PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

Granulowanie mułów węglowych i ich mieszanek w celu poprawy właściwości transportowych

Treść / Zawartość
Identyfikatory
Warianty tytułu
EN
Granulating coal sludge and their mixtures to improve transport properties
Języki publikacji
PL
Abstrakty
PL
W trakcie procesów wzbogacania węgla w zakładach przeróbki mechanicznej kopalń węgla kamiennego powstają znaczne ilości mułów węglowych (grupa odpadów 01). Są to najdrobniejsze frakcje ziarnowe poniżej 1 mm, w których ziarna poniżej 0,035 mm stanowią do 60% ich składu, a ciepło spalania kształtuje się na poziomie 10 MJ/kg. Charakterystyczną cechą mułów jest ich duża wilgotność, która po procesie odwodnienia na prasach filtracyjnych osiąga wartość od 16–28% (Wtotr ) (materiały archiwalne PG SILESIA). Drobnoziarnistość i wysoka wilgotność materiału powodują duże trudności na etapie transportu, załadunku i wyładunku materiału. W pracy przedstawiono wyniki badań grudkowania (granulowania) mułów węglowych samodzielnie oraz grudkowania mułów węglowych z materiałem dodatkowym, który ma za zadanie poprawić właściwości energetyczne mułów. Sam proces grudkowania ma przede wszystkim poprawić możliwości transportowe. Podjęto wstępne badania pozwalające na wykazanie zmian parametrów poprzez sporządzanie mieszanek mułów węglowych (PG SILESIA) z pyłami węglowymi z węgla brunatnego (LEAG). Przeprowadzono proces grudkowania mułów oraz ich mieszanek na laboratoryjnym grudkowniku wibracyjnym konstrukcji AGH. W wyniku przeprowadzonych badań można stwierdzić, że wszystkie mieszanki są podatne na proces grudkowania (granulowania). Proces ten poszerza niewątpliwie możliwości transportowe materiału. Skład ziarnowy uzyskanego materiału po grudkowaniu jest zadawalający. Grudki o wymiarze 2–20 mm stanowią 90–95% masy produktu. Wytrzymałość (odporność) na zrzuty grudek świeżych jest zadawalająca i porównywalna dla wszystkich mieszanek. Świeże grudki poddane próbie na zrzuty z wysokości 700 mm wytrzymują od 7 do 14 zrzutów. Odporność na zrzuty grudek materiału po dłuższym sezonowaniu, z wysokości 500 mm wykazuje wartości odmienne dla analizowanych próbek. Wartości uzyskane dla mułów węglowych oraz ich mieszanek z pyłami węglowymi z węgla brunatnego kształtują się na poziomie 4–5 zrzutów. Uzyskana wytrzymałość jest wystarczająca dla stwierdzenia możliwości ich transportu. Na tym etapie pracy można stwierdzić, że dodatek pyłów węglowych z węgla brunatnego nie powoduje pogorszenia wytrzymałości materiału w odniesieniu do czystych mułów węglowych. Nie ma zatem negatywnego wpływu na możliwości transportu materiału zgranulowanego. W wyniku mieszania z pyłami węglowymi można natomiast podnieść ich wartość energetyczną (Klojzy-Karczmarczyk i in. 2018). Nie prowadzono analizy kosztowej analizowanego przedsięwzięcia.
EN
Significant quantities of coal sludge are created during the coal enrichment processes in the mechanical processing plants of hard coal mines (waste group 01). These are the smallest grain classes with a grain size below 1 mm, in which the classes below 0.035 mm constitute up to 60% of their composition and the heat of combustion is at the level of 10 MJ/kg. The high moisture of coal sludge is characteristic, which after dewatering on filter presses reaches the value of 16–28% (Wtotr ) (archival paper PG SILESIA). The fine-grained nature and high moisture of the material cause great difficulties at the stage of transport, loading and unloading of the material. The paper presents the results of pelletizing (granulating) grinding of coal sludge by itself and the piling of coal sludge with additional material, which is to improve the sludge energy properties. The piling process itself is primarily intended to improve transport possibilities. Initial tests have been undertaken to show changes in parameters by preparing coal sludge mixtures (PG SILESIA) with lignite coal dusts (LEAG). The process of piling sludge and their mixtures on an AGH laboratory vibratory grinder construction was carried out. As a result of the tests, it can be concluded that all mixtures are susceptible to granulation. This process undoubtedly broadens the transport possibilities of the material. The grain composition of the obtained material after granulation is satisfactory. Up to 2 to 20 mm granules make up 90–95% of the product weight. The strength of the fresh pellets is satisfactory and comparable for all mixtures. Fresh lumps subjected to a test for discharges from a height of 700 mm can withstand from 7 to 14 discharges. The strength of the pellets after longer seasoning, from the height of 500 mm, shows different values for the analyzed samples. The values obtained for hard coal sludge and their blends with brown coal dust are at the level from 4 to 5 discharges. The strength obtained is sufficient to determine the possibility of their transport. At this stage of the work it can be stated that the addition of coal dust from lignite does not cause the deterioration of the material’s strength with respect to clean coal sludge. Therefore, there is no negative impact on the transportability of the granulated material. As a result of mixing with coal dusts, it is possible to increase their energy value (Klojzy-Karczmarczyk at al. 2018). The cost analysis of the analyzed project was not carried out.
