Badania podatności węgli energetycznych na zmniejszenie zawartości rtęci na etapie pre-combustion

• Autorzy: Baic I. , Blaschke W. , Dziok T. , Strugała A. , Sobko W.

Warianty tytułu

EN

Studies on the susceptibility of coals to the reduction of mercury content in the pre-combustion stage

• Konferencja: urowce energetyczne i energia : XXXI konferencja z cyklu: Zagadnienia surowców energetycznych i energii w gospodarce krajowej : Zakopane, 15–18 października 2017, Cz. 3
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W Oddziale Zamiejscowym Instytutu Mechanizacji Budownictwa i Górnictwa Skalnego w Katowicach oraz na Wydziale Energetyki i Paliw Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie prowadzone są prace nad możliwościami ograniczania zawartości rtęci w produktach handlowych węgla kamiennego poprzez wzbogacanie grawitacyjne surowego urobku węglowego. W krajowych warunkach przemysłowych wzbogacanie grawitacyjne prowadzi się na mokro w cieczach ciężkich zawiesinowych oraz w osadzarkach. Wstępne – pilotowe badania pokazały możliwość usuwania rtęci także metodą suchą przy wykorzystaniu separatorów wibracyjno-powietrznych. Rtęć występuje głównie w pirycie i markasycie, wchodzących w skład substancji mineralnej węgla, ale także w substancji organicznej węgla. Pewne jej ilości znajdują się w warstwach stropowych pokładów węglowych, które podczas eksploatacji trafiają do urobku węglowego. W zależności od rozkładu wymienionych składników we frakcjach gęstościowych zależeć będzie skuteczność usuwania rtęci podczas procesu wzbogacania grawitacyjnego. W artykule przedstawiono wyniki badań zawartości rtęci i siarki całkowitej w wydzielonych frakcjach gęstościowych węgli pochodzących z czterech kopalń. Zawartości te określano we frakcjach o gęstości: –1,5 g/cm 3 (umownie koncentrat), 1,5–1,8 g/cm 3 (umownie produkt pośredni) oraz +1,8 g/cm 3 (umownie od- pady). Wyniki zestawiono w tabelach 3–5 oraz na rysunkach 1–4. Natomiast na rysunkach 5–8 przedstawiono zależności pomiędzy zawartością rtęci a zawartością siarki całkowitej w badanych próbkach węgla. Przeprowadzone badania, które można nazwać wstępną analizą podatności badanych węgli na wzbogacanie grawitacyjne pokazały, że na drodze suchej separacji przy wykorzystaniu separatorów wibracyjno-powietrznych możliwe będzie usuwanie znacznych ilości rtęci gromadzącej się we frakcjach ciężkich i pośrednich.

EN

Work is being carried out on possibilities of limiting the content of mercury in hard coal products by gravity concentration of run-of-mine coal in the Branch of the Institute of Mechanized Construction and Rock Mining in Katowice and on the Faculty of Energy and Fuels of the AGH University of Science and Technology in Krakow. Under domestic industrial conditions, gravity concentration is carried out with heavy medium liquids and in jigs. Preliminary - pilot studies have shown the possibility of mercury removal also by using the dry deshaling method involving vibratory air separators. Mercury is mainly found in the pyrite and the rubble formed by the mineral carbon, but also in the organic carbon. Some of it is located in layers of coal roof fields, which in the course of their exploitation go to coal. The mercury removal efficiency during the gravity concentration process will depend on the decomposition of the listed components in the density fractions. The paper presents the results of investigations of total mercury and total sulphur content in the separated coal fractions from four mines. These contents were determined in fractions: –1.5 g/cm 3 (conventionally clean coal – concentrate), 1.5–1.8 g/cm 3 (conventionally middlings) and +1.8 g/cm 3 (conventionally rock – waste). The results are summarized in Tables 3–5 and in Charts 1–4. Conversely, graphs 5-8 show the relationship between mercury content and total sulphur content in the tested coal samples. The study, which can be called a preliminary analysis of the susceptibility of the coals to gravity concentration, showed that the dry deshaling method on the vibratory air separators would allow significant amounts of mercury accumulated in the middlings and waste fractions to be removed.

Słowa kluczowe

PL

rtęć w węglu kamiennym; rtęć we frakcjach gęstościowych; usuwanie rtęci; analiza densymetryczna; suche odkamienianie

EN

mercury in hard coal; mercury in density fraction; mercury removal; float-and-sink test; dry deshaling method

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Rocznik: 2017
• Tom: nr 98
• Strony: 103--114
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Baic I.

• Instytut Mechanizacji Budownictwa i Górnictwa Skalnego, Oddział Zamiejscowy w Katowicach

autor

Blaschke W.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Energetyki i Paliw, Katedra Technologii Paliw, Kraków

autor

Dziok T.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Energetyki i Paliw, Katedra Technologii Paliw, Kraków

autor

Strugała A.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Energetyki i Paliw, Katedra Technologii Paliw, Kraków

autor

Sobko W.

