Tlenowe spalanie węgla szansą dla energetycznego wykorzystywania węgla w przyszłości. Badania nad kinetyką ciśnieniowego spalania tlenowego

• Autorzy: Tomaszewicz M. , Topolnicka T.

Warianty tytułu

EN

Oxy-combustion of coal as the opportunity of its use for energy purposes in the future. Studies on kinetics of pressurized oxy-combustion process

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule omówiono problemy związane ze światowym zapotrzebowaniem na energię oraz rolę paliw kopalnych i perspektywy ich długoterminowego wykorzystania w celu zaspokojenia tychże potrzeb. Wskazano na słuszność zastosowania technologii ciśnieniowego oksyspalania węgla jako czystej i efektywnej drogi produkcji energii elektrycznej. Opisano pokrótce technologię i wskazano na potrzebę badań nad kinetyką ciśnieniowego oksyspalania węgli jako jednego z czynników determinujących efektywność procesu. Przeprowadzono badania ciśnieniowego oksyspalania dwóch próbek karbonizatów uzyskanych z węgla brunatnego Bełchatów oraz kamiennego Janina. Uzyskane wyniki ukazały negatywny wpływ wzrostu ciśnienia całkowitego i pozytywny wpływ ciśnienia parcjalnego na reakcyjność próbek względem tlenu. Dla opisu kinetyki procesów z powodzeniem zastosowany został model kinetyczny 0-rzędu.

EN

This paper presents the issues regarding the global energy demand, the role of fossil fuels, the prospects of their utilization in the long-run as well as the solutions applied to meet the energy demands. The application of coal oxy-combustion technology as a clean and effective way for energy generation proved to be an appropriate means to the end. The oxy-combustion technology has been briefly described as well as the necessity for the research on kinetics of the pressurized oxy-combustion of coals as one of the factors for determination of the process efficiency has been highlighted. Studies on the pressurized oxycombustion of two samples of carbonization products obtained from the lignite in Bełchatów mine and hard coal in Janina mine were conducted. The results revealed both a negative impact of total pressure increase and a positive impact of oxygen partial pressure on the reactivity of the samples towards oxygen. The 0-order kinetic model was successfully applied in the description of the kinetics.

Słowa kluczowe

PL

węgiel kamienny; węgiel brunatny; oksyspalanie; kinetyka; ciśnienie

EN

hard coal; lignite; oxy-fuel combustion; kinetics; pressure

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Górnictwa
• Czasopismo: Przegląd Górniczy
• Rocznik: 2013
• Tom: T. 69, nr 3
• Strony: 156--162
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Tomaszewicz M.

• Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, Zabrze

autor

Topolnicka T.

• Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, Zabrze

Bibliografia

• 1. Chen L., Gazzino M., Ghoniem A.: Characteristic of pressurized oxy-coal combustion under increasing swirl number. The 35th International Conference on Clean Coal & Fuel Systems, Clearwater, 2012.
• 2. Czakiert T., Nowak W.: Mechanizm i kinetyka spalania w modyfikowanych atmosferach gazowych, Nowe technologie spalania i oczyszczania spalin, pr. zbiorowa pod red. W. Nowaka i M. Pronobisa, Gliwice, Wyd. Politechniki Śląskiej, 2010.
• 3. Dubiński J. Koteras A.: Przyszłość węgla jako paliwa energetycznego. 2012. Przegląd Górniczy, Tom 68, nr 12, 8÷12.
• 4. Energy Technology Perspectives 2010, International Energy Agency, Scenarios & Strategies to 2050
• 5. Hong J., Field R., Gazzino M., Ghonuem A. F.: Operating pressure dependence of the pressurized oxy-fuel combustion power cycle. 2010 Energy, Vol. 35; 5391-5399
• 6. International Energy Agency (2012) World Energy Outlook 2011
• 7. Joutsenoja T., Saastamoinen J., Aho M., Hernberg R.: Effect of pressure and oxygen concentration on the combustion of different coals; 1999. Energy and Fuels, Vol. 13, 130÷145
• 8. Lester T., Seeker W. R., Merklin J.: The influence of oxygen and total pressure on the surface oxidation rate of bituminous coal. 1981. 18th Proceedings of the Combustion Institute, Vol. 18,1257÷1265
• 9. Nowak W., Czakiert T.: Spalanie tlenowe dla kotłów pyłowych i fluidalnych zintegrowanych z wychwytem CO2. Seria monografie nr 230, Częstochowa, Wyd. Politechniki Częstochowskiej, 2012
• 10. Rathnam R.K., Elliott L.K., Wall T.F., Liu Y., Moghtaderi B.: Differences in reactivity of pulverized coal in air (O2/N2) and oxy fuel (O2/CO2) conditions. 2009. Fuel Processing Technology. Vol. 90, 797÷802
• 11. Richard J. R., Majthoub M. A., Aho M. J., Pirkonen P. M.: Separate effect of pressure and some other variables on char combustion under fixed bed conditions. 1994. Fuel. Vol. 73, 485÷491
• 12. Saastamoinen J.J., Aho M.J., Hamalainen J.P.: Pressurized pulverized fuel combustion in different concentrations of oxygen and carbon dioxide. 1996. Energy & Fuels. Vol. 10, 121÷133
• 13. Tumbull E., Kossakowski E. R., Davidson J. F., Hopes R. B., Blackshaw H. W., Goodyer P.T.Y. Effect of Pressure on Combustion of Char in Fluidized Beds. 1984. Chemical Engineering Research and Design, Vol. 63, 223÷234
• 14. Wall T. F., Liu Y., Spero Ch., Elliott L., K., Khare S., Rathnam R. K., Zeenathal F., M., Behdad, Buhre B., Sheng Ch., Gupta R., Yamada T., Makino K., Yu J. An overview on oxyfuel coal combustion: State of the art of research and technology development. 2009. Chemical Engineering Research and Design, Vol. 87, 1003÷1016