of human activities of an industrial nature involves the accidental use, handling or presence of explosive substances such as methane. The presence of this gas in closed or semi-closed spaces can generate explosion phenomena. The accumulation of methane in narrow spaces is well studied and known, but the dispersion and especially the dispersion dynamics of methane released from a source considered infinite is less known. Knowing how methane disperses into the air is very important for establishing preventive measures. The paper presents the experiment on the dynamics of methane dispersion in a closed enclosure.

12

Ten tunel to wyzwanie dla najlepszych : trudne warunki i zagrożenie metanowe

Madej Łukasz

Geoinżynieria : drogi, mosty, tunele

|

2024

|

nr 2

72--76

PL

Z tekstu dowiesz się: na czym polega trudność prac prowadzonych we fliszu karpackim; czy wykrycie metanu zmieniło działania na placu budowy; jak należy dozbroić TBM.

13

Methane Emission in a Small-Scale Rice Field under Two Different Water Management Strategies – An Insight for Landscape Level Adjustments

Bunquin Michelle Anne B., Bugia Sophia Alelie Cotoner, Buladaco II Marcial S., Rocamora Patrick M.

Ecological Engineering & Environmental Technology

|

2024

|

Vol. 25, iss. 11

218--227

EN

The main purpose of this study was to optimize the methods for determining methane emission in a continuously flooded (CF) and an alternately wetted and dried rice system. A field experiment was conducted at Block B1, Pili Drive, Los Baños, Laguna for one cropping season to evaluate the CH4 emission in both FP and AWD treatment plots. Fertilizer application rates were similar across treatments and were based on the recommended rate. Gas sampling was done weekly at 0, 15, and 30 – minute intervals and gas samples were analyzed using a gas chromatograph equipped with a flame-ionization detector (FID). Results showed that FP plots emitted methane at 15.07 to 459.14 mg CH4 day-1 m-2, which was higher than those produced in AWD plots which ranged from 1.68 to 36.26 mg CH4 day-1 m-2 throughout the cropping period. In both treatments, a decreasing trend in methane emission was observed which was attributed to the depleting carbon source of methanotrophs where methane was utilized rather than produced at an unfavorable redox potential for methane production. Global warming potential (GWP) of 7.000 kg CO2 -eq and 1.350 kg CO2 -eq was contributed by FP and AWD treatments, respectively. Overall, CH4 emission was reduced by 80–85% when AWD was employed without having a yield compromise. The result of this pilot study is limited to a 1.300 m2 field area but it showed a significant comparison between the two water management strategies in rice systems. Also, the learnings in this study will be used further for landscape greenhouse gas measurements in major rice-producing areas in the Philippines and ultimately will contribute to the carbon footprint assessment of rice cultivation.

14

Wpływ zagrożeń naturalnych na bezpieczeństwo środków strzałowych w podziemnych kopalniach węgla kamiennego

Sołtysiak Tomasz, Pytlik Mateusz, Maj Adam

Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie

|

2024

|

nr 9

9--17

EN

The article discusses the recent use of explosives in mining, with a particular focus on hard coal mines. Polish coal mines have been experiencing a decline in mining for a long time, which also translates into the usage of explosive. In 2014 hard coal mining operations used 1.64»106 kg of explosives with 2.54 million detonators and 0.47»106 m of detonating cord, while in 2023 usage was respectively: 0.82*106 kg of explosives, 1.17 million detonators and 0.35 »106 m of detonating cord. Despite the decline in mining, underground mines are facing increasing risks - mostly natural - one reason for which is the descent to greater mining depth. In 2023 there were excavated 134 longwalls, 83% of seams were in methane hazard, including 50% in seams classified as IV category of methane hazard. The selection of materials, equipment or explosives rests with mine management, while research on their safety, including safety in conditions of risk of explosive atmospheres, is handled by the relevant scientific centers. The various testing methods in force in the European Union countries, including Poland, are based on the actual determination of the safety of explosives by testing them in an explosive atmosphere in experimental gallery of dimensions similar to the excavations. Explosives are tested in different types of mortars, imitating the different ways in which detonation products are ejected from blast holes. This paper presents research methods for testing the safety of explosives carried out by the Central Mining Institute - National Research Institute. Experimental studies have confirmed the safety of the permitted explosive type emulsion under conditions of danger of coal dust and/or methane explosion.

