PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

The structural and textural characteristics of limestones and the effectiveness of SO2 sorption in fluidized bed conditions

Autorzy
Treść / Zawartość
Identyfikatory
Warianty tytułu
PL
Charakter strukturalno-teksturalny wapieni a efektywność sorpcji SO2 w warunkach palenisk fluidalnych
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
The results of studies on the sorption properties of limestone with respect to SO2 under fluidized bed conditions are presented. It has been confirmed that the structural and textural characteristics of limestones (which, contrary to the common belief, are shaping the course of the sulphation process rather than the CaCO3 content) have a decisive influence on the effectiveness of SO2 capture. The impact of the porosity of limestones on the SO2 sorption process has been shown. Limestone parameters, which should be assessed at the stage of qualification of raw material for raw material production, have also been determined. The research methods, which can be used to predict the reactivity of sorbent in industrial conditions at the stage of laboratory analysis, have been presented. Presented in this article studies on the reactivity of limestone terms of SO2 were inspired by the problems of Polish power plants in meeting the SO2 emission limits when using limestones as SO2 sorbents in fluidized bed boilers and related to their low utilization and storage, and the high content of unreacted CaO in the ash. The studies have been conducted for several years. In that time, been tested several hundred samples limestone of Cretaceous (chalk), Jurassic, Triassic, Devonian, and Neogene (lacustrine chalk) age. The results of the study can contribute to the increased use of sorbent and thus increase the efficiency of SO2 capture in furnace conditions and, as a consequence, significantly reduce the amount of the combustion waste generated.
PL
Przedstawiono rezultaty badań właściwości sorpcyjnych wapieni względem SO2 w warunkach palenisk fluidalnych. Udowodniono, że decydujący wpływ na efektywność wychwytu SO2 ma charakter struktualno-teksturalny sorbentu, który kształtuje przebieg procesu siarczanowania, a nie jak się powszechnie przyjmuje się – zawartość CaCO3 w sorbencie. Pokazano jak porowatość sorbentu wpływa na przebieg procesu sorpcji SO2. Określono parametry sorbentu, które powinny podlegać ocenie na etapie kwalifikowania surowca do produkcji sorbentów. Zaprezentowano metody badawcze, za pomocą których na etapie badań laboratoryjnych można w sposób precyzyjny przewidzieć reaktywność sorbentu w warunkach przemysłowych. Prezentowane w niniejszym artykule badania nad reaktywnością wapieni względem SO2 zainspirowane zostały problemami polskich elektrowni i elektrociepłowni związanymi z dotrzymaniem limitów emisji SO2 podczas stosowania wapieni jako sorbentów SO2 w paleniskach fluidalnych, niskim stopniem wykorzystania sorbentów, wysoką zawartością nieprzereagowanego CaO w popiołach i problemami związanymi tak z ich wykorzystaniem jak i składowaniem. Badania prowadzono przez kilka lat. W tym czasie przebadano kilkaset próbek wapieni wieku kredowego (kreda pisząca), jurajskiego, triasowego, dewońskiego i neogeńskiego (kreda jeziorna). Rezultaty badań są w stanie przyczynić się do zwiększenia stopnia wykorzystania, sorbentu i co za tym idzie podniesienia efektywności wychwytu SO2 w warunkach palenisk, a przez to znacząco ograniczyć ilość powstających odpadów paleniskowych.
Twórcy
autor
  • AGH University of Science and Technology, Krakow, Poland, ehycnar@wp.pl
Bibliografia
  • [1] Alsthrom Propywe-Reactivity index. Alsthrom Propywer 1995.
  • [2] Anthony, E.J. and Granatstein, D.L. 2001. Sulfation phenomena in fluidized bed combustion systems. Progress in Energy and Combustion Science 27, pp. 215–236.
  • [3] AutoPore IV 9520 Operator’s Manual V1.09, 2008, Micromeritics Instrument Corporation, 950-42801-01.
