Wpływ parametrów realizacji procesu pirolizy na reaktywność koksów spalanych w atmosferze O2/CO2

• Autorzy: Czajka K.
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W niniejszej pracy zaprezentowano badania poświęcone pirolizie paliw węglowych. Wykonane analizy miały na celu wyjaśnić wpływ warunków przeprowadzenia pirolizy (szybkości nagrzewania, temperatury przeprowadzenia procesu, czasu przebywania ziaren paliwa w wysokiej temperaturze), na właściwości fizykochemiczne koksów spalanych w atmosferze O₂/CO₂. Badania przeprowadzono dla koksów uzyskanych z węgla brunatnego Turów, węgla kamiennego Janina oraz węgla antracytowego. Koksy wytworzono w warunkach wolnej (0,5 K/s) i szybkiej (10⁴ K/s) pirolizy, na stanowisku termowagi i pieca opadowego. Analizowanymi właściwościami fizykochemicznymi koksów były między innymi temperatura maksymalnej reaktywności koksu, maksymalna reaktywność koksu oraz wielkość, struktura i dostępności układu porowatego.

Słowa kluczowe

PL

piroliza; oxy-fuel; paliwa węglowe; mechanizm spalania; koks

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
• Czasopismo: Zeszyty Energetyczne
• Rocznik: 2014
• Tom: T. 1
• Strony: 137--148
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Czajka K.

• Zakład Inżynierii i Technologii Energetycznych, Instytut Techniki Cieplnej i Mechaniki Płynów, Politechnika Wrocławska

