Cząstki węglowe w popiołach lotnych ze spalania węgla z polskich złóż

• Autorzy: Misiak J.

Identyfikatory

DOI

10.1515/gospo-2015-24

Warianty tytułu

EN

Coal particles in the fly ashes from Polish coal combustion

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Niespalona substancja organiczna w popiołach lotnych występuje najczęściej w formie ziaren masywnych lub porowatych, niekiedy przyjmujących postać cenosfer. W badanych popiołach lotnych ze spalania węgli brunatnych i kamiennych pochodzących z elektrowni cieplnych stwierdzono występowanie mikrocząstek należących do następujących grup: glinokrzemiany (kwarc, mulit), tlenki żelaza, węglany oraz niespalona substancja organiczna. Substancja organiczna w badanych próbkach występuje w ilości 3,6–9,5%. Cząstki węglowe wykazują duże zróżnicowanie zarówno pod względem wielkości jak i morfologii. Ich wielkość waha się w przedziale od kilku μm do około 1 mm. Można wyróżnić kilka form ich występowania. Są to formy sferyczne porowate cienkościenne i grubościenne. Ponadto niespalona substancja organiczna tworzy nieregularne ziarna porowate, których ścianki są o zmiennej grubości. W badanych próbkach występuje również substancja organiczna inertynitowa w formie fuzynitu wykazującego strukturę komórkową lub niekiedy są to formy masywne lub zwarte. Częstą formą występowania substancji organicznej w badanych popiołach lotnych są cząstki detrytyczne o wymiarach poniżej 10 μm. Występują również cząstki węglowe zawierające domieszki mineralne. W przypadku, gdy ilość substancji mineralnej przekracza 50%, cząstki te klasyfikowane są jako mineralne. [...]

EN

Unburned organic matter in the fly ash occurs most commonly in the form of solid or porous grains. It has been shown that tested fly ash resulting from the combustion of lignite and hard coal from pulverized boilers contained microparticles belonging to the following groups: aluminosilicates (quartz, mullite), iron oxides, carbonates, and unburned organic matter. The organic matter content in the tested samples is in the range of 3.6–9.5%. Coal particles show a large variation in terms of size and morphology. Their size ranges from a few micrometers to about 1 mm. Several forms of their occurrence can be distinguished. These include: porous, thin and thick-walled spherical forms. In addition, unburned carbonaceous substance creates irregular porous grains with walls of variable thickness. What is more, the tested samples contain macerals from the inertinite group in the form of fusinite showing cellular structure; sometimes these include massive or dense forms. The organic matter in the tested fly ash usually occurs in the form of detrital particles with dimensions below 10 micrometers. There are also coal particles containing mineral admixtures. If the mineral matter content exceeds 50%, the particles are classified as minerals. [...]

Słowa kluczowe

PL

spalanie węgla; petrografia węgla; popiół lotny

EN

coal combustion; coal petrography; fly ash

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN ; Komitet Zrównoważonej Gospodarki Surowcami Mineralnymi PAN
• Czasopismo: Gospodarka Surowcami Mineralnymi
• Rocznik: 2015
• Tom: T. 31, z. 3
• Strony: 111--120
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Misiak J.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Geologii Geofizyki i Ochrony Środowiska, Katedra Geologii Złożowej i Górniczej, Kraków

