Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Thermochemical utilization of low rank coal and flotation concentrate

Gąsior Rafał, Smoliński Adam

Journal of Sustainable Mining

|

2019

|

Vol. 18, iss. 2

109--111

EN

Flotation concentrates are waste material from coal mine operation. The process of steam gasification seems to be an attractive option for their economic utilization and an alternative to their potential combustion in boilers. The gasification process is characterized by both higher efficiency and lower emission of pollution than conventional combustion systems. In this paper the results of the steam gasification of low rank coal and flotation concentrate into hydrogen-rich gas at the temperature of 800 °C are presented. The reactivity for 50% carbon conversion as well as the maximum reactivity in this process were calculated for the samples studied.

2

Proces wytwarzania granulatów z drobnych frakcji węglowych pod kątem ich wykorzystania w procesie zgazowania

Supernok K., Robak J., Ignasiak K., Szul M.

Inżynieria Ekologiczna

|

2018

|

Vol. 19, nr 5

1--13

PL

W artykule zaprezentowano rezultaty testów wytwarzania granulatów paliwowych z drobnoziarnistych frakcji węglowych. Surowcem stosowanym do badań były wybrane drobnoziarniste frakcje węglowe – muł węglowy oraz flotokoncentrat, pozyskane z procesu wzbogacania węgla w kopalniach węgla kamiennego. Celem przeprowadzonych prac było opracowanie receptury i parametrów procesu wytwarzania granulatu o właściwościach fizykochemicznych, umożliwiających ich transport, dozowanie oraz zgazowanie w złożu stałym i fluidalnym. W pracy określono udział poszczególnych składników (mułu i flotokoncentratu węglowego oraz spoiw) oraz warunki granulowania z wykorzystaniem techniki aglomeracji metodą otaczania na granulatorze talerzowym. Stwierdzono, że mieszanka składająca się z 30 cz. wag. mułu i 70 cz. wag. flotokoncentratu węglowego, wzbogacona cementem portlandzkim w ilości 3% w stosunku do suchej masy składników węglonośnych, pozwala na uzyskanie granulatu paliwowego spełniającego wymagania dla ich zgazowania w instalacjach badawczych IChPW (zgazowanie fluidalne i w złożu stałym) pod względem wartości opałowej, zawartości popiołu, granulacji i wytrzymałości mechanicznej.

EN

The paper presents the results of tests for the production of fuel granules from fine-grained coal fractions. The raw material used for the research was selected fine coal fractions – coal sludge and coal flotation concentrate, obtained from the process of coal enrichment in hard coal mines. The aim of the work was to develop a recipe and parameters for the process of granules production with adequate physicochemical properties, enabling their transport, dosing and gasification in a fixed and fluidized bed system. The work determined the share of specified components (coal sludge, coal flotation concentrate and binders) and the conditions of granulation using the agglomeration technique in the disk granulator. It was found that a mixture consisting of 30% wt. coal sludge and 70% wt. coal flotation concentrate with the addition of 3% Portland cement in relation to the dry matter of carbonaceous components, allows obtaining granules meeting the requirements for their gasification in IChPW research installations (fluidized bed and fixed bed gasification) in terms of calorific value, ash content, particle size distribution and mechanical strength.

3

Cechy flotokoncentratów oraz mułów węglowych stosowanych w piecach centralnego ogrzewania oraz charakterystyka produktów ubocznych powstałych w wyniku ich spalania