Rocznik
Tom
Strony
173--188
Opis fizyczny
Bibliogr. 30 poz., tab., wykr., zdj.
Twórcy
autor
  • AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków
  • Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN, Kraków
autor
  • EP Coal Trading Polska SA, Czechowice-Dziedzice
Bibliografia
  • [1] [Online] http://www.sejm.gov.pl – Rządowy projekt ustawy o zmianie ustawy o systemie monitorowania i kontrolowania jakości paliw oraz ustawy o Krajowej Administracji Skarbowej z dnia 19 marca 2018, druk 2377 [Dostęp 23.07.2018].
  • [2] Baic i in. 2010 – Baic, I., Blaschke, W. i Szafarczyk, J. 2010. Depozyty mułów węglowych źródłem paliwa energetycznego – informacja o projekcie rozwojowym. Przegląd Górniczy nr 1–2, s. 73.
  • [3] Baic, I. 2013. Analiza parametrów chemicznych, fizycznych i energetycznych depozytów mułów węglowych zinwentaryzowanych na terenie województwa śląskiego. Rocznik Ochrona Środowiska (Annual Set The Environment Protection) t. 15, s. 1511–1524.
  • [4] Baic, I. i Witkowska-Kita, B. 2011. Technologie zagospodarowania odpadów z górnictwa węgla kamiennego – diagnoza stanu aktualnego, ocena innowacyjności i analiza SWOT. Rocznik Ochrona Środowiska (Annual Set The Environment Protection) t. 13, s. 1315–1326.
  • [5] Banaszewski i in. 2001 – Banaszewski, T., Kobiałka, R., Baran, J., Filipowicz, A. i Feliks, J. 2001. Wibracyny grudkownik rynnowy. PL 350979 Polska, 30.11.2001.
  • [6] Banaszewski, T. 1994. Grudkownik wibracyjny. Patent PL nr 173892 Polska, 2.11.1994.
  • [7] Feliks, J. 2009. Badania symulacyjne ruchu grudek w rynnowym grudkowniku wibracyjnym dla różnych średnic rynny. Inżynieria i Aparatura Chemiczna R. 48, nr 4, s. 38–39.
  • [8] Feliks, J. 2012. Performance tests of waste coal sludge granulation. Polish Journal of Environmental Studies vol. 21, no. 5A, s. 69–72.
  • [9] Feliks, J. 2017. Badania i modelowanie wibracyjnych grudkowników rynnowych. Kraków: Wyd. AGH.
  • [10] Feliks, J. i Kalukiewicz, A. 2014. Badania grudkowania odpadowych mułów węglowych. Napędy i Sterowanie R. 16, nr 7/8, s.114–117.
  • [11] Galos K. i Szlugaj J., 2014. Management of hard coal mining and processing wastes in Poland. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management t. 30, z. 4, s. 51–61.
  • [12] Góralczyk S. i Baic, I. 2009. Odpady z górnictwa węgla kamiennego i możliwości ich gospodarczego wykorzystania. Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal t. 12, z. 2/2, s. 145–157.
  • [13] Góralczyk S. red. 2011. Gospodarka surowcami odpadowymi z węgla kamiennego. IMBiGS Warszawa, 327 s.
  • [14] Hryniewicz i in. 2015 – Hryniewicz, M., Bembenek, M., Janewicz, A. i Kosturkiewicz, B. 2015. Brykietowanie materiałów drobnoziarnistych w prasach walcowych z niesymetrycznym układem zagęszczania. Przemysł Chemiczny t. 94, 12, s. 2223–2226.
