Ocena możliwości utylizacji energii spalania metanu z powietrza wentylacyjnego kopalń węgla kamiennego do odsalania ścieków

• Autorzy: Gosiewski K.

Warianty tytułu

EN

Rating of utillzation option of energy from coal mines ventilation air methane combustion for desalination plants

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Spalanie nisko stężonego metanu zawaltego w powietrzu wentylacyjnym kopalń węgla kamiennego rodzi problem racjonalnego wykorzystania uzyskiwanej energii. Dokonano analizy zapotrzebowania energii różnych metod odsalania. Artykuł zawiera studium możliwości wykorzystania energii spalania metanu wentylacyjnego do odsalania ścieków kopalnianych w układzie kogeneracyjnym, w którym w pełni wykorzystuje się uzyskiwaną energię cieplną i elektryczną.

EN

Combustion of Jean metbane contained in the hard coal mines ventilation air raises a problem of rational use of the obtained energy. An analysis of energy demand for various desalination methods was done. The paper presents a study of possibilities to utilize energy of the ventilation air methane for desalination of mine sewage in the cogeneration system, which fully expJoits the produced heat and electrical energy.

Słowa kluczowe

PL

spalanie metanu; odsalanie wód; powietrze wentylacyjne; odzysk energii

EN

methane combustion; water desalination; ventilation air; energy recovery

• Wydawca: Instytut Inżynierii Chemicznej Polskiej Akademii Nauk
• Czasopismo: Prace Naukowe Instytutu Inżynierii Chemicznej Polskiej Akademii Nauk
• Rocznik: 2016
• Tom: nr 20
• Strony: 91--115
• Opis fizyczny: Bibliogr. 36 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Gosiewski K.