Jelonek I., Mirkowski Z., Jelonek Z.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2016

|

nr 96

91--104

PL

W pierwszych latach XXI wieku obserwujemy znaczne ożywienie w obrębie inwestycji poczynionych w polskim sektorze energetycznym. Sytuacja ta spowodowana jest koniecznością dostosowania się polskich wytwórców energii do standardów Unii Europejskiej oraz rosnącym zapotrzebowaniem na wytwarzane przez sektor media. Sprostanie coraz surowszym normom emisyjnym przy jednoczesnej opłacalności produkcji energii jest zadaniem coraz trudniejszym, ale nie niemożliwym. Polska energetyka oraz energetyka cieplna w dalszym ciągu wytwarza energię opierając się na paliwach kopalnych, a w szczególności węgielu. W niniejszej pracy przedstawiono charakterystykę flotokoncentratu i mułu węglowego oraz popiołów pochodzących z wybranych instalacji centralnego ogrzewania. Wybór, w którym przeprowadzono badania nie był przypadkowy, ponieważ wybrane obiekty produkują energię dzięki nowoczesnym piecom centralnego ogrzewania, których działalność była wielokrotnie nagradzana. Rozwiązania zastosowane w omawianych obiektach mogą być uznane za modelowe. Efektywność produkcji energii, a także wpływ instalacji na środowisko naturalne zależą zarówno od właściwości użytej technologii oraz od szeregu cech paliwa użytego w procesie spalania. Właściwości stałych produktów z procesu spalania determinują czy produkty te będą kłopotliwym odpadem, czy poszukiwanym surowcem do szeregu różnorodnych zastosowań. Celem podjętych badań było: . określenie cech flotokoncentratu i mułu węglowego użytych w procesie produkcji energii, . wykazanie różnic pomiędzy różnymi dostawcami flotokoncentratu oraz mułem węglowym, . opisanie cech badanych paliw mogących mieć wpływ na ich zachowanie podczas procesu spalania w zależności od zastosowanego typu instalacji, . określenie zawartości i właściwości niespalonej materii organicznej oraz materii mineralnej w badanych popiołach dennych i popiołach lotnych pod kątem ich gospodarczego wykorzystania.

EN

In the first years of the twenty-first century, a growing interest in investments in the Polish energy sector can be observed. This is due to the fact that Polish energy producers need to adapt to European Union standards and the growing demand for services provided by the power sector. Meeting the increasingly more stringent emission standards while maintaining the profitability of energy production is increasingly difficult, although not an impossible task. The Polish heat and power generation industry is still based on fossil fuels, particularly coal. This paper presents the characteristics of floto-concentrate, coal slurries and coal ash from selected modern generating units in award winning central heating stoves. The solutions adopted in the aforementioned facilities can serve as models to follow. The efficiency of energy production and the impact of the installation on the natural environment are dependent on the technology used and a number of features of the fuel used in the combustion process. The properties of solid products of the combustion process determine whether the aforementioned products are regarded as waste products or sought-after raw materials for a number of different applications. The study was aimed at: . determining the characteristics of floto-concentrate, coal slurries used in the energy production . demonstrating the differences between floto-concentrate from different suppliers and coal slurries, . demonstrating the characteristics of fuels that may have an impact on their behavior during the combustion process, depending on the type of installation, . determining the content and properties of unburned organic matter and mineral matter in the investigated bottom ash and fly ash in the context of their industrial use.

4

Badania filtracji ciśnieniowej i wirowej zawiesiny flotokoncentratu węglowego po dodaniu flokulantu i jego sonifikacji

Palica M., Obrochta N., Rozmus B., Tlałka A.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2012

|

Nr 1

4-7

PL

Testom filtracji ciśnieniowej w zakresie AP = 0,09+1,5 MPa oraz filtracji wirowej w zakresie a/g = 112&divite;1787 i x = 4&divite;30 min poddano przemysłową zawiesinę flotokoncentratu, zawiesinę z dodatkiem flokulantu 70+170 g/l Mg s. p. oraz z flokulantem sonifikowanym. Wykazano, że filtracja wirowa flotokoncentratu z dodatkiem 110 g flok./l Mg s. p. pozwala uzyskać przy dostatecznie wysokich a/g i i znacząco niższe wpl w porównaniu z wpl po filtracji próżniowej i ciśnieniowej.