PL

W artykule przedstawiono podstawowe dane dotyczące zużycia środków strzałowych w zakładach górniczych w ostatniej dekadzie, ze szczególnym uwzględnieniem kopalń węgla kamiennego. Omówiono metodykę badań materiałów wybuchowych w związku z możliwością ich wykorzystania w miejscach, gdzie może wystąpić pył węglowy czy metan. Zaprezentowano wyniki badań dla grupy materiałów wybuchowych metanowych specjalnych.

15

Numerical simulation of methane distribution at the longwall working with various stages of shearer advance

Janoszek Tomasz

Archives of Mining Sciences

|

2024

|

Vol. 69, no. 3

353--373

EN

The article presents a methodology for predicting the impact of the longwall shearer’s control parameter on methane emission rate to the working of a longwall based on computational fluid dynamics (CFD) methods. The methodology was applied to the Z-11a longwall panel conditions at the Jankowice Hard Coal Mine. The results of the methane emissions rate in the working of a longwall for three variations of the position of the longwall shearer are shown and discussed. The modelled issue’s geometry, numerical grid, assumptions, and boundary conditions are presented. The filtration parameters of goafs are discussed. Relationships to estimate the various sources of methane emissions into the air flowing around the longwall panel Z-11a are presented. The results of the model tests were compared with the mining data in the Z-11a longwall panel at the Jankowice Hard Coal Mine.

16

Evaluation of additive effect on anaerobic sewage sludge digestion

Dauknys Regimantas, Mažeikiene Aušra, Paliulis Dainius

Archives of Environmental Protection

|

2024

|

Vol. 50, no. 4

82--92

EN

An additive based on iron oxides was applied to reduce the amount of produced sludge and to increase the production and quality of biogas. The C/N ratio was 11.0–11.3 and the pH of the sludge mixture was 7.3 before the anaerobic digestion. The determined optimal dose of the additive was 0.35 g/g of sludge dry matter over 20 days. This allowed a reduction in the sludge retention time up to 6–11 days. Consequently, maximum biogas production was reached on average 1.6 times faster, volatile solids degradation increased by 56.7%, biogas production increased by 75%, specific biogas production increased by 11.5%, and methane concentration in the biogas increased by 8.4%–18.2%. When the additive was applied, the quantity of phosphate phosphorus in the supernatant was reduced by up to 19%, and hydrogen sulfide reduction efficiency in the biogas ranged between 55% and 62%. In sludge treatment facilities, using an iron oxide-based additive could reduce the dewatering and drying costs for digested sludge by up to 35% .

PL

Zastosowano dodatek na bazie tlenków żelaza, aby zmniejszyć ilość wytwarzanego osadu i zwiększyć zarówno produkcję, jak i jakość biogazu. Stosunek C/N przed fermentacją beztlenową wynosił 11,0–11,3, a pH kombinacji osadów wynosiło 7,3. Ustalona stosowana dawka dodatku wynosiła 0,35 g/g suchej masy osadu w okresie 20 dni. Pozwoliło to na skrócenie czasu retencji osadu do 6–11 dni, tj. mi. maksymalną produkcję biogazu osiągano średnio 1,6 razy szybciej. Test laboratoryjny przeprowadzono w VILNIUS TECH przy użyciu modelu fermentacji beztlenowej „W8 Armfield Ltd” (Wielka Brytania). Do badań wykorzystano dodatek na bazie tlenków żelaza. Dokonano pomiarów parametrów osadu i biogazu. Po dodaniu dodatku ilość lotnych substancji stałych ulegających rozkładowi wzrosła o 56,7%, ilość wyprodukowanego biogazu wzrosła o 75%, stężenie specyficznego wyprodukowanego biogazu wzrosło o 11,5%, a stężenie metanu w biogazie wzrosło o 8,4% do 18,2%. Po przefermentowaniu osadu z dodatkiem ilość fosforu fosforanowego w supernatancie zmniejszyła się aż o 19%, a skuteczność redukcji siarkowodoru w biogazie wynosiła od 55 do 62%. Koszt odwadniania i suszenia osadu przefermentowanego można obniżyć nawet o 35% w oczyszczalniach osadów, w których stosuje się dodatek na bazie tlenków żelaza.

