Zastosowanie paleniska cyklonowego w procesie witryfikacji popiołów lotnych na potrzeby produkcji materiałów budowlanych

• Autorzy: Zarzycki R. , Bis Z.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rb.2016.239

Warianty tytułu

EN

Application process cyclone burner vitrification fly ash for the production of building materials

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono możliwości wykorzystania paleniska cyklonowego w procesie witryfikacji popiołów lotnych na potrzeby produkcji materiałów budowlanych. Proponowane rozwiązanie oprócz funkcji topienia popiołów lotnych i przygotowania na ich bazie materiałów o wymaganych właściwościach pozwala na zabudowę w układzie kotła bloku parowego. Dzięki temu palenisko cyklonowe zwiększa elastyczność energetyczną kotła a tym samym całego bloku parowego. Poprzez jego zabudowę możliwe jest w okresie "doliny nocnej" wyłączenie podstawowych palników kotła pyłowego, jednocześnie utrzymując go w stanie gorącej rezerwy dzięki spalaniu gazów powstałych w procesie spalania i zgazowania pyłu węglowego w palenisku cyklonowym. Dzięki takiemu rozwiązaniu możliwe jest znaczące obniżenie kosztów utrzymania bloku parowego w gotowości do produkcji energii elektrycznej przy jednoczesnym przetwarzaniu popiołów lotnych do użytecznych gospodarczo materiałów. Z punktu widzenia procesu witryfikacji popiołu lotnego korzystne jest stosowanie popiołów lotnych o wysokiej stracie prażenia. Uzyskany w trakcie procesu witryfikacji produkt charakteryzuje się stratą prażenia na poziomie 0.1%. Poprzez zastosowanie odpowiedniego procesu chłodzenia płynnego żużla możliwe jest uzyskanie materiału o dużej porowatości który można wykorzystać np. przy produkcji pustaków ściennych.

EN

The article presents the possibilities of using cyclone furnace in the process of vitrification of fly ash for the production of construction materials-cast. The proposed solution in addition to the functions of melting of fly ash and prepare for their base materials with the required properties allows development in a steam boiler unit. As a result, it increases the flexibility of the cyclone furnace power boiler and therefore the entire block of steam. Through its development, it is possible during the "valley northern" off the elementary boiler burners of pulverized while maintaining it in a hot standby state by heating by combustion gases produced by combustion and gasification of coal dust in the cyclone. With this solution it is possible to significantly reduce the cost of maintaining the block steam in readiness for the production of electricity, while the processing of fly ash to economically useful materials. From the point of view of the vitrified fly ash preferred is the use of fly ash with a high loss on ignition. Produced during the vitrification of the product has a loss on ignition of less than 0.1%. Through the use of suitable cooling process of molten slag, it is possible to obtain a material of high porosity that can be used eg. the production of hollow wall.

Słowa kluczowe

PL

zeszkliwienie; topienie; kruszywo; oxy-spalanie; kocioł pyłowy

EN

glazing; melting; artificial aggregates; oxy-combustion; coal-fired boiler

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
• Rocznik: 2016
• Tom: z. 63, nr 3
• Strony: 553--562
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., zdj.

Twórcy

autor

Zarzycki R.

• Politechnika Częstochowska, Katedra Inżynierii Energii, ul. Brzeźnicka 60a, 42-200 Częstochowa; tel. [phone] wew. 18

autor

Bis Z.

• Politechnika Częstochowska, Katedra Inżynierii Energii, ul. Brzeźnicka 60a, 42-200 Częstochowa; tel. [phone] wew. 18

