Studies on the Effectiveness of Mercury Removal from Hard Coal with the Rejects in the Washing and Dry Deshaling Processes

• Autorzy: Dziok Tadeusz , Strugała Andrzej , Baic Ireneusz , Blaschke Wiesław

Identyfikatory

DOI

10.29227/IM-2019-02-07

Warianty tytułu

PL

Badania skuteczności usuwania rtęci z węgla kamiennego w procesach przeróbki na mokro i na sucho

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Due to the toxicity of mercury a reduction of its emission is the objective of many legislative actions. In the case of power plants, there are well-known methods allowing for the removal of mercury from flue gases (post-combustion). In the case of households and small-scale combustion installations these methods are not used, which is caused by high investment costs. The most effective solution for this group of customers is the removal of mercury from coal (pre-combustion). This can be obtained in the washing and deshaling processes. The coal-cleaning equipment which is commonly used in Polish coal preparation plants was analyzed, i.e. dense media separators, grain and fine coal jigs, flotation machines, as well as the pneumatic vibrating FGX type separator. The effectiveness of the coal cleaning process was assessed with the use of the RF factor (the ratio of the mercury content in the rejects to the mercury content in the feed coal). The obtained values of the RF factors show that mercury has a tendency to remain in the rejects, while higher values of the RF factors were obtained for the dry deshaling process (from 0.83 to 2.82) than for the washing process (from 0.53 to 2.24).

PL

Emisja rtęci, z uwagi na jej toksyczne właściwości jest przedmiotem działań wielu legislacyjnych których przykładem jest m.in. przyjęcie w UE konkluzji BAT dla dużych obiektów energetycznego spalania. W przypadku dużych instalacji energetycznych znane i stosowane są różne metody usuwania rtęci ze spalin (etap post-combustion), natomiast w przypadku użytkowników domowych i instalacji energetycznych o małej mocy te metody nie są stosowane. Jest to spowodowane w głównej mierze wysokimi kosztami inwestycyjnymi. Najskuteczniejszym rozwiązaniem dla tej grupy użytkowników węgla jest usuwanie rtęci z węgla (etap pre-combustion), co umożliwi spalanie węgla o niskiej zawartości rtęci. Taki węgiel może być przygotowany w wyniku jego wzbogacania lub odkamieniania. Analizie poddano urządzenia do wzbogacania węgla kamiennego stosowane w polskim sektorze przeróbczym: płuczki zawiesinowe cieczy ciężkich, osadzarki miałowe i ziarnowe, flotowniki, a także separatory powietrzno-wibracyjne. Cztery pierwsze to urządzenia stosowane do wzbogacania węgla kamiennego na mokro, ostatnie to urządzenie do suchego odkamieniania urobku węglowego. Dla analizowanych urządzeń przebadano próbki nadaw kierowanych do wzbogacania oraz odpady. Dla oceny efektywności procesu wzbogacania wykorzystano wskaźnik RF, wyznaczony jako stosunek zawartości rtęci w odpadzie do nadawy kierowanej do wzbogacania. Uzyskane wartości RF wskazują na tendencję do pozostawania rtęci w odpadach zarówno w procesie wzbogacania na mokro (od 0,53 do 2,24 przy średniej 1,15) jak i suchego odkamieniania (od 0,83 do 2,82 przy średniej 1,50), przy czym wyższe wartości wskaźnika uzyskano dla suchego odkamieniania. Świadczy to o możliwości efektywnego usuwania rtęci z badanych polskich węgli kamiennych. Należy zaznaczyć, że uzyskane wyniki wahały się w dość szerokim zakresie, co należy tłumaczyć różnicami w formach występowania rtęci w poszczególnych węglach.

Słowa kluczowe

EN

hard coal; washing; deshaling; mercury; removal

PL

węgiel kamienny; wzbogacanie; odkamienianie; rtęć; usuwanie

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Przeróbki Kopalin
• Czasopismo: Inżynieria Mineralna
• Rocznik: 2019
• Tom: R. 21, nr 1/2
• Strony: 43--48
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Dziok Tadeusz

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Energy and Fuels, al. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Strugała Andrzej

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Energy and Fuels, al. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Baic Ireneusz

• Łukasiewicz Research Network – Institute of Mechanised Construction & Rock Mining, Branch in Katowice al. W. Korfantego 193 A, 40-157 Katowice, Poland

autor

Blaschke Wiesław

• Łukasiewicz Research Network – Institute of Mechanised Construction & Rock Mining, Branch in Katowice al. W. Korfantego 193 A, 40-157 Katowice, Poland

