Analysis of selected mineral and waste sorbents for the capture of elemental mercury from exhaust gases

• Autorzy: Wdowin Magdalena , Macherzyński Mariusz , Panek Rafał , Wałęka Mateusz , Górecki Jerzy

Identyfikatory

DOI

10.2478/mipo-2020-0003

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Several mineralogically, chemically and texturally diverse minerals and waste materials were selected for the testing of elemental mercury capture in exhaust gas, namely tyre char resulting from the burning of pyrolytic rubber tyres, class C fly ash, mesoporous material type MCM-41 and glauconite. Each material's mineralogical, chemical and textural characteristics were explored. In order to conduct experiments in conditions similar to those during the contact of sorbent with real coal exhaust fumes at a temperature of about 110-120°C, the experiments were carried out using a test device consisting of a furnace for burning powdered coals, a thermostatic cage for sorbent reactors and mercury gas analysers, which are able to measure and compare the effects of individual sorbents with exhaust gas. The study found that the best results for mercury sorption in the exhaust atmosphere were obtained for class C ash resulting from brown coal combustion.

Słowa kluczowe

EN

mercury capture; exhaust gas; minerals; waste products

• Wydawca: Mineralogical Society of Poland
• Czasopismo: Mineralogia
• Rocznik: 2020
• Tom: Vol. 51, iss. 1
• Strony: 17--35
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Wdowin Magdalena

• Mineral and Energy Economy Research Institute, Polish Academy of Sciences, Wybickiego 7A, 31-261 Kraków, Poland

autor

Macherzyński Mariusz

• AGH University Science and Technology, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

autor

Panek Rafał

• Lublin University of Technology, Nadbystrzycka 40, 20-618 Lublin, Poland

autor

Wałęka Mateusz

• AGH University Science and Technology, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

autor

Górecki Jerzy

• AGH University Science and Technology, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

