Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Porównanie wskaźników emisji rtęci i siarki dla surowego i wzbogaconego węgla kamiennego

Dziok Tadeusz, Bury Marcelina, Baic Ireneusz

Przegląd Górniczy

|

2021

|

T. 77, nr 4-6

7--15

PL

Obecne regulacje wymagają ciągłej kontroli oraz redukcji emisji pochodzącej z sektora energetycznego. Szczególną uwagę skupia się m.in. na emisji SO2 i rtęci. Jednym ze sposobów obniżenia ich emisji jest poprawa jakości węgla przed jego spalaniem. W pracy przedstawiono możliwości obniżenia ich zawartości w węglu kamiennym w procesie wzbogacania oraz obniżenia wskaźników emisji. Badaniom zostały poddane próbki węgli surowych (nadawy) i koncentraty z procesu wzbogacania na mokro i suchego odkamieniania. Próbki pochodziły z siedmiu serii suchego odkamieniania, przy wykorzystaniu separatora powietrzno- wibracyjnego oraz optyczno-rentgenowskiego. Jest to przypadek ilustrujący węgle powszechnie stosowane w sektorze wytwarzania energii. Próbki z mokrego wzbogacania pobrane zostały w sześciu zakładach przeróbczych wzbogacających węgiel koksowy w pełnym zakresie uziarnienia, stosujących wzbogacanie w płuczkach zawiesinowych cieczy ciężkich, w osadzarkach i flotownikach. Przypadek ten ilustruje głębokie wzbogacanie węgli. Koncentraty, w porównaniu do węgli surowych charakteryzowały się bardziej stabilnymi parametrami, w tym zawartością rtęci i siarki. Procesy wzbogacania i odkamieniania pozwoliły na znaczącą redukcję wskaźników emisji SO2 oraz rtęci. W przypadku elektrowni zastosowanie koncentratów pozwoliłoby na obniżenie wskaźnika emisji rtęci o połowę, do poziomu 0,3-2,4 μg/MJ. Wartość wskaźnika emisji SO2 również uległa znaczącemu obniżeniu. W porównaniu do elektrowni, otrzymane wartości wskaźnika emisji rtęci dla sektora komunalno-bytowego były dwukrotnie wyższe, a wskaźniki emisji SO2 nawet dziesięciokrotnie wyższe. Dlatego też szczególnie ważne jest stosowanie przez użytkowników z sektora komunalno-bytowego węgla o możliwie najniższej zawartości siarki i rtęci.

EN

Current regulations require continuous control and reduction of emissions from the energy production sector. Particular attention is focused among others on the emissions of SO2 and mercury. One of the methods to reduce ecotoxic elements emissions is to enhance coal quality before combustion using the cleaning processes. In the paper, the possibilities of reducing the content of sulfur and mercury in hard coal using the cleaning processes as well as reducing emission factors were determined. The samples of raw coals (feed coals) and clean coals derived from the washing and dry deshaling processes were examined. Samples from the dry deshaling process were obtained from the pneumatic vibrating the optical X-ray separators. This case illustrates the coals commonly used in the power production sector. Samples from the washing process were collected at the six coking coal processing plants using the full grain size cleaning. They are equipped with dense media separators, jigs, and flotation machines. This case illustrates the deep cleaning of coals. The clean coals, in comparison to raw coals, were characterized by more stable parameters, including mercury and sulfur content. In the case of power plants, the use of the clean coals would reduce the mercury emission factor by a half (to the level of 0.3-2.4 μg/MJ). The value of the sulfur dioxide emission factor also decreased. The values of mercury emission factors obtained for the households were twice as high and the values of sulfur dioxide emission factors were even ten times higher. This is due to the lack of technical possibilities to reduce their emissions. Therefore, it is extremely important to use coals with the lowest possible content of sulfur and mercury by the households.

