Wpływ substancji mineralnej na proces pirolizy węgla koksującego

• Autorzy: Świetlik U. , Wiktorski T.

Warianty tytułu

EN

The influence of mineral matter on pyrolysis of coking coal

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zbadano wpływ substancji mineralnej zawartej w węglu koksującym (Ad 17 %) na proces karbonizacji i właściwości otrzymanego koksu, stosując odmineralizowanie węgla kwasami mineralnymi w następującej kolejności: 5 % HCl, 40 % HF, 35 % HCl. Pod wpływem kwasów z węgla zostaje usunięta większość substancji mineralnej – do zawartości popiołu w węglu Ad 0,4 % po końcowym etapie demineralizacji. Największy stopień demineralizacji węgla uzyskano stosując 40 % HF, który rozkłada prawie wszystkie związki Al, Si, K, stanowiące znaczną część substancji mineralnej. Działanie kwasów powoduje również zmiany w substancji organicznej węgla zmieniając jego właściwości, takie jak: zawartość części lotnych, skład elementarny, ciepło spalania, właściwości koksownicze. W istotny sposób wpływa więc na przebieg procesu karbonizacji poprzez obniżenie właściwości plastycznych węgla i inny przebieg reakcji zachodzących w stanie plastycznym, co prowadzi do otrzymania koksu o gorszych parametrach użytkowych.

EN

The influence of coking coal mineral matter content ( Ad – 17 % ) on carbonization process and properties of the resultant coke after coal demineralization by mineral acids: 5 % HCl, 40 % HF, 35 % HCl was investigated. The activity of acids has removed the most of mineral matter from coal – up to the ash content Ad - 0,4 % after the final demineralization. The highest degree of mineral matter removing occured when 40 % HF was used. This acid can dissolve the most of compounds Al, Si, K which present majority of the mineral matter of coal. The acids influence on the organic matter of coal too, changing the properties of coal such as: volatile matter content, elemental composition, calorific value, coking properties. Therefore, the acids have an impact an the behaviour of coal during carbonization process; a decrease of coal plasticity is observed, resulting in coke showing worse properties.

Słowa kluczowe

PL

węgiel kamienny; demineralizacja; piroliza; koks

EN

bituminous coal; demineralization; pyrolysis; coke

• Wydawca: Wydawnictwo Górnicze Sp. z o.o.
• Czasopismo: Karbo
• Rocznik: 2006
• Tom: Nr 1
• Strony: 13--18
• Opis fizyczny: Bibliogr.27 poz., 1 rys., 5 tabl.

Twórcy

autor

Świetlik U.

autor

Wiktorski T.

