Właściwości fizyczno-chemiczne stałych i ciekłych produktów odpadowych pochodzących z procesu zgazowania roślin energetycznych zanieczyszczonych metalami ciężkimi

• Autorzy: Werle S. , Ziółkowski Ł. , Pogrzeba M. , Krzyżak J. , Ratman-Kłosińska I. , Burnete D.

Identyfikatory

DOI

10.12912/23920629/65859

Warianty tytułu

EN

Physico-chemical properties of the solid and liquid waste products from the heavy metal contaminated energy crops gasification process

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Treatment of the soil by plants (phytoremediation), associated with the production of biomass for energy purposes, carries a number of significant problems with a practical and technical point of view. They concern mainly the way of the thermal conversion of biomass to energy production in an efficient and environmentally safe way. One way may be gasification. This process involves the conversion of organic matter into a combustible gas mixture by partial oxidation at high temperature under the influence of gasifying agent (air, oxygen, steam, or mixtures of these components). Gasification aim is to obtain a combustible gas. Unfortunately, the formation of gas also accompanied by the formation of solid and liquid waste products. The paper presents the results of basic physico-chemical properties of solid (ash) and liquid (tar) waste products of the gasification process of the heavy metal contaminated energy crops. The gasification process has carried out in a laboratory fixed bed reactor. Three types of energy crops: Miscanthus x giganteus, Sida hermaphrodita and Spartina Pectinata were used. The experimental plots were established on heavy metal contaminated arable land located in Bytom (southern part of Poland, Silesian Voivodship). The results show that the gasification process, promotes the migration of harmful substances such as heavy metals from fuel to the solid phase.

PL

Oczyszczanie gleb za pomocą roślin (tzw. fitoremediacja), skojarzone z produkcją biomasy na cele energetyczne, niesie za sobą szereg problemów istotnych z praktycznego i technicznego punktu widzenia. Dotyczą one przede wszystkim sposobu konwersji termicznej wyprodukowanej biomasy na energię w sposób efektywny i bezpieczny dla środowiska. Jednym ze sposobów może być zgazowanie. Proces ten polega na przekształcaniu substancji organicznej w palną mieszaninę gazów przez częściowe utlenienie w wysokiej temperaturze pod wpływem czynnika zgazowującego (powietrza, tlenu, pary wodnej lub mieszanin tych składników). Zgazowanie ma na celu uzyskanie palnego gazu. Niestety powstawaniu gazu towarzyszy również powstawanie stałych i ciekłych produktów odpadowych. W pracy przedstawiono rezultaty badań podstawowych właściwości fizyczno-chemicznych stałych (popiół) i ciekłych (smoły) produktów odpadowych pochodzących z procesu zgazowania roślin energetycznych uprawianych na terenie zdegradowanym ekologicznie. Proces zgazowania prowadzono w laboratoryjnym reaktorze ze złożem stałym. Wykorzystano trzy rodzaje roślin energetycznych: Miskant olbrzymi, Ślazowiec pensylwański i Spartyna grzebieniasta. Rośliny pozyskano z gruntów ornych zanieczyszczonych metalami ciężkimi zlokalizowanych w okolicach Bytomia na Górnym Śląsku. Wyniki pokazują, że zgazowanie jako proces przekształcania substancji organicznej w gaz przy jednoczesnej produkcji stałych i ciekłych produktów odpadowych, promuje migrację szkodliwych związków, takich jak metale ciężkie, występujących w paliwie do fazy stałej i ciekłej.

Słowa kluczowe

EN

phytormediation; heavy metals; gasification; energy crops

PL

fitoremediacja; metale ciężkie; zgazowanie; rośliny energetyczne

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Inżynieria Ekologiczna
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 18, nr 1
• Strony: 36--42
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Werle S.

• Politechnika Śląska, Instytut Techniki Cieplnej, ul. Konarskiego 22, 44-100 Gliwice

autor

Ziółkowski Ł.

• Politechnika Śląska, Instytut Techniki Cieplnej, ul. Konarskiego 22, 44-100 Gliwice

autor

Pogrzeba M.

• Instytut Badań Energetyki, 020371 Bukareszt, Rumunia

autor

Krzyżak J.

• Instytut Badań Energetyki, 020371 Bukareszt, Rumunia

autor

Ratman-Kłosińska I.

• Instytut Badań Energetyki, 020371 Bukareszt, Rumunia

autor

Burnete D.

• Instytut Ekologii Terenów Uprzemysłowionych, ul. Kossutha 6, 40-844, Katowice

Bibliografia

• 1. Błażejewska K.: 2013. Prawne aspekty produkcji i wykorzystania biomasy rolniczej na cele energetyczne. Wydawnictwo Naukowe UAM, Poznań.
• 2. Budzyński I. 2011. Powierzchnia i ludność w przekroju terytorialnym w 2011 r. Główny Urząd Statystyczny. Departament Metodologii, Standardów i Rejestrów, Warszawa.
• 3. EN 14961–4:2011 ISO 17225–2:2014Solid biofuels – Fuel specifications and classes.
• 4. Golda T. 1996. Rekultywacja. Uczelniane Wydawnictwa Naukowo- Dydaktyczne AGH, Kraków 2005.
• 5. Helios-Rybicka E.: Impact of mining and metallurgical industries on the environment in Poland. Applied Geochemistry 11, 3–9.
• 6. Kalisz S., Pronobis M., Baxter D. 2008. Co-firing of biomass waste-derived syngas in coal power boiler. Energy 33, 1770–1778.
• 7. Kubicka S., Werle S. 2012. Influence of the gasification agent type on the combustible fraction of sewage sludge gasification process gas and the effectiveness of NOx emission reduction. Archives of Waste Management and Environmental Protection 14(3), 43–54.
• 8. Werle S. 2014. Wielokryterialna analiza procesu zgazowania komunalnych osadów ściekowych. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice,
• 9. Werle S., Wilk R.K. 2011. Instalacja zgazowania biomasy, a zwłaszcza osadów ściekowych. Patent P-397225, 2.12.2011.

Uwagi

PL

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