Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

System „Plasma Control Supervision”do dozoru instalacji plazmowych na przykładzie prototypowej instalacji przetwarzania osadów ściekowych

Borkowski Bartłomiej, Izakiewicz Radosław, Lipiński Mariusz, Mączka Tadeusz, Skakowski Roman, Pawlak-Kruczek Halina, Ostrycharczyk Michał

Energetyka

|

2023

|

nr 12

744--748

PL

W artykule przedstawiono system „PLASMA CONTROL SUPERVISION”, który został opracowany do nadzoru prototypowej instalacji plazmowej przetwarzającej osady ściekowe. System rejestruje parametry procesowe, umożliwia sterowanie, wizualizację i archiwizację danych w czasie rzeczywistym. Całość pracy koncentruje się na istocie i możliwościach systemu „PLASMA CONTROL SUPERVISION” w efektywnym prowadzeniu procesów przetwarzania organicznych osadów ściekowych. Wyniki eksperymentów i prac ruchowych przeprowadzonych na prototypowej instalacji przez zespół naukowców z Wydziału Mechaniczno-energetycznego Politechniki Wrocławskiej i kluczowych pracowników firmy IASE Sp. z o.o. stanowią podstawę dla przyszłego wdrożenia systemu na skalę przemysłową.

EN

Presented is „PLASMA CONTROL SUPERVISION” system developed to supervise a prototype plasma installation for sewage sludge treatment. The system registers process parametres and enables the real-time control, visualization and filing of data. Whole content of this article focuses on the essence and abilities of the „PLASMA CONTROL SUPERVISION” system in effective conducting of the organic sewage sludge treatment processes. Results of experiments and regular duty operations carried out on a prototype installation by a team of scientists from Wrocław University of Science and Technology, Faculty of Mechanical and Power Engineering and the key personnel of IASE Sp. z o. o. make a basis for future implementation of the system on an industrial scale.

2

Analiza możliwości zastosowania palników plazmowych do spalania paliw nietypowych

Pawlak-Kruczek Halina, Mączka Tadeusz, Ostrycharczyk Michał, Baranowski Marcin, Czerep Michał, Sadowski Krzysztof, Hulisz Patryk

Rynek Energii

|

2022

|

Nr 1

28--33

PL

Problem spalania koksików powstających np. z niezupełnego spalania pyłu węglowego i/lub biomasy wymaga specjalnych warunków z powodu niskiej reaktywności koksików. Koksiki te charakteryzują się dużą zawartością substancji mineralnych i brakiem części lotnych, co między innymi powoduje, że mają wysoką temperaturę zapłonu i względnie stałą szybkość spalania w szerokim zakresie temperatur cząstek. Analiza termograwimetryczna dla różnych szybkości nagrzewu pokazała, że ze wzrostem szybkości nagrzewania do temperatury zapłonu jest możliwe uzyskanie zupełnego spalania. Takie warunki nagrzewu koksików gwarantuje zarówno plazma mikrofalowa jak i łukowa. Wstępne badania w reaktorze przepływowym potwierdziły oczekiwania co do stopnia wypalenia. Kolejno w pracy przedstawiono badania nad zastosowaniem palnika plazmowego do spalania koksików.

EN

The problem of minimizing high content of char in fly ash obtained under incomplete combustion of coal or biomass requires special conditions due to the low reactivity of coke. These coke are characterized by a high content of mineral substances and the low concentration of volatile matter, which means high ignition temperature and relatively constant combustion rate in a wide range of particle temperatures. Thermogravimetric analysis for different heating rates shows that with the increase of the heating rate to the ignition temperature, it is possible to obtain complete combustion of analysed fuel. Such conditions for heating the char are guaranteed by both microwave and arc plasma. Initial experimental tests in the flow reactor confirmed the expectations regarding the degree of burnout. In the paper research on the use of a plasma burner for coke is presented.

