Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ nawodnienia na wytrzymałość na ścinanie odpadów powęglowych i ich mieszanek z popiołami lotnymi

Zawisza E., Lis M.

Drogownictwo

|

2013

|

nr 10

300--304

PL

Artykuł zawiera wyniki badań wytrzymałości na ścinanie odpadów powęglowych z KWK Rydułtowy-Anna, popiołów lotnych z Elektrowni Skawina oraz mieszanek odpadów powęglowych z 10, 20 i 30%(wag.) dodatkiem popiołu. Do badań zastosowano aparat standardowy bezpośredniego ścinania (popiół lotny) oraz aparat średniowymiarowy (odpady powęglowe oraz mieszanki odpadów z popiołem). Badania wykonano na próbkach o wilgotności optymalnej i wskaźniku zagęszczenia Is = 0,95, nawodnionych przed ścinaniem. W analizie wyników uwzględniono wcześniejsze badania na tych samych materiałach lecz nienawodnionych. Stwierdzono, że parametry wytrzymałościowe badanych materiałów były stosunkowo duże, zależne od warunków wodnych, a w przypadku mieszanek również od dodatku popiołu.

EN

The paper presents the results of tests of the shear strength of coal mining wastes from Rydułtowy-Anna mine, fly ash from the Power Station Skawina and mixtures of the coal mining wastes with 10, 20 and 30% additive of fly ashes. The standard direct shear apparatus with box (for fly ash) and medium size apparatus with box (coal mining wastes and mixtures of coal mining wastes with fly ash) were used for the tests. The investigations were conducted on the samples of the optimum moisture content and compaction index Is = 0,95, saturated before shearing. The results analysis took into account the earlier tests on the same materials but non-saturated. It was stated, that the strength parameters of the tested materials were relatively high, depending on the water conditions, and in the case of the mixtures also on the ash content.

2

Fabrication of ceramic aggregate from phosphogypsum and power plant ash - preliminary studies

Sokołowski J., Urbańska P.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 4

1295--1297

EN

The compositions of phosphogypsum and power plant ash as waste created in the production of an orthophosphoric acid and the coal combustion with the addition of fine coal were prepared. The compositions were then granulated and sintered in a muffle furnace in the atmosphere of air under the conditions previously determined. The compressive strength, open porosity and water absorption were also determined and compared with the results obtained for the commercial aggregate. Chemical and phase compositions of the aggregate were also studied. The results of the research indicate that proposed method of the high temperature utilization of phosphogypsum and power plant ash has a great potential for application and it is worth of further research.

PL

Z odpadów po produkcji kwasu fosforowego i po energetycznym spaleniu węgla spreparowano mieszanki fosfogipsowo-popiolowe z dodatkiem węgla, zgranulowano je oraz wyznaczono parametry spiekania aglomeratów w piecu muflowym, w atmosferze powietrza. Określono wytrzymałość mechaniczną granul kruszywa, ich porowatość i nasiąkliwość oraz porównano je z parametrami kruszywa handlowego. Wyznaczono ich skład chemiczny i fazowy. Wyniki badań wskazują, że zaproponowana metoda wysokotemperaturowej utylizacji fosfogipsu i popiołów elektrownianych ma potencjał aplikacyjny, który uzasadnia prowadzenie dalszych badań.

3

Wytrzymałość na ścinanie mieszanek odpadów powęglowych z popiołami lotnymi

Zawisza E., Organ W.

Przegląd Górniczy

|

2012

|

T. 68, nr 2

38-44

PL

Celem pracy było określenie wartości parametrów charakteryzujących wytrzymałość na ścinanie nieprzepalonych odpadów powęglowych (d < 63 mm) pochodzących z kopalni "Rydułtowy-Anna", popiołu lotnego z Elektrowni Skawina oraz mieszanek odpadów powęglowych z 10, 20 i 30 % dodatkiem popiołu. Na podstawie przeprowadzonych badań określono wpływ zagęszczenia oraz dodatku popiołu na zmiany kąta tarcia wewnętrznego i spójności. Stwierdzono, że parametry wytrzymałościowe badanych materiałów były stosunkowo duże, a w przypadku mieszanek wykazywały zależność od dodatku popiołu. Dokonano również oceny przydatności badanych materiałów w budownictwie ziemnym, jako alternatywy dla naturalnych gruntów mineralnych.

EN

The work aimed at the determination of values of parameters characterising the shear strength of unburnt coal mining wastes (d < 63 mm) from the "Rydułtowy-Anna" mine, fly ash from the Power Station Skawina and mixtures of coal mining wastes with 10, 20, and 30 % (by weight) additive of fly ash. On the basis of investigations carried out the influence of condensation and ash additive on the changes of the angle of internal friction and cohesion were determined. It has been stated that the strength parameters of the tested materials were relatively high, and in the case of mixtures they have pointed out the dependence on ash additive. Moreover, the assessment of usability of the tested materials for earth structures as an alternative for natural mineral soils was performed.