EN

Industrial suspension of flotoconcentrate, suspension with the addition of 70÷l 70 g/l Mg s. p. of flocculant and suspension with sonicated flocculant underwent pressure filtration tests in the range AP = 0.09+1.5 MPa and centrifugal filtration tests in the ranges.a/g = 112÷1787 and x = 4÷30 min. It was proved that centrifugal filtration of flotoconcentrate with the addition of 110 g/1 Mg s. p. of flocculant allowed one to obtain significantly lower wp, (at appropriate high a/g and i τ in comparison with wpl obtained after vacuum and pressure filtration.

5

Odwadnianie flotokoncentratu węgla koskowego w prasach filtracyjnych komorowo-membranowych

Pyc A., Giemza H., Gruszka G., Lenartowicz M.

Górnictwo i Geologia

|

2011

|

T. 6, z. 2

181-188

PL

W polskich zakładach przeróbczych do wzbogacania ziaren poniżej 0,5 mm stosuje się metodę flotacji [6, 7]. W wyniku procesu flotacji węgla koksowego uzyskuje się koncentrat i odpady flotacyjne, które należy odwodnić. Zagęszczone odpady flotacyjne najczęściej odwadnia się w prasach filtracyjnych, natomiast odwadnianie flotokoncentratu może być prowadzone w różny sposób [1, 2, 4, 6]. Powszechnie stosowaną technologią odwadniania była filtracja próżniowa w filtrach próżniowych tarczowych (FTB, FTC, FTPD), w wyniku której uzyskiwany filtrat po niewielkiej obróbce technologicznej był zawracany do obiegu wodnego, a wstępnie odwodniony flotokoncentrat suszony w bębnowych suszarkach termicznych. W wyniku osuszenia uzyskiwano koncentraty o zawilgoceniu w granicach Wr= 8-12%. Taki sposób odwadniania jest kosztowny i stanowi źródło emisji zanieczyszczeń gazowych, gazów cieplarnianych i pyłów [2, 4]. Wzrastające wymagania w zakresie ochrony środowiska (ograniczenie emisji szkodliwych zanieczyszczeń do atmosfery) i wysokie koszty procesu spowodowały zastosowanie w kopalniach JSW S.A. odwadniania flotokoncentratu w wirówkach sedymentacyjno - sitowych [1, 2, 4]. Pozytywną stroną zastosowania metody odwadniania za pomocą wirówek jest obniżenie kosztów (m.in. związanych z obsługą suszarni), natomiast negatywną stroną jest powstawanie bardzo drobnych frakcji ziarnowych, wydzielanych w odwirowanej wodzie z części sedymentacyjnej wirówki - tzw. sedymentu, który stanowi problem technologiczny i ekonomiczny [2]. W artykule przedstawiono sposób odwadniania flotokoncentratu węgla koksowego w prasach filtracyjnych komorowo - membranowych, który może stanowić alternatywę do odwadniania ww. produktu w wirówkach sedymentacyjno - sitowych [3,8].

EN

This article presents a method of dewatering of coking coal flotation concentrate using chamber-membrane filter presses which presents an alternative to dewatering of the above mentioned product in screen-bowl decanter centrifuges [3, 8].

6

Dobór dawki flokulantu Magnaflog 336 do kopalnianej zawiesiny zrzutowej po wirówkach BIRD'a

Palica M., Spyrka W.