  • [4] Borgwardt, R.H. 1985. Calcinations Kinetics and Surface Area of Dispersed Limestone Particles. AIChE Journal 31, pp. 355–362.
  • [5] Dam-Johansen, K. and Østergaard, K. 1991. High-temperature reaction between sulphur dioxide – 1. Comparision of limestones in two laboratory reactors and a pilot plant. Chemical Engineering Science 46, 3, pp. 827–37.
  • [6] Galos et al. 2016 – Galos, K., Szlugaj, J. and Burkowicz, A. 2016. Sources of limestone sorbents for flue gas desulphurization in Poland in the context of the needs of domestic power industry. Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal 19, 2, pp. 149–170 (in Polish).
  • [7] Hycnar, E. 2015. Structural-textural nature and sorption properties of limestones from the mesozoic-neogene contact zone in the Bełchatów deposit. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 31, 4, pp. 75–94.
  • [8] Hycnar et al. 2012 – Hycnar, E., Ratajczak, T. and Nieć, M. 2012. The “Zalas” porphyry deposit – problem of accompanying minerals still current?. Opencast Mining 53, 1–2, pp. 9–14 (in Polish).
  • [9] Hycnar et al. 2015 – Hycnar, E., Ratajczak, T. and Jończyk, M.W. 2015. Carbonate associated minerals and possibilities for their utilization as SO2 sorbents (on the example „Bełchatów” lignite deposit). Bulletin of the Mineral and Energy Economy Research Institute of the Polish Academy of Sciences 90, pp. 19–31 (in Polish).
  • [10] Hycnar et al. 2016 – Hycnar, E., Ratajczak, T., Jonczyk M.W. and Wal M. 2016. The possibilities of using chalk from domestic deposits in flue gas desulphurization technologies used in the energy sector. Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN 96, pp. 71–80 (in Polish).
  • [11] Laursen et al. 2000 – Laursen, K., Duo, W., Grace, J.R. and Lim, J. 2000. Sulfation and reactivation characteristics of nine limestones. Fuel 79, pp. 153–63.
  • [12] Mohammad et al. 1988 – Mohammad, R., Hajaligol, J.P., Longwell, A.F. and Sarofim, H. 1988. Analysis and modeling of the direct sulfation of CaCO3. Ind. Eng. Chem. Res. 27, 12, pp. 1543–1549.
  • [13] Pacciani et al. 2009 – Pacciani, R., Müller, C.R., Davidson, J.F., Dennis, J.S. and Hayhurst, A.N. 2009. The Performance of a Novel Synthetic Ca-Based Solid Sorbent Suitable for the Removal of CO2 and SO2 from Flue Gases in a Fluidised Bed. Proceedings of the 20th International Conference on Fluidized Bed Combustion, Environmental and Pollution Control, pp. 972–978.
  • [14] Rootare, H.M. and Prezlow, C.F. 1967. Surface Areas from Mercury Porosimetry Measurements, J. Phys. Chem., pp. 2733–2736.
  • [15] Such, P. 2000 – The pore space investigations for geological and engineering purposes. Scientific Works of the Oil and Gas Institute 104, 96 pp.
  • [16] Such, P. 2002 – An application of mercury porosimetry in pore space investigations. Scientific Works of the Oil and Gas Institute 113, 86 pp.
  • [17] Szymanek, A. and Nowak W. 2007. Mechanically activated limestone. Chemical and Process Engineering 287, pp. 127–137.
  • [18] Yao et al. 2010 – Yao, X., Zhang, H., Yang, H., Liu, Q., Wang, J. and Yue, G. 2010. An experimental study on the primary fragmentation and attrition of limestones in a fluidized bed. Fuel Processing Technology.
  • [19] Yrjas et al. 1995 – Yrjas, P., Iisa, K. and Hupa, M. 1995. Comparison of SO2 capture capacities of limestones and dolomites under pressure. Fuel 74, 3, pp. 395–400.
Uwagi
PL
Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-9edf87d2-10fc-4cfb-924f-0be53088174c
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.