Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Reactivity of chars gasified in a fixed bed reactor with the potential utilization of excess process heat

Cempa M., Smoliński A.

Journal of Sustainable Mining

|

2017

|

Vol. 16, iss. 4

156--161

EN

The aim of the work presented in this paper was to determine the reactivity of chars and their selection for further research purposes concerning coal gasification processes with the utilization of process excess heat. Char reactivity can be defined as the ability of coal to react with such reactants as steam, oxygen or carbon dioxide. Reactivity determines reaction rates and therefore it is a decisive factor relating to the efficiency of combustion and gasification processes. In light of the above, reactivity may be regarded as an important parameter to be considered in the design and operation of the industrial systems of coal processing. The experimental work was conducted by means of a thermogravimetric analyzer (TGA) at temperature ranges of 700, 800 and 900 °C, with oxygen as a gasifying agent. The parameters of maximum reactivity Rmax as well as of 50% of the conversion reactivity R50 were calculated. The times tmax and t50 necessary for attaining the maximum reactivity Rmax and 50% conversion reactivity R50 were also determined. The correlation between the experimentally determined values of Rmax, R50, tmax and t50,additionally the physico-chemical parameters of the coals were examined by means of PCA analysis.

2

Modelling test of autothermal gasification process using CFD

Janoszek T., Stańczyk K., Smoliński A.

Archives of Mining Sciences

|

2017

|

Vol. 62, no. 2

253--268

EN

There are many complex physical and chemical processes, which take place among the most notable are the chemical reactions, mass and energy transport, and phase transitions. The process itself takes place in a block of coal, which properties are variable and not always easy to determine in the whole volume. The complexity of the phenomena results in the need for a construction of a complex model in order to study the process on the basis of simulation. In the present study attempts to develop a numerical model of the fixed bed coal gasification process in homogeneous solid block with a given geometry were mode. On the basis of analysis and description of the underground coal gasification simulated in the ex-situ experiment, a numerical model of the coal gasification process was developed. The model was implemented with the use of computational fluid dynamic CFD methods. Simulations were conducted using commercial numerical CFD code and the results were verified with the experimental data.

PL

W trakcie zgazowania węgla zachodzi wiele złożonych procesów fizykochemicznych, spośród których do najważniejszych można zaliczyć reakcje chemiczne, transport masy i energii oraz przemiany fazowe. Sam proces przebiega w bloku węgla, której właściwości są zmienne i nie zawsze łatwe do określenia w całej objętości. Złożoność zjawisk powoduje, że badanie procesu na podstawie symulacji wymaga skonstruowania złożonego modelu. W pracy podjęto próbę opracowania modelu numerycznego zgazowania węgla zachodzącego złożu jednorodnym o zadanej geometrii. Na podstawie dokonanych analiz oraz opisu eksperymentu zgazowania węgla przeprowadzanego w reaktorze doświadczalnym ex-situ, w której symulowano warunki PZW, został opracowany model zachodzących procesów. Model został zaimplementowany z wykorzystaniem metod numerycznej mechaniki płynów CFD (z ang. Computational Fluid Dynamics). Przeprowadzone zostały symulacje, a ich rezultaty zostały odniesione do rezultatów uzyskiwanych podczas eksperymentów.

3

Samoadaptacyjna optymalizacja genetyczna

Smoliński A.

Zeszyty Naukowe Wydziału Elektroniki i Informatyki Politechniki Koszalińskiej

|

2016

|

Nr 10

35--50

PL

W artykule przedstawiono nowe podejście do adaptacyjnych Algorytmów genetycznych. Koncepcja samoadaptacyjnej optymalizacji genetycznej opiera się na wprowadzeniu meta-algorytmu, w ramach którego poszczególne algorytmy genetyczne (z różnymi operatorami oraz parametrami) rywalizują między sobą. Artykuł zawiera wstępne badania, ukazujące działanie różnych modyfikacji algorytmów genetycznych na wybranych problemach. Przeprowadzone eksperymenty wskazują, że użycie strategii samoadaptacji w proponowanym zakresie może przynieść obiecujące rezultaty. Opisywane w niniejszym dokumencie prace ukazują porównanie modyfikacji takich jak: reprezentacja numeryczna chromosomów, nieporządne algorytmy genetyczne, mutacja nierównomierna czy elitarność. Wyniki różnych podejść zostały również porównane do klasycznego podejścia (reprezentacja binarna, jednopunktowe krzyżowanie).