3

Kilku stopniowa utylizacja osadów ściekowych - biomasy odpadowej z wykorzystaniem karbonizacji, zgazowania

Pawlak-Kruczek Halina, Czerep Michał, Mularski Jakub, Krochmalny Krystian, Niedźwiecki Łukasz

Nowa Energia

|

2022

|

nr 5/6

10--18

PL

Problem opłacalnej energetycznie i ekonomicznie utylizacji biomasy odpadowej – w szczególności osadów ściekowych oraz innych zanieczyszczonych typów biomasy jest przedmiotem wielu analiz i badań. W przypadku porządku prawnego, panującego w Polsce, szczególne znaczenie ma fakt uznania osadu ściekowego za biomasę, potwierdzony przez nowelizację ustawy o Odnawialnych Źródłach Energii. Ponadto, Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dn. 16/07/2015 w sprawie dopuszczania odpadów do składowania na składowiskach zabrania składowania ustabilizowanych osadów ściekowych (kod 19 08 05) o wartości opałowej większej niż 6 MJ/kg - w praktyce uniemożliwia to ich składowanie.

4

Efekty współspalania węgla kamiennego z węglem brunatnym i toryfikatem biomasy

Pawlak-Kruczek Halina, Mularski Jakub, Smykowski Daniel, Lewtak Robert

Energetyka Cieplna i Zawodowa

|

2022

|

Nr 4

80--87

PL

Problem produkcji energii z paliw kopalnych, a w szczególności z węgla kamiennego i brunatnego, stoi w sprzeczności z koncepcją zrównoważonego rozwoju i wymaga nowych rozwiązań uwzględniających integrację z OZE. Węgiel nadal jest znaczącym paliwem używanym na świecie do produkcji energii [1]. Dozowanie waloryzowanej/toryfikowanej biomasy o wysokiej temperaturze (190-300°C) wraz z torgazem bezpośrednio z toryfikatora do węgla brunatnego pozwala na podsuszenie węgla brunatnego, który kolejno wraz z toryfikatem można zmieszać z węglem kamiennym przed młynami.

5

Induction reactor for the thermal conversion of organic materials to syngas

Mączka Tadeusz, Borkowski Bartłomiej, Ostrycharczyk Michał, Pawlak-Kruczek Halina

Energetyka

|

2022

|

nr 12

621--623

EN

Sewage sludge is a residue of wastewater processing, and consists of high moisture content which should be decreased before gasification from the fuel, to obtain valuable synthetic gas. In Poland the interest is strengthened by the fact that since 1st of January 2016 it is not allowed to landfill stabilized sewage sludge with a heating value exceeding 6 MJ/kg. Since sewage sludge contains significant amounts of inorganics, on dry basis, thermal processing at high temperatures becomes increasingly interesting. The paper presents the results of conceptual design of gasification reactor with induction heating where the gasification process under high temperature of dry sewage sludge could be obtained. Also temperature parameter in the reactor measurement were performed in a prototype induction heating batch reactor where there is perspective of the state of the art of high temperature reactors for conversion of sewage sludge into combustible gas. Set-up induction reactor is consisted of graphite crucible, high frequency (about 80 kHz) power source – power regulation up to 4.5 kVA, induction coil, thermal insulation, feeding system of sewage sludge and delivering of CO2.

PL

Osady ściekowe są produktem ubocznym po oczyszczaniu ścieków i charakteryzują się dużą zawartością wilgoci, którą należy usunąć przed zgazowaniem paliwa, aby uzyskać wartościowy gaz syntetyczny. W Polsce zainteresowanie wzrasta z uwagi na fakt, że od 1 stycznia 2016 r. nie można składować na składowiskach osadów ściekowych stabilizowanych o wartości opałowej przekraczającej 6 MJ/kg. Ponieważ osady ściekowe zawierają znaczne ilości związków nieorganicznych w suchej masie, coraz bardziej interesująca staje się obróbka termiczna w wysokich temperaturach. W artykule przedstawiono wynik koncepcyjnego projektu reaktora zgazowania z nagrzewaniem indukcyjnym, w którym możliwe jest uzyskanie procesu zgazowania suchych osadów ściekowych w wysokiej temperaturze. Przeprowadzono również badania rozkładu temperatury w prototypowym reaktorze z nagrzewaniem indukcyjnym, gdzie przewiduje się perspektywicznie zastosowanie tego typu reaktorów do konwersji osadów ściekowych na gaz palny. Zestaw składa się z transformatora sprzęgającego wraz z cewką indukcyjną i tygla grafitowego, źródła zasilania wysokiej częstotliwości (około 80 kHz) - układu regulacji mocy do 4,5 kVA, izolacji termicznej, układu podawania osadów ściekowych i dostarczania CO2.

