Zmiana właściwości wytrzymałościowych popiołu z biomasy i węgla w trakcie procesu spiekania

• Autorzy: Król Karol , Nowak-Woźny Dorota
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono badania wytrzymałości mechanicznej próbek popiołu z biomasy (słoma pszenna) i węgla kamiennego w trakcie procesu spiekania. Celem pracy była obserwacja zmian właściwości mechanicznych – wartości naprężeń niszczących – sprasowanych próbek popiołu z wybranych paliw stałych o różnym pochodzeniu i różnym składzie chemicznym oraz wyjaśnienie mechanizmu odpowiedzialnego za obserwowane zmiany. Próbki z biomasy i węgla kamiennego spiekano w odpowiednio szerokim zakresie temperatur. Badanie naprężeń niszczących uzupełniono o badania chemiczne (analiza techniczna, elementarna i tlenkowa), ciśnieniowe (test ciśnieniowy) oraz termiczne (test Leitza). Na podstawie analizy otrzymanych rezultatów stwierdzono, że obserwowana gwałtowna zmiana wytrzymałości mechanicznej spiekanego popiołu jest wywołana zmianami gęstości popiołu na skutek zmian mikrostrukturalnych, wywołanych topnieniem powierzchni pojedynczych ziaren popiołu i tworzeniem się większych aglomeratów. Wyniki pomiarowe oraz wyniki analiz wykonane dla biomasy są analogiczne jak dla węgla.

Słowa kluczowe

PL

biomasa; węgiel; spiekanie; metoda wytrzymałościowa spiekania popiołów; metoda ciśnieniowa spiekania popiołów; żużlowanie; popielenie

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
• Czasopismo: Zeszyty Energetyczne
• Rocznik: 2020
• Tom: T. 7
• Strony: 213--222
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Król Karol

• Politechnika Wrocławska, Katedra Technologii Energetycznych, Turbin i Modelowania Procesów Cieplno-Przepływowych

autor

Nowak-Woźny Dorota

• Politechnika Wrocławska, Katedra Technologii Energetycznych, Turbin i Modelowania Procesów Cieplno-Przepływowych

Bibliografia

• [1] Hupa M., Karlström O., Vainio E., Biomass combustion technology development - It is all about chemical details, Proceedings of the Combustion Institute 2017, 36(1), 113-134. DOI: 10.1016/j.proci.2016.06.152.
• [2] Sahu S.G., Chakraborty N., Sarkar P., Coal-biomass co-combustion: an overview, Renewable and Sustainable Energy Reviews 2014, 39, 575-586. DOI: 10.1016/j.rser.2014.07.106.
• [3] Płaza P., Moroń W., Król K., Rybak W., Spiekanie popiołów pochodzących z węgli i biopaliw, Systems : Journal of Transdisciplinary Systems Science 2006, 11(1/2) 525-532.
• [4] Płaza P., Hrycaj G., Król K., Rybak W., Predicting ash deposit formation during co-firig of coal with biomass, [w:] Success and visions for Bioenergy. Thermal processing of biomass for Bioenergy, biofuels and bioproducts Salzburg, Austria, [22-23] March 2007, Ed. A. V. Bridgwater, CPLpress, Newbury 2007.
• [5] Nunes L.J.R., Matias J.C.O., Catalão J.P.S., Biomass combustion systems: A review on the physical and chemical properties of the ashes, Renewable and Sustainable Energy Reviews 2016, 53, 235-242. DOI: 10.1016/j.rser.2015.08.053.
• [6] Kanoksilapatham W., Ogawa M., Intagun W., Effect of clay and temperature on the slag formation of two biomass fuels: Wood from Acacia magnum and rhizome residual from Manihot esculenta. Renewable Energy 2020, 156, 213-219. DOI: 10.1016/j.renene.2020.04.087.
• [7] Polish Standard PN-EN ISO 18122:2016-01 Solid biofuels - Determination of ash content (ISO 18122:2015).
• [8] Polish Standard PN-EN ISO 18123:2016-01 Solid biofuels - Determination of the content of volatile matter (ISO 18123:2015).
• [9] Polish Standard PN-ISO 1928:2020-05 Solid mineral fuels - Determination of gross calorific value by the bomb calorimetric method and calculation of net calorific value.
• [10] Polish Standard PN-EN ISO 18134-1:2015-11 Solid biofuels - Determination of moisture content - Oven dry method - Part 1: Total moisture - Reference method (ISO 18134-1:2015).
• [11] Polish Standard PN-G-04528-02:1977. Solid fuels - Determination of chemical composition of ash - Determination of losses on ignition.
• [12] Wall T.F., Creelman R.A., Gupa R.P., Gupa S. K., Coin C., Lowe A., Coal ash fusion temperatures - new characterization techniques, and implications for slagging and fouling, Progress in Energy and Combustion Science 1998, 24, 345-353. DOI: 10.1016/S0360-1285(98)00010-0.
• [13] Kahraman H., Bos F., Reifenstein A., Coin C.D.A., Application of a new ash fusion test to Theodore coals, Fuel 1998, 77(9/10), 1005-1011. DOI: 10.1016/S0016-2361(98)00004-0.
• [14] Moroń W., Rybak W., Strength method for determining the ash sintering temperature, Scientific and technical conference: Energy 2002, Wrocław, Poland, 6-8 November 2002, Institute of Power Engineering and Fluid Mechanics, Wrocław 2002.
• [15] Polish Standard PN-G-04502:2014-11 Hard and brown coals - Sampling and preparation of samples for the laboratory tests. Primary methods.
• [16] Al-Ottom A.Y., Elliott L.K., Wall T.F., Moghtaderi B., Measurement of the sintering kinetics of coal ash, Energy Fuels 2000, 14(5), 994-1001. DOI: 10.1021/ef0000126.
• [17] Polish Standard PN-ISO 540:2001 Solid fuels - Determination of ash fusibility at high temperature using the pipe method.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).