EN

This paper presents a new way of adaptive in genetic algorithms. Concept of self-adaptive genetic optimization was based on meta-algorithm, where different operators with different parameters competitive with each other. The paper contains preliminary research, showing how the various genetic algorithms modification react with different problems. Conducted experiments suggest that developed selfadaptive strategy for real problem optimization using genetic algorithms may return promising results. Described research compare genetic modification as: chromosome numeric representation, messy genetic algorithms, uneven mutation and elitism. The results of different approach have been also compared to result of classic genetic algorithm (with binary representation, one-point crossing).

4

Hybrydowy model preferencji konsumenta wykorzystujący selekcję proporcjonalną

Smoliński A.

Zeszyty Naukowe Wydziału Elektroniki i Informatyki Politechniki Koszalińskiej

|

2016

|

Nr 10

19--34

PL

W niniejszym artykule zaprezentowano model preferencji konsumenta opierający się na popularnej teorii wyboru konsumenta, jednak z kilkoma znaczącymi modyfikacjami. Głównym celem skonstruowania tego modelu jest dokładna symulacja popytu na różnorodne towary. Opracowany model bazuje na takich zmiennych jak: trendy konsumenckie (moda), nawyki, popyt, reklamy czy nasycenie rynku. Dodatkowo został wprowadzony czynnik symulujące nieprzemyślane, losowe decyzje konsumentów oparty na selekcji proporcjonalnej znanej z algorytmów genetycznych. Przeprowadzone eksperymenty symulacyjne pozwoliły zweryfikować, że opracowany model zachowuje się poprawnie, imitując zachowanie licznej populacji konsumenckiej. Model ten może mieć wiele różnych zastosowań, począwszy od badań nad predykcją sprzedaży, skończywszy na tworzeniu gier decyzyjnych umożliwiających trening umiejętności kadry zarządzającej.

EN

This paper presented model of consumer preferences based on consumer choice theorem, but in several significant modifications. The main goal of developed model is the ability to accurate simulate for demand for various goods. Formulated model takes into account several factors like: consumer trends, habits, supply, advertisement, or market saturation. They were also modeled reckless, random buying decisions by proportional selection drawn from genetic algorithms. Conducted experiments model verification show, that model correctly imitates behavior of multiply client population. Designed model have many applications, not only research customer preferences or sale predictions, but also creating decision making games for managers training.

5

Lab-scale simulation of coal-nuclear synergy. Utilization of high temperature reactor excess heat in synthesis gas and hydrogen-rich gas production

Smoliński A

Polityka Energetyczna

|

2015

|

T. 18, z. 1

69--83

EN

The paper presents the results of the experimental study on simulated application of High Temperature Reactor (HTR) excess heat in the allothermal coal gasification to synthesis gas and hydrogen-rich gas. The effects of application of gasification agents pre-heating was tested in a laboratory scale fixed bed reactor installation. The installation was equipped with a specially designed auxiliary pre-heating system for gasification agents applied (air, oxygen or steam), simulating the utilization of the HTR excess heat. The results of the study proved the feasibility of the utilization of the external excess heat in air and steam coal gasification.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań symulacyjnych zastosowania ciepła nadmiarowego z wysokotemperaturowego reaktora jądrowego (HTR) w procesie allotermicznego zgazowania węgla do gazu syntezowego i gazu bogatego w wodór. Określono wpływ wstępnego przegrzania czynnika zgazowującego na wyniki procesu zgazowania w laboratoryjnej instalacji z reaktorem ze złożem stałym. Instalacja została wyposażona w specjalnie do tego celu zaprojektowany układ wstępnego przegrzania czynnika zgazowującego (powietrze, tlen lub para wodna), symulujący wykorzystanie ciepła nadmiarowego z reaktora HTR. Wyniki badań potwierdziły możliwość wykorzystania zewnętrznego źródła ciepła nadmiarowego w procesie zgazowania węgla powietrzem i para wodną.

6

Computing strategy adaptation for genetic algorithms

Smoliński A.

