Ekologiczne korzyści spalania węgla w atmosferach modyfikowanych tlenem

• Autorzy: Zajemska M. , Radomiak H.

Warianty tytułu

EN

Ecological advantages of coal combustion in oxygen-enriched atmospheres

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule podjęto problematykę prognozowania efektów ekologicznych procesu spalania węgla kamiennego w atmosferach modyfikowanych tlenem. Wielkość stężenia wybranych produktów spalania oszacowano przy użyciu metod numerycznych. Warunki brzegowe sformułowano w oparciu o dane uzyskane w ramach badań eksperymentalnych. Analizowanym obiektem był 0,1 MW pilotażowy kocioł fluidalny CFB. Symulacje numeryczne wykonano przy użyciu profesjonalnego oprogramowania CHEMKIN-PRO. Plik chemiczny obejmował 46 związków i pierwiastków chemicznych oraz 152 reakcje chemiczne. Obliczenia przeprowadzono dla różnych atmosfer gazowych. W ramach obliczeń wyznaczono 46 produktów spalania. Szczegółowej analizie poddano wybrane produkty spalania, a mianowicie CO2, CO, SO2 i NO. Przeprowadzone symulacje komputerowe dowiodły, że wykorzystanie metod numerycznych do przewidywania produktów spalania stanowi nieodłączny i niezastąpiony element badań. Ze względu na ograniczenia techniczne i pomiarowe nie jest bowiem możliwa szczegółowa analiza złożonych zagadnień związanych z procesami spalania. Uzyskane wyniki obliczeń wskazują, że stężenia wybranych produktów spalania zależą silnie od składu atmosfery gazowej.

EN

The article takes issues of ecological advantages forecasting of hard coal combustion in oxygen-enriched combustion. The concentration of selected combustion products estimated with numerical methods using. The boundary conditions were formulated in base on data received during experimental researches. The analyzed object was a 0.1MW CFB boiler of a small pilot-scale. The numerical simulations was realized with a professional software CHEMKIN-PRO using. The chemical file included 46 compounds and chemical elements and 152 chemical reactions. The calculations were carried out for various gaseous atmospheres. Within a framework of calculations determined 46 combustion products. The detailed analysis contained selected combustion products, namely: CO2, CO, SO2 and NO. The computational simulations proved, that the numerical methods using to forecasting combustion products were an inseparable and an irreplaceable elements of researches. The technical and measurement limitations precluded detailed analysis the complex matters of combustion processes. The obtained calculation results showed that the concentrations of selected combustion products strongly depend on gaseous atmosphere composition.

Słowa kluczowe

PL

spalanie; emisja zanieczyszczeń; numeryczne modelowanie

EN

combustion; pollution emission; numerical modelling

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2012
• Tom: Nr 6
• Strony: 34--39
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Zajemska M.

• Wydział Inżynierii Procesowej, Materiałowej i Fizyki Stosowanej Politechniki Częstochowskiej

autor

Radomiak H.

• Wydział Inżynierii Procesowej, Materiałowej i Fizyki Stosowanej Politechniki Częstochowskiej

Bibliografia

• [1] Buhre B.J.P., Elliott L.K., Sheng C.D., Gupta R.P., Wall T.F.: Oxy-fuel combustion technology for coal-fired power generation. Progress in Energy and Combustion Science,vol. 31 (2005), 283–307.
• [2] Chen L., Yong S. Z., Ghoniem A. F.: Oxy-fuel combustion of pulverized coal: Characterization, fundamentals, stabilization and CFD modeling. Progress in Energy and Combustion Science, vol. 38 (2012), 156-214.
• [3] Czakiert T., Klajny M., Muskala W., Krawczyk G., Borecki P., Gandor M., Jankowska S., Nowak W.: Small Pilot-Scale Oxy-Fuel CFB Facility Operation Experience. Proc. of the 10th China-Japan Symposium on Fluidization, Tokyo, Japan, November 17-19, 2010, pp. 148-153.
• [4] Czakiert T., Nowak W.: Spalanie w atmosferach modyfikowanych tlenem kierunkiem rozwoju dla kotłów CWF. Energetyka i Ekologia, październik 2008, s. 713-718.
• [5] Drennan S.: Chemistry simulation drives clean technology progress. Chemical Engineering Progress, 2008.
• [6] Dreszer K., Więcław – Solny L.: Obniżenie emisji CO2 z sektora energetycznego – możliwości ścieżki wyboru technologii. Polityka Energetyczna, Tom 11, Zeszyt 1, 2008 r., s. 117-129.
• [7] Galletti C., Modesti A., Pelagallo S., Brunetti I., Rossi N., Tognotti L.: Validation of oxy-combustion modelling via semi-industrial furnace tests. Processes and Technologies for a Sustainable Energy, Ischia, 2010.
• [8] Klank M.: Perspektywy wykorzystania węgla w Polsce w aspekcie czystych technologii węglowych. Gospodarka Surowcami Mineralnymi, Tom 23, Zeszyt 2, 2007, s.28-33.
• [9] Krzywański J., Czakiert T., Muskała W., Nowak W.: Modelling of CO2, CO, SO2, O2 and NOx emissions from the oxy-fuel combustion in a circulating fluidized bed. Fuel Processing Technology 92 (2011) 590–596.
• [10] Lasek J.: Spalanie w tlenie a emisja tlenków azotu. Stan wiedzy i perspektywy badawcze. Energetyka, lipiec 2011, s. 423-433.
• [11] Normann F., Andersson K., Leckner B., Johnsson F.: Emission control of nitrogen oxides in the oxy-fuel process. Progress in Energy and Combustion Science, vol. 35 (2009), pp. 385–397.
• [12] Ścieżko M.: Technologiczne i ekonomiczne bariery usuwania ditlenku węgla w układach energetycznych. Polityka Energetyczna, Tom 12, Zeszyt 2/1, 2009 r., s. 73-89.
• [13] www.is.pcz.czest.pl/strategiczny/
• [14] www.chem.leeds.ac.uk/
• [15] Zuwała J., Babiarz M., Ścieżko M.: Zintegrowany układ oksyspalania i zgazowania węgla. Rynek Energii, nr 3/2011.