Bibliografia

• 1. Baic I., Blaschke W. (2013). Analysis of the possibility of using air concentrating tables in order to obtain clean coal fuels and substitute natural aggregates. Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal, 16(3), 247–260.
• 2. Baic I., Blaschke W., Szafarczyk J. (2014). The first FGX unit in the European Union’, CPSI Journal a Magazine by the Cola Preparation Society of India., 16, 5-12.
• 3. Baic I., Blaschke W., Góralczyk S., Szaflarczyk J., Buchalik G. (2015). A New Method for Removing Organic Contaminants of Gangue from the Coal Output. Rocznik Ochrona Środowiska - Annual Set The Environment Protection, 17, 1274–1285.
• 4. Baic I., Blaschke W., Sobko W. (2015a) Badania nad odkamienianiem energetycznego węgla kamiennego na powietrznych stołach koncentracyjnych. Annual Set The Environment Protection, 17, 958-972.
• 5. Baic I., Blaschke W. (2017). Reduction of merkury content in steam coal – Preliminary study. 5th International Conference - Coal Washing: a sustainable approach towards greener environment CPSI Journal a Magazine by the Cola Preparation Society of India., 26, 141-151.
• 6. Baic I., Blaschke W. (2017a). Preliminary studies on the reduction of mercury content in steam coal through the use of air-vibrating concentration table. Rocznik Ochrona Środowiska - Annual Set The Environment Protection, 19, 480-496.
• 7. Baic I., Blaschke W. (2018). Preliminary Study on The Reduction of Mercury Content in Steam Coal by Using a Pneumatic Vibrating Concentrating Table. Inżynieria Mineralna - Journal of the Polish Mineral Engineering Society, 19(1), 141-149.
• 8. BAT-LCP (2017). Commission Implementing Decision (EU) 2017/1442 of 31 July 2017 establishing best available techniques (BAT) conclusions, under Directive 2010/75/EU of the European Parliament and of the Council, for large combustion plants.
• 9. Blaschke W., Szafarczyk J., Baic I., Sobko W. (2016). A Study of the Deshaling of Polish Hard Coal Using an FGX Unit Type of Air Concentrating Table. Proceedings of the 18th International Coal Preparation Congress. Saint Perersburg. Russia. Vol. 2. 1143-1148. Ed. Springer
• 10. Dziok T., Strugała A., Rozwadowski A., Macherzyński M. (2015). Studies of the correlation between mercury content and the content of various forms of sulfur in Polish hard coals, Fuel, 159(1), 206–213.
• 11. Dziok T., Strugała A. (2017). Preliminary assessment of the possibility of mercury removal from hard coal with the use of air concentrating tables. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management, 33(4), 125–142.
• 12. Dziok T. (2018). A method of decreasing mercury content in bituminous coal. Przemysl Chemiczny, 97(1), 94–100.
• 13. Dziok T., Strugała A., Włodek A. (2019). Studies on mercury occurrence in inorganic constituents of Polish coking coals. Environmental Science and Pollution Research, 26(9), 8371–8382.
• 14. Ketris M.P., Yudovich Ya.E. (2009). Estimations of Clarkes for Carbonaceous biolithes: World averages for trace element contents in black shales and coals. International Journal of Coal Geology, 78, 135–148.
• 15. Li W.C., Tse H.F. (2015). Health risk and significance of mercury in the environment. Environmental Science and Pollution Research, 22, 192–201.
• 16. Pacyna J.M., Travnikov O., De Simone F., Hedgecock I.M., Sundseth K., Pacyna E.G., Steenhuisen F., Pirrone N., Munthe J., Kindbom K. (2016). Current and future levels of mercury atmospheric pollution on a global scale. Atmospheric Chemistry and Physics, 16, 12495–12511.
• 17. Wierońska F., Burmistrz P., Strugała A., Makowska D., Lech S. (2018). Effect of using coke dust as a sorbent for removing mercury from flue gases on the contents of selected ecotoxic elements in fly ash. Energy & Fuels, 32(5), 5693–5700.
• 18. Zheng L., Liu G., Qi C., Zhang Y., Wong M. (2008). The use of sequential extraction to determine the distribution and modes of occurrence of Mercury in Permian Huaibei coal, Anhui Province, China. International Journal of Coal Geology, 73, 139-155.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).