Journal of Theoretical and Applied Computer Science

|

2015

|

Vol. 9, nr 3

9--16

EN

The article presents the results of comparative tests of different modification calculation strategy genetic algorithms. It compared the 5 popular adaptation for 5 the features representing different classes of problems. The results in-dicate that various modifications in the different issues under consideration. These tests allow you to create a genetic strategy that will automatically adapt to the problem. Were compared with each other classic genetic algorithm, and such modifications as messy genetic algorithms, uneven mutation, elit-ism and floating-point gene representation.

7

Study of the polycyclic aromatic hydrocarbons content in gas released from burning mine waste dump

Smoliński A., Kuna-Gwoździewicz P., Łączny M., Bąk A.

Acta Chromatographica

|

2015

|

Vol. 27, no. 2

239--254

EN

Burning mine waste dumps release gases of significant content of the polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs). The main objective of the study was to determine the PAHs concentrations in gas sampled from the burning mine waste dump located in Ruda Śląska, Upper Silesia, Poland (N 50°16′46.2″; E 18°51′02.4″). Determination of the level of PAHs content in gas released from burning mine waste dumps is essential for an assessment of its potential environmental risk to human health and the environment. Gas sampling was conducted in 2011 using fixed sorbent type polyurethane foam with a quartz fiber filter and the aspirator. Burning zones were selected based on the assessment of a thermal activity, i.e., measurements of surface and subsurface (at the depth of 1 m) temperatures and determination of the composition of gas at the depth of 1 m (CO2, CO and O2 content). The techniques of pressure-liquid extraction and liquid chromatography (HPLC) with a fluorescence detector (FLD) were applied in the analyses of the samples. The Hierarchical Clustering Analysis enabled to explore the differences between the gaseous samples collected in five burning zones. The average total sum of PAHs content was 2.22 mg/m3. Naphthalene, fluorene and phenanthrene were the main components detected in gas samples, which is associated with their high volatility, when compared to other PAHs compounds. The heaviest PAHs (benzo[a]anthracene, chrysene, benzo[b]fluoranthene, benzo[k]fluoranthene, benzo[a]pyrene,dibenzo[a,h]anthracene, benzo[g,h,i]perylene and indeno[1,2,3-cd]pyrene) In all tested samples were not detected which may be attributed to decreasing evaporation with increasing molecular mass.

8

Wyniki światowych badań nad wykorzystaniem biomasy do celów energetycznych na drodze zgazowania lub współzgazowania z węglem

Smoliński A.

Wiadomości Górnicze

|

2014

|

R. 65, nr 11

579--583

PL

W artykule przedstawiono stan światowych badawczo-rozwojowych prac w zakresie współzgazowania węgla i biomasy oraz główne typy rozwiązań technologicznych reaktorów zgazowania. W szczególności przedstawiono wyniki najnowszych badań w zakresie wpływu udziału biomasy w mieszance wsadowej na skład gazu i wydajność poszczególnych jego składników.

EN

The article presents the state of the world's research and development in the field of co-gasification of coal and biomass. Co-gasification of coal and biomass /bio-waste/ is a solution that allows the use of coal as a primary energy resource while maintaining the economic parameters of a large-scale installation, with simultaneous partial substitution of fossil fuels with biomass as a renewable energy source. Such a solution allows for management of bio-wastes for power generation and the improvement in plant's emissions of greenhouse gases, especially carbon dioxide emissions.

9

Modelling the relationship between self-ignition temperature and physicochemical parameters of coal mine waste with the application of the Partial Least Squares method

Smoliński A.

Journal of Sustainable Mining

|

2014

|

Vol. 13, iss. 3

7--10

EN

Purpose The aim of the work presented in this paper was the construction of a regression model describing the relationship between the experimentally determined value of the maximum temperature observed during the coal mine waste fire and physico-chemical parameters characterizing the coal mine waste. Methods The model was constructed with the application of the Partial Least Squares method. The experimental data analysed was acquired through the use of a laboratory test stand with a fixed bed reactor and analytical method of gas chromatography. Results The constructed model was characterized by a good fit of the data used in its construction and the strong predictive ability for the new data. It illustrated the significant impact of the content of H and Fe2O3 and trace elements: Co, Cu, Pb, Sr, V and Zn in a sample on the value of the maximum temperature reached during the fire of coal mine waste. Practical implications The practical importance of the work presented is clear in the light of the role of coal in the Polish economy and environmental aspects related to coal mining and the coal-based energy sector, in particularly to coal waste disposal and utilization. The model constructed contributes to the development of methods of self-ignition and fire risk assessment on coal waste dumps by determining the relationship between waste dump fire occurrence, the temperature observed during the fire and the physicochemical parameters characterizing the coal mine waste. Originality/ value The novelty of the study presented in the paper consists in both finding the relationships modelled and the data extraction methods applied in the research field concerned.