17

Ryzyko inwestycyjne budowy gazowych układów kogeneracyjnych małej mocy

Rybarz Mateusz

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2023

|

nr 111

143--151

PL

W celu poprawy jakości powietrza w miastach oraz zmniejszania emisji CO2 przedsiębiorstwa zachęcane są do budowy układów kogeneracyjnych, czyli skojarzone wytwarzanie ciepła i energii elektrycznej. Budowa układów kogeneracyjnych jest zgodna z ideą zrównoważonego rozwoju, ponieważ skojarzona produkcja energii i ciepła cechuje się bardzo wysoką sprawnością procesu dochodzącą do 90%. Do produkcji tych samych ilości ciepła i energii elektrycznej zużywa się mniej paliwa niż w przypadku produkcji rozdzielonej. Wytwarzanie energii w skojarzeniu pozwala na bardziej efektywne wykorzystanie paliw i zmniejszenie globalnej emisji CO2. Polska, która jest największym producentem węgla w Unii Europejskiej dzięki wykorzystaniu układów kogeneracyjnych wykorzystujących gaz pochodzący ze złóż węgla kamiennego, może dzięki nim zmniejszyć emisję metanu do atmosfery, co ma szczególne znaczenie w przypadku wprowadzenia opłat emisyjnych od metanu. Opracowanie przedstawia wyniki analizy ukierunkowanej na identyfikację ryzyka występującego przy projektach budowy układów kogeneracyjnych małej mocy dla różnego rodzaju przedsiębiorstw. Autor rozdziela istniejące ryzyko ze względu na miejsce pochodzenia ryzyka (źródła zagrożeń) oraz przedstawia przesłanki do zainstalowania takiego układu. Na końcu autor przedstawia analizę SWOT oraz PEST budowy układów kogeneracyjnych małej mocy.

EN

In order to improve air quality in cities and reduce CO2 emissions, companies are encouraged to build cogeneration systems, i.e. the combined production of heat and power. The construction of cogeneration systems is in line with the idea of sustainable development, since the combined production of energy and heat is characterized by a very high process efficiency of up to 90%. Less fuel is used to produce the same amount of heat and electricity than in the case of separate production. Combined heat and power generation allows more efficient use of fuels and a reduction in global CO2 emissions. Poland, which is the largest coal producer in the European Union, thanks to the use of cogeneration systems using gas from coal deposits, can reduce methane emissions into the atmosphere, which is particularly important in the event of the introduction of emission fees on methane. The study presents the results of an analysis aimed at identifying the risks present in the construction projects of low-power cogeneration systems for various types of enterprises. The author separates the existing risks by the place of origin of the risk (sources of risks) and presents the rationale for installing such a system. Finally, the author presents a SWOT and PEST analysis of the construction of low-power cogeneration systems.

18

Rescue and Firefighting Operations During Incidents Involving Alternatively Powered Vehicles. Gas Propulsion

