Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Reducing Mercury Emissions from Small-Scale Coal-Fired Boilers Used in Residential Heating

Stelmach Sławomir, Matuszek Katarzyna, Hrycko Piotr, Wolny Paweł, Horák Jiří, Kuboňová Lenka

Safety & Fire Technology

|

2023

|

Vol. 62, iss. 2

50--62

EN

Purpose: The aim of the research was to demonstrate that the use of low-emission carbon fuels (obtained using the initial thermal conversion of coal feedstock) in residential heating also makes it possible to reduce mercury emissions from small-scale coal-fired boilers. Project and methods: The publication presents the results of mercury emission tests conducted using five different small-scale coal-fired boilers and five different coal fuels. The research was carried out under laboratory conditions, but also using heating devices of residential users. They covered a wide range of operational parameters, both energy and emission. The flux of coal fuels burned ranged from 2 to 12.2 kg/h, with an equally wide range of boiler efficiencies obtained – 67.6–88.5%. Results: The test results presented in the article show that the amount of emissions of pollutants limited by the criteria of the PN-EN 303-5+A1:2023-05 standard and the ecodesign, namely carbon monoxide, nitrogen oxides, dust and organic substances, depends mainly on the design and operating conditions of the device in which the specific solid fuel is burned. There is a group of pollutants emitted into the atmosphere, for which the amount of emissions depends primarily on the quality of the fuel burned. These pollutants include sulphur oxides and mercury, whose emissions depend primarily on the combustible sulphur and mercury content of the fuel being burned. Conclusions: Experimental studies were carried out to verify what portion of Hg contained in coal during its combustion in domestic boilers with manual and automatic fuel feeding remains bound in bottom ash, and what is emitted into the atmosphere. The content of Hg in bottom ash, regardless of the boiler and fuel used, was at a similar low level, reaching a maximum of about 6% of Hg initially contained in the fuel. As studies have shown, more than 94% of mercury contained in coal fuels burned in small-scale coal-fired boilers is emitted into the atmosphere, contributing significantly to the deterioration of the environment. Replacing traditional coal with low-emission carbon fuels (e.g., such as BC fuel) would significantly reduce mercury emissions from small-scale coalfired boilers, by up to 90% compared to current emissions. Setting a legal requirement for the permissible level of mercury content in coal fuels used in domestic boilers, for example, at a maximum value of 0.05 mg/kg, would reduce mercury emissions from these devices by at least half.

PL

Cel: Celem przeprowadzonych badań było wykazanie, że wykorzystanie niskoemisyjnych paliw węglowych (uzyskanych w wyniku wstępnej konwersji termicznej surowca węglowego) w ogrzewnictwie mieszkaniowym umożliwia również ograniczenie emisji rtęci z małych kotłów węglowych. Projekt i metody: W publikacji przedstawiono wyniki badań emisji rtęci przeprowadzonych z wykorzystaniem pięciu różnych małoskalowych kotłów węglowych i pięciu różnych paliw węglowych. Badania przeprowadzono w warunkach laboratoryjnych, ale także z wykorzystaniem urządzeń grzewczych użytkowników indywidualnych. Obejmowały one szeroki zakres parametrów eksploatacyjnych zarówno energetycznych, jak i emisyjnych. Strumień spalanych paliw węglowych wahał się od 2 do 12,2 kg/h, przy równie szerokim zakresie uzyskiwanych sprawności kotłów – 67,6–88,5%. Wyniki: Przedstawione w artykule wyniki badań wskazują, że wielkość emisji zanieczyszczeń limitowanych kryteriami normy PN-EN 303-5+A1:2023-05 i ekoprojektu, a mianowicie tlenku węgla, tlenków azotu, pyłu i substancji organicznych, zależy głównie od konstrukcji i warunków pracy urządzenia, w którym spalane jest określone paliwo stałe. Istnieje grupa zanieczyszczeń emitowanych do atmosfery, dla których ilość emisji zależy przede wszystkim od jakości spalanego paliwa. Zanieczyszczenia te obejmują tlenki siarki i rtęć, których emisje zależą przede wszystkim od zawartości siarki palnej i rtęci w spalanym paliwie. Wnioski: Przeprowadzone badania eksperymentalne miały na celu sprawdzenie, jaka część Hg zawartej w węglu podczas jego spalania w domowych kotłach z ręcznym i automatycznym podawaniem paliwa pozostaje związana w popiele paleniskowym, a jaka jest emitowana do atmosfery. Zawartość Hg w popiele paleniskowym, niezależnie od kotła i stosowanego paliwa, była na podobnym niskim poziomie, osiągając maksymalnie około 6% Hg początkowo zawartej w paliwie. Jak wykazały badania, ponad 94% rtęci zawartej w paliwach węglowych spalanych w małych kotłach węglowych jest emitowane do atmosfery, przyczyniając się znacząco do pogorszenia stanu środowiska. Zastąpienie tradycyjnego węgla niskoemisyjnymi paliwami węglowymi (np. takimi jak paliwo BC) znacznie zmniejszyłoby emisje rtęci z małych kotłów węglowych, nawet o 90% w porównaniu z obecnymi emisjami. Ustanowienie wymogu prawnego dotyczącego dopuszczalnego poziomu zawartości rtęci w paliwach węglowych stosowanych w kotłach domowych, na przykład na poziomie maksymalnej wartości 0,05 mg/kg, zmniejszyłoby emisję rtęci z tych urządzeń o co najmniej połowę.