4

Technologia otrzymywania kruszywa ceramicznego z popiołów po spaleniu węgla w autotermicznym procesie spiekania

Sokołowski J.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Chemia

|

2012

|

z. 81

3-108

PL

Praca poświęcona jest korzystnemu ekonomicznie zagospodarowaniu ubocznych produktów spalania węgla. Nagromadzone w latach ubiegłych na hałdach, zalegają obecnie w ilości ponad 500 mln Mg. Z szeregu sposobów zagospodarowania popiołów elektrownianych produkcja lekkich kruszyw ceramicznych, szczególnie metodą spiekania w wysokich temperaturach, jest jedną z najbardziej perspektywicznych metod. Kruszywo takie stosowane jest w budownictwie i drogownictwie, pozwalając jednocześnie na ograniczenie degradacji środowiska powodowanej pozyskiwaniem kruszyw naturalnych. Rezultaty badań własnych poprzedzono opisem wdrożonych technologii zagospodarowania popiołów elektrownianych, z analizą możliwości zastosowania produkowanych kruszyw, tak jeśli chodzi o ich właściwości, jak i koszty wytwarzania. Aby produkowane kruszywo znalazło zbyt na rynku, musi być konkurencyjne cenowo w stosunku do kruszyw naturalnych. Jest to możliwe do osiągnięcia tylko wtedy, gdy nitka technologiczna produkcji kruszywa spiekanego będzie stosunkowo prosta, chociażby bez dużej ilości urządzeń ważąco-dozujących, a proces spiekania prowadzony będzie bez dodatku paliwa zewnętrznego, z wykorzystaniem jedynie ciepła spalania węgla zawartego w popiołach. Powstałe w tej sytuacji problemy technologiczne, wynikające z różnej zawartości węgla w popiele, likwidowane muszą być w urządzeniu spiekalniczym poprzez odpowiednią jego konstrukcję i organizację przepływu mediów. Badania prowadzono, pozyskując surowiec z hałdy popiołów w Sowlanach, pochodzącej ze spalania węgla kamiennego w paleniskach pyłowych elektrociepłowni w Białymstoku, na której przez ok. 20 lat gromadzono popioły lotne z elektrofiltrów oraz mieszanki popiołowo-żużlowe z mokrego odprowadzania odpadów paleniskowych. W zależności od miejsca poboru surowiec zawierał od 5,5 do nawet 19% wag. węgla. Badania przeprowadzono w skali półtechnicznej. Najpierw opracowano konstrukcję i zbudowano urządzenia dla dwóch newralgicznych w technologii produkcji kruszyw spiekanych operacji: suszenia oraz wypalania i spiekania granulatów z popiołów elektrownianych. Następnie zaglomerowano kilka porcji popiołów elektrownianych, wysuszono je, wyprodukowano kruszywa i określono ich przydatność użytkową. Pierwszym zaprojektowanym i zbudowanym urządzeniem spiekalniczym był piec szybowy. Spełniał on wszystkie warunki do autotermicznego przeprowadzenia procesu wypalania i spiekania kruszywa, ale spiekanie granulatów o różnej i zasadniczo zmiennej zawartości węgla w popiele okazało się w piecu szybowym bardzo trudne. Zostało zrealizowane dopiero po zbudowaniu pieca o zastrzeżonej konstrukcji, w którym proces wypalania i spiekania prowadzono w strumieniu gazów spalinowych z dodatkiem odpowiedniej ilości powietrza. Mimo tego bieg procesu był bardzo wrażliwy nawet na niewielkie wahania parametrów technologicznych, dlatego trudno było takie rozwiązanie aparaturowe rekomendować jako docelowe urządzenie spiekalnicze w fabryce kruszyw. W dalszym etapie badań analizowano możliwości wykorzystania pieca obrotowego, jako urządzenia stosunkowo odpornego na zmiany parametrów technologicznych w trakcie biegu procesu, do wypalania i spiekania popiołów elektrownianych w autotermicznym procesie. W wyniku analiz biegu procesu i doświadczeń wstępnych uznano, że dobrze zaizolowany, pracujący w układzie współprądowym mediów piec obrotowy, w którym powietrze do szybu pieca podawane będzie w układzie promieniowym, poprzez jego pancerz, a nie wzdłuż osi, przy wysokim, ponad 50% napełnieniu szybu granulatem, uzyska wybrane cechy pieca szybowego, umożliwiające prowadzenie procesu spiekania ziaren kruszywa bez dodatku paliwa zewnętrznego. Taką unikalną konstrukcję pieca zastrzeżono, a następnie zbudowano urządzenie o średnicy 1,5 m i długości 3 m, w którym przy 70% napełnieniu szybu pieca granulatem uzyskano autotermiczny bieg procesu z wydajnością kruszywa 600 kg/h. Kruszywo to oraz betony wyprodukowane na jego bazie spełniły wszystkie normy jakościowe przewidziane dla kruszyