Ceramics Materials with Addition of Ashes from Combustion of Coal in Thermal Power Plants

• Autorzy: Michalikova F. , Brezani I. , Sisol M. , Skvarla J. , Kozakova L.

Warianty tytułu

PL

Materiały ceramiczne z dodatkiem popiołów ze spalania węgla w elektrowniach termicznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This article reviews results of an experimental study aimed to evaluate the possibility of using ashes - solid wastes from combustion of brown coal in fluid and granulation boilers as one of the ingredients in ceramics production. Results of testing of the ashes from different combustion processes – combustion of slovak brown coal in granulation and fluid boilers and their usage as a components in dark ceramics showed partial usability in this field. These test consisted of firing the ashes in electric laboratory oven and in industrial fast firing oven. Sample (83) of brown coal fluid bed ash has low Fe content, material has light brown color at temperatures 1100 – 1190 °C after partial melting. Sample (84) with fluid fly ash has higher Fe content, resulting in dark brown color. Both of the samples from fluid combustion of coal require higher temperature for partial melting than 1190 °C. Sample (85) of stabilizate – product of desulphurization – was at the same temperature of 1100 °C completely molten. Sample (86) of granulation ash at the same temperature conditions expanded during firing. Results of this testing practice have proven, that tested ashes have high content of coloring oxides, mainly iron oxide, which results in red up to brown color of the ceramic material. Because of high CaO content in fluid ashes they can only be used as an additive of porous ceramic materials. Use of the tested ashes in compounds prepared using similar procedures as the industrial compounds resulted in higher suction capacity. Our tests have proven the possibility of using fluid bed ash as an opening material, fly ash as a partial replacement of opening material and melting ingredient, desulphurization product as a partial replacement of melting ingredient. Laboratory tests confirmed usability of granulation ashes as an ingredient in dark colored tile manufacture.

PL

W artykule dokonano przeglądu wyników badania eksperymentalnego, mającego na celu ocenę możliwości wykorzystania popiołów - odpadów stałych ze spalania węgla brunatnego, w kotłach fluidalnych i granulacyjnych jako jednego ze składników w produkcji wyrobów ceramicznych. Wyniki badań popiołów z różnych procesów spalania - spalanie słowackiego węgla brunatnego w kotłach granulacyjnych i fluidalnych, oraz ich użycie jako składników w ciemnych wyrobach ceramicznych, wykazały częściową użyteczność w tej dziedzinie. Test składał się z wypalania popiołów w elektrycznym piecu laboratoryjnym oraz w przemysłowym piecu do szybkiego wypalania. Próbki (83) popiołów z węgla brunatnego ze złoża fluidalnego mają niską zawartość Fe, materiał ma jasnobrązowy kolor w temperaturze 1100 - 1190°C po częściowym stopieniu. Próbki (84) popiołu lotnego ze złoża fluidalnego mają wyższą zawartość Fe, co w rezultacie daje ciemnobrązowy kolor. Obie grupy próbek z fluidalnego spalania węgla wymagają do ich częściowego stopienia temperatury wyższej niż 1190°C. Próbki (85) ze stabilizatu - produktu odsiarczania - były w temperaturze 1100°C całkowicie stopione. Próbki (86) popiołu z granulacji w tych samych warunkach temperaturowych, rozszerzyły się w czasie wypalania. Wyniki tego badania wykazały że, w praktyce, badane popioły maja wysoką zawartość tlenków barwiących, głównie tlenku żelaza, co prowadzi do uzyskania czerwono-brązowego koloru materiału ceramicznego. Ze względu na wysoką zawartość CaO w popiele ze złoża fluidalnego, mogą być one używane tylko jako dodatku do porowatych materiałów ceramicznych. Wykorzystanie badanych popiołów w związkach przygotowanych przy użyciu podobnych procedur jak w przypadku związków przemysłowych spowodowało wzrost zdolności zasysania. Testy wykazały możliwość wykorzystania popiołu ze złoża fluidalnym jako materiału otwierającego, popiołu lotnego jako częściowo zastępującego materiał otwierający i topliwy, produkt odsiarczania jako częściowe zastąpienie substancji topliwej. Badania laboratoryjne potwierdziły przydatność popiołów granulacyjnych jako składnika w produkcji płytek o ciemnym kolorze.