• Wydział Chemiczny Politechniki Wrocławskiej

Bibliografia

• 1. Jasieńko S., Chemia i fizyka węgla. Wyd. Pol. Wroc., Wrocław, 1995, rozdz. 10.
• 2. Kuhl J., Substancja mineralna w węglu. Przegląd Górniczy, 1980, t. 2, s. 61.
• 3. Goodarzi F., Mineralogy, elemental composition and modes of occurrence of elements in Canadian feed-coals. Fuel, 2002, t. 81, s. 1199.
• 4. Strugała A., Substancja mineralna węgla kamiennego i jej przemiany w procesie koksowania. Gospodarka Surowcami Mineralnymi, 1998, t. 14, s. 5.
• 5. Shirazi A.R., Bortin O., Eklund L., Lindquist O., The impact of mineral matter in coal on its combustion, and a new approach to the determination of the calorific value of coal. Fuel, 1995, t. 74, s. 247.
• 6. Węgiel J., Machowska A., Srzednicka E., Badania wpływu zawartości niektórych substancji mineralnych w węglu kamiennym na reaktywność otrzymanego koksu. Koks, Smoła, Gaz, 1991, t. 36, s. 111.
• 7. Hycnar J.J., Pinko L., Aspekty ekologiczne i ekonomiczne przy spalaniu węgla. Karbo-Energochemia-Ekologia, 1997, t. 42, s. 3.
• 8. Tatara A., Ochrona środowiska w krajowym koksownictwie - stan obecny i perspektywy. Karbo-Energochemia-Ekologia, 1998, t. 43, s. 112.
• 9. Akers D., Dospoy R., The role of coal cleaning in coal air toxics. Fuel Proces. Technol., 1994, t. 39, s. 73.
• 10. Blaschke Z., Wzbogacanie węgla kamiennego w Polsce. Inż. Mineralna, 2001, t. 2, s. 3.
• 11. Siwiec A., Sanak-Rydlewska S., Usuwanie popiołu i siarki metodami fizycznymi, chemicznymi i biologicznymi. Materiały XII Międzynarodowego Kongresu Przeróbki Węgla, 1994, Kraków, s. 5.
• 12. Howard J.B., Chemistry of coal utilization. New York: Wiley 1981, chapter 12, s. 665.
• 13. Makherjee S., Borthakur P.C., Chemical demineralization/desulphurization of high sulphur coal using sodium hydroxide and acid solutions. Fuel, 2001, t. 80, s. 2037.
• 14. Shevkoplyas V.N., Saranchuk V.I., The impregnation effect on low and middle rank coals structure reorganization and their behavior during pyrolysis. Fuel, 2000, t. 79, s. 557.
• 15. Sakanishi K., Saito I., Ishom F., Watanabe I., Mochida I., Okuyama N., Deguchi T., Simazaki K., Characterization and elution behaviors of organically associated minerals in coals during acid treatment and solvent extraction. Fuel, 2002, t. 81, s. 1471.
• 16. Steel KM., Patrick J. W., The production of ultra clean coal by chemical demineralisation. Fuel, 2001, t. 80, s. 2019.
• 17. Khan M.A., Ahmad I., Jan T.M., Karim I., Mineral matter identification in some Pakistani coal. Fuel Proces. Technol., 2002, t. 75, s. 1.
• 18. Steel K.M., Besida J., O’Donnell T.A., Wood D.G., Production of Ultra Clean Coal Part I - Dissolution behaviour of mineral matter in black coal towards hydrochloric and hydrofluoric acids. Fuel Proces. Technol., 2001, t. 70, s. 171. Part II - Ionic equilibria in solution when mineral matter from black coal is treated with aqueous hydrofluoric acid. Fuel Proces. Technol., 2001, t. 70, s. 193.
• 19. Matuszewska A., Wpływ demineralizacji kwasowej na strukturę materii organicznej węgli kamiennych, otrzymanych z nich inertynitów i półkoksów. Karbo-Energochemia-Ekologia, 1998, t. 43, s. 226.
• 20. Oztas N.A., Yurum Y., Pyrolysis of Turkish Zonguldak bituminous coal. Part I. Effect of mineral matter. Fuel, 2000, t. 79, s. 1221.
• 21. Tekely P., Nicole D., Delpuech J.-J., Totino E., Muller J. F., Chemical structure changes in coals after low-temperature oxidationand demineralization by acid treatment as revealed by high resolution solid state 13C NMR. Fuel Proces. Technol., 1987, t. 15, s. 225.
• 22. Franklin H.D., Peters W.A., Howard J.B., Mineral matter effects on the rapid pyrolysis and hydropyrolysis of a bituminous coal. 1. Effects on yields of char, tar and light gaseous volatiles. Fuel, 1982, t. 61, s. 155. 2 . Effects of yields of C3 - C8 hydrocarbons. Fuel, 1982, t. 61, s. 1213.
• 23. Lu H., Chen H., Li W., Li B., Occurrence and volatilization behavior of Pb, Cd, Cr in Yima coal during fluidized-bed pyrolysis. Fuel, 2004, t. 83, s. 39.
• 24. Liu Q., Hu H., Zhou Q., Zhu S., Chen G., Effect of inorganic matter on reactivity and kinetics of coal pyrolysis. Fuel, 2004, t. 83, s. 713.
• 25. Wang J., Takaya A., Tomita A., Leaching of ashes and chars for examining transformations of trace elements during coal combustion and pyrolysis. Fuel, 2004, t. 83, s. 651.
• 26. Cypres R., Furfari S., Role of surface salt complexes in alkali-catalysed carbon gasification. Fuel, 1982, t. 61, s. 447.
• 27. Winnicki-Radziewicz J., Wpływ substancji mineralnej i struktury petrograficznej na proces bezpośredniego uwodornienia węgla - na przykładzie węgla z KWK Janina. Prace GIG Nr 842, Katowice 2000.