10

Analysis of the impact of physicochemical parameters characterizing coal mine waste on the initialization of self-ignition process with application of Cluster Analysis

Smoliński A.

Journal of Sustainable Mining

|

2014

|

Vol. 13, iss. 3

36--40

EN

Purpose The subject of the research presented in this paper is the analysis of physicochemical parameters characterizing coal mine waste, in terms of their impact on the initialization of the self-ignition phenomenon. Methods The model was constructed with the application of Hierarchical Cluster Analysis complemented with a colour data map enabling the tracing of similarities between the samples of coal mine waste in the space of parameters and between the examined physicochemical parameters in the space of samples. The data set analysed included parameters characterizing coal mine waste collected from 12 various coal mine waste dumps, either in operation or closed, and where thermal effects either took place or were not reported. Results The HCA model constructed and complemented with a colour data map revealed that the tendency of coal mine waste to self-ignite is primarily affected by the contents of moisture, ash, volatile matter, C and S, values of heat of combustion, calorific value and contents of SiO2, Al2O3, K2O, SO3, TiO2, Co, Ni and Rb. Practical implications One of the major environmental hazards associated with the storage of coal mine waste is the possibility of self-ignition. At present, there are no applicable methods of assessment of this risk. The application of Hierarchical Clustering Analysis complemented with a colour data map enabled the analysis of data structures organized in matrix X(m × n) by tracing the similarities between the examined objects in the parameter space and between the measured parameters in the object space, and therefore contributed to the development of procedures of coal mine waste self-ignition risk assessment. Originality/ value The originality of the study presented in this paper comes from finding the parameters affecting the tendency of coal mine waste to self-ignite.

11

Selected environmental aspects of gasification and co-gasification of various types of waste

Kamińska-Pietrzak N., Smoliński A.

Journal of Sustainable Mining

|

2013

|

Vol. 12, iss. 4

6--13

EN

The process of gasification of carbonaceous fuels is a technology with a long-standing practice. In recent years, the technology has been extensively developing to produce energy or chemicals on the basis of obtained gas. Studies focused on the improvement of the gasification process aims at developing the process by increasing environmental safety, the efficiency and the possibilities to utilize various types of alternative fuels (post-consumer waste, various types of biomass waste, by-products and post-process residues, sewage sludge) independently or by co-gasification with coal. The choice of the gas purification system, the process operating parameters and introducing the necessary modifications to the existing technologies are essential steps while processing these kinds of feedstock, with regard to their individual characteristics. This paper discusses selected environmental aspects of the gasification and co-gasification of municipal solid waste, sewage sludge, various types of biomass waste and post-process residues. Selected alternative fuels are also characterized, focusing on the influence of their presence in the feedstock in terms of production and the emission of polychlorinated organic compounds, tars, heavy metals and toxic elements.

12

Modelling of gas flow in the underground coal gasification process and its interactions with the rock environment

Janoszek T., Łączny M. J., Stańczyk K., Smoliński A., Wiatowski M.

Journal of Sustainable Mining

|

2013

|

Vol. 12, iss. 2

8--20

EN

The main goal of this study was the analysis of gas flow in the underground coal gasification process and interactions with the surrounding rock mass. The article is a discussion of the assumptions for the geometric model and for the numerical method for its solution as well as assumptions for modelling the geochemical model of the interaction between gas-rock-water, in terms of equilibrium calculations, chemical and gas flow modelling in porous mediums. Ansys-Fluent software was used to describe the underground coal gasification process (UCG). The numerical solution was compared with experimental data. The PHREEQC program was used to describe the chemical reaction between the gaseous products of the UCG process and the rock strata in the presence of reservoir waters.