Karbo

|

2008

|

Nr 3

142-148

PL

Narastająca ilość drobnych frakcji ciała stałego (będącego w ok. 82 % węglem) w zawiesinie zrzutowej po dekantacji wirowej flotokoncentratu na wirówkach BIRD'a wymaga okresowej wymiany cieczy obiegowej, co wiąże się z problemami ekologicznymi i kosztami wody. W związku z tym, przebadano w skali laboratoryjnej wpływ dodatku flokulantu Magnaflog 336 na przebieg filtracji ciśnieniowej (w zakresie ΔP = 0,226-1,766 MPa i wirowej (dla a/g = 251-1878 i t = 240-1800 s). Badania przeprowadzono przy użyciu tkaniny PT-912 i PT-2038s dla zawiesiny zrzutowej bez i z dodatkiem 0,5-1,5 g suchego flokulantu w 1 m3 zawiesiny o zawartości ciała stałego ok. 0,045 kg/kg zawiesiny. Wykazano, że dodatek flokulantu Magnaflog 336 przewyższający 1,5-1,7 g/m3 zawiesiny praktycznie nie wpływa na stałą kinetyczną równania filtracji, dodatek taki można uznać za optymalny. Po filtracji ciśnieniowej zawiesiny z flokulantem przy ΔP ≈ 0,8 MPa można oczekiwać końcowej wilgotności osadu ok. 38,6 %, natomiast po filtracji wirowej przy a/g ≈ 1000 i t = 600 s - około 39,3 %. Wskazana jest zmiana technologii odwadniania, polegająca na wstępnej sedymentacji zawiesiny zrzutowej (do której dodawano by flokulantu w ilości 1,5-1,7 g/m3 zawiesiny) przez kilka godzin, odprowadzenie do obiegu cieczy klarownej i podanie szlamu posedymentacyjnego do węzła mieszania z flotokoncentratem. Skuteczność flokulantu Magnaflog 336 w ilości 1,5 g/m3 zawiesiny potwierdzają testy sedymentacyjne i analizy ziarnowe.

EN

An increasing amount of solid phase fine fractions (containing about 82% of coal) in dump suspension after centrifugal decantation obtained in the BIRD centrifuge requires periodical replacement of circulating liquid. This leads to additional ecological problems and costs of water used. Therefore, an influence of addition of Magnafloc 336 flocculant on the course of pressure filtration (for ΔP = 0.226 - 1.766 [MPa]) and centrifugal filtration (for a/g = 251 - 1878 and τ = 240 - 1800 [s]) was tested in a laboratory scale. Experiments were performed using the filter cloth PT 912 and PT 2038 s for dump suspension without and with flocculant (0.5 - 1.5 [g] of dry flocculant in 1 [m3] of suspension containing 0.045 [kg sol./kg susp.]). It was proved that a dosage of flocculant greater than 1.5 - 1.7 [g/m3 susp.] did not influence, in practice, on the filtration kinetic constant. Hence, such a dosage can be treated as an optimal one. After pressure filtration of suspension with flocculant at ΔP ≈ 8 bar one can expected the cake final moisture content equal to about 38.6%, whereas after centrifugal filtration at a/g ≈ 1000 and τ = 600 [s] this value should be equal to about 39.3%. In conclusion one can stated that a change of dewatering technology is recommended in a form of initial sedimentation of dump suspension (containing 1.5 - 1.7 [g/m3 susp.] of flocculant) during a few hours, an off-take of clear liquid to a circulation system and supplying of after-sedimentation slurry to a mixing system (to mix it with flotoconcentrate). Efficiency of Magnafloc 336 flocculant at concentration equal to 1.5 [g/m3 susp.] was proved by sedimentation tests and sieve analysis.

7

Modelowanie rozdziału flotokoncentratu węgla kamiennego na bazie parametrów filtracyjnych

Palica M., Kocurek J., Szymczyk S.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2006