  • [15] Hycnar i in. 2013 – Hycnar, J.J., Fraś, A., Przystaś, R. i Foltyn, R. 2013. Stan i perspektywy podwyższenia jakości mułów węglowych dla energetyki. Mat. XXVII Konf. z cyklu Zagadnienia surowców energetycznych i energii w gospodarce krajowej, s. 61–74.
  • [16] Jelonek i in. 2010 – Jelonek, I., Mirkowski, Z. i Iwanek, P. 2010. Analiza własności fizykochemicznych i petrograficznych mułów węglowych w aspekcie ich wykorzystania jako paliwa na przykładzie wybranego obiektu PKE S.A. Przegląd Górniczy 66, 10, s. 156–160.
  • [17] Jelonek i in. 2016 – Jelonek, I, Mirkowski, Z. i Jelonek, Z. 2016. Cechy flotokoncentratów oraz mułów węglowych stosowanych w piecach centralnego ogrzewania oraz charakterystyka produktów ubocznych powstałych w wyniku ich spalania. Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN nr 96, s. 91–104.
  • [18] Klojzy-Karczmarczyk, B. 2003. Zastosowanie odpadów energetycznych w ograniczaniu transportu zanieczyszczeń ze składowisk odpadów górniczych. Studia Rozprawy Monografie 117. Kraków: Wyd. IGSMiE PAN.
  • [19] Klojzy-Karczmarczyk, B. i Mazurek, J. 2017. Propozycje rozszerzenia działań celem zagospodarowania materiałów odpadowych z górnictwa węgla kamiennego. Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN nr 98, s. 151–165.
  • [20] Klojzy-Karczmarczyk i in. 2016 – Klojzy-Karczmarczyk, B., Mazurek, J. i Paw, K. 2016. Możliwości zagospodarowania kruszyw i odpadów wydobywczych górnictwa węgla kamiennego ZG Janina w procesach rekultywacji wyrobisk odkrywkowych. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management t. 32, z. 3, s. 111–134.
  • [21] Klojzy-Karczmarczyk i in. 2018 – Klojzy-Karczmarczyk, B., Mazurek, J. i Wiencek, M. 2018. Coal sludge and their mixtures as prospective energy resources. Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal t. 21, z. 3, s. 137–150.
  • [22] Materiały archiwalne PG SILESIA (Archival paper PG SILESIA).
  • [23] Obraniak, A. i Gluba, T. 2011. A model of granule porosity changes during drum granulation. Physicochem. Probl. Miner. Process 46, s. 219–228.
  • [24] Ostręga, A. i Uberman, R. 2010. Kierunki rekultywacji i zagospodarowania – sposoby wyboru, klasyfikacja i przykłady. Górnictwo i Geoinżynieria 34(4), s. 445–461.
  • [25] Rosik-Dulewska, C. 2012. Podstawy gospodarki odpadami. Wyd. V, Wydawnictwo Naukowe PWN, 379 s.
  • [26] Sidor, J., Feliks, J. 2015. Granulatory wibracyjne. Przemysł Chemiczny t. 94, nr 5, s.767–770.
  • [27] Stala-Szlugaj, K. 2018a. Uchwały antysmogowe w Polsce a ich oddziaływanie na zużycie węgla kamiennego w gospodarstwach domowych. Inżynieria Mineralna – Journal of the Polish Mineral Engineering Society Nr 2; w druku.
  • [28] Stala-Szlugaj, K. 2018b. Hard coal demand for households in Poland vs. Anti-smog law. Archives of Mining Sciences vol. 63, is. 3, s. 701–711.
  • [29] Szymkiewicz i in. 2009 – Szymkiewicz, A., Fraś, A. i Przystaś, R. 2009. Kierunki zagospodarowania odpadów wydobywczych w Południowym Koncernie Węglowym S.A. Wiadomości Górnicze 7–8, s. 435–441.
  • [30] Wróbel i in. 2013 – Wróbel, J., Fraś, A., Przystaś, R. i Hycnar, J.J. 2013. Gospodarka odpadami poprodukcyjnymi w kopalniach Południowego Koncernu Węglowego SA [W:] Konferencja Naukowo-Techniczna XXII Szkoła Eksploatacji Podziemnej Kraków 18–22.02.2003.
Uwagi
Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-24ab611b-f415-418d-8a2e-f12c4d5abe36
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.