Bibliografia

• [1] EU energy in figures, Statistical Pocketbook 2013 http://ec.europa.eu/energy/publications/doc/2013_pocketbook.pdf.
• [2] Rocznik ARE, Statystyka elektroenergetyki polskiej http://www.rynek-energii-elektrycznej.cire.pl/st,33,207,tr,75,0,0,0,0,0,podstawowedane.html.
• [3] Rojek N., Regulski B.: Miejskie sieci ciepłownicze w Polsce, Pierwsze wydanie biuletynu dotyczącego projektu InnoHeat (wersja polska) http://innoheat.eu/wp-content/uploads/2012/04/Polish-district-heating_POL.pdf.
• [4] Howard J. B.: Fundamentals of coal pyrolysis and hydropyrolysis, Chemistry of coal utilization, Nowy Jork, Wiley, 1981.
• [5] Yu J., Lucas J.A., Wall T.F.: Formation of the structure of chars during devolatilization of pulverized coal and its thermoproperties: A review, Progress in Energy and Combustion Science, Vol. 33, 2, 135-170, 2007, DOI: 10.1016/j.pecs.2006.07.003.
• [6] Wall T. F.: The combustion of coal as pulverized fuel through swirl burners, Lawn CJ, Principles of combustion engineering for boilers, Nowy Jork, Academic Press, 1987.
• [7] Leppalahti J.: Formation of NH3 and HCN in slow-heating-rate inert pyrolysis of peat, coal and bark, Fuel, Vol. 74, 9, 1363-1368, 1995, DOI: 10.1016/0016-2361(95)00091-I.
• [8] Yan B.-H., Cao Ch.-X., Cheng Y., Jin Y., Cheng Y.: Experimental investigation on coal devolatilization at high temperatures with different heating rates, Fuel, Vol. 117, B, 1215-1222, 2014, DOI: 10.1016/j.fuel.2013.08.016.
• [9] Bassilakis R., Carangelo R. M., Wójtowicz M. A.: TG-FTIR analysis of biomass pyrolysis , Fuel, Vol. 80, Issue 12, 1765-1786, 2001, DOI: 10.1016/S0016-2361(01)00061-8.
• [10] Saxena S. C.: Devolatilization and combustion characteristics of coal particles, Progress in Energy and Combustion Science, Vol. 16, 1, 1990, 55-94, 1990, DOI: 10.1016/0360-1285(90)90025-X.
• [11] Haussmann G. J., Kruger C. H.: the Spring meeting of the Western State Section of The Combustion Institute, Livermore, CA, 1989.
• [12] Solomon P.R., Hamblen D.G., Serio M.A., Yu Z.-Z., Charpenay S.: A characterization method and model for predicting coal conversion behaviour, Fuel, Vol. 72, 4, 469-488, 1993, DOI: 10.1016/0016-2361(93)90106-C.
• [13] Xue G., Kwapinska M., Horvat A., Kwapinski W., Rabou L.P.L.M., Dooley S., Czajka K., Leahy J.J.: Gasification of torrefied Miscanthus × giganteus in an air-blown bubbling fluidized bed gasifier, Bioresource Technology, Vol. 159, 397-403, 2014, DOI: 10.1016/j.biortech.2014.02.094.
• [14] Wall T., Liu Y., Spero C., Elliott L., Khare S., Rathnam R.: An overview on oxy fuel coal combustion – State of the art research and technology development, Chemical Engineering Research and Design, Vol. 87, Issue 8, 1003-1016, 2009, DOI:10.1016/j.cherd.2009.02.005.
• [15] Al-Makhadmeh L., Maier J., Scheffknecht G.: Coal pyrolysis and char combustion under oxy-fuel conditions. In: Coal: world energy security. Proceedings of the 34th international technical conference on coal utilization & fuel systems, Clearwater, FL, USA, 2009.
• [16] Toftegaard M., Brix J., Jensen P., Glarborg P., Jensen A.: Oxy – fuel combustion of solid fuels, Progress in Energy and Combustion Science, Vol. 36, 5, 581-625, 2010, DOI:10.1016/j.pecs.2010.02.001.
• [17] Moroń W., Babul K., Czajka K., Rybak W.: Ignition of coal particle suspension in oxy-fuel (O2/CO2) atmosphere, Archivum Combustionis, Vol. 30, 3, 155-166, 2010.
• [18] Moroń W., Czajka K., Ferens W., Babul K., Szydełko A., Rybak W.: NOx and SO2 Emission During Oxy-Coal Combustion, Chemical and Process Engineering, Vol. 34, 3, 337-346, 2013, DOI: 10.2478/cpe-2013-0027.
• [19] Nandi B.N., Brown, T.D., Lee G.K.: Inert coal macerals in combustion, Fuel., Vol. 56, 2, 125-130, 1977, DOI: 10.1016/0016-2361(77)90130-2.
• [20] Hurt, J., Gibbins, J.R.: Residual carbon from pulverized coal fired boilers: 1. Size distribution and combustion reactivity, Fuel, Vol. 74, 4, 471-480, 1995, DOI: 10.1016/0016-2361(95)98348-I.
• [21] Czajka K.: Szybkość spalania węgla i paliw alternatywnych w atmosferze wzbogaconej w tlen, praca doktorska, Wrocław, 2013.
• [22] Kelebopile L., Sun R., Liao J.: Fly ash and coal char reactivity from Thermogravimetric (TGA) experiments, Fuel Processing Technology, Vol. 92, 1178-1186, 2011, DOI: 10.1016/j.fuproc.2011.01.007.
• [23] Sima-Ella E., Yuan G., Mays T.: A simple kinetic analysis to determine the intrinsic reactivity of coal chars, Fuel, Vol. 84, 1920-1925, 2005, DOI:10.1016/j.fuel.2005.03.022.
• [24] Ciambelli P., Palma V., Russo P., Vaccaro S., Vaiano V.: The Influence of the devolatilisation rate on the reactivity of chars from a coal, a biomass and their blend, Joint Meeting of The Scandinavian-Nordic and Italian Sections of The Combustion Institute, 2003.
• [25] Mani T., Murugan P., Abedi J., Mahinpey N.: Pyrolysis of wheat straw in a thermogravimetric analyzer: Effect of particle size and heating rate on devolatilization and estimation of global kinetics, Chemical engineering research and design, Vol. 88, 952-958, 2010, DOI: 10.1016/j.cherd.2010.02.008.
• [26] Tremel A., Haselsteiner T., Nakonz M., Spliethoff H.: Coal and char properties in high temperature entrained flow gasification, Energy, Vol. 45, 176-182, 2012, DOI:10.1016/j.energy.2012.02.028.
• [27] Więcek A.: Szybkość spalania węgla – wpływ uwęglenia, odgazowania i wypalenia fazy stałej, praca doktorska, Wrocław, 2002.
• [28] Fu P., Hu S., Xiang J., Sun L., Su S., Wang J.: Evaluation of the porous structure development of chars from pyrolysis of rice straw: Effects of pyrolysis temperature and heating rate, Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, Vol. 98, 177-183, 2012, DOI:10.1016/j.jaap.2012.08.005.
• [29] Bunt J.R., Waanders F.B., Nel A., Dreyer L., van Rensburg P.W.A.: An understanding of the porosity of residual coal/char/ash samples from an air-blown packed bed reactor operating on inertinite-rich lump coal, Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, Vol. 95, 241-246, 2012, DOI: 10.1016/j.jaap.2012.02.013.
• [30] Chan M.-L., Jones J.M., Pourkashanian M., Williams A.: The oxidative reactivity of coal chars in relation to their structure, Vol. 78, 1539-1522, 1999, DOI: 10.1016/S0016-2361(99)00074-5.