|

Tom 8

215-237

PL

Racjonalizacja odwadniania w zakładach przeróbczych węgla kamiennego przyczynia się do obniżenia kosztów tej operacji. Odwodnienie prowadzi się zwykle przy użyciu filtrów próżniowych, ze względu jednak na wymagania odbiorców osad pofiltracyjny dosusza się w suszarniach bębnowych obrotowych, przy czym proces suszenia prowadzony z użyciem gazów spalinowych wiąże się z emisją zanieczyszczeń gazowych (w tym gazów cieplarnianych) i pyłów. Z tego też tytułu na zakłady przeróbcze, w których znajdują się węzły suszenia, nakładane są ograniczenia emisji wynikające z obowiązujących przepisów dotyczących ochrony środowiska. Drugim argumentem skłaniającym do ograniczenia tego węzła jest jego duża energo-, a co za tym idzie także kosztochłonność. Dlatego atrakcyjne wydają się takie zamierzenia, które pozwalają możliwie głęboko odwodnić osad mechanicznie. Są one niestety często związane z wysokimi kosztami inwestycyjnymi (np. w przypadku zastąpienia filtrów próżniowych przez filtry ciśnieniowe, wirówki filtracyjne czy dekantery wirowe). Dlatego w każdym wypadku wskazana jest analiza czy nawet optymalizacja techniczno-ekonomiczna proponowanego rozwiązania, a uzasadnienia ta-kiego poglądu znajduje się w [1]. Zależnie od zakładu przeróbczego ilości odwadnianych flotokoncentratów mogą sięgać kilku tysięcy Mg/dobę, stąd nawet niewielkie obniżenie wilgotności osadów może skutkować znacznymi oszczędnościami w zużyciu paliwa czy energii. Jak podano w [2] wśród licznych wskaźników wpływających na ocenę poprawności rozwiązania węzła odwodnienia jako główne kryterium przyjmuje się końcową wilgotność produktu pofiltracyjnego, co wynika z przesłanek ekonomicznych i ekologicznych. Na wilgotność osadów wpływają nie tylko rodzaj urządzenia separującego i parametry procesowe, przy jakich prowadzi się ruch, ale też uziarnienie, a nawet, jak podano w przypisku Redakcji do artykułu [3], stopień uwęglenia flotokoncentratu. Stąd można oczekiwać, że dla takich samych parametrów procesowych, ale dla flotokoncentratów pochodzących z różnych kopalń czy nawet pokładów z tej samej kopalni, wilgotności produktów po odwodnieniu będą się znacząco różnić. Na wk może wpływać ponadto użycie flokulantów, sposób przygotowania flotokoncentratu, np. przez dodanie środków spieniających, a po flotacji redukujących pianę, czas stabilizacji (do podania na filtry) itp. Zatem wiarygodne dane dotyczące wk osadów uzyskiwanych po odwadnianiu zawiesin mogą pochodzić jedynie z badań doświadczalnych dla każdego rodzaju separacji fazowej danej zawiesiny, przy czym można oczekiwać, że periodyczna filtracja wirowa pozwoli na znacznie głębsze odwodnienie, niż próżniowa czy ciśnieniowa. Taką tezę dla mułowych produktów węglowych udowodniono m.in. w [4-10], a badania odnosiły się do wybranych osadów (w tym flotokoncentra-tów) pochodzący m.in. z takich kopalń jak: "Śląsk", "Chwałowice", "Jankowi-ce", "Szczygłowice", "1-go Maja" czy "Sośnica". Nadawy te odwadniano w skali laboratoryjnej poprzez filtracje próżniową, ciśnieniową i wirową stwierdzając dla wszystkich, że dobrze opisuje proces tzw. model filtracji osadowej z tworzeniem osadu ściśliwego [11]. Dopiero jednak w ostatnich pracach własnych ([9], [10]) dla flotokoncentratu pochodzącego z jednej z kopalń rudzkiej spółki węglowej wykorzystany został model zaproponowany przez Sorensena i wsp. [12], rozwinięty w pracy [13], który pozwala opisać proces odwodnienia na drodze filtracji, obejmujący zarówno właściwą filtracje jak i kompresję tworzonego osadu. Celem niniejszej pracy jest przedstawienie przydatności modelu zamieszczonego w [14] do opisu odwodnienia flotokoncentratu węgla kamienne-go pochodzącego z jednej z kopalń rybnickiej spółki węglowej i analiza głębokości odwodnienia podczas filtracji ciśnieniowej. Dane z modelowania mogą też posłużyć do porównania przebiegu procesu filtracji ciśnieniowej flotokoncentratów pochodzących z dwóch różnych spółek węglowych (rudzkiej i ryb-nickiej), dla których dysponowano odpowiednimi parametrami filtracyjnymi.

