Flowability of Moist Coal Combution Fly Ash

• Autorzy: Lanzerstorfer Christof

Identyfikatory

DOI

10.29227/IM-2019-01-17

Warianty tytułu

PL

Płynność popiołu lotnego ze spalania mokrego węgla

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the combustion of coal the mineral contents remain as ash. The fine size fraction of the ash leaves the combustion zone with the off-gas from which it is separated as fly ash. Depending on the physical and chemical properties these fly ashes can be utilized. An essential parameter for the design and operation of transport equipment and storage facilities for fine grained materials is their flowability. The moisture content of the material has considerable influence on the flowability because of the increasing influence of the liquid bridges between the particles and the resulting capillary forces. In this study the influence of the moisture content on the flow characteristics of a coal combustion fly ash was investigated. The fly ash sample was collected from the dust discharge of the electrostatic precipitator of a power plant using Polish hard coal as fuel. The mass median diameter of the fly ash was approximately 20 µm. Microscopic images show that most of the particles are spheres. The flow properties of the fly ash were measured using a ring shear tester. The moisture content of the sample was adapted by addition of water. The dry fly ash was characterized by very good flow properties, the flowability ffc was in the category ‘easy flowing’. Significant decrease in flowability was found at increased moisture contents. Additionally, the bulk density of the fly ash was influenced by the moisture content. Thus, the flow-relevant parameters which have to be considered in design of transport and storage facilities of fine granular material worsened with increasing moisture content.

PL

Przy spalaniu węgla zawarte w nim minerały pozostają w postaci popiołu. Drobna frakcja popiołu opuszcza strefę spalania z gazem odlotowym, z którego jest oddzielana jako popiół lotny. W zależności od właściwości fizycznych i chemicznych można wykorzystać popioły lotne. Istotnym parametrem dla projektowania i eksploatacji urządzeń transportowych i magazynów materiałów drobnoziarnistych jest ich zdolność płynięcia. Zawartość wilgoci w materiale ma znaczący wpływ na zdolność płynięcia ze względu na rosnący wpływ mostków cieczowych między cząstkami i wynikającymi z nich siłami kapilarnymi. W pracy zbadano wpływ zawartości wilgoci na charakterystykę przepływu popiołu lotnego ze spalania węgla. Próbka popiołu lotnego została pobrana z odbiornika pyłu z elektrofiltra elektrowni z wykorzystaniem polskiego węgla kamiennego jako paliwa. Mediana średnicy ziarna popiołu lotnego wynosiła około 20 μm. Obrazy mikroskopowe pokazują, że większość cząstek to kule. Właściwości przepływu popiołu lotnego mierzono za pomocą testera ścinania pierścieniowego. Zawartość wilgoci w próbce zmieniano przez dodatek wody. Suchy popiół lotny charakteryzował się bardzo dobrymi właściwościami płynięcia, płynność ffc była w kategorii „łatwo płynący”. Znaczny spadek płynności stwierdzono przy zwiększonej zawartości wilgoci. Dodatkowo zawartość wilgoci ma wpływ na gęstość nasypową popiołu lotnego. Zatem istotne dla przepływu parametry, które należy wziąć pod uwagę przy projektowaniu urządzeń do transportu i przechowywania drobnego materiału ziarnistego, pogarszają się wraz ze wzrostem zawartości wilgoci.

Słowa kluczowe

EN

fly ash; coal combustion; moisture content; flowability

PL

popiół lotny; spalanie węgla; wilgotność; sypkość

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Przeróbki Kopalin
• Czasopismo: Inżynieria Mineralna
• Rocznik: 2019
• Tom: R. 21, nr 1
• Strony: 95--98
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., wykr., zdj.

Twórcy

autor

Lanzerstorfer Christof

• University of Applied Sciences Upper Austria, School of Engineering, Stelzhamerstraße 23, 4600Wels, Austria

Bibliografia

• 1. AHMARUZZAMAN, M. A review on the utilization of fly ash. In Progress in Energy and Combustion Science, 36 (3), 2010, p. 327-363, ISSN 0360-1285.
• 2. ASOKAN, P. et al. Coal combustion residues—environmental implications and recycling potentials. In Resources, Conservation and Recycling, 43 (3), 2005, p. 239–262, ISSN 0921-3449.
• 3. BELVISO, Claudia et al. Mobility of trace elements in fly ash and in zeolitised coal fly ash. In Fuel, 144, 2015, p. 369- 379, ISSN 0016-2361.
• 4. CHINDAPRASIRT, Prinya et al. Utilization of fly ash blends from pulverized coal and fluidized bed combustions in geopolymeric materials. In Cement and Concrete Composites, 33 (1), 2011, p. 55-60, ISSN 0958-9465.
• 5. EMERY, E. et al. Flowability of moist pharmaceutical powders. In Powder Technology, 189 (3), 2009, p. 409-415, ISSN 0032-5910.
• 6. FYTIANOS, K. et al. Leachability of heavy metals in Greek fly ash from coal combustion. In Environment International, 24 (4), 1998, p. 477-486, ISSN 0160-4120.
• 7. JENIKE, Andrew W. Storage and flow of solids, Bulletin 123. Salt Lake City : Engineering Experiment Station, University of Utah, 1964.
• 8. KUTCHKO, B. G. et al. Fly ash characterization by SEM–EDS. In Fuel, 85 (17-18), 2006, p. 2537-2544, ISSN 0016- 2361.
• 9. LANZERSTORFER, Christof. Flowability of various dusts collected from the off-gases of a secondary copper smelter. In Particuology, 25, 2016, p. 68-71, ISSN 1674-2001.
• 10. LANZERSTORFER, Christof. Silo storage of dusts from dry off-gas cleaning: consideration of the stress dependence of the bulk density. In Advanced Powder Technology, 28(1), 2017, p. 115-121. ISSN 0921-8831.
• 11. LUMAY, G. et al. Measuring the flowing properties of powders and grains. In Powder Technology, 224, 2012, p. 19- 27, ISSN 0032-5910.
• 12. PLINKE, M. A. E. et al. Cohesion on Granular Materials. In Bulk Solids Handling, 14 (1), 1994, p. 101-106, ISSN 0173-9980.
• 13. SCHULZE, Dietmar. Das Fließverhalten und die Silolagerung von REA-Gips. In Chemie, Ingenieur Technik, 63 (3) 1991, p. 256-275, ISSN 0009-286X.
• 14. SCHULZE, Dietmar. Measuring powder flowability: A comparison of test methods. Part I. In Powder and Bulk Engineering, 10 (4), 1996, p. 45-61, ISSN 1938-9140.
• 15. SHAHEEN, Sabry M. et al. Opportunities and challenges in the use of coal fly ash for soil improvements - A review. In Journal of Environmental Management, 145, 2014, p. 249-267, ISSN 0301-4797.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).