6

Thermogravimetric analysis of sewage sludge and straw co-firing

Arora Amit, Pawlak-Kruczek Halina, Ostrycharczyk Michał, Serafin-Tkaczuk Monika, Kowal Mateusz, Subramanian Navaneethan, Madejski Paweł

Zeszyty Energetyczne

|

2020

|

T. 7

243--254

EN

The main objective of this study is to perform thermogravimetric analysis on sewage sludge and straw co-firing at selected proportions. Sewage sludge is a residue from wastewater consisting of organic matter, toxic contaminants and heavy metals [1]. It is estimated that 10 million tonnes of sewage sludge are produced every year in European states, which represents 4.1% of all waste generated in the EU annually – about 250 million tonnes of dry solids [2]. Landfilling is deemed to be the most expensive way to dispose of sewage sludge, with average total costs ranging from EUR 260 to 350 per tonne of dry matter [3]. Straw is a major biomass solid waste from agriculture; it can be considered CO₂ neutral. The availability is wide in Europe that it is estimated to be 33 million metric tonnes [4]. A suite of thermogravimetric analysis and derivative thermogravimetric experiments was performed for this study, followed by the determination of the kinetic parameters and characteristic temperatures for these materials and their blends at different proportions. Through this analysis we can obtain information about the thermal behaviour, energy activation and ash content, and the decomposition of gaseous products can be identified the help of thermal decomposition [5].

7

Kinetyka procesu szybkiej pirolizy wysłodzin z produkcji piwa jęczmiennego i pszenicznego

Jackowski Mateusz, Niedźwiecki Łukasz, Tkaczuk-Serafin Monika, Baranowski Marcin, Trusek Anna, Pawlak-Kruczek Halina

Zeszyty Energetyczne

|

2020

|

T. 7

199-212

PL

Piwo jest napojem, którego konsumpcja w krajach OECD utrzymuje się na stałym poziomie. W wyniku działalności przemysłu piwowarskiego powstają odpady, takie jak wysłodziny, które można racjonalnie wykorzystać. Jednym z możliwych sposobów ich wykorzystania są cele energetyczne. Piroliza jest atrakcyjna z uwagi na możliwości produkcji paliw ciekłych lub substratów dla biorafinerii. Jednakże problemem w przypadku wysłodzin jest ich stosunkowo wysoka wilgotność. Rozwiązaniem może być waloryzacja przy zastosowaniu hydrotermalnej karbonizacji. W takim przypadku ważny jest wpływ tego sposobu waloryzacji na kinetykę procesu pirolizy. Niniejsza praca prezentuje wyniki badań eksperymentalnych, przeprowadzonych przy użyciu termograwimetru. Wynikiem przeprowadzonych eksperymentów są parametry kinetyczne. Uzyskano energie aktywacji zbliżone co do wartości do innych mokrych materiałów poddanych intensywnemu działaniu biologicznemu, takich jak np. osad ściekowy.

8

Prospects for the application of the plasma technique in the Polish energy sector

Mączka Tadeusz, Pawlak-Kruczek Halina, Szubert Wojciech, Ziaja Edward

Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej

|

2019

|

Nr 63

103--108

EN

This paper presents a short review of the plasma technologies used in the commercial power industry. The most common thermal plasma sources for the pulverized coal burners and reactors used in solid fuel conversion processes are described. The authors’ own experience in the use of the plasma technique in energy applications is briefly presented. Proposals for the use of thermal plasma in the process of fuel conversion in pulverized-fuel power boilers, especially when operating at a lower technical minimum, are formulated.