Kielin Jan, Zboina Jacek, Bugaj Grzegorz, Zalech Jacek, Bąk Damian

Safety & Fire Technology

|

2023

|

Vol. 61, iss. 1

6--31

EN

Purpose: The purpose of this article is to present the most important information and conclusions about gas-powered motor vehicles and the associated risks during fires and local emergencies. An additional area of consideration for the article’s authors is the challenges that emergency services may encounter during rescue and firefighting operations involving such vehicles. Introduction: Technological advances in propulsion systems used in vehicles and machinery pose a variety of challenges for fire protection. It results in the evolution of known threats and the emergence of new ones. Among other things, these developments have a significant impact on the technologies of rescue operations during fires and traffic accidents involving vehicles with different propulsion systems (increasingly using gaseous fuels). Equally important is ensuring fire safety when operating such vehicles. Methodology: On the basis of a review and analysis of the literature on the subject, as well as available research results, conclusions have been formulated regarding the fire safety of gas-powered vehicles. Aspects relevant to conducting rescue and firefighting operations involving such vehicles were taken into account. Conclusions: Necessary measures to improve fire protection, including the conduct of effective rescue and firefighting operations during incidents involving alternatively powered vehicles include: 1. Keeping as accurate a record as possible of fires and local emergencies involving the vehicles in question. 2. Urgently developed and updated educational materials that allow training, both for the rescuers and commanders of KSRG units, in blended learning mode, and systematically conducted such training. An example of this is the educational platform prepared by CNBOP-PIB in 2009 for OSP rescuers (rescue operations) and rural residents (handling emergency situations). The platform is still in place today, and although it needs updating, it has been used successfully for many years for training and professional development of a wide range of the rescuers. 3. A rescue database of vehicles involved in incidents urgently prepared and made available to the rescuers of firefighting units that are part of the KSRG. Such a base should be established immediately or be available on terms convenient to the rescue units (such as CRS or ERG).

PL

Cel: Celem niniejszego artykułu jest przedstawienie najważniejszych informacji i wniosków dotyczących pojazdów mechanicznych z napędami gazowymi oraz związanego z nimi ryzyka podczas pożarów i miejscowych zagrożeń. Dodatkowym obszarem rozważań autorów artykułu są wyzwania, na jakie mogą napotkać służby ratownicze podczas działań ratowniczo-gaśniczych z udziałem takich pojazdów. Wprowadzenie: Postęp technologiczny w zakresie napędów stosowanych w pojazdach i maszynach stawia przed ochroną przeciwpożarową różnorodne wyzwania. Skutkuje ewolucją znanych zagrożeń i powstawaniem nowych. Rozwój ten ma między innymi istotny wpływ na technologie działań ratowniczych podczas pożarów i wypadków komunikacyjnych, w których uczestniczą pojazdy o różnych napędach (coraz częściej na paliwa gazowe). Równie ważną kwestią jest zapewnienie bezpieczeństwa pożarowego podczas eksploatacji takich pojazdów. Metodologia: Na podstawie przeglądu i analizy literatury przedmiotu, a także dostępnych wyników badań sformułowano wnioski w zakresie bezpieczeństwa pożarowego pojazdów o napędach gazowych. Uwzględniono przy tym aspekty istotne z punktu widzenia prowadzenia działań ratowniczo-gaśniczych z udziałem takich pojazdów. Wnioski: Do niezbędnych działań na rzecz doskonalenia ochrony przeciwpożarowej, w tym prowadzenia skutecznych działań ratowniczo-gaśniczych podczas zdarzeń z udziałem pojazdów z napędem alternatywnym należy: 1. Prowadzenie możliwie dokładnej ewidencji pożarów i miejscowych zagrożeń, w których uczestniczą omawiane pojazdy. 2. Pilne opracowanie i aktualizowanie materiałów edukacyjnych pozwalających na prowadzenie szkoleń, zarówno dla ratowników, jak i dowódców jednostek KSRG, w trybie blended learning oraz systematyczne prowadzenie takich szkoleń. Przykładem może tu być przygotowana przez CNBOP-PIB w 2009 roku platforma edukacyjna dla ratowników OSP (działania ratownicze) oraz mieszkańców terenów wiejskich (postępowanie w sytuacjach kryzysowych). Platforma ta funkcjonuje do dziś i choć wymaga aktualizacji, przez wiele lat była z powodzeniem wykorzystywana do szkolenia i doskonalenia zawodowego szerokiej grupy ratowników. 3. Niezwłoczne przygotowanie i udostępnienie ratownikom jednostek straży pożarnych wchodzących w skład KSRG bazy danych ratowniczych dotyczących pojazdów biorących udział w zdarzeniach. Baza taka powinna jak najszybciej powstać lub być dostępna na warunkach dogodnych dla jednostek ratowniczych (jak CRS czy ERG).

