Blends of hard coal sludge with pulverized lignite as alternative energy raw materials

• Autorzy: Klojzy-Karczmarczyk Beata , Mazurek Jan , Wiencek Marek , Feliks Jacek

Identyfikatory

DOI

10.33223/epj/111988

Warianty tytułu

PL

Mieszanki mułów węgla kamiennego z pyłami węgla brunatnego jako alternatywne surowce energetyczne

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Hard coal sludge is classified as group 01 waste or it is a by-product in the production of a hard coal with variable energy importance. Pulverized lignite is not waste but a final product of drying and the very fine pulverization of lignite with a high calorific value. The study comprised the basic material before granulation such as coal sludge (PG SILESIA) and pulverized lignite (LEAG) as well as their prepared blends after the granulation on a pipe vibration granulator designed at AGH. The pulverized lignite of the LEAG company shows a low sulfur contents. In the analyzed samples its average content (S_tot^d) is 0.61%. An average value of this parameter in the analyzed coal sludge samples is 0.55%. The addition of pulverized lignite does not have a significant impact on the total content of sulfur and of analyzed toxic elements (Hg, As, Cd, Cr, Co, Cu, Mn, Ni, Pb, Sb, Tl, and W) in the samples. The calorific value of coal sludge falls within the range of 11.0−12.4 MJ/kg (on a dry basis). For the coal sludge and pulverized lignite blends the calorific value clearly increases to values of 14.8−17.7 MJ/kg (on dry basis). The calorific value slightly decreases in the case of granulation with the CaO additive. Such values increase the possibilities of application in the commercial power sector. It is possible to state that all sludge and pulverized lignite blends are susceptible to granulation. The drop strength of the fresh pellets is satisfactory and the averaged value is around 4. After seasoning the drop strength of blends definitely falls, on average by 30%, except for pellets made of pure coal sludge. So the addition of pulverized lignite hinders the possibilities of granulation as compared with pure coal sludge.

PL

Muły węgla kamiennego klasyfikowane są jako odpady z grupy 01 lub są ubocznym produktem w produkcji surowca, często o niskiej wartości opałowej. Pył węgla brunatnego nie jest odpadem, ale produktem wyjściowym suszenia i bardzo drobnego mielenia węgla brunatnego o wysokiej wartości opałowej. surowca, często o niskiej wartości opałowej.W pracy badaniami objęto materiał podstawowy przed procesem granulowania, czyli muły węglowe (PG SILESIA) i pył węgla brunatnego (LEAG) oraz ich mieszanki po procesie granulowania na grudkowniku wibracyjnym konstrukcji AGH. Pyły węgla brunatnego firmy LEAG wykazują niskie zawartości siarki. Jej średnia zawartość w analizowanych próbkach (S_tot^d) wynosi 0,61%. Średnia wielkość tego parametru w analizowanych mułach węglowych wynosi 0,52%. Dodatek pyłu węgla brunatnego nie ma znaczącego wpływu na całkowitą zawartość w próbkach siarki oraz analizowanych pierwiastków toksycznych (Hg, As, Cd, Cr, Co, Cu, Mn, Ni, Pb, Sb, Tl, W). Wartość opałowa mułów węglowych mieści się w granicach 11,0−12,4 MJ/kg (w stanie suchym). Dla mieszanin mułu węglowego z pyłami węgla brunatnego wartość opałowa zdecydowanie wzrasta do wielkości 14,8−17,7 MJ/kg (w stanie suchym). Obserwuje się nieznaczne obniżenie wartości opałowej w przypadku granulowania z dodatkiem CaO. Takie wartości zwiększają możliwości zastosowania w energetyce zawodowej. Wszystkie mieszanki mułów z pyłami węgla brunatnego są podatne na proces grudkowania (granulowania). Wytrzymałość na zrzuty grudek świeżych jest zadawalająca, a wartość uśredniona kształtuje się na poziomie 4. Po sezonowaniu próbek odporność na zrzuty mieszanek zdecydowanie maleje, średnio o 30% z wyjątkiem grudek wykonanych z czystego mułu węglowego. Dodatek analizowanych pyłów węgla brunatnego utrudnia zatem procesy grudkowania w stosunku do czystych mułów węglowych.