PL

W niniejszym artykule przedstawiono, w oparciu o studia literaturowe, krótki przegląd technologii plazmowych stosowanych w energetyce zawodowej. Scharakteryzowano najczęściej stosowane źródła plazmy termicznej wykorzystywane w palnikach pyłowych i reaktorach stosowanych w procesach przetwarzania paliwa stałego. Krótko zaprezentowano doświadczenia własne z wykorzystania techniki plazmowej w zastosowaniach energetycznych. Przedstawiono propozycje wykorzystania plazmy termicznej w cyklu technologicznym przetwarzania paliwa w pyłowych kotłach energetycznych ze szczególnym uwzględnieniem ich pracy przy obniżonym minimum technicznym. Z przeprowadzonej analizy wynika, że w kraju brak jest szerszych doświadczeń z wykorzystania plazmy termicznej w warunkach ruchu obiektu. Na podstawie analizy wstępnie wykonanych badań, można uznać takie zastosowanie plazmy za korzystne przede wszystkim ze względu na stabilność płomienia oraz regulacyjność palnika. Realizacja podjętych przez autorów działań na rzecz wdrożenia techniki plazmowej do krajowego sektora energetycznego powinny zaowocować jej komercyjnym wdrożeniem. Przy odpowiednim wsparciu prac badawczych i rozwojowych, w szerokim zakresie w tym legislacyjnym, wdrożenie technologii plazmowych może stać się inwestycjami rentownymi dla sektora energetycznego.

9

Innowacyjne termiczne przekształcanie osadów ściekowych. Cz.2

Pawlak-Kruczek Halina, Czerep Michał, Mularski Jakub, Krochmalny Krystian, Niedźwiecki Łukasz, Baranowski Marcin, Ostrycharczyk Michał, Wnukowski Mateusz

Wodociągi - Kanalizacja

|

2019

|

nr 1

24--26

10

Analiza opłacalności wdrożenia plazmowej instalacji do obniżenia minimum technicznego kotłów pyłowych

Mączka Tadeusz, Pawlak-Kruczek Halina, Niedźwiecki Łukasz, Ziaja Edward

Rynek Energii

|

2019

|

Nr 2

59--66

PL

Praca prezentuje wyniki analizy NPV, przeprowadzonej dla modelowej instalacji plazmowego podtrzymywania procesu spalania dla kotła OP 650. W pracy przyjęto założenie, że obniżenie minimum technicznego pozwoli uniknąć odstawień kotła, co przełoży się na oszczędności związane z uniknięciem kosztów związanych z jego późniejszym ponownym rozruchem. Założono także, że ograniczenie wyłączeń bloku, dzięki możliwości pracy przy obniżonym minimum technicznym, pozwoli na uzyskanie dodatkowego przychodu, ze sprzedaży energii elektrycznej, wygenerowanej w tym czasie. Ponadto, przyjęto założenie, że dzięki możliwości obniżenia minimum technicznego posiadana instalacja pozwoliłaby na dodatkowe przychody z rynku mocy, gdzie oferowany wolumen mocy (kW/rok) byłby równy różnicy pomiędzy aktualnie osiągalnym minimum technicznym, a planowanym w niedalekiej perspektywie (nowym) minimum technicznym, możliwym do osiągnięcia po zainstalowaniu systemu plazmowego. Analizy przeprowadzono dla różnych wartości minimum technicznego, kosztu inwestycyjnego instalacji plazmowej, ceny 1kW mocy zapewnionej na rok, na rynku mocy, oraz różnych wartości oczekiwanej stopy zwrotu. Uzyskane wyniki analizy NPV pokazały, że instalacje plazmowe do podtrzymania spalania w kotłach energetycznych mogą być efektywne kosztowo, zwłaszcza podczas pracy bloku przy obniżonym minimum technicznym.

EN

This paper presents the results of the NPV analysis performed for a hypothetical installation for stabilization of the combustion process in a power plant boiler (OP650 – used for 200 MWel class blocks). Authors of the manuscript assumed that such an installation could be profitable, by allowing to lower the minimum attainable load of the bolier thus enabling the additional revenue streams from the power market, as well as allowing increased sales of electricity, by enabling continuous work of such an installation under conditions, that would normally lead to the shut-down. Moreover, alternative cost of the start-ups avoided through the use of such installations was also taken into the account. Results showed that such installation could indeed be profitable.