• Instytut Inżynierii Chemicznej PAN, ul. Bałtycka 5, 44-100 Gliwice

Bibliografia

• [1] Gosiewski K., Pawlaczyk A., Jaschik M., 2015. Energy recovery from ventilation air methane via reverse-flow reactors. Energy, 92, 13-23. DOI: hllp://dx.doi.org/I 0.1 O 16/j.energv.20 15.06.004.
• [2] Piekarczyk W., 2015. Wykorzystanie ciepła odpadowego powstałego w instalacji utylizacji metanu z powietrza wentylacyjnego kopalń węgla kamiennego. Seminarium: utylizacja metanu z powietrza wentylacyjnego kopalń. Gliwice: Instytut Inżynierii Chemicznej PAN. 43-58.
• [3] Piekarczyk W., Gosiewski K., Gładysz P., Stanek W., 2016. Combined cooling, heat and power frorn ventilation air methane - an exergy and thermo-ecological analysis. 4th International Conference on Contemporary Problems of Thermal Engineering CPOTE. Katowice, Poland. 1-14.
• [4] Mattus R., Precentation: VAM processing. 2011, MEGTEC Systems: Ukraina.
• [5] Gosiewski K., Jaschik M., Pawlaczyk A., Tańczyk M., Warmuziński K., Wojdyla A., Gielzak K., 2010. Proj. Bad. Rozwoj. Nr RI4 020 02: Termiczne spalanie metanu z górniczych gazów wentylacyjnych w urządzeniu rewersyjnym z regeneracją i odzyskiem ciepła spalania, Instytut Inżynierii Chemicznej PAN Gliwice.
• [6] Gosiewski K., Pawlaczyk A., Jaschik M., 2012. Thermal combustion of lean methane-air mixtures: Flow reversal research and demonstration reactor model and its validation. Chemical Engineering Journal, 207-208, 76-84.
• [7] Gosiewski K., Pawlaczyk A., Jaschik M., 20 I O. Utylizacja metanu z powietrza wentylacyjnego kopalń węgla kamiennego w termicznym reaktorze rewersyjnym. Inżynieria i Aparatura Chemiczna Nr 3, 37-38.
• [8] Pawlaczyk A., 2013, Rozprawa doktorska: Opis procesu homogenicznego spalania niskostężonych mieszanin powietrze-metan w wypełnieniu monolitycznym i ocena jego przydatności do modelowania reaktorów rewersyjnych., In: Instytut Inżynierii Chemicznej PAN: Gliwice, Stron: 213.
• [9] Pawlaczyk A., Gosiewski K., 2013. Simplified Kinetic Model For Thermal Cornbustion Of Lean Methane - Air Mixtures In a Wid e Range Of Temperatures. International Joumal of Chemical Reactor Engineering, II (I), I-II.
• [10] Michalski L., Machej T., Gosiewski K., 2013. Moduł instalacji do produkcji ciepła z metanu wentylacyjnego - Projekt technologiczny, Katalizator Sp. z 0.0., Kraków.
• [11] Somers J., Burklin C., A 2012 update on the world VAM oxidizer technology market, In 14th United States/North American Mine Ventilation Symposium, 2012 C. Nelson, Editor. 2012: University ofUtah, Dept. ofMining Engineering.
• [12] Megtec Systems Inc., Leaflet: Ventilation Air Methane (VAM) Processing, MEGTEC Solutions for V AM Abatement, Energy Recovery & Utilization, 2014
• [13] Skorek J., Kalina 1., 2005. Gazowe ukJady kogeneracyjne. WNT.
• [14] Tonner 1.,2008. Barriers to Thermal Desalination in the United States, Desalination and Water Puriticarion Research and Development Program Report No. 144, Water Consultants International, Mequon, Wisconsin, 1-43.
• [15] Bostjancic J., Ludlum R., 2005. Getting to Zero Discharge: How to Recycle That Last Bit of Really Bad Wasrewater. GE Power& Water (Technical Paper) - Water&Process Technologies, 1-7.
• [16] Magdziorz A., Lach R., 2002. Analiza możliwości ograniczenia zasolenia Bierawki i Odry przez wody kopalniane. Prace Naukowe GIG - Górnictwo i Środowisko, (2/2002) 69-88.
• [17] Bobik M., Labus K., 2014. Metody odsalania wód kopalnianych w praktyce przemysłowej - stan obecny technologii i nowe wyzwania. Przegląd Górniczy, Nr 4, 99-105.
• [18] GIG, 2013. Metody ograniczenia zasolenia wód powierzchniowych ściekami przemysłowymi. Biuletyn wdrożeń czystszej produkcji, 50, (5/2013) 3-4.
• [19] Sikora J., Szyndler K., 2004. Debiensko, Poland Desalination Plant Treats Drainage for Zero Liquid Discharge (ZLD). GE Power&Water (Technical Paper) - Water&Process Technologies, 1-5.
• [20] Turek M., Dydo P., Klimek R., 2005. Salt production from coal-rnine brine in ED- evaporation-crystallization system. Desalination, 184, (1-3) 439-446. DOI: http://dx.doi.org/lO.l O 16/jdesaI.2005.03.047.
• [21] Turek M., Dydo P., Klimek R., 2008. Salt production from coal-rnine brine in NF - evaporation - crystallization system. Desalination, 221, (1-3) 238-243. DOI: http://dx.doi.org/I0.1016lidesaI.2007.0 1.080.
• [22] Kalina L, 2003. Skojarzone wytwarzanie ciepła, zimna i energii elektrycznej w systemach trój generacyjnych-aspekty techniczne i ekonomiczne, Seria: Kogcneracja w energetyce przemysłowej i komunalnej, Instytut Techniki Cieplnej-Politechnika Śląska w Gliwicach, 225- 244.
• [23] Metodyka wyliczania carbon footprint. 2009, Ministerstwo Gospodarki: Warszawa, 26.
• [24] Kiciński 1., Lampart P. Kogeneracja w dużej i małej skali. Acta Energetica 2009; Dostępne w: http://actaenergerica .0rg/artic1e/p l/kogeneracja - w-duzej-i-malej-skaIi.html.
• [25] Ziębik A., Liszka M., Hoinka K., Stanek W., 2012. Poradnik inwestora i projektanta układów wysokosprawnej dużej kogeneracji. Politechnika Śląska, Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki, Instytut Techniki Cieplnej, 122.
• [26] Postrzednik S., Wawro A., 2002. Możliwość zastosowania gazowych silników spalinowych w układach skojarzonej produkcji energii elektrycznej, ciepła oraz chłodu (The possibility of using the gaseous internal cornbustion engines in cogenerative systems to power, heat and frigidity production). Journal ofKONES Internal Combustion Engines, No 3-4, 239-249.
• [27] Peryt S., lurgaś A., Roman W., Dziedzina K., 2014. Efektywność wykorzystania energii w latach 2002 - 2012, Informacje i opracowania statystyczne, Główny Urząd Statystyczny. Warszawa, 1-69.
• [28] Pająk L., Bujakowski W., 2013. Porównanie cen energii cieplnej pochodzącej z instalacji geotermalnych z cenami konwencjonalnych źródeł energii na podstawie taryf rozliczeniowych obowiązujących w 2013 roku. Technika Poszukiwań Geologicznych Geotermia, Zrównoważony Rozwój, nr l, 35-43.
• [29] Robert Jeszke, Sebastian Lizak, Maciej Pyrka, Eugeniusz Smol, Błachowicz A., Analiza wpływu ograniczenia wykorzystania jednostek CERlERU z projektów redukujących emisję gazów przemysłowych na rynek węglowy i cenę uprawnień do emisji. 2010, KASHUE- KOBiZE.
• [30] Ceny uprawnień do emisji CO2 najwyżej od 3,5 roku. 2015; Dostępne w: http://gramwzielone. pl!trendy/19002/ceny-uprawnien-do-emisji-C02-najwyzej-od-35-roku,
• [31] Taryfa w zakresie dostarczania paliw gazowych Nr 8/2015. (17.07.2015), PGNiG S.A.
• [32] Prognoza zapotrzebowania na paliwa i energię do 2030 roku (Załącznik 2. do .Polityki energetycznej Polski do 2030 roku"). 2009, Ministerstwo Gospodarki.
• [33] Aktualizacja Prognozy zapotrzebowania na paliwa i energię do roku 2030. 20 I I, Agencja Rynku Energii S.A. (Wykonano na zamówienie Ministerstwa Gospodarki).
• [34] Korczak K., Bzowski Z., 2009. Wpływ aktualnej i dokonanej eksploatacji górniczej na wody zlewni rzeki Bierawki, w aspekcie wdrażania Ramowej Dyrektywy Wodnej UE. Warsztaty Górnicze. Kraków: IGSMiE PAN. 104-115.
• [35] Turek M., 2002. Dual-purpose desalination-salt production electrodialysis. Desalination, 153, (I) 377-381. DOI: hnp:l/clx.e!oi.org/lO.IO 16/S00 11-9164(02)0 1131-1.
• [36] Anderson 1., Bassi S., Dworak T., Fergusson M., Laaser C., Le Mat O., Matteif V., Strosser P., 2008. Potential impacts of desalination development on energy consumption, Eco Logic ACTeon, Institute for European Environmental Policy, London and Brussels, 1-86.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).