Próby mikronizacji węgla kamiennego w młynie elektromagnetycznym na potrzeby wytwarzania paliw zawiesinowych

• Autorzy: Robak J. , Micorek T. , Ignasiak K. , Wolff A.

Warianty tytułu

EN

Tests of coal micronization in electromagnetic mill for slurry fuels production

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Rozdrobnienie węgla (średnia średnica ziaren i udział poszczególnych frakcji ziarnowych) stosowanego do wytwarzania zawiesinowych paliw węglowych jest najistotniejszym elementem wpływającym na ich właściwości. Grubsze ziarna węglowe umożliwiają uzyskanie zawiesin o dużym zagęszczeniu ciał stałych i tym samym wysokiej wartości opałowej paliwa, lecz łatwo sedymentujących. Z kolei ziarna węglowe o mniejszych rozmiarach umożliwiają otrzymywanie zawiesin wodnych trudniej ulegających sedymentacji i bardziej podatnych na konwersję, jednak o wysokiej lepkości, niekorzystnej z punktu widzenia aplikacji paliwa. Obniżenie lepkości oraz poprawę stabilności skoncentrowanych zawiesin osiągnąć można między innymi poprzez wykorzystywanie fazy stałej o zróżnicowanym składzie ziarnowym – odpowiednie zmielenie węgla jest więc podstawowym warunkiem uzyskania paliwa w formie zawiesiny o odpowiednich walorach użytkowych. W pracy zaprezentowano wyniki badań dotyczące mokrego mielenia węgla w młynie elektromagnetycznym pod kątem wytwarzania paliwa w formie zawiesiny. W badaniach wykorzystano młyn typu WZB.MAGØ100, produkcji firmy ELTRAF w Lublińcu. Jako mielniki zastosowano walce z materiału ferromagnetycznego o średnicy 1,0 i długości 10 mm. Materiałem do badań była zawiesina wodna o koncentracji 50 %, przygotowana z flotokoncentratu węgla kamiennego. W przeprowadzonych badaniach czynnikami zmiennymi było natężenie przepływu mieliwa w postaci zawiesiny węgla w wodzie oraz stopień nachylenia komory roboczej młyna. Przeprowadzone badania wskazują, że wykorzystanie w produkcji paliw zawiesinowych młynów elektromagnetycznych jest jednym z możliwych rozwiązań technologicznych. Efektywność procesu mielenia węgla w młynie elektromagnetycznym zależna jest zarówno od czasu przebywania cząstek w przestrzeni roboczej młyna, jak i od stopnia nachylenia młyna, decydującego o wypełnieniu tej przestrzeni. Mielenie węgla, realizowane na mokro w systemie ciągłym, pozwoliło na prawie czterokrotne zmniejszenie średniego wymiaru ziaren węglowych po ok. 30 s przebywania cząstek w przestrzeni roboczej. Uzyskany produkt mielenia charakteryzował się rozkładem uziarnienia normalnym, jednomodalnym.

EN

Micronization of coal (average diameter of particles and share of individual grain fractions) used in coal slurry fuels is the most important element influencing on the properties of the final fuel. Coarse coal particles enable to obtain suspensions of high concentration of solids and high calorific value, but susceptible to sedimentation. In opposite, fine particles allow to obtain suspensions, which are more resistant to sediment and easier to convert, but characterize with higher viscosity, what is an disadvantage regarding its further application as a fuel. Both, lowering of the viscosity and improvement of the stability of a coal slurry can be achieved by using solid phase, i.e. coal, with variable size distribution. Hence, proper coal milling is the key factor in obtaining slurry fuels of satisfying utility values. In the paper, the results of the research on the wet coal milling using electromagnetic mill for production of coal slurry fuel are shown. During the study, the electromagnetic mill type WZB.MAGØ100, manufactured by ELTRAF in Lubliniec, was used. As the grinding aid, ferromagnetic rollers with diameter of 1.0 mm and 10 mm length, were used. Coal-water slurry with concentration of solid at the level of 50 %, based on hard-coal flotoconcentrate, was used as the study material. Flow of grinding material in a form of coal-water suspension and slope of the working chamber of the mill were variable parameters during the experiments. The study indicated that the use of electromagnetic mill in slurry fuel production was one of the possible technological solutions. The eficiency of milling in electromagnetic mill depended on residence time of particles in the working chamber of the mill as well as on the slope of the mill chamber, which was crucial for optimum filling of the chamber volume. Wet coal milling realized in a continuous mode enable almost quadruple decrease of coal particles size after approximately 30 s of residence time in the workspace. The obtained product characterized with normal, mono-modal particle size distribution.

