Mineralna sekwestracja CO2 przy zastosowaniu zawiesin wodnych wybranych popiołów lotnych ze spalania węgla brunatnego

• Autorzy: Uliasz-Bocheńczyk A.

Warianty tytułu

EN

Mineral sequestration of CO2 using water suspensions of selected fly ashes from the combustion of lignite coal

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Popioły lotne ze spalania węgla brunatnego są odpowiednim materiałem do sporządzania zawiesin dla wiązania CO2 na drodze mineralnej karbonatyzacji. Ze względu na ich ograniczone wykorzystanie gospodarcze, mineralna sekwestracja CO2, jako etap technologii CCS dla elektrowni spalających węgiel brunatny, może być dobrym sposobem ich zagospodarowania. Do badań mineralnej sekwestracji CO2 wykorzystano popioły lotne ze spalania węgla brunatnego w Elektrowni Pątnów charakteryzujące się wysoką zawartością tlenku wapnia i wolnego CaO. Badania składu fazowego zawiesin potwierdziły zachodzenie procesu karbonatyzacji, któremu uległ cały wodorotlenek wapnia zawarty w 'czystych' zawiesinach popiołowych. Stopień związania CO2 określono na podstawie badań termograwimetrycznych, stwierdzając wzrost zawartości CaCO3 w zawiesinach po wprowadzeniu do nich ditlenku węgla. Konsekwencją karbonatyzacji jest również obniżenie pH zawiesiny. W badanych zawiesinach stwierdzono zmniejszenie wymywalności wszystkich zanieczyszczeń. Uzyskane wyniki porównano z rezultatami wcześniej przeprowadzonych badań popiołów z tej samej elektrowni, ale różniących się składem chemicznym. Badania potwierdziły, że zawiesiny wodne popiołów ze spalania węgla brunatnego w Elektrowni Pątnów, niezależnie od ich składu, charakteryzują się wysokim stopniem karbonatyzacji.

EN

Fly ashes from the combustion of lignite coal are suitable materials for the creation of suspensions in which CO2 is bound by mineral carbonation. Considering their limited economic uses, mineral sequestration, as a stage of the CCS technology in lignite coal power plants, can be a way of recycling them. Mineral sequestration of CO2 was researched using fly ashes from the combustion of lignite coal in the Pątnów power plant, distinguished by a high content of CaO and free CaO. Research into phase composition confirmed the process of carbonation of the whole calcium hydroxide contained in pure suspensions. The degree of CO2 binding was determined on the basis of thermogravimetric analysis. A rise in the content of CaCO3 was found in the suspensions after subjecting them to the effects of carbon dioxide. Following carbonation the pH is lowered. A reduction in the leaching of all pollutants was discovered in the studied ashes. The results obtained were compared to earlier research of ashes from the same power plant but with a different chemical composition. Research confirmed that water suspensions of ashes from the combustion of lignite coal in the Pątnów power plant are distinguished for a high degree of carbonation.

Słowa kluczowe

PL

mineralna sekwestracja CO2; popioły; spalanie; węgiel brunatny

EN

mineral sequestration; carbon dioxide; ashes from lignite combustion

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN ; Komitet Zrównoważonej Gospodarki Surowcami Mineralnymi PAN
• Czasopismo: Gospodarka Surowcami Mineralnymi
• Rocznik: 2011
• Tom: T. 27, z. 1
• Strony: 145--153
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Uliasz-Bocheńczyk A.

• Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN, Kraków,

Bibliografia

• [1] Baciocchi R., Costa G., Polettini A., Pomi R., Prigiobbe V., 2009 - Comparison of different reaction routes for carbonation of APC residues. Energy Procedia 1, p. 4851-4858.
• [2] Costa G., Baciocchi R., Polettini A., Pomi R., Hill s C. D., Carey P.J., 2007 - Current status and perspectives of accelerated carbonation process on municipal waste combustion residues. Environ. Monit. Assess 135, p. 55-75.
• [3] Deja J., 2002 - Immobilization of Cr6+, Cd2+, Zn2+ and Pb2+ in alkali-actived slag binders. Cement and Concrete Research 32, p. 1971-1979.
• [4] De Silva P., Bucea L., Sirivivatnanon , 2009 - Chemical, microstructural and strength development of calcium and magnesium carbonate binders. Cement and Concrete Research 39, p. 460-465.
• [5] Emitor 2009. Emisja Zanieczyszczeń Środowiska w Elektrowniach i Elektrociepłowniach Zawodowych, Agencja Rynku Energii, Warszawa, 2010.
• [6] Fernandez Bertos M., Simons S. J. R., Hills C. D., Carey P.J., 2004 - A review of accelerated carbonation technology in the treatment of cement-based materials and sequestration of CO2. Journal of Hazardous Materials B112, p. 193-205.
• [7] Gassen N., Bauer M., Peiffer S., 2010 - Carbonation of lignite fly ash at ambient T and p in a semi-dry reaction system. Third International Conference on Accelerated Carbonation for Environmental and Materials Engineering, Turku (Finland), 29 November - 1 December 2010, p. 189.
• [8] Gawlicki M., Galos K., 2009 - Popioły lotne z kotłów konwencjonalnych. [W:] Mineralne surowce odpadowe, praca pod red. R. Neya. Wyd. IGSMiE PAN, Kraków 2009.
• [9] Giergiczny Z., 2006 - Rola popiołów lotnych wapniowych i krzemionkowych w kształtowaniu właściwości współczesnych spoiw budowlanych i tworzyw cementowych. Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Monografia nr 325, Kraków.
• [10] Giergiczny Z., Król A., 2008 - Immobilization of heavy metals (Pb, Cu, Cr, Zn, Cd, Mn) in the mineral additions containing concrete composites. Journal of Hazardous Materials 160, p. 247-255.
• [11] Kurdowski W., 2010 - Chemia cementu i betonu. Wyd. Polski Cement/Wyd. Naukowe PWN, Kraków/Warszawa 2010.
• [12] Małolepszy J., Deja J., 1995 - Effect of heavy metals immobilization on properties of alkali actived slag mortars. Proceedings Fifth CANMET/ACI International Conference: Fly ash, silia fume, slag and natural pozzolans in concrete, Milwaukee, Wisconsin. Edited by V. M. Malhotra, vol. 2, p. 1087-1095.
• [13] Rajczyk K., Giergiczny Z., Glinicki M. A., 2004 - Use of DTA in the investigations of fly ashes from fluidized bed boilers. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, vol. 77, p. 165-170.
• [14] Reeder R. J., 1996 - Interaction of divalent cobalt, zinc, cadmium and barium with calcite surface during layer growth. Geochimica et Cosmochimica Acta vol.60, No. 9, p. 1543-1552.
• [15] Román-Ross G., Cuello G. J., Turrillas X., Fernández -Martinez A., Charlet L., 2006 - Arsenite sorption and co-precipitation with calcite. Chemical Geology 233, p. 328-336.
• [16] Ubbriaco , Calabrese , 2000 - Hydration behaviour of mixtures of cement and fly ash mixtures with high sulphate and chloride content. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, vol. 61, p. 615-623.
• [17] Uliasz-Bocheńczyk A. (red.), Mokrzycki E., Piotrowski Z., Pomykała R., 2007 - Składowanie CO2 z zawiesinami popiołowo-wodnymi pod ziemią. Wyd. IGSMiE PAN, Kraków.
• [18] Uliasz-Bocheńczyk A., 2009 - Mineralna sekwestracja CO2 w wybranych odpadach. Studia Rozprawy Monografie nr 153, Wyd. IGSMiE PAN, Kraków.
• [19] Uliasz-Bocheńczyk A., Cempa M., 2010 - A thermodynamic model of CO2 sequestration in aqueous solutions of selected waste. Gospodarka Surowcami Mineralnymi, t. 26, z. 4, 2010, p. 119-132.
• [20] Uliasz-Bocheńczyk A., 2010 -Mineral sequestration of CO2 in suspensions containing mixtures of fly ashes and desulphurization waste. Gospodarka Surowcami Mineralnymi, t. 26, z. 4, 2010, p. 109-119.