Bibliografia

• [1] Kołakowski J., Szymański E.: Popioły paleniskowe w budownictwie, Wydawnictwo Arkady, Warszawa 1961.
• [2] Reiss H., Kiersztyn E.: Żużel i tworzywa żużlowe w budownictwie, Wydawnictwo Arkady, Warszawa 1960.
• [3] Galos K., Uliasz-Bocheńczyk A.: Źródła i użytkowanie popiołów lotnych ze spalania węgli w Polsce, Gospodarka Surowcami Mineralnymi, tom 21, zeszyt 1, 2005, s. 23-42.
• [4] Stefańczyk B. praca zbiorowa: Budownictwo ogólne Tom 1 Materiały i wyroby budowlane, Wydawnictwo Arkady, 2005.
• [5] Zarzycki R., Warzecha P., Kobyłecki R., Bis Z., Modelowanie matematyczne i symulacje numeryczne tlenowego spalania węgla oraz zgazowania w przedpalenisku cyklonowym, Spalanie tlenowe dla kotłów pyłowych i fluidalnych zintegrowanych z wychwytem CO2, seria Monografie nr 301, Częstochowa 2015, pp. 310 - 334.
• [6] Kobyłecki R., Zarzycki R., Bis Z.: Przedpalenisko cyklonowe dla spalania i zgazowania pyłu węglowego, Wydawnictwo ITC, Energetyka Gazowa tom 2, 2016, s. 277-285.
• [7] Zarzycki R., Bis Z.: Modelowanie procesu spalania i zgazowania pyłu węglowego w palenisku cyklonowym, Wydawnictwo ITC, Energetyka Gazowa tom 2, 2016, s. 361-376.
• [8] Zarzycki R., Bis Z., Kobyłecki R.: The concept of coal burning in a cyclone furnace, IX ICCHME, 23-26 May 2016, Cracow, Poland, no. 492.
• [9] Zarzycki R., Bis Z.: Modelling of the process of coal dust combustion in a cyclone furnace, IX ICCHME, 23-26 May 2016, Cracow, Poland, no. 493.
• [10] Zarzycki R., Bis Z.: Modelling of coal dust gasification in a cyclone furnace under oxyfuel combustion conditions, IX ICCHME, 23-26 May 2016, Cracow, Poland, no. 494.
• [11] Zarzycki R., Kratofil M., Pawłowski D., Ścisłowska M., Kobyłecki R., Bis Z., Analiza spalania pyłu węglowego w przedpalenisku cyklonowym, Polityka Energetyczna, t. 16, zeszyt 3, 2013, s. 325-337.
• [12] Zarzycki R., Kobyłecki R., Kratofil M., Ścisłowska M., Pawłowski D., Bis Z., Badania spalania pyłu węglowego w przedpalenisku cyklonowym, Polityka Energetyczna tom 17, z. 3. Wyd. Instytutu GSMiE PAN, Kraków, s. 381 - 392.
• [13] Kobyłecki R., Zarzycki R., Kratofil M., Pawłowski D., Bis Z., Badania spalania pyłu węglowego w przedpalenisku cyklonowym, Aktualne Zagadnienia Energetyki, TOM I, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 2014.
• [14] Bis Z., Kobyłecki R., Zarzycki R., Urządzenie do spalania i zgazowania paliw stałych, Zgłoszenie wynalazku P.411668, 2015.
• [15] Zarzycki R., Kratofil M., Pawłowski D., Ścisłowska M., Kobyłecki R., Bis Z., Analiza wyników obliczeń numerycznych przepływu pyłu węglowego oraz gazu w palenisku cyklonowym, Polityka Energetyczna, t. 16, zeszyt 3, 2013, s. 301-312.
• [16] Zarzycki R., Kratofil M., Pawłowski D., Ścisłowska M., Kobyłecki R., Bis Z., Układ podawania paliwa do przedpaleniska cyklonowego, Polityka Energetyczna, t. 16, zeszyt 3, 2013, s. 313-324.
• [17] Zarzycki R., Kobyłecki R., Kratofil M., Bis Z., Kierunki rozwoju palenisk cyklonowych, Polityka Energetyczna tom 17, z. 4. 2014. Wyd. Instytutu GSMiE PAN, Kraków, s. 249 – 261.
• [18] Nowak W., Pronobis M.: Nowe technologie spalania i oczyszczania spalin. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, 2010, Gliwice.
• [19] Nowak W., Czakiert T.: Spalanie tlenowe dla kotłów pyłowych i fluidalnych zintegrowanych z wychwytywaniem CO2. Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, 2012, Częstochowa.
• [20] Kordylewski W., Robak Ł.: Witryfikacja odpadów i popiołów, Gospodarka Paliwami i Energią, nr 7, 2002, s. 18-21.
• [21] http://www.spalanie.pwr.wroc.pl/badania/publikacje/witryfikacja.PDF {dostęp 2016.05.16}.
• [22] Huczko A., Lange H., Chojecki G., Dziadko D.: Plazmowa witryfikacja odpadów o charakterze pylistym, Przemysł Chemiczny, Wydawnictwo SIGMA-NOT, T. 79, nr 10, 2000, s. 333 - 335.
• [23] http://www.spalanie.pwr.wroc.pl/badania/publikacje/modyfikacja%20popiolu.pdf {dostęp 2016.05.16}.
• [24] Borowski G., Szulżyk-Cieplak J.: Zeszkliwienie jako sposób neutralizacji odpadów niebezpiecznych, Inżynieria bezpieczeństwa a zagrożenia cywilizacyjne: zmienność zagrożeń a innowacje w ratownictwie, Centralna Szkoła Państwowej Straży Pożarnej w Częstochowie, 2014, s. 19-34.
• [25] Borowski G.: Ocena przydatności zeszkliwienia osadów ściekowych do ich zagospodarowania, Ochrona środowiska i zasobów naturalnych, nr 51, 2012, s. 78-84.
• [26] Kasprzyk K., Zboromirska-Wnukiewicz B., Dyjakon A., Kogut K., Kasprzyk Z.: Thermal Transformation of Combustion Wastes from Coal-Fired Boilers, Archives of Metallurgy and Materials, vol. 54, iss. 4, 2009, pp. 1021-1027.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017)