19

Dekarbonizacja metanu z udziałem katalizatorów na bazie żelaza

Wojtasik Michał, Żak Grażyna, Markowski Jarosław, Burnus Zygmunt, Krasodomski Wojciech, Pakieła Wojciech

Przemysł Chemiczny

|

2023

|

T. 102, nr 3

259--263

PL

Zbadano wpływ dwóch prostych, łatwo dostępnych i tanich katalizatorów żelazowych, tlenku żelaza i wiórków stalowych. Dla procesów katalitycznych oraz porównawczo dla procesu termicznego zbadano składy gazów poprocesowych w temp. 600, 750, 850, 950C i 1050°C. W gazach poprocesowych oznaczono zawartość metanu, wodoru, azotu, tlenu i sumy węglowodorów C₂ i C₃ za pomocą GC. Dla poszczególnych procesów wyznaczono konwersję metanu. Węgiel powstający w procesie zobrazowano metodą SEM i EDS i oceniono stopień jego grafityzacji za pomocą spektroskopii Ramana.

EN

MeH was thermally or catalytically pyrolyzed in the presence of Fe₂O₃ or steel shavings at temp. of 600, 750, 850, 950 and 1050°C. In the post-process gases, the content of MeH, H₂, N₂, O₂ and the sum of C₂ and C₃ hydrocarbons were detd. by GC and the conversion of MeH was calculated. The C formed in the process were analyzed and imaged by SEM and EDS. The degree of graphitization of the C was evaluated by Raman spectroscopy.

20

Badania syntezy i wykorzystania związków metaloorganicznych MOF, przegląd prac z udziałem Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

Gajda Aleksandra, Pajdak Patrycja, Niekowal Paulina, Kurowski Grzegorz, Hyjek Kornelia, Jodłowski Przemysław

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2023

|

T. 25, nr 1-4

15--22

PL

W artykule zaprezentowano przegląd wybranych aktywności naukowych dotyczących związków metaloorganicznych MOF, w których uczestniczył Instytut Mechaniki Górotworu PAN we współpracy z innymi jednostkami naukowymi, w tym z Wydziałem Inżynierii i Technologii Chemicznej Politechniki Krakowskiej. Wspólnym pierwiastkiem wszystkich prac jest wykorzystanie związków MOF różnego typu do procesów transportu, magazynowania, wychwytu i usuwania wybranych związków chemicznych. Prace podejmują zagadnienia transportu pochodnych chlorochiny za pośrednictwem związków MOF do celowanych komórek w organizmie Danio rerio, zmniejszając tym samym kardiotoksyczność tej substancji. Inne prace poruszają problematykę skutecznego i bezpiecznego usuwania różnych toksyn z organizmu przy użyciu MOFów. Wykonano badania nad stworzeniem biobójczego kompozytu w oparciu o związki MOF, czy udoskonaleniem metody syntezy nowego typu MOF na bazie hafnu. W kontekście badań sorpcji w układzie ciało stałe – gaz, zbadano efektywność zastosowania MOFów jako systemów do magazynowania metanu.

EN

The article presents an overview of selected scientific activities concerning MOF metal-organic frameworks, in which the Strata Mechanics Research Institute of the Polish Academy of Sciences participated in cooperation with other scientific units, including the Faculty of Chemical Engineering and Technology, Cracow University of Technology. The common element in all the works is the use of MOF compounds of various types for the transport, storage, capture and removal processes of selected chemical compounds. The works address the issues of transport of chloroquine derivatives via MOF compounds to targeted cells in the body, thus reducing the cardiotoxicity of this substance. Other works address the issue of effective and safe removal of various toxins from the body using MOFs. Research has been carried out on the creation of a biocidal composite based on MOF compounds, or the improvement of a method for the synthesis of a new type of MOF based on hafnium. In the context of sorption studies in the solid-gas system, the effectiveness of using MOFs as methane storage systems was investigated.