2

Ekologiczne i ekonomiczne aspekty procesu suchego odkamieniania węgli kamiennych

Dziok Tadeusz, Baic Ireneusz, Strugała Andrzej, Blaschke Wiesław

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2019

|

nr 108

99--110

PL

Węgiel kamienny wydobywany w kopalni (węgiel surowy) tworzy substancja organiczna i mineralna. Przed bezpośrednim wykorzystaniem urobek musi być poddany procesom wzbogacania. Stosowane procesy wzbogacania mają na celu usunięcie skały płonnej, pirytu, a także przerostów. Do wzbogacania węgla kamiennego stosowane mogą być zarówno metody wzbogacania na mokro, jak i na sucho. W pracy przedstawiono wybrane ekologiczne i ekonomiczne aspekty procesu suchego odkamieniania węgla kamiennego przy wykorzystaniu separatora powietrzno-wibracyjnego i separatora optyczno-rentgenowskiego. Zastosowanie nowoczesnych urządzeń do suchego odkamieniania, tj. separatory powietrzno-wibracyjne i separatory optyczno-rentgenowskie, umożliwią obniżenie emisji pierwiastków ekotoksycznych ze spalania węgla kamiennego. Wydzielenie pirytu pozwala na obniżenie zawartości siarki, a także innych pierwiastków ekotoksycznych, m.in. rtęci, arsenu, talu, czy ołowiu. Generalnie pod względem ekonomicznym technologia suchego odkamieniania cechuje się niższymi nakładami inwestycyjnymi i kosztami eksploatacyjnymi w porównaniu do metod wzbogacania na mokro. Instalacje suchego odkamieniania są dobrym rozwiązaniem dla inwestycji o krótkim okresie planowanej eksploatacji i/lub dla instalacji o małej wydajności, a także w przypadku ograniczonej dostępności do wody. Dla instalacji o dłuższym okresie eksploatacji i o wyższych wydajnościach, efektywność inwestycji jest wyższa dla metod wzbogacania na mokro. Istnieje również możliwość suchego odkamieniania węgla na dole w kopalni przy użyciu tzw. kruszarek Bradforda. Wydzielony produkt w postaci grubych kamieni może znaleźć zagospodarowanie na dole kopalni, np. do podsadzania wyrobisk.

EN

Hard coal extracted from a mine (raw coal) is composed of both organic and mineral matter. In this form, it cannot be used directly and must be processed previously. The aim of the cleaning process is to remove gangue, pyrite grains, as well as the mineral matter overgrowths on coal grains. Both wet (washing) and dry (deshaling) methods can be used to perform the cleaning of hard coal. The paper presents selected ecological and economic aspects of the dry deshaling process of hard coal using a pneumatic vibrating separator and an optical X-ray separator. The use of modern dry deshaling equipment (i.e., pneumatic vibrating FGX type and optical X-ray separators) enables a reduction of the emission of ecotoxic elements from hard coal combustion. The separation of pyrite grains results in a reduction of the content of sulphur and other ecotoxic elements, among others: mercury, arsenic, thallium and lead. In general, from the economic point of view, the dry deshaling technology, when compared to the washing methods, is characterized by both lower investment and operating costs. The dry deshaling technology is a suitable option for short-term investments and/or for low capacity plants with limited water availability. For long-term investments and more efficient plants, the investment efficiency is higher for the washing methods. It is also possible to perform dry deshaling of hard coal at the bottom of the mine using Bradford crushers. The separated product in the form of coarse rocks can be used at the bottom of the mine, e.g. for backfilling.

3

Koncepcja hybrydowego procesu usuwania rtęci z węgla kamiennego

Dziok T., Strugała A., Chmielniak T., Baic I., Blaschke W.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2017

|

nr 98

125--135

PL

W powadzonych aktualnie pracach mających na celu obniżenie antropogenicznej emisji rtęci duży nacisk kładzie się na obniżenie emisji rtęci z procesów energochemicznego przetwórstwa węgla, głównie z procesów spalania. Jednym ze sposobów pozwalających na obniżenie antropogenicznej emisji rtęci jest jej usuwanie z węgla przed jego konwersją. Należy zaznaczyć, że rtęć w węglu kamiennym może być obecna zarówno w substancji organicznej jak i mineralnej, stąd też uniwersalna metoda powinna pozwalać na usuwanie rtęci z obu tych składowych substancji węglowej. W pracy przedstawiono koncepcję hybrydowego procesu usuwania rtęci z węgla kamiennego. Idea procesu polega na połączeniu procesów wzbogacania metodami mokrymi bądź suchymi (etap pierwszy) oraz wstępnej termicznej preparacji w temperaturze 200–400°C (etap drugi). W etapie pierwszym w procesie wzbogacania/ /odkamieniania z węgla usuwana jest część rtęci występującej w substancji mineralnej. Natomiast w etapie drugim z węgla usuwana jest rtęć występująca w substancji organicznej oraz rtęć w obecnych jeszcze w węglu składnikach mineralnych o relatywnie niskiej temperaturze uwalniania rtęci. Na podstawie wyników wstępnych badań, skuteczność obniżenia zawartości rtęci w węglu w takim procesie hybrydowym została oszacowana w przedziale od 36 do 75% (ze średnią wartością 58%). Efekt obniżenia zawartości rtęci w węglu jest jeszcze bardziej zauważalny w przypadku odniesienia jej zawartości do wartości opałowej węgla. Tak określona skuteczność obniżenia zawartości rtęci w węglu mieściła się w przedziale od 53 do 92% (przy średniej wartości wynoszącej 71%).

