Application of thermal analysis methods of in researches of fuels

• Autorzy: Kijo-Kleczkowska A. , Szumera M. , Środa K.

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie metod analizy termicznej w badaniach paliw

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents properties and a thermal analysis of sewage sludge regarding to coal and biomass. It should be emphasized that in the Polish power industry coal is the basic fuel. However, given the variety of new legal requirements associated even if with need to reduce emissions to the atmosphere, or disposal of waste fuels, reducing their storage, biomass combustion and thermal utilization of sewage sludge and coal mule becomes extremely important. Each of these fuels has a definite specificity combustion, affecting on the kinetics and mechanism of the process. In explanation for behavior of fuels during high-temperature physicochemical process really helpful becomes their proximate and ultimate analyses. The paper takes TG-DTA-DSC analysis of different types of fuels, with respect to their different composition in the initial state. From the ecological point of view, it was important determination of heavy metal content in fuels.

PL

W pracy przedstawiono właściwości i analizę termiczną osadów ściekowych w odniesieniu do węgla i biomasy. Należy podkreślić, że w polskiej energetyce węgiel jest podstawowym paliwem. Biorąc jednak pod uwagę szereg nowych wymogów prawnych związanych z koniecznością ograniczenia emisji do atmosfery czy zagospodarowania paliw odpadowych, zmniejszając ich składowanie, spalanie biomasy i termiczna utylizacja osadów ściekowych oraz mułów węglowych staje się niezwykle ważna. Każde z tych paliw ma określoną specyfikę spalania wpływającą na kinetykę i mechanizm procesu. W wyjaśnieniu zachowania paliw podczas wysokotemperaturowego procesu fizykochemicznego pomocna staje się ich analiza techniczna i elementarna. W pracy dokonano analizy TG-DTA-DSC różnych rodzajów paliw, w odniesieniu do ich składu w stanie początkowym. Z ekologicznego punktu widzenia istotne było ponadto oznaczanie zawartości metali ciężkich w paliwach.

Słowa kluczowe

EN

sewage sludge; waste; coal; biomass; combustion; thermal analysis TG; DTA; DSC

PL

osady ściekowe; odpady; węgiel; biomasa; spalanie; analiza termiczna (TG); DTA; DSC

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2016
• Tom: Nr 5
• Strony: 85--94
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kijo-Kleczkowska A.

• Politechnika Częstochowska, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Informatyki, Instytut Maszyn Cieplnych

autor

Szumera M.

• Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Katedra Ceramiki i Materiałów Ogniotrwałych

autor

Środa K.

• doktorant, Politechnika Częstochowska, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Informatyki, Instytut Maszyn Cieplnych

Bibliografia

• [1] Al-Shemmeri, T.-T., Yedla, R., Wardle, D., 2015. Thermal characteristics of various biomass fuels in a small-scale biomass combustor. Applied Thermal Engineering 85, 243-251.
• [2] Basu, P., 1999. Combustion of coal in circulating fluidized – bed boilers: a review. Chemical Engineering Science 54, 5547-5557.
• [3] Bień, J.B., Wystalska, K., 2008. Procesy termiczne w unieszkodliwianiu osadów ściekowych. Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa.
• [4] Bień, J., Gandor, M., 2011. Parametry kinetyczne spalania osadów ściekowych w atmosferze O2/CO2. Archiwum Spalania 11/3-4, 171-179.
• [5] Boruszko, D., 2001. Przeróbka i unieszkodliwianie osadów ściekowych: ćwiczenia laboratoryjne. Wydaw. Politechniki Białostockiej. Białystok.
• [6] Chomiak, J., 1977. Podstawowe problemy spalania. PWN, Warszawa.
• [7] Demirba, A., 2004. Combustion characteristics of different biomass fuels. Progress in Energy and Combustion Science 30, 219-230.
• [8] Demirba, A., 2003. Sustainable co-firing of biomass with coal. Energy Conversion and Management. 44, 1465-1479.
• [9] Folgueras, M.B., Dı´az, R.M., Xiberta, J., 2005. Pyrolysis of blends of different types of sewage sludge with one bituminous coal. Energy 30, 1079–1091.
• [10] Hrycaj, G., Król, K., Moroń, W., Ferens, W., 2006. Spalanie osadów ściekowych. Archiwum spalania, 6, no 1-4, 143-151.
• [11] Jasieńko, S.(red.). 1995. Chemia i fizyka węgla. Oficyna Wdawnicza Politechniki Wrocławskiej. Wrocław.
• [12] Kaczmarek, A., 2008. Energetyczne wykorzystanie biomasy. Rynek Energii 2, 54-58.
• [13] Kempa, E.S., 1983. Gospodarka odpadami miejskimi. Arkady, Warszawa.
• [14] Kijo-Kleczkowska, A., 2011. Combustion of coal–water suspensions. Fuel 90, 865-877.
• [15] Kijo-Kleczkowska, A., 2013. Combustion of coal-mule briquettes. Archives of Mining Science, vol. 58, no.3, 617-628.
• [16] Kordylewski, W., 2005. Spalanie i paliwa. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław.
• [17] Lester, E., Gong, M., Thompson, A., 2007. A method for source apportionment in biomass/coal blends using thermogravimetric analysis. J. Anal. Appl. Pyrolysis 80, 111–117.
• [18] Li, M., Xiao, B., Wang, X., Liu, J., 2015. Consequences of sludge composition on combustion performance derived from thermogravimetry analysis. Waste Management 35, 141–147.
• [19] Li, L., Ren Q., Wang, X., Li, S., Lu, Q., 2014. TG–MS analysis of thermal behavior and gaseous emissions during co-combustion of straw with municipal sewage sludge. J Therm Anal Calorim 118, 449–460.
• [20] Magdziarz, A., Wilk, M., 2013. Thermogravimetric study of biomass, sewage sludge and coal combustion. Energy Conversion and Management 75, 425–430.
• [21] Rosik – Dulewska, C., 2002. Podstawy gospodarki odpadami. WN PWN, Warszawa.
• [22] Regulation of the Minister of Environment of 6 February 2015 on municipal sewage sludge (in Polish).
• [23] Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 16 lipca 2015r. w sprawie dopuszczania odpadów do składowania na składowiskach (Dz.U. Poz. 1277).
• [24] Sait, H. H., Ahmad, H., Salema, A. Adam, Ani Farid, N., 2012. Pyrolysis and combustion kinetics of date palm biomass using thermogravimetric analysis. Bioresource Technology 118, 382–389.
• [25] Tomeczek, J., 1992. Spalanie węgla. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice.
• [26] Wandrasz, J.W., Wandrasz, A.J., 2006. PALIWA FORMOWALNE biopaliwa i paliwa z odpadów w procesach termicznych, Wydawnictwo „Seidel-Przywecki” Sp. z o.o., Warszawa.
• [27] Wang, X., Tan, H., Niu, Y., Pourkashanian, M., Ma, L., Chen, E., Liu, Y., Liu, Z., Xu, T., 2011. Experimental investigation on biomass co-firing in a 300 MW pulverized coal-firedutility furnace in China. Proceedings of the Combustion Institute 33, 2725–2733.
• [28] Werther, J., Ogada, T., 1999. Sewage sludge combustion. Progress in Energy and Combustion Science 25, 55–116.
• [29] Wilk, M., Gworek, B., 2009. Metale ciężkie w osadach ściekowych. Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych 39, 40-59.