EN

Application of vacuum filters in a dewatering unit of flotation concentrate seems to be irrational due to too high suspension flow and sediment moisture content. Therefore, dewatering of sediment obtained from those filters is necessary. Mechanical dewatering is performed by the use of pressure filters, however, a technical-economical analysis of the process taking into account the capital and running costs of dewatering unit is required in this case. The pressure difference, filtration time, PSD (particle size distribution), additives as flocculating, frothing and foam destruction agents influence a final moisture content of sediment. Selection of a type and working area of a dewatering device require the knowledge of filtration equation comprising the filtration and squeezing zones (in a case of pressure filtration). Therefore, suitability of modified Sorensen's et. al. model of filtration and filter cake compression used in the description of coal flotation concentrate separation taken from the Rudzka Spółka Węglowa mine is presented in the paper. Flotation concentrate comprised salt as a frothing agent and diesel oil as a foam destruction agent in the flotation process. It has been found that a final moisture content of filter cake can be predicted with a good accuracy from the filtration parameters. The modelling is based on easily measured data obtained in filtration tests and laboratory measurements carried out for suspension and filter cake. It has been proved that one of the decisive parameter in separation process is the solid phase PSD. It has been also stated that for flotation concentrate tested the filtration mechanism is typical for compressible cake formation in the filtration pressure range p = 0.12 - 0.61 MPa. Tests have been carried out for two parts of flotation concentrate of the same origin, however, differing in the PSD. The first part characterised by a bi-modal particle distribution with a large amount of tiny grains (52.77% vol. < 5 m for fresh material and 15.8% vol. < 5 m for material kept during 2 months and then tested). The second part contained only 9.8% vol. < 5 m and exhibited the close to normal distribution. Two parts of suspension comprised about 330 kg/m3 of solid phase including 7.8% of ashes. Before flotation, 5% of salt was added as frothing agent whereas for foam destruction diesel oil was used. Such additives caused that the classic two-phase system changed into multi-phase one. Therefore the question arose if the description of dewatering process is valid also for such compound system. Moreover, buyers are interested in coal without salt, hence salt is considered in cake moisture content and in liquid phase. In the first stage, filter cloths were tested and their usability was estimated on the basis of the constant C in Eq.(10), filtrate turbidity and easiness of filter cake removing from the cloth. Such tests were carried out for six ET and PT cloths equipped or not with filter paper. It has been stated that relatively small pressure drop, clear filtrate and easy cake separation (without filter paper) was obtained for the PT-911 cloth. Experimental results for different filtration pressures enabled one to determine a limiting porosity 0, porosity susceptibility to filtration pressure (Eq.(17) and (18)), cake compression coefficient s and specific resistance 0 (Eq.(19) and (20)). These parameters were the input data for the numerical calculations. The modelling results are graphically presented for two parts of flotation concentrate. In the classic coordination system V/F = f( ) for filtration and compression zones, the experimental data are shown as points and computational results as solid lines (Figs. 3 and 4). Filtrate velocity profiles in relation to solid phase versus time for both parts of flotation concentrate and low and high filtration pressure are shown in Figs. 6, 7, 8 and 9. It is visible from Figs. 3 and 4 that flotation concentrate filtration containing salt and oil additives is well described by the modified model of Sorensen, Moldrup and Hansen [13]. On the other hand, data comprised in [19, 20] proved that the use of pressure instead vacuum filtration enabled one to obtain the lower final moisture content values of the cake. Additionally, using an after-compression blow-off should lead to smaller moisture content values. In conclusion, based on the experimental dewatering results obtained for flotation concentrate produced in one of the Rudzka Spółka Węglowa coal mine one can stated that using the intensive flotation concentrate dewatering method enables the restriction of a drying unit of post-filtration cake.