Słowa kluczowe

EN

ceramics; fly ash; solid wastes; thermal power plant

PL

ceramika; popioły lotne; odpady stałe; elektrownia termiczna

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Przeróbki Kopalin
• Czasopismo: Inżynieria Mineralna
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 15, nr 2
• Strony: 15--22
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., tab., zdj.

Twórcy

autor

Michalikova F.

• Institute of Montanneous Sciences and Environmental Protection, Faculty BERG, Technical University of Košice, Park Komenskeho 11, 042 00 Kosice, Slovak Republic

autor

Brezani I.

• Institute of Montanneous Sciences and Environmental Protection, Faculty BERG, Technical University of Košice, Park Komenskeho 11, 042 00 Kosice, Slovak Republic

autor

Sisol M.

• Institute of Montanneous Sciences and Environmental Protection, Faculty BERG, Technical University of Košice, Park Komenskeho 11, 042 00 Kosice, Slovak Republic

autor

Skvarla J.

• Institute of Montaneous Sciences and Environmental Protection, Technical University in Košice, Slovakia; Park Komenskeho 11, 042 00 Kosice, Slovak Republic

autor

Kozakova L.

• Institute of Montanneous Sciences and Environmental Protection, Faculty BERG, Technical University of Košice, Slovakia; Park Komenskeho 11, 042 00 Kosice, Slovak Republic