Bibliografia

• Bujny, M., Burmistrz, P., Gruszka, S., Janicki, W., Kogutt, K., & Strugała, A. (2012). Instalacja demonstracyjna do monitorowania i redukcji emisji rtęci ze spalania węgla kamiennego w kotłach pyłowych. Polityka Energetyczna, 15(4), 161-174.
• Bustard, J., Durham, M., Lindsey, C., Starns, T., Martin, C., Schlager, R., Sjostrom, S., Renninger, S., McMahon, T., Monroe, L., Goodman, J. M,. & Miller, R. (2003). Results of Activated Carbon Injection for Mercury 35 Control Upstream of a COHPAC Fabric Filter. The Mega Meeting: Power Plant Air Pollution Control Symposium, Washington D.C., May 19-22.
• Bustard, J., Durham, M., Starns ,T., Lindsey, Ch., Martin, C., Schlager, R., & Baldrey K. (2004). Full-scale Evaluation of Sorbent Injection for Mercury Control on Coal-fired Power Plants. Fuel Processing Technology, 85(6-7), 549-562. DOI: 10.1016/j.fuproc.2003.11.021.
• Czarna-Juszkiewicz, D., Wdowin, M., Kunecki, P., Baran, P., Panek, R., & Żmuda, R. (2018). Charakterystyka odpadu po pirolizie opon oraz analiza jego potencjalnego wykorzystania. Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi Polskiej Akademii Nauk 107, 19-32.
• Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2010/75/UE z dnia 24 listopada 2010 r. w sprawie emisji przemysłowych (zintegrowane zapobieganie zanieczyszczeniom i ich kontrola).
• Galbreath, K.C., & Zygarlicke, Ch.J. (2000). Mercury Transformation in Coal Combustion Flue Gas. Fuel Processing Technology, 65-66, 289-310. DOI: 10.1016/S0378-3820(99)00102-2.
• Grzywacz, P., Dziok, T., & Porada, S. (2015). Behavior of Mercury in the Processes of Energo-Chemical Coal Processing in. Mercury As a Coal Combustion Pollutant [eds.] Gołaś J., Strugała A., Published and printed by Oficyna Drukarska – Jacek Chmielewski. pp. 152.
• https://emis.vito.be
• Lavoie, R., Jardine, T. D., Chumchal, M. M., Kidd, K., & Campbell, L. M. (2013). Biomagnification of Mercury in Aquatic Food Webs: A Worldwide Meta-Analysis. Environmental Science & Technology, 47, 13385-13394. DOI: 10.1021/es403103t.
• Macherzyński, M. (2018). Redukcja emisji rtęci do środowiska – wybrane problemy w świetle badań laboratoryjnych i przemysłowych. Wydawnictwa AGH, seria Rozprawy - monografie nr 330, Kraków 2018.
• Olson, E. S., Azenkeng, A., Laumb, J. D., Jensen, R. R., Benson, S. A., & Hoffmann, M. R. (2009). New Developments in the Theory and Modeling of Mercury Oxidation and Binding on Activated Carbons in Flue Gas. Fuel Processing Technology, 90(11), 1360-1363. DOI: 10.1016/j.fuproc.2009.08.006.
• Pacyna, J. M., Sundseth, K., Pacyna, E. G., Munthe, J., Belhaj, M., Astrom, S., Panasiuk, D., & Głodek, A. (2008). Socio-economic costs of continuing the status-quo of mercury pollution, GLOCBA-SE Report, Nordic Council of Ministers, TemaNord 2008:580, Copenhagen, http://www.norden.org/no/publikasjoner/publikasjoner/2008-580.
• Panasiuk, D., Pacyna, J. M., Głodek, A., Pacyna, E. G., Sebesta, L., &Rutkowski, T. (2009). Szacowanie kosztów zanieczyszczenia rtęcią dla scenariusza status-quo, raport MERCPOL etap I, Katowice.
• Panek, R., Wdowin, M., Franus, W., Czarna, D., Stevens, L. A., Deng, H., Liu, J., Sun, C., Liu, H., C Snape C.E. (2017). Fly ash-derived MCM-41 as a low-cost silica support for polyethyleneimine in post-combustion CO2 capture. Journal of CO2 Utilization, 22, 81-90. DOI: 10.1016/j.jcou.2017.09.015.
• Presto, A. A., Granite, E. J. (2006). Survey of catalysts for oxidation of mercury in flue gas. Environmental Science & Technology, 40(18), 5601-5609. DOI: 10.1021/es060504i.
• Sloss, L. (2008). Economics of mercury control. CCC/134, s. 60.
• Wdowin, M., Macherzyński, M., Panek, R., Górecki, J., & Franus, W. (2015). Investigation of the sorption of mercury vapour from exhaust gas by an Ag−X zeolite. Clay Minerals, 50, 31-40. DOI: 10.1180/claymin.2015.050.1.04.
• Wichliński, M., Kobyłecki, R., & Bis, Z. (2012). Przegląd metod ograniczenia emisji rtęci w elektrowniach podczas spalania paliw stałych. Polityka Energetyczna 15(4), 151-160.
• Wilcox, J., Rupp, E., Ying, S.C., Lim, D.H., Negreira, A.S., Kirchofer, A., Feng, F., & Lee, K. (2012). Mercury adsorption and oxidation in coal combustion and gasification processes. International Journal of Coal Geology, 90, 4-20. DOI: 10.1016/j.coal.2011.12.003.
• Zhang, L., Wang, S., Wu, Q., Wang, F., Lin, C. J., Zhang, L., Hui, M., Yang, M., Su, H., & Hao, J. (2016). Mercury transformation and speciation in flue gases from anthropogenic emission sources: A critical review. Atmospheric Chemistry and Physics. 16, 2417–2433. DOI: 10.5194/acp-16-2417-2016.
• Żmuda, R., Adamczyk, W., Lelek, Ł., Mandrela, S., Wdowin, M. (2017). Innowacyjna technologia oczyszczania spalin z rtęci jako rozwiązanie sprostania wymogom stawianym przez konkluzje BAT/BREF w polskiej energetyce. Polityka Energetyczna - Energy Policy Journal 20(4), 103-116.