PL

W niniejszym artykule dokonano analizy badanego zjawiska pod kątem zrozumienia zagadnienia przepływu gazów i ich interakcji z warstwą mineralną w oparciu o dostępne narzędzia informatyczne oraz wyniki eksperymentów. Zakres pracy obejmuje opracowanie modelu geometrycznego i założeń do modelu numerycznego georeaktora oraz zdefiniowanie układu trójfazowego gaz – skała – płyn w aspekcie obliczeń równowagowych, chemicznych oraz możliwości modelowania przepływu gazów w ośrodku porowatym. W prezentowanej pracy pakiet Ansys-Fluent został zaadaptowany do modelowania przepływu gazów i procesu podziemnego zgazowania węgla (PZW). Przeprowadzone symulacje oraz weryfikacje uzyskanych wyników odniesiono do dostępnych danych eksperymentalnych. Program PHREEQC został wykorzystany do analizy interakcji zachodzących między gazowymi produktami podziemnego zgazowania węgla a środowiskiem skalnym.

13

Equilibrium model of steam gasification of coal

Cempa-Balewicz M., Łączny M. J., Smoliński A., Iwaszenko S.

Journal of Sustainable Mining

|

2013

|

Vol. 12, iss. 2

21--28

EN

Coal gasification is a complex process of parallel-consecutive chemical reactions at high temperature between the organic part of coal matter and the gasifying agent. The following two approaches are applied in modelling the coal gasification process: equilibrium and kinetic. The methods of determining the thermodynamic equilibrium can be divided into two groups: stoichiometric and nonstoichiometric methods. This article presents the equilibrium model of the steam gasification of coal developed for a laboratory experiment (Smoliński 2008, 2011). The scope of this paper includes the development of the concept concerning the division of the reaction system into two zones, where the result of one of the stages constitutes the input data for the subsequent stage. The composition of the gas mixture has been evaluated on the basis of the fundamental physical and chemical rights. The estimated content of the gases in the mixture correlate with the results of the experiment.

PL

Zgazowanie węgla to złożony proces następczo-równoległych reakcji chemicznych zachodzących w podwyższonej temperaturze między częścią organiczną substancji węglowej a czynnikiem zgazowującym. W modelowaniu procesu zgazowania węgla stosowane są dwa podejścia: równowagowe i kinetyczne. Metody wyznaczania równowagi termodynamicznej można podzielić na dwie grupy: metody stechiometryczne oraz metody niestechiometryczne. W artykule zaprezentowano model równowagowy procesu zgazowania węgla parą wodną opracowany dla eksperymentu przeprowadzonego w skali laboratoryjnej (Smoliński 2008, 2011). W pracy rozwinięto koncepcję podziału układu reakcyjnego na dwie strefy, w których wynik jednego z etapów stanowi dane wejściowe do kolejnego. W oparciu o podstawowe prawa fizykochemiczne oszacowano skład mieszaniny gazów. Obliczona zawartość gazów w mieszaninie pozostaje w dobrej korelacji z wynikami eksperymentu.

14

Analysis and assessment of parameters shaping methane hazard in longwall areas

Krause E., Smoliński A

Journal of Sustainable Mining

|

2013

|

Vol. 12, iss. 1

13--19

EN

Increasing coal production concentration and mining in coal seams of high methane content contribute to its growing emission to longwall areas. In this paper, analysis of survey data concerning the assessment of parameters that influence the level of methane hazard in mining areas is presented. The survey was conducted with experts on ventilation and methane hazard in coal mines. The parameters which influence methane hazard in longwall areas were assigned specific weights (numerical values). The summary will show which of the assessed parameters have a strong, or weak, influence on methane hazard in longwall areas close to coal seams of high methane content.

PL

Wzrastająca koncentracja wydobycia oraz prowadzenie eksploatacji w pokładach wysokometanowych przyczyniają się do zwiększenia wydzielania się tego gazu do środowiska ścian. W artykule przedstawiono analizę badań ankietowych dotyczących oceny parametrów mających wpływ na poziom kształtowania się zagrożenia metanowego w rejonach eksploatacyjnych. Ankieta została przeprowadzona wśród ekspertów w zakresie przewietrzania i zwalczania zagrożenia metanowego w kopalniach węgla kamiennego. Ankietyzacja polegała na przypisaniu wagi (wartości liczbowej) poszczególnym parametrom wpływającym na kształtowanie się zagrożenia metanowego w środowisku ścian. W podsumowaniu dokonanej oceny parametrów kształtujących zagrożenie metanowe ścian eksploatowanych w pokładach metanowych wskazano te, które w jakikolwiek sposób (silny lub słaby) oddziałują na poziom zagrożenia w rejonach wydobywczych.