Bibliografia

• 1. Fečko P., Kušnierová M., Lyčková B., Čablík, V., Farkašová, A.: Popílky. VŠB-TU, Ostrava, Ediční středisko. 2003. ISBN 80-248-0327-5
• 2. Horovčák, P., Terpák, J., Stehlíková, B. 2012. Selected thermochemical properties of substances and their graphic web presentation. Paper presented at the Proceedings of the 2012 13th International Carpathian Control Conference, ICCC 2012, 221-226
• 3. Kušnierová M., Praščáková M. Matýsek D., Čablík V., Mullitization of black coal fly ashes. Acta Montana Slovaca, 2011. roč. 16, No. 3, P. 192-196. ISSN 1335-1788
• 4. Lembák M., Dirner V., Václavík V. 2002: K problematice racionálního využití elektrárenského popílku ve stavebnictví. In VII vědecká konference s mezinárodní účastí. Košice: technická univerzita Košice, 2002. vol. 7, s. 226-229
• 5. McCarty, G.J. et al.: Mineral analysis of advancedn coal conversion residuals by X-ray diffraction. 10th International Ash Use Symphosium, Vol. 2: Ash Use and Clean Coal By-products, 1993, p. 58 – 113, American Coal Ash Association, Orlando, Florida, USA
• 6. Michalíková F., Floreková Ľ., Benková M., Riník R. 2001: To problems of solid bulk waste from energetics. In: Proceedings New trends in mineral processing IV, Part I., p.21-26, VŠB TU Ostrava, Czech Republic, ISBN 80-7078-885-2
• 7. Michalíková F., Floreková Ľ., Benková M. 2003: Vlastnosti energetického odpadu – popola. Využitie technológií pre environmentálne nakladanie. In: Monografia, Technická Univerzita, Fakulta BERG, 228 s. ISBN 80-8073-054-7
• 8. Michalíková F., Košuth M., Škvarla J., Zeleňák F., Sisol M., Vlastnosti hnedouhoľných popolčekov zo spaľovania uhlia v tepelnej elektrárni ENO Nováky. Zpravodaj Hnědé uhlí, 2/2008, p. 33-41. ISSN 1213- 1660
• 9. Michalíková, F., Fečko P., Ovčaří P., Sisol M., Kozáková I. 2009: Properties of unburned coal residues measured by metallographic microscope In: 13th Conference on Environment and Mineral Processing. Part 4. - Ostrava: VŠB-TU, 2009 P. 213-220. - ISBN 9788024820187
• 10. Michalíková, F., Fečko P., Ovčaří P., Sisol M., Kolesárová M. 2009: Petrological analyses of unburned coal in fly.In: 13th Conference on Environment and Mineral Processing. Part 4. - Ostrava: VŠB-TU, 2009 P. 229-234. - ISBN 9788024820187
• 11. Michalíková F., Sisol M., Krinická I. 2010: Chemické a mineralogické vlastnosti popolov zo spaľovania uhlia v tepelných elektrárňach. In: Odpadové fórum. Vol. 11, no. 4 (2010), p. 15-16. - ISSN 1212-7779
• 12. Michalíková F., Stehlíková B., Škvarla J., Sisol M., Krinická I. 2010: Technológia zhodnocovania tuhých odpadov zo spaľovania uhlia. In: Odpady. - ISSN 1335-7808. - Roč. 10, č. 6 (2010), s. 11-16
• 13. Michalíková F., Škvarla J., Stehlíková B., Sisol M. 2011: Zhodnocovanie tuhých odpadov zo spaľovania uhlia v tepelných elektrárniach. In: Odpadové fórum 2011: 6. ročník česko-slovenského symposia Výsledky výzkumu a vývoje pro odpadové hospodářství : 13. - 15.dubna 2011, Kouty nad Desnou : České ekolog - ické manažerské centrum, 2011 P. 1-8. - ISBN 978-80-85990-18-8
• 14. Růžičková Z., Srb J., Mayerová M. 1983: Popílky, jejich úprava a využití. ÚVR – odborové středisko TEI – knižnice „Technika rudního hornictví a úpravníctví“, svazek 27, ročník 1983, Praha
• 15. Stehlíková B., Košuth M.: Vlastnosti popolov zo spaľovania hnedého uhlia z rôznych spaľovacích zariadení. Zpravodaj Hnědé uhlí 1/2012, str 16-22, ISSN 1213-1660
• 16. Šimáčková H., Nejedlík M., Vyvážil M., Jančová, J., Ledererová J., Svoboda M., Čablík V. 2011. Economic view of possibilities of CCPs utilization in building products. In: Inžynieria Mineralna, 2011, roč. XII, č. 28), s. 11-21
• 17. Škvareková E., Kozáková Ľ.: Brown coal and lignite issues from the perspective of sustainable develop - ment in Slovakia, 2012. In: Mineral resources management. Vol. 28, no. 2 (2012), p. 31-42. - ISSN 0860- 0953
• 18. Kusnierova, M., Prascakova M., Matysek D., Cablik V., Fecko P., Jarosiñski A.. Thermal synthesis of black coal fly ash and gibbsite. Gospodarka Surowcami Mineralnymi - Mineral Resources Management. 2013-01-1, vol. 29, issue 1, s. -. DOI: 10.2478/gospo-2013-0010. Dostupné z: <http://www.degruyter.com/ view/j/gospo.2013.29.issue-1/gospo-2013-0010/gospo-2013-0010.xml>
• 19. Kusnierova, M., Prascakova M., Cablik V., Jarosiński A.. Fly ash as the component of composites materials. Polish Journal of Chemical Technology. 2012-01-1, vol. 14, issue 4, s. -. DOI: 10.2478/v10026-012- 0102-5. Dostupné z: <http://www.degruyter.com/view/j/pjct.2012.14.issue-4/v10026-012-0102-5/v10026- 012-0102-5.xml>
• 20. Kusnierova, M., Prascakova M., Cablik V., Fecko P.: The waste less technology of the energetic black coal fly ashes treatment and utilization. In. 11th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2011. Sofia (Bulgaria) : STEF92 Technology Ltd., 2011. s. 909-016
• 21. Kusnierova, M., Prascakova M., Cablik V., Fecko P.. Energetic wastes as an equivalent for primary nonmetallic materials. Inžynieria Mineralna, 2011, roč. XII, č. 1(27), s. 73-78. ISSN 1640-4920
• 22. Šimáčková, H., Nejedlík, M., Vyvážil, M., Jančová, J., Ledererová, J., Svoboda, M., Čablík, V. Economic view of possibilities of CCPs utilization in building products. Inžynieria Mineralna, 2011, roč. XII, č. 2(28), s. 11-21
• 23. Kusnierova, M., Cablik V., Fecko P.., V., Pečtová, I., Mucha, N. Extracting Unburnt Coal from Black Coal Fly Ash. Technical Proceedings of the 2007 Nanotechnology Conference, Volume 4, p. 628-631, Santa Clara 20.24.5.2007, ISBN 1-4200-6349-9