Research on coal-water fuel combustion in a circulating fluidized bed

• Autorzy: Kijo-Kleczkowska A.

Warianty tytułu

PL

Badanie spalania zawiesinowych paliw węglowo-wodnych w cyrkulacyjnej warstwie fluidalnej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the paper the problem of heavily-watered fuel combustion has been undertaken as the requirements of qualitative coals combusted in power stations have been growing. Coal mines that want to fulfill expectations of power engineers have been forced to extend and modernize the coal enrichment plants. This causes growing quantity of waste materials that arise during the process of wet coal enrichment containing smaller and smaller under-grains. In this situation the idea of combustion of transported waste materials, for example in a hydraulic way to the nearby power stations appears attractive because of a possible elimination of the necessary deep dehydration and drying as well as because of elimination of the finest coal fraction loss arising during discharging of silted water from coal wet cleaning plants. The paper presents experimental research results, analyzing the process of combustion of coal-water suspension depending on the process conditions. Combustion of coal-water suspensions in fluidized beds meets very well the difficult conditions, which should be obtained to use the examined fuel efficiently and ecologically. The suitable construction of the research stand enables recognition of the mechanism of coal-water suspension contact with the inert material, that affects the fluidized bed. The form of this contact determines conditions of heat and mass exchange, which influence the course of a combustion process. The specificity of coal-water fuel combustion in a fluidized bed changes mechanism and kinetics of the process.

PL

W pracy omówiono problematykę spalania wysoko zawodnionych paliw, która nabiera coraz większego znaczenia w miarę wzrostu wymagań jakościowych węgli spalanych w elektrowniach. Kopalnie węgla kamiennego, chcąc spełnić oczekiwania energetyków, zmuszone zostały do rozbudowy i unowocześnienia zakładów wzbogacania węgla. Powoduje to wzrost ilości odpadów powstających w procesie mokrego wzbogacania zawierających coraz mniejsze podziarna. W tej sytuacji koncepcja bezpośredniego spalania wspomnianych odpadów, transportowanych np. hydraulicznie do pobliskich elektrowni wydaje się atrakcyjna, zarówno ze względu na możliwość eliminacji konieczności głębokiego odwadniania i suszenia, a także likwidacji strat najdrobniejszych frakcji węgla, przy zrzucie zamulonych wód z zakładów wzbogacania. W pracy zaprezentowano wyniki badań eksperymentalnych, analizujących proces spalania zawiesiny w zależności od warunków prowadzenia procesu. Spalanie zawiesin w-w w warstwie fluidalnej bardzo dobrze spełnia trudne warunki, jakie należy uzyskać, aby sprawnie i ekologicznie wykorzystać rozpatrywane paliwo. Odpowiednia konstrukcja stanowiska badawczego umożliwiła rozpoznanie mechanizmu kontaktu zawiesin w-w z materiałem inertnym, stanowiącym warstwę fluidalną. Od formy tego kontaktu zależą bowiem warunki wymiany ciepła i masy, które decydują o przebiegu procesu spalania. Jak wykazano, specyfika spalania zawiesin w-w w warstwie fluidalnej zmienia mechanizm i kinetykę procesu.

Słowa kluczowe

EN

coal-water fuels; coal-mule; biomass; combustion in circulating fluidized bed

PL

paliwa węglowo-wodne; muł węglowy; biomasa; spalanie w cyrkulacyjnej warstwie fluidalnej

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 57, no. 1
• Strony: 79--92
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kijo-Kleczkowska A.

• Technical University of Czestochowa, Armii Krajowej 21, 42-201 Częstochowa, Poland

Bibliografia

• Arena U., Cammarota A., Massimilla L., Siciliano L., Basu P., 1990. Carbon attrition during the combustion of a char in a circulating fluidized bed. Combustion Science and Technology 73, pp. 383-394.
• Basu P., Fraser S.A., 1991. Circulating Fluidized Bed Boilers. Design and Operations, Butterworth-Heinemann (USA).
• Bis Z., 1991. Aerodynamics of the circulating fluidized bed. Series Monographs No 21. Publishers of Technical University of Częstochowa.
• Chirone R., Massimilla L., 1989. The application of Weibull theory to primary fragmentation of a coal during devolatilization. Powder Technology 57, pp. 197-212.
• Feng B., Bhatia S.K., 2000. Percolative fragmentation of char particles during gasification. Energy and Fuels 14, pp. 297-307.
• Gajewski W., 1996-1998. The research of combustion mechanism of coal particles in the circulating fluidized bed. Report of investigative project. No 8T10 044 10.
• Gajewski W., 2005-2008. Analysis of processes of coal-water suspensions combustion in the fluidized bed. Report of investigative project. No 3 T10B 084 28.
• Gajewski W., Kijo-Kleczkowska A., 2004. The kinetics of periodic combustion of coal. Powder Handling & Processing 16, 2 pp. 126-131.
• Gajewski W., Kijo-Kleczkowska A., 2006. Solid fuels particles fragmentation during the periodic combustion. Archivum Combustionis 26 nr 1-2, pp. 3-81.
• Gajewski W., Kijo-Kleczkowska A., 2007. Co-combustion of coal and biomass in the fluidized bed. Archives of Thermodynamics 28, no. 4, pp. 63-77.
• Gajewski W., Kijo-Kleczkowska A., Leszczyński J., 2009. Analysis of cyclic combustion of solid fuels. Fuel 88, pp. 221-234.
• Grace J.R., Knowlton T.M., Avidan A.A., 1997. Circulating Fluidized Beds. Chapman & Hall, London.
• Kijo-Kleczkowska A., 2008-2010. Mechanism of coal-water fuels co-combustion with biomass. Report of investigative project. No N N513 309935.
• Kijo-Kleczkowska A., 2009. Analysis Combustion Process of Coal-Water Fuel. Archives of Mining Sciences, 54, 1, pp. 119-133.
• Kijo-Kleczkowska A., 2010a. Research on destruction mechanism of drops and evolution of coal-water suspension in combustion process. Archives of Mining Sciences 55, nr 4, pp. 923-946.
• Kijo-Kleczkowska A., 2010b. Analysis of the Co-Combustion Process of Coal-Water Slurries and Biomass. Archives of Mining Sciences 55, nr 3, pp. 487-500.
• Kijo-Kleczkowska A., 2011a. Combustion of coal–water suspensions. Fuel 90, pp. 865-877.
• Kijo-Kleczkowska A., 2011b. Analysis of cyclic combustion of coal-water suspension. Archives of Thermodynamics 32, pp. 45-75.
• Kijo-Kleczkowska A., Gajewski W., Kosowska-Golachowska M., 2008. Mechanism and kinetics of the co-combustion process of coal-water slurries and biomass. Proceedings of ECOS, pp. 859-866, Cracow - Gliwice, Poland, June 24-27, 2008.
• Kijo-Kleczkowska A., Otwinowski H., 2011. Analysis of the coal and biomass co-combustion in the water-slurries form. 38th International Conference of SSCHE, May 23-27, Tatranske Matliare, Slovakia, p. 176.
• Pis J.J., Fuertes A.B., Artos V., Suarez A., Rubiera F., 1991. Attrition of coal ash particles in a fluidized bed. Powder Technology 66, pp. 41-46.
• Polański Z., 1984. Planning of experiences in technics. PWN, Warsaw.
• Ray Y.-Ch., Jiang T.-S., 1987. Particle attrition phenomena in a fluidized bed. Powder Technology 49, pp. 193-206.
• Stubington J.F., Linjewile T.M., 1989. The effects of fragmentation on devolatilization of large coal particles. Fuel 68, pp. 155-160.