15

The influence of feedstock type and operating parameters on tar formation in the process of gasification and co-gasification

Kamińska-Pietrzak N., Howaniec N., Smoliński A.

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2013

|

Vol. 20, nr 4

747--761

EN

Increasing energy demand, limited resources of fossil fuels and environmental aspects are the main rationales of the research efforts aiming at wider utilization of renewable resources and waste in energy generation systems. Gasification technologies are based on thermochemical processing of solid, liquid and gaseous fuels to gas of the composition dependent on kind of gasification agent and operating parameters used. The range of applications of the product gas includes basically chemical and petrochemical industries. Its utilization in power generation systems is also of industrial interest since the environmental impact of gasification technologies is lower and the process efficiency is higher than of coal-fired power plants and it enables to utilize wide range of fuels, including fossil fuels, biomass, industrial waste and various fuel blends. One of the most important operational issues related with thermochemical processing of biomass and waste is the formation of tars, which reduces the energy efficiency of the process and causes technical problems in a system operation. The amount and quality of tars depends on the chemical composition of a fuel, a gasification agent used and its ratio to fuel flow, process temperature and pressure as well as the construction of a gasifier. In the paper review of the research on the influence of operating parameters and kind of feedstock on tar formation and composition in the process of gasification and co-gasification is presented.

PL

Rosnące zapotrzebowanie na energię, ograniczone zasoby surowców energetycznych oraz aspekty środowiskowe stanowią główną przyczynę prac badawczych, których celem jest szersze użytkowanie odnawialnych źródeł energii oraz odpadów do celów energetycznych. Technologie zgazowania oparte są na procesie termochemicznej przeróbki paliw stałych, płynnych i gazowych do gazu o składzie zależnym od zastosowanego czynnika zgazowującego i wartości parametrów eksploatacyjnych. Zakres zastosowania produktu gazowego z procesu zgazowania obejmuje głównie przemysł chemiczny i petrochemiczny. Jego zastosowanie w produkcji energii elektrycznej również jest interesujące z uwagi na mniejszy negatywny wpływ technologii zgazowania na środowisko i większą sprawność procesu w porównaniu z systemami kotłów węglowych. Technologie zgazowania umożliwiają również użytkowanie różnych surowców energetycznych, począwszy od paliw kopalnych poprzez biomasę, odpady przemysłowe i różne mieszanki wsadowe. Jednym z najbardziej istotnych aspektów eksploatacyjnych związanych z przetwarzaniem termochemicznym biomasy i odpadów jest tworzenie się substancji smolistych, co obniża sprawność energetyczną procesu i powoduje problemy techniczne w eksploatacji instalacji. Charakterystyka ilościowa i jakościowa substancji smolistych uwarunkowana jest składem chemicznym paliwa, rodzajem czynnika zgazowującego i wartością stosunku natężenia przepływu tego czynnika do nadawy paliwa, temperaturą oraz ciśnieniem procesu, a także rodzajem zastosowanej konstrukcji reaktora. W pracy przedstawiono przegląd badań w zakresie wpływu parametrów eksploatacyjnych oraz rodzaju paliwa na ilość i skład substancji smolistych w procesie zgazowania i współzgazowania.

16

Application of classification and systematization methods in assessment of the level of associated hazards in the exploitation areas

Krause E., Smoliński A.

Archives of Mining Sciences

|

2013

|

Vol. 58, no. 4

1007--1022

EN

In Polish coal mines as the extraction descents to the increasing depth, the risk of methane and spontaneous fire is observed. The coexistence of these two hazards enforces at the design phase and during extraction, the assessment in terms of the selection of a prevention scope for their eradication. Based on a set of indicators and parameters describing the level of co-occurrence of both threats on a set of 75 longwalls extracted in Polish hard coal mines, their classification and systematization was performed with the use of statistical methods. Adoption of the methods described in the publication made it possible to split the set of 75 longwalls into statistically homogeneous subsets, characterizing similar longwalls, and the development of a synthetic evaluation instrument, with the coexistence of hazards allowed to calculate for each longwall its dimensionless value that is a reflection of the level of associated risk. The calculation results reflect with high probability the actual level of associated hazards when mining these longwalls.