Bibliografia

• [1] Alvarez i in. 1997 – Alvarez, D., Angelez, G., Borrego, G. i Menendez, R. 1997. Unbiased methods for the morphological description of char structures. Fuel Vol. 76. No. 13, s. 1241–1248.
• [2] Bech, N.I. i Feuerborn, H.J. 2008. Utilization of coal ash in Europe. Int. Conf. Eurocoalash, Warsaw, Poland, 6–8 October 2008, s. 9–27.
• [3] Fenelonov i in. 2010 – Fenelonov, V.B., Melgunov, M.S. i Parmon, V.N. 2010. The Properties of cenospheres and the mechanism of their formation during high-temperature coal combustion at thermal power plans. KONA Powder and Particle Journal No. 28, s. 189–208.
• [4] Fisher i in. 1976 – Fisher, G.L., Chang, D.P.Y. i Brummer, M. 1976. Fly ash collected from electrostatic precipitators: Microcrystalline structures and the mystery of the spheres. Science Vol. 192, s. 553–555.
• [5] Giergiczny, Z. 2013. Popiół lotny w składzie cementu i betonu. Gliwice: Wyd. Politechniki Śląskiej, 189 s.
• [6] Jun-Min i in. 2001 – Jun-Min, S., Qiang, Y. i Xu-Chang, X. 2001. Classification of Micro-Particles in Fly Ash. Dev. Chem. Eng. Mineral Process 9(3/4), s. 233–238.
• [7] Jonczy i in. 2012 – Jonczy, I., Nowak, J., Porszke, A. i Strzałkowska, E. 2012. Składniki fazowe wybranych mineralnych surowców odpadowych w obrazach mikroskopowych. Gliwice: Wyd. Politechniki Śląskiej, 200 s.
• [8] Kurdowski, W. 2010. Chemia cementu i betonu. Stowarzyszenie Producentów Cementu, Wyd. Naukowe PWN, Kraków, Warszawa, 728 s.
• [9] Kutchko, B.G. i Kim, A.G. 2006. Fly ash characterization by SEM–EDS. Fuel 85, s. 2537–2544.
• [10] Lester i in. 2010 – Lester, E., Alvarez, D., Borrego, A.G., Valentim, B., Flores, D., Clift, D.A., Rosenberg, P., Kwiecinska, B., Barranco, R.,. Petersen, H.I, Mastalerz, M., Milenkova, K.S., Panaitescu, C., Marques, M.M., Thompson, A., Watts, D., Hanson, S., Predeanu, G., Misz, M. i Tao, Wu. 2010. The procedure used to develop a coal char classification – Commission III CombustionWorking Group of the International Committee for Coal and Organic Petrology. International Journal of Coal Geology 81, s. 333–342.
• [11] Mazurkiewicz i in. 1997 – Mazurkiewicz, M., Piotrowski, Z. i Tajduś, T. 1997. Lokowanie odpadów w kopalniach podziemnych. Kraków: Biblioteka Szkoły Eksploatacji Podziemnej, 124 s.
• [12] Misz, M. 2002. Comparison of chars in slag and fly ash as formed in pf boilers from Będzin Power Station (Poland). Fuel Vol. 81, s. 1351–1358.
• [13] Shackelford, J.F. i Doremus, H. red. 2008. Ceramic and Glass Materials: Structure, Properties and Processing. Springer, 209 s.
• [14] Sokol i in. 2002 – Sokol, E.V., Kalugin, V.M., Nigmatulina, E.N., Volkova, N.I., Frankel, A.E. i Maksimova, N.V. 2002. Ferrospheres from fly ashes of Chelyabinsk coal: chemical composition, morphology and formation conditions. Fuel 81, s. 867–876.
• [15] Ramsden, A.R. i Shibaoka, M. 1982. Characterization and analysis of individual fly ash particles from coal-fired power stations by a combination of optical microscopy: Electron microscopy and quantitative electron microprobe analysis. Atmos. Environ Vol. 16, No. 9, s. 2191–2206.
• [16] Ratajczak i in. 1999 – Ratajczak, T., Gaweł, A., Górniak, K., Muszyński, M., Szydłak, T. i Wyszomirski, P. 1999. Charakterystyka popiołów lotnych ze spalania niektórych węgli kamiennych i brunatnych. Polskie Towarzystwo Mineralogiczne – Prace specjalne, s. 9–34.
• [17] Tadeusiewicz, R. i Korhoroda, P. 1997. Komputerowa analiza i przetwarzanie obrazów. Wyd. Fundacji Postępu Telekomunikacji: Kraków, 272 s.
• [18] Uliasz-Bocheńczyk, A. 2008. Możliwości zastosowania popiołów lotnych ze spalania węgla kamiennego w kotłach wodnych do sekwestracji CO2 na drodze mineralnej karbonatyzacji. Rocznik Ochrony Środowiska t. 10, s. 567–574.