• Instytut Mechanizacji Budownictwa i Górnictwa Skalnego, Oddział Zamiejscowy w Katowicach

Bibliografia

• 1. Aleksa i in. 2007 – Aleksa, H., Dyduch, F. i Wiechowski, K. 2007. Chlor i rtęć w węglu i możliwości ich obniżenia metodami przeróbki mechanicznej, Górnictwo i Geoinżynieria t. 31, z. 3/1, s. 35–48.
• 2. Baic, I. i Blaschke, W. 2013. Analiza możliwości wykorzystania powietrznych stołów koncentracyjnych do otrzymywania węglowych paliw kwalifikowanych i substytutów kruszyw. Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal t. 16, z. 3, s. 247–260.
• 3. Baic i in. 2015a – Baic, I., Blaschke, W., Sobko, W. i Fraś, A. 2015a. Application of air concentrating table for improvement in the quality parameters of the commercial product “Jaret”. Journal of the Polish Mineral Engineering Society – Inżynieria Mineralna t. 16(1), s. 221–226.
• 4. Baic i in. 2015b – Baic, I., Blaschke, W., Góralczyk, S., Szafarczyk, J. i Buchalik, G. 2015b. Nowa ekologiczna metoda usuwania zanieczyszczeń skałą płonną z urobku węgla kamiennego. Rocznik Ochrony Środowiska – Annual Set The Environment Protection t. 17. Koszalin: Wyd. Środkowo-Pomorskie Towarzystwo Naukowe Ochrony Środowiska, s. 1274–1285.
• 5. Baic i in. 2015c – Baic, I., Blaschke, W. i Sobko, W. 2015c. Badania nad odkamienianiem energetycznego węgla kamiennego na powietrznych stołach koncentracyjnych. Rocznik Ochrony Środowiska – Annual Set The Environment Protection t . 17. Koszalin: Wyd. Środkowo-Pomorskie Towarzystwo Naukowe Ochrony Środowiska, s. 958–972.
• 6. Baic, I. i Blaschke, W. 2017. Preliminary Study on the Reduction of Mercury Content in Steam Coal by Using a Pneumatic Vibrating Concentrating Table. Proceedings 20th Conference on Environment and Mineral Processing VSB-TU . Ostrava, Czech Republik, s. 7–16.
• 7. Białecka, B. i Pyka, I. 2016. Rtęć w polskim węglu kamiennym do celów energetycznych i w produktach jego przeróbki. Katowice: Główny Instytut Górnictwa, s. 167.
• 8. Gołaś, J. i Strugała, A. 2014. Mercury As a Coal Combustion Pollutant. Monograph AGH University of Science and Technology. Kraków. Ed. Oficyna Drukarska J. Chmielewski. Warsaw, s.152.
• 9. Honaker, R.Q. 2007. Development of an advanced deshaling technology to improve the energy efficiency of coal handling, processing, and utilization operations. U.S. Department of Energy, Industrial Technologies Program, Mining of the Future, ID Number: DE-FC26-05NT42501.
• 10. Krzyżyńska i in. 2011 – Krzyżyńska, R., Zhao, Yongxin i Hutson, N.D. 2011. Bench- and Pilot-scale Investigation of Integrated Removal of Sulfur Dioxide, Nitrogen Oxides and Mercury in a Wet Limestone Scrubler. Rocznik Ochrony Środowiska – Annual Set The Environment Protection t. 13, s. 29–50.
• 11. Meij, R. i Winkel, B.H. 2009. Trace elements in world steam coal and their behavior in Dutch coal-fired power stations- A review. International Journal of Coal Geology t. 77, s. 289–293.
• 12. Michalska, A. i Białecka, B. 2012. Zawartość rtęci w węglu i odpadach górniczych. Prace Naukowe GIG Górnictwo i Środowisko 2012, nr 3, s. 73–87
• 13. Strezov V. Evans T.J., Ziółkowski A., Nelson P.F.(2010. Mode of Occurrence and Thermal Stability of Mercury in Coal. Energy Fuels t. 24, s. 53–57.
• 14. Wdowin i in. 2015 – Wdowin, M., Baran, P., Panek, R., Zarębska, K. i Franus, W. 2015. Analiza możliwości oczyszczania gazów wylotowych z Hg i CO2 na zeolitach otrzymanych z popiołów lotnych. Rocznik Ochrony Środowiska – Annual Set The Environment Protection t. 17, s. 1306–1319.
• 15. Yudovich, Y.E. i Ketris, M.P. 2005. Mercury in coal: a review – Part 1. Geochemistry. International Journal of Coal Geology t. 62, s. 107–134.
• 16. Zhang i in. 2009 – Zhang, C., Chen, G., Gupta, R. i Xu, Z. 2009. Emission control of mercury and sulfur by mild thermal upgrading of coal. Energy Fuels t. 23, s. 766–733.

Uwagi

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

Błędna afiliacja przy nazwisku: W. Blaschke