PL

W polskich kopalniach wegla kamiennego wraz ze schodzeniem z eksploatacją na coraz większą głębokość obserwuje się wzrost zagrożenia metanowego oraz pożarami endogenicznymi. Współwystępowanie obu tych zagrożeń wymusza na etapie projektowania oraz eksploatacji dokonywanie oceny pod kątem doboru zakresu profilaktyki dla ich zwalczania. W oparciu o zestaw wskaźników i parametrów opisujących poziom współwystępowania obu zagrożeń na zbiorze 75 ścian eksploatowanych w polskich kopalniach węgla kamiennego, metodami statystycznymi przeprowadzono ich klasyfikację i systematyzację. Zastosowanie metod przedstawionych w publikacji pozwoliło na podział zbioru 75 ścian na podzbiory statystycznie jednorodne, charakteryzujące ściany podobne, a opracowanie syntetycznego miernika oceny, przy współwystępowaniu zagrożeń, pozwoliło obliczyć dla każdej ściany bezwymiarową jego wartość będącą odzwierciedleniem poziomu występującego zagrożenia skojarzonego. Wyniki obliczeń z dużym prawdopodobieństwem odzwierciedlają faktyczny poziom występującego zagrożenia skojarzonego podczas eksploatacji tych ścian.

17

Application of gas chromatography in the study of steam gasification and co-gasification of hard coal and biomass chars

Smoliński A., Howaniec N.

Acta Chromatographica

|

2013

|

Vol. 25, no. 2

317--330

EN

The process of steam co-gasification of hard coal and biomass is regarded as environment friendly alternative to classical fossil fuel combustion, especially in the light of continuous increase in energy demand and recognition of environmental concerns related to fossil fuel processing. In the paper, the results of experimental comparative study of steam gasification and co-gasification of hard coal and energy crop (Andropogon gerardii) biomass in a laboratory-scale fixed bed reactor at the temperatures of 700, 800, and 900°C are presented. The gas chromatography technique was used in analyses of concentrations of the main product gas components, that is, hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide, and methane. Some regularities in terms of variations between gasification and co-gasification product gas composition were observed, e.g., carbon monoxide content in biomass gasification and co-gasification product gas was on average approximately half the amount observed in hard coal gasification. Application of Fe2O3 and CaO in co-gasification led to increase in hydrogen content with simultaneous CO2 capture. Chemisorption of CO2 with CaO in the process of steam co-gasification was effective at 700°C and 800°C and resulted in average hydrogen content increase from 61 to 87%vol and from 62 to 76%vol at 700°C and 800°C, respectively, when compared to co-gasification without Fe2O3 and CaO.

18

Wpływ rodzaju paliwa stałego na skład oraz ilość substancji smolistych powstających w procesie zgazowania

Kamińska-Pietrzak N., Smoliński A.

Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko / Główny Instytut Górnictwa

|

2012

|

nr 3

27-42

PL

Ilość oraz skład substancji smolistych powstających podczas zgazowania paliw stałych jest z punktu widzenia ochrony środowiska bardzo istotnym zagadnieniem. Ze względu na zawartość wielu węglowodorów aromatycznych, substancje smoliste zostały uznane za odpad szkodliwy dla zdrowia człowieka, a także niebezpieczny dla środowiska. Wyróżniono wiele czynników mających wpływ na ilość smół powstających w procesie zgazowania, jak i zawartość pojedynczych, obecnych w nich związków. W niniejszym artykule przedstawiono obecny stan wiedzy z zakresu wpływu rodzaju poszczególnych paliw (węgiel kamienny i brunatny, biomasa roślinna) na skład oraz ilość substancji smolistych powstających w procesach ich zgazowania i współzgazowania. Podsumowano także wyniki światowych badań dotyczących wpływu struktur węglowych oraz katalitycznego działania substancji mineralnych zawartych w paliwach na reakcje krakingu i reformingu związków obecnych w smole.

EN

An important issue related to the development of solid fuels gasification is the quantity and composition of tars - the by-product. There are several factors determining the amounts of tars produced in the gasification process and their chemical composition. The paper presents the state of the art on the influence the kind of feedstock has on tar formation in terms of amounts and composition in gasification and co-gasification processes. The published world research results on the impact of kind of carbon structure and the catalytic effects of mineral matter present in a fuel on cracking and reforming reactions are also summarized.

