Poly-Generation of Thermal Energy, Electricity and Anthropogenic Products

• Autorzy: Szczygielski T. , Hycnar J. J.

Identyfikatory

DOI

10.29227/IM-2017-02-12

Warianty tytułu

PL

Poligeneracja energii cieplnej, energii elektrycznej i produktów antropogenicznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This is the first in the series of engineering papers presenting new possibilities of coal-based power engineering, where the energy producing boiler is seen as a chemical reactor, which in the poly-generation process should be outputting only products, no waste. This is to help meeting the Circular Economy (CE) goals by the power sector. Rich chemical composition of flyash and conditions in which they arise, high temperatures and flue gas control systems, many times suggest to purposefully combine the processes of combustion of fuels with the processes of their energy-and-technological processing. Taking into account the huge interest in extracting aluminum compounds (alumina) from flyash, theoretical considerations were made in terms of possibilities of combing the combustion of coals rich in alumina compounds with the process of their extraction. Out of a very rich list of techniques for producing alumina, in the context of ashes the most interesting are the alkali-sintering methods. Of particular potential is the sintering-disintegrating method by Prof J. Grzymek, which has been already verified in industrial conditions in the cement sector, while in this paper it is analyzed from the angle of coal combustion and sintering of calcium-oxide containing ash.

PL

Jest to pierwsza z serii prac inżynieryjnych prezentujących nowe możliwości energetyki węglowej, w której kocioł energetyczny jest postrzegany jako reaktor chemiczny, który w procesie poligeneracji powinien wytwarzać tylko produkty, bez odpadów. Ma to pomóc w osiągnięciu celów gospodarki o obiegu zamkniętym (Circular Economy) przez sektor energetyczny. Bogaty skład chemiczny popiołów lotnych i warunki, w których powstają, wysokie temperatury i systemy kontroli spalin, sugerują celowe łączenie procesów spalania paliw z procesami przetwarzania powstających odpadów i produktów ubocznych. Biorąc pod uwagę ogromne zainteresowanie wydobyciem związków glinowych (tlenku glinu) z popiołów lotnych, przeprowadzono analizę możliwości adaptacji procesów spalania węgli bogatych w związki glinu do zwiększenia odzysku związków glinu. Z bardzo bogatej literatury dotyczącej technik wytwarzania tlenku glinu na bazie popiołów najciekawsze są metody spiekania alkalicznego. Szczególny potencjał stanowi metoda spiekania i dezintegracji wg Prof. J. Grzymka, która została już zweryfikowany w warunkach przemysłowych w sektorze produkcji cementu, natomiast w niniejszym opracowaniu przeprowadzono analizę spalania węgla i spiekania popiołu zawierającego tlenek wapnia.

Słowa kluczowe

EN

high alumina fly ash (HAFA); extraction of alumina from ash; extraction of alumina in coal combustion process

PL

popioły lotne z wysoką zawartością tlenku glinu (HAFA); ekstrakcja tlenku glinu z popiołu; ekstrakcja tlenku glinu w procesie spalania węgla

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Przeróbki Kopalin
• Czasopismo: Inżynieria Mineralna
• Rocznik: 2017
• Tom: R. 18, nr 2
• Strony: 111--117
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab., zdj.

Twórcy

autor

Szczygielski T.

• Warsaw University of Technology, IBS, CIMA

autor

Hycnar J. J.

• Ecocoal Consulting Center Katowice

Bibliografia

• 1. Yao Z.T., Xia M.S., Sarker P.K., Chen T.: A review of the alumina recovery from coal fly ash, with a focus in China. Fuel, Vol. 120 (2014).
• 2. Joshi P.B., A low-cost rare earth elements recovery technology. WOCA 2-13Ch
• 3. Mayfield D., Levis A.: Coalash: A resource for rare earth and strategic elements. Ash At Work 2013, !riCh
• 4. Hycnar J.J., Tora B., Szczygielski T., Kadlec D.: Discussion on the possibility and relevance of recovery of rare earth and trace metals concentrations from coal combustion products. 22 International Conference “Ashes from Power Generation” Krynica Zdrój 21-23 October, 2015
• 5. Szczygielski T.,: Anthropogenic minerals from power sector and Circular Economy. 22 International Conference “Ashes from Power Generation” Krynica Zdrój 21-23 October, 2015
• 6. Matjie R.H., Bunt J.R., Van Heerden J.H.P.: Extraction of alumina from coal fly ash generated from a selected low rank bituminous South African coal. Minerale Engineering 2005 nr 18
• 7. Kowocki W.: Prospects of utilizing ash from Turoszów Power Plant for producing aluminum oxide by acid method. Ogólnokrajowa Konferencja Turoszów 1971
• 8. Myfield D., Lewis A.: Coal Ash Recycling: A Rare Opportunity. Waste Mnagement Word 2015, no 5; Metal z …popiołów. Energia Gigawat 2013, nr 12
• 9. Kosacka E., Rajczyk K.: Sintering-disintegration method by J. Grzymek for producing aluminum oxide and cement from national resources. Przegląd Geologiczny 1974, nr 5
• 10. Szczygielski T., Hycnar J.J.: Deactivation of CaO in fly ash from combustion of lime-rich lignite. Warszawa – Katowice 2016
• 11. Hycnar J.J.: Factors influencing the physical-chemical properties and usability of solid products from combustion of fuels in fluidized bed furnaces. Wyd. Górnicze. Katowice 2006
• 12. Groppo J.: A combustion perspective for processing coal ash into products. XXIV Międzynarodowa Konferencja “Popioły z Energetyki”. Sopot 25-27 października 2017
• 13. Baudet G.: A documentary study on alumina extraction proesses. Bureau de Recherché et Minieres Mission Arabic Saoudite. Departement mineralurgie. Orleans Cedex Fevriev 1977
• 14. Sun Pei-meil, Guang –min, Tong –wul, XU Hong-yan, Zhao Zhel.: Study on sintering process of Raw Materials In extracting alumina from fly ash of coal industry Power plate. Journal of China Coal Society 2007, 07
• 15. Grzymek J., Derdacka A., Konik Z., Grzymek W.: Sposób otrzymywania tlenku glinu i cementu według patentów 43444 i 44998. Cement Wapno Gips 1980, nr 8-9
• 16. Konik Z., Weryński B., Komorowski E.: Spiekalność surowców stosownych w produkcji tlenku glinu. Cement Wapno Gips 1984, nr 5
• 17. Polski Cement: Piece cementowe.
• 18. FARZANEGAN, E. SEPAHVAND, Z.S. MIRZAEI, 2016 – Optymalizacja układu mielenia klinkieru w prasach HPRG w zakładzie Abyek Cement Plant za pomocą programu Steady-State Process Simulations, Inżynieria Mineralna z. 2(38), Wyd. Polskiego Towarzystwa Przeróbki Kopalin, Kraków, s. 255–260
• 19. Bradło D., Żukowski W., Czupryński P., Jura K., 2015 – Potencjał odzysku metalu z produktów spalania węgla. Część I: Opis właściwości fizykochemicznych, Inżynieria Mineralna z. 1(35), Wyd. Polskiego Towarzystwa Przeróbki Kopalin, Kraków, s. 157–162