EN

Nowadays, actions allowing for a reduction of anthropogenic mercury emission are taken worldwide. Great emphasis is placed on reducing mercury emission from the processes of energochemical coal conversion, mainly from the coal combustion processes. One of the methods which enable a reduction of anthropogenic mercury emission is the removal of mercury from coal before its conversion. It should be pointed out that mercury in hard coal may occur both in the organic and mineral matter. Therefore, a universal method should allow for the removal of mercury, combined in both ways, from coal. In the paper, a concept of the hybrid mercury removal process from hard coal was presented. The idea of the process is based on the combination of the coal cleaning process using wet or dry methods (first stage) and the thermal pretreatment process at a temperature in the range from 200 to 400°C (second stage). In the first stage, a part of mercury occurring in the mineral matter is removed. In the second stage, a part of mercury occurring in the organic matter as well as in some inorganic constituents characterized by a relatively low temperature of mercury release is removed. Based on the results of the preliminary research, the effectiveness of the decrease in mercury content in coal in the hybrid process was estimated in the range from 36 to 75% with the average at the level of 58%. The effect of the decrease in mercury content in coal is much more significant when mercury content is referred to a low heating value of coal. So determined, the effectiveness was estimated in the range from 36 to 75% with the average at the level of 58%.

4

Preliminary assessment of the possibility of mercury removal from hard coal with the use of air concentrating tables

Dziok T., Strugała A.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2017

|

T. 33, z. 4

125--141

EN

Mercury is characterized by highly toxic properties. The natural biogeochemical cycle of mercury occurs in the environment, which results in the fact that even a small amount of mercury emitted to the environment is a potential threat to human health. The process of coal combustion is one of the main sources of anthropogenic mercury emissions. For this reason, on 31 July 2017 the European Commission has adopted the mercury emission standards for large combustion plants. The issue of mercury emissions is particularly important for Poland. Forecasts concerning energy consumption in Poland show that coal will be the main source for energy production in the coming decades. Therefore, actions enabling the reduction of mercury emissions from coal-fired power plants will have to be implemented. The mercury emissions from coal-fired power plants may be reduced through the application of a number of methods. These methods can be divided into two main groups: the post-combustion methods which allow for mercury removal from flue gases, and the pre-combustion methods which allow for mercury removal from coal before its combustion. The effectiveness of mercury removal from coal is determined by the mode of its occurrence in coal. In the case of mercury occurrence in the adventitious inorganic constituents of coal, high effectiveness will be obtained in the coal cleaning processes. In the case of mercury occurrence in the organic matter as well as in the inherent inorganic constituents of coal, the effectiveness of this method will be low. Mercury could be removed from such coals through the process of thermal pretreatment at the temperature of 200–400°C (mild pyrolysis). In the paper, the possibility of mercury removal from hard coal through the process of dry deshaling on an air concentrating table was examined. Six raw coals (coal feed), clean coals and the rejects derived from their dry deshaling were analyzed. The mercury content was measured in the examined samples. The content of mercury in raw coals and clean coals were compared. Additionally, the effectiveness of mercury removal from coal with rejects was determined. [...]

PL

Rtęć charakteryzuje się silnie toksycznymi właściwościami. W środowisku podlega ona naturalnemu obiegowi, co powoduje, że każda emitowana jej ilość stanowi potencjalne zagrożenie dla zdrowia i życia ludzkiego. Do głównych źródeł antropogenicznej emisji rtęci należą procesy spalania węgla. Z tego też powodu w dniu 31 lipca 2017 r. decyzją Komisji Europejskiej przyjęte zostały limity emisyjne rtęci dla dużych obiektów energetycznego spalania. Problem emisji rtęci jest szczególnie istotny dla Polski. Prognozy zużycia nośników energii pokazują, że węgiel pozostanie podstawowym źródłem pozyskiwania energii w naszym kraju przez najbliższe dziesięciolecia. Dlatego też konieczne będzie podjęcie działań mających na celu obniżenie jej emisji z elektrowni węglowych. Emisja rtęci z elektrowni węglowych może być ograniczona na szereg sposobów, które można podzielić na dwie główne grupy: metody post-combustion – polegające na usuwania rtęci ze spalin oraz metody pre-combustion – polegające na usuwaniu rtęci z węgla przed jego spaleniem. Skuteczność usuwania rtęci z węgla uzależniona jest od sposobu występowania w nim rtęci. W przypadku jej występowania w składnikach mineralnych węgla wysoką skutecznością odznaczają się metody przeróbki mechanicznej. W przypadku występowania rtęci w substancji organicznej i/lub substancji mineralnej wewnętrznej metoda ta jest mało skuteczna. Z takich węgli rtęć może zostać usunięta w procesie jego termicznej preparacji (tzw. łagodnej pirolizy) polegającej na ogrzaniu węgla do temperatury 200–400°C. W pracy przeanalizowano możliwość usuwania rtęci z węgla kamiennego w procesie jego suchego odkamieniania przy wykorzystaniu powietrznych stołów koncentracyjnych. Analizie poddano węgle surowe (nadawy), koncentraty i odpady uzyskane z procesu suchego odkamieniania sześciu krajowych węgli kamiennych. W badanych próbkach oznaczono zawartość rtęci, a następnie porównano zawartość rtęci w węglach surowych i koncentratach oraz określono skuteczność jej usuwania z węgla wraz z odpadami. [...]