19

Próba zastosowania reaktora ze złożem stałym do oceny punktu inicjacji zapłonu obiektów formowanych z odpadów powęglowych

Gogola K., Iwaszenko S., Smoliński A.

Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko / Główny Instytut Górnictwa

|

2012

|

nr 1

35-46

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań podatności na samozapłon dla materiału zgromadzonego z wybranych obiektów uformowanych z odpadów powęglowych. Badania przeprowadzone z próbek pobranych w obiektach: "Waleska" kopalnia "Bolesław Śmiały", "Wrzosy" kopalnia "Rydułtowy-Anna", "Szyby Zachodnie" kopalnia "Jas-Mos", hałda przy ul. Bielszowickiej w Zabrzu i hałda "Ruda" w Zabrzu-Biskupicach, polegały na podgrzaniu próbek do wybranej, na podstawie przeprowadzonych badań wstępnych, temperatury początkowej, a następnie obserwowaniu samoistnego jej wzrostu. Do reaktora wprowadzono mieszaninę O2 i N2, której skład odpowiadał składowi powietrza. W gazach wylotowych mierzono zawartość CO, CO2, H2 i O2. Przedstawiono interpretację uzyskanych wyników pomiarów oraz zaproponowano koncepcję trzyetapowego opisu rozwoju pożaru na obiekcie z odpadów powęglowych. Badania przeprowadzono w ramach projektu POIG 1.3 pt. "System zarządzania likwidacją emisji CO2 ze zwałowisk odpadów powęglowych".

EN

In the work the results of investigations into the susceptibility to spontaneous ignition for the material collected from selected objects formed from coal wastes were presented. The investigations carried out from samples taken at the objects: "Waleska" - "Bolesław Śmiały" colliery, "Wrzosy" - "Rydułtowy-Anna" colliery, "Szyby Zachodnie" - "Jas-Mos" colliery, dump in the Bielszowicka street in Zabrze and "Ruda" dump in Zabrze-Biskupice, consisted in preheating of samples to the initial temperature, selected on the basis of performed preliminary tests, and next in the observation of its autonomous growth. Into the reactor the mixture of O2 and N2 has been introduced, the composition of which corresponded with the composition of air. In the outlet gases the content of CO, CO2, H2, and O2. was measured. The interpretation of obtained measurement results was presented and the conception of three-stage description of fire development at the object from coal wastes has been proposed. The investigations were carried out in the framework of the POIG 1.3 project entitled "Management system of liquidation of CO2 emissions from coal waste dumps".

20

Modyfikacja metody oceny zagrożenia pożarowego na terenach lokowania odpadów powęglowych

Gogola K., Bajerski A., Smoliński A.

Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko / Główny Instytut Górnictwa

|

2012

|

nr 2

13-32

PL

W artykule zaproponowano modyfikację metody oceny zagrożenia pożarowego na terenach lokowania odpadów powęglowych. Metoda pierwotna została opracowana w Głównym Instytucie Górnictwa w latach 80. XX w. i zmodyfikowana w 1996 r. Wprowadzone zmiany zmierzały do uproszczenia istniejącej już metody. Dostosowano ją do obecnych możliwości technicznych w zakresie badań parametrów określających stan termiczny obiektów formowanych z odpadów powęglowych. Ważny aspekt stanowiły także warunki techniczne omawianej metody, obejmujące ocenę jakości prowadzonych robót. W tak zmodyfikowanej metodzie najważniejszymi kryteriami oceny zagrożenia pożarowego są: - zakres i częstotliwość badań stanu termicznego obiektu, - ocena wskaźnika zagęszczenia uformowanych nasypów.

EN

In the article, the modification of the method for assessing the fire hazards in areas of coal mining wastes locating has been proposed. The primal method was developed in the Central Mining Institute (Główny Instytut Górnictwa) in the 1980s of the 20th century and modified in 1996. The aim of the undertaken changes has been to simplify the already existing method. It has been adapted to the current technical possibilities in the field of the research parameters defining the thermal state of objects formed from mining waste. As the important aspect the technical conditions of this method have also been stated, including the assessment of the quality of the carried out works. In the method modified in this way, the major fire hazard assessment criteria have been regarded as: - the scope and frequency of tests on thermal state of an object, - the evaluation of the indicator of the formed embankments density.