Kinetyka suszenia węgli kamiennych w warunkach quasi-izotermicznych

Ignasiak, K.; Tomaszewicz, M.; Bigda, J.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Kinetyka suszenia węgli kamiennych w warunkach quasi-izotermicznych

Autorzy

Ignasiak K. , Tomaszewicz M. , Bigda J.

Identyfikatory

Warianty tytułu

Kinetics of hard coals drying under quasi-isothermal conditions

Języki publikacji

Abstrakty

Praca przedstawia badania kinetyki suszenia węgli energetycznych z ZG "Janina" oraz KWK "Wieczorek". Podczas badań zmieniano wilgotność początkową węgli, wymiar ziaren w zakresie od 0 do 3,15 mm oraz temperaturę suszenia. Wilgotność początkowa węgli wynosiła odpowiednio 10 oraz 15 %. Badania realizowano przy użyciu wagosuszarki typu MAC 210/NP w warunkach quasi-izotermicznych w zakresie temperatur od 80 do 120°C. Dla potrzeb analizy kinetycznej wytypowano cztery modele (Newtona, Hendersona-Pabisa, Page'a i logarytmiczny), stosowane ogólnie do opisu przebiegu procesu suszenia. Spośród analizowanych modeli najlepsze odzwierciedlenie danych doświadczalnych wykazał model logarytmiczny, dla którego wyznaczono parametry kinetyczne, czyli energię aktywacji oraz czynnik przedwykładniczy. Wartości obydwu parametrów okazały się być ściśle uzależnione od wymiarów ziaren, jak i typu węgla. Wyznaczone parametry kinetyczne będą podstawą do przeprowadzenia działań optymalizacyjnych w kierunku projektowania suszarek (w szczególności uderzeniowo-wirowych) przy użyciu metod CFD, co będzie przedmiotem dalszej pracy autorów nad tym zagadnieniem.

The paper presents studies on kinetics of steam coals drying from "Janina" and "Wieczorek" coal mines. During the investigations initial moisture of coals, their grain size within the range of 0 to 3,15 mm and temperature of drying were changed. The initial moisture content in the samples was 10 and 15%, respectively. The investigations were carried out with MAC 210/NP-type moisture balance under the quasi-isothermal conditions in the temperature range of 80-120°C. For kinetic analysis needs four kinetic models have been selected (Newton, Henderson-Pabis, Page and logarithmic) commonly used to describe the course of drying process. From among the analyzed models the logarithmic model proved to best reflect the experimental data. Determined kinetic parameters will be the basis for conducting of optimization actions orientated towards designing of dryers (especially impact-rotary dryers) with the use of CFD methods, what will be the scope of further research on the issue carried out by authors.

Słowa kluczowe

kinetyka suszenia energia aktywacji suszenie węgiel kamienny

kinetics of drying activation energy drying hard coal

Wydawca

Wydawnictwo Górnicze Sp. z o.o.

Czasopismo

Karbo

Rocznik

2012

Tom

Nr 4

Strony

262--271

Opis fizyczny

Bibliogr. 26 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Ignasiak K.

autor

Tomaszewicz M.

autor

Bigda J.

Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, Zabrze, kignasiak@ichpw.zabrze.pl