Słowa kluczowe

EN

coal sludge (of hard coal); pulverized lignite (coal dust from lignite); granulation; quality parameter; calorific value

PL

muł węglowy (węgla kamiennego); pył węgla brunatnego; parametr jakościowy; wartość opałowa; granulowanie; grudkowanie

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Czasopismo: Polityka Energetyczna
• Rocznik: 2019
• Tom: T. 22, z. 3
• Strony: 83--98
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Klojzy-Karczmarczyk Beata

• Mineral and Energy Economy Research Institute of the Polish Academy of Sciences, Kraków, Poland

autor

Mazurek Jan

• Mineral and Energy Economy Research Institute, Polish Academy of Science, Kraków, Poland

autor

Wiencek Marek

• EP Coal Trading Polska S.A. Czechowice-Dziedzice, Poland

autor

Feliks Jacek

• AGH University of Science and Technology, Kraków, Poland

Bibliografia

• [Online] http://www.instalacjebudowlane.pl – Energy value of coal, gas, oil and other fuels (Wartość energetyczna węgla, gazu, oleju i innych paliw) [Accessed: 2018-07-23] (in Polish).
• [Online] https://www.epcoaltrading.cz/pl/produkty/pyl-wegla-brunatnego/ – The pulverized lignite (Pył węgla brunatnego) [Accessed: 2019-07-21] (in Polish).
• [Online] https://www.lignoplus.de/pyl-wegla-brunatnego.php – LignoPlus. A strong fuel alternative from refined lignite (Silna alternatywa paliwowa z uszlachetnionego węgla brunatnego) [Accessed: 2019- 07-21] (in Polish).
• Banaszewski et al. 2001 – Banaszewski, T., Kobiałka, R., Baran, J., Filipowicz, A. and Feliks, J. 2001. Novel vale vibratory pelleter (Wibracyjny grudkownik rynnowy). PL 350979 Polska, 30 11 2001 (in Polish).
• Banaszewski, T. 1994. Vibration balling (Grudkownik wibracyjny). Patent PL no. 173892 Polska, 2 11 1994.
• Bielowicz, B. 2013. Selected harmful elements in Polish lignite (Występowanie wybranych pierwiastków szkodliwych w polskim węglu brunatnym). Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management Vol. 29, Issue 3, pp. 47–59 (in Polish).
• Feliks, J. 2009. The simulation of pellets motion in the novel vale vibratory pelleter (Badania symulacyjne ruchu grudek w rynnowym grudkowniku wibracyjnym dla różnych średnic rynny). Inżynieria i Aparatura Chemiczna Vol. R. 48, No. 4, pp. 38–39 (in Polish).
• Feliks J. et al. 2018 – Feliks, J., Klojzy-Karczmarczyk, B. and Wiencek, M. 2018. Granulating coal sludge and their mixtures to improve transport properties (Granulowanie mułów węglowych i ich mieszanek celem poprawy właściwości transportowych). Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią Polskiej Akademii Nauk No. 104, pp. 173–188 (in Polish).
• Journal of Law 2018, item 1654. Act of 5 July 2018. Amending the law on monitoring and control of fuel quality and the Act on the National Tax Administration (Ustawa z dnia 5 lipca 2018 r. o zmianie ustawy o systemie monitorowania i kontrolowania jakości paliw oraz ustawy o Krajowej Administracji Skarbowej) (Dz.U. z 2018, poz. 1654) (in Polish).
• Journal of Law 2018, item 1890. Regulation of the Minister of Energy of 27 September 2018, concerning the quality requirements for solid fuels (Rozporządzenie Ministra Energii z dnia 27 września 2018 roku w sprawie wymagań jakościowych dla paliw stałych) (Dz.U. z 2018, poz. 1890) (in Polish).
• Klojzy-Karczmarczyk at al. 2018 – Klojzy-Karczmarczyk, B., Mazurek, J. and Wiencek, M. 2018. Coal sludge and their mixtures as prospective energy resources. Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal Vol. 21, Issue 3, pp. 137–15.
• Klojzy-Karczmarczyk, B. and Mazurek, J. 2017. Proposals to extend actions to the management of waste rock from hard coal mining (Propozycje rozszerzenia działań celem zagospodarowania materiałów odpadowych z górnictwa węgla kamiennego). Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią Polskiej Akademii Nauk No. 98, pp. 151–165.
• Makowska i in. 2017 – Makowska, D., Wierońska, F., Dziok, T. and Str ugała, A. 2017. Ecotoxic elements emission from the combustion of solid fuels due to legal regulations (Emisja pierwiastków ekotoksycznych z procesów spalania paliw stałych w świetle regulacji prawnych). Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal Vol. 20, Issue 4, pp. 89–102 (in Polish).
• Stala-Szlugaj, K. 2018a. The Anti-Smog Resolutions in Poland and Their Impact on Hard Coal Consumption in Households (Uchwały antysmogowe w Polsce a ich oddziaływanie na zużycie węgla kamiennego w gospodarstwach domowych). Journal of the Polish Mineral Engineering Society No. 2, pp. 161–168 (in Polish).
• Stala-Szlugaj, K. 2018b. Hard coal demand for households in Poland vs. Anti-smog law. Archives of Mining Sciences Vol. 63, Issue 3, pp. 701–711.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).