2

Szacowanie wartości powierzchni bet węgla aktywnego na podstawie liczby jodowej

Kochel Mateusz, Iluk Tomasz, Stelmach Sławomir

Rynek Energii

|

2022

|

Nr 1

68--75

PL

W publikacji przedstawiono możliwość określania wielkości powierzchni właściwej BET węgla aktywnego na podstawie zmierzonej wartości liczby jodowej LJ. Analizę wykonano w oparciu o zebrane dane literaturowe dotyczące węgli aktywnych produkowanych z różnych prekursorów węglowych, przy pomocy aktywacji metodą fizyczną i chemiczną. Dane pogrupowano w zależności od rodzaju prekursora węglowego i metody jego aktywacji. Obliczenia zostały przeprowadzone z wykorzystaniem modelu regresji liniowej. Na potrzeby analizy zebrano informacje na temat 174 próbek węgla aktywnego. Otrzymane wyniki charakteryzowały się dobrymi liniowymi korelacjami analizowanych parametrów, dla których wartość współczynnika determinacji mieściła się w zakresie 79,7÷91,2%. Przedstawiona metoda jest stosunkowo tanim sposobem szacowania powierzchni właściwej BET adsorbentów węglowych i może być wykorzystana do rutynowych badań stanu złoża adsorpcyjnego we wszystkich przedsiębiorstwach stosujących takie adsorbenty w procesie produkcyjnym.

EN

The paper presents the possibility of approximating the specific surface area BET of activated carbon on the basis of the measured value of the iodine number IN parameter. The analysis was based on the collected literature data on activated carbons produced from various carbon precursors using physical and chemical activation. The data are grouped depending on the type of carbon precursor used and the activation method. The calculations were carried out using a linear regression model. For the purpose of the analysis, information on 174 activated carbon samples was collected. The obtained results were characterized by high consistency between correlated linear parameters for which the coefficient of determination ranged from 79.7 to 91.2%. The presented cheap method of estimating the specific surface area BET of carbonaceous adsorbents can be routinely used in all enterprises that use such adsorbents in the production process.

3

Ciepłownie na RDF. Czy to się opłaca?

Smorąg Hubert, Stelmach Sławomir

Nowa Energia

|

2021

|

nr 2

12--16

PL

Nadwyżka wytwarzanego RDF oraz zalety posiadania systemów ciepłowniczych w Polsce spowodowały potrzebę analizy rozbudowy ciepłowni lokalnych w oparciu o budowę małych instalacji do przetwarzania RDF na ciepłą wodę do celów ogrzewania i c.w.u. Główną zaletą systemowego zaopatrzenia ludności w ciepło jest dostarczenie ciepłej wody i ogrzewania przy najniższych możliwych kosztach, wynikających z uwarunkowań rynkowych i regulacyjnych oraz zgodnie z wymaganiami ochrony środowiska. Nie bez znaczenia pozostaje fakt, co do wymogów jakości i niezawodności dostarczania ciepła.

4

Ekologiczne paliwa węglowe

Stelmach Sławomir, Sobolewski Aleksander, Ignasiak Karina

Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji

|

2020

|

Vol.9, iss. 2

37--47

PL

W artykule scharakteryzowano ekologiczne paliwa węglowe pod kątem Rozporządzenia Ministra Energii z dnia 27.09.2018 w sprawie wymagań jakościowych dla paliw stałych oraz efektu ekologicznego w postaci obniżonej emisja zanieczyszczeń do atmosfery podczas procesu spalania. Przedstawiono klasyczne metody produkcji ekologicznych paliw węglowych opartych na procesach mechanicznych jak i powstałych w wyniku termicznej przeróbki węgla kamiennego (niskoemisyjne paliwa bezdymne). Analizie poddano zarówno ekologiczne paliwa węglowe dostępne na rynku, jak i aktualnie opracowywane w ramach prac B+R oraz wdrożeniowych.

EN

The article characterizes ecological fossil fuels in terms of the Regulation of the Minister of Energy of 27.09.2018 on the quality requirements for solid fuels and the ecological effect in the form of reduced emissions of pollutants into the atmosphere during the combustion process. Standard methods of producing ecological fossil fuels based on mechanical and thermal processing of hard coal (low-emission smokeless fuels) were presented. The analysis included both ecological fossil fuels available on the market and those currently being developed as part of R&D and implementation works.

5

Budowa małej spalarni może się opłacać

Stelmach Sławomir, Smorąg Hubert

Przegląd Komunalny

|

2020

|

nr 8

23--24

PL

Mimo funkcjonowania aktualnie zdecydowanie lepszego niż jeszcze kilkanaście lat temu systemu gospodarki odpadami, opartego w głównej mierze na sieci instalacji komunalnych i kilku spalarniach odpadów, do pełnego zamknięcia systemu racjonalnej gospodarki odpadami pochodzenia komunalnego brakuje ogniwa, którym jest zagospodarowanie powstającej w instalacjach komunalnych frakcji energetycznej.

6

Wykorzystanie karbonizatu z drewna iglastego jako paliwa zastępczego w procesie spiekania rud żelaza

Niesler Marian, Stecko Janusz, Stelmach Sławomir

Journal of Metallic Materials

|

2020

|

Vol. 72, no. 4

2--14

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań wykonanych w Łukasiewicz - IMŻ, przy współpracy Instytutu Chemicznej Przeróbki Węgla, nad wykorzystaniem karbonizatu z drewna iglastego jako paliwa zastępczego w procesie spiekania rud żelaza. Stwierdzono, że biorąc pod uwagę wydajność produkcyjną, zużycie paliwa oraz właściwości powstałego spieku udział badanego karbonizatu nie powinien przekraczać 10% mas. w sumie paliwa. Przy stosowaniu badanego karbonizatu obniżała się zawartość FeO w spieku. Spiek posiadał lepszą wytrzymałość ISO T niż przy stosowaniu samego koksiku. Równocześnie ścieralność spieku ISO A zmniejszała się ze wzrostem udziału karbonizatu w sumie paliwa. Stosowanie badanego karbonizatu może bardzo pozytywnie wpływać zarówno na wytrzymałość spieku, jak i jego właściwości redukcyjne.

EN

The article presents the results of tests carried out at Łukasiewicz - IMŻ, in cooperation with the Institute for Chemical Processing of Coal, on the use of biochar from coniferous wood as a substitute fuel in the iron ore sintering process. It was found that, considering productivity, fuel consumption and properties of the obtained sinter, the content of the tested biochar should not exceed 10 wt% in total fuel. When using the tested biochar, the content of FeO in the sinter decreased. The sinter was characterised by better ISO T strength than when using only coke breeze. At the same time, the grindability of the ISO A sinter decreased with the increase in the content of the biochar in the total fuel. The use of the tested biochar can have a very positive effect on both the sinter strength and its reducing properties.

7

Significant waste properties in terms of applicability in the power industry

Nowak Martyna, Stelmach Sławomir, Sajdak Marcin

Environment Protection Engineering

|

2019

|

Vol. 45, nr 4

75--85

EN

The aim of the article is to present the physical and chemical properties of the refuse derived fuel (RDF) substrates, which have a significant impact on the energy recovery process in power plants. The experimental part includes technical (moisture and ash content, net and gross calorific values) and elemental analyses (sulfur, chlorine and mercury content), biomass and non-biomass concentration in the samples. In order to carry out the analysis of reactor slagging and fouling risk, chemical composition of the ash and characteristic ash fusion temperatures were determined. The waste samples are heterogeneous material and their properties are diversified – the moisture content ranges from 1.8 to 29.2 wt. %, the net calorific value from 17.231 to 28.307 MJ/kg, the ash content in the samples from 7.7 to 31.2 wt. %. The S content is in the range from 0.04 to 0.58 wt. %, the Cl content from 0.58 to 2.11 wt. % and the Hg content in the samples from 0.09 to 0.20 mg/kg. It can be observed, that the tested waste is a demanding fuel, because of its unfavorable fouling and slagging properties, which are directly related to the content of oxides with the basic properties.