Bibliografia

1. Kolarz E., Billig P., Komputerowa symulacja w programie CHEMCAD procesu suszenia. Karbo, 2002, t. 47, nr 1, s. 30.
2. Lechner S., Rombercht H.-B., Krautz H.J., Suszenie parą w złożu fluidalnym pod ciśnieniem (SPZFC) i oddzielanie dwutlenku węgla przez płuczkę gazową - nowe wyzwanie dla wytwarzania energii elektrycznej z węgla brunatnego. Górnictwo i Geoinżynieria, 2011, R. 35, z. 3, s. 203.
3. Karthikeyan M., Zhonghua W., Mujumdar A.S., Low-Rank Coal Drying Technologies - Current Status and New Developments. Drying Technology, 2009, t. 27(3), s. 403.
4. Abhari R., Isaacs L.L., Drying Kinetics of Lignite, Subbituminous Coals and High-Volatile bituminous Coals. Energy & Fuels, 1990, nr 4, s. 448.
5. Li X., Song H., Wang Q., Meesri Ch., Wall T., Yu J., Experimental study on drying and moisture re-adsorption kinetics of an Indonesian low rank coal. Journal of Environmental Sciences, 2009, t. 21, s. 127.
6. Blaschke W., Przeróbka węgla kamiennego - wzbogacanie grawitacyjne. Wydawnictwo Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN, Kraków, 2009.
7. Pikoń J., Mujumdar A.S., Drying of coal, Handbook of Industrial Drying, Taylor &Francis Group, LLC, 2006.
8. Czaplicki A., Janusz M., Kosewska M., Wróbelska K., Metody preparacji mieszanek węglowych w systemie zasypowym i ich wpływ na jakość koksu. Karbo, 2012, t. 57, nr 2, s. 88.
9. Rejdak M., Wasielewski R., Koksowanie węgla metodą wsadu ubijanego - stan aktualny i perspektywy rozwoju. Karbo, 2012, t. 57, nr 2, s. 100.
10. Kang T.J., Namkung H., Xu L.H., Lee S., Kim S., Kwon H.B., The drying kinetics of Indonesian low rank coal (IBC) using a lab scale fixed-bed reactor and thermobalance to apply catalytic gasification process. Renewable Energy, 2012, http://dx.doi.org/10.1016/j. renene.2012.08.045.
11. Plutecki Z., Michalski M., Właściwości termokinetyczne węgla brunatnego w procesie suszenia fluidalnego. Rynek Ciepła 2011 - Materiały i studia, Lublin, 2011.
12. Molenda J., Technologia chemiczna. WSiP, Warszawa, 1997.
13. Marinos-Kouris D., Maroulis Z.B., Transport Properties in the Drying of Solids, Handbook of Industrial Drying, Taylor &Francis Group, LLC, 2006.
14. Pawlak-Kruczek H., Lichota J., Ostrycharczyk M., Badania procesu suszenia węgla prowadzonego metodą “impinging jet”. Rynek Ciepła 2011 - Materiały i studia, Lublin, 2011.
15. Tahmasebi A., Tu J., Li X., Meesri Ch., Experimental study on microwave drying of Chinese and Indonesian low-rank coals. Fuel Processing Technology, 2011, t. 92, nr 10, s. 1821.
16. Wang H., Kinetic Analysis od Dehydration of a Bituminous Coal Using the TGA Technique. Energy&Fuels, 2007, 21(6), s. 3070.
17. Szafran R., Modelowanie procesu suszenia w suszarce fontannowej. Praca doktorska. Politechnika Wrocławska, 2004.
18. Mujumdar A.S., Principles, Classification and Selection of Dryers. Handbook of Industrial Drying, Taylor &Francis Group, LLC, 2006.
19. Perea-Floresa M.J., Garibay-Feblesb V., Chanona-Pereza J.J, Calderón-Domingueza G., Mendez-Mendezc j. V, Palacios--Gonzalezb E., Gutierrez-Lópeza G.F., Mathematical modelling of castor oil seeds (Ricinus communis) drying kinetics in fluidized bed at high temperatures. Industrial Crops and Products, 2012, 38, s. 64.
20. Duygu E., Thin layer drying kinetics of Gundelia toumefortii L. Food and Bioproducts Processing, 2012, t. 90, s. 323.
21. Kang T.-J., Namkung H., Xu L.-H., Lee S., Kim S., Kwon H.-B., Kim H.-T., The drying kinetics of Indonesian low rank coal (IBC) using a lab scale fixed-bed reactor and thermobalance to apply catalytic gasification process. Renewable Energy, 2012 (w druku; DOI: http://dx.doi.Org/10.1016/j.renene.2012.08.045)
22. Vorres K.S., Effect of Temperature, Sample Size, and Gas Flow Rate on Drying on Beulah-Zap Lignite and Wyodak Subbituminous Coal. Energy & Fuels, 1994, t. 8, s. 320.
23. Togrul I.T., Pehlivan D., Mathematical modeling of solar drying of apricots in thin layers. Journal of Food Engineering, 2002, t. 55, s. 209.
24. Chen D., Zheng Y, Zhu X., Determination of effective moisture diffusivity and drying kinetics for poplar sawdust by thermogravimetric analysis under isothermal condition. Bioresource Technology, 2012, t. 107, s. 451.
25. Rayaguru K., Routray W., Microwave drying kinetics and quality characteristics of aromatic Pandanus amaryllifolius leaves. International Journal of Food Engineering, 2011, t. 18, s. 1035.
26. Vorres K.S., Molenda D., Dang Y, Malhotra V.M., Drying of Beulah Zap Lignite. Preprints of Papers - American Chemical Society Division of Fuel Chemistry, 1991, t. 36, s. 108.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-BPP4-0001-0217