Słowa kluczowe

PL

mikronizacja; młyn elektromagnetyczny; paliwa zawiesinowe

EN

micronization; electromagnetic mill; coal slurries

• Wydawca: Wydawnictwo Górnicze Sp. z o.o.
• Czasopismo: Karbo
• Rocznik: 2015
• Tom: Nr 4
• Strony: 119--124
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Robak J.

• Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, Zabrze

autor

Micorek T.

• Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, Zabrze

autor

Ignasiak K.

• Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, Zabrze

autor

Wolff A.

• TESSA Sp. z o.o. Spółka Komandytowa, Kraków

Bibliografia

• 1. Robak J., 2010. Wytwarzanie wieloskładnikowych paliw zawiesinowych dla układów zgazowania [w:] Kijeński J., Machnikowski J., Ściążko M. (redaktorzy). Studium koncepcyjne wybranych technologii, perspektywicznych procesów i produktów konwersji węgla – osiągniecia i kierunki badawczo-rozwojowe. Wyd. IChPW, Zabrze
• 2. Miller B.G., 2005. Coal Energy Systems. Elsevier Academic Press
• 3. Minchener A.J., Coal gasification for advanced power generation. Fuel, 2005, 84, s. 2222. DOI: 10.1016/j.fuel.2005.08.035
• 4. Roh N.-S., Shin D.-H., Kim D.-H, Kim J.-D., Rheological behaviour of coal – water mixtures. 1. Effect of coal type, loading and particle size. Fuel, 1995, 74, nr 8, s.1220. DOI: 10.1016/0016-2361(95)00041-3
• 5. Ignasiak K., Muzyka R., Robak J., Badania wpływu dodatków chemicznych na wybrane właściwości zawiesin węglowo – wodnych. Karbo, 2012, 57, nr 2, s. 78.
• 6. Logos C., Nguyen Q.D., Effect of particle size on the flow properties of a South Australian coal – water slurry. Powder Technology, 1996, 88, s. 55. DOI: 10.1016/0032-5910(96)03103-8
• 7. Aktaş Z., Woodburn E.T., Effect of addition of surface active agent on the viscosity of high concentration slurry of a low-rank British coal in water. Fuel Processing Technology, 2000, 62, s. 1. DOI: 10.1016/S0378-3820(99)00059-4
• 8. Boylu F., Dinçer H., Ateşok G., Effect of coal particle size distribution, volume fraction and rank on the rheology of coal – water slurries. Fuel Processing Technology, 2004, 85, s. 241. DOI: 10.1016/S0378-3820(03)00198-X
• 9. High concentration coal-water mixture for fuel use, 1994. Broszura CADDET IEA OECD, Demo 30.
• 10. Fiseni F., Die hochkonzentrierte Kohle / Wasser – Suspension DENSECOAL. Brennstoff Wärme Kraft, 1987, 39, 246.
• 11. Langhoff J., Kirschke H.G., Masuch H.P., Zagberg U., Kohle-Wasser-Suspension. Erdöl und Kohle – Erdgas – Petrochemie, 1988, 41, s. 166.
• 12. Clean Coal Technology, DOE/NETL-2004/1207, (09.2015): http://netl.doe.gov/technologies/coalpower/gasification/gasifipedia
• 13. Gorlov E.G., Seregin A.I., Khodakov G.S., Vibration mills in the manufacturing technology of slurry fuel from unbeneficiated coal sludge. Solid Fuel Chemistry, 2008, 42, s. 208. DOI: 10.3103/S0361521908040046.
• 14. Sławiński K., Knaś K., Gandor M., Balt B., Nowak W., Młyn elektromagnetyczny i jego zastosowanie do mielenia i suszenia węgli. Piece Przemysłowe & Kotły, 2014, s. 21.
• 15. Sławiński K., Knaś K., Gandor M., Nowak W., Suszenie węgla brunatnego w energetyce – możliwości zastosowania młyna elektromagnetycznego. Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej 290, Mechanika, 2014, 31, nr 86, s. 453.
• 16. Henderson C.B., Scheffee R.S., The optimum particle-size distribution of coal for coal – water slurries. Am. Chem. Soc. Proceedings, Div. of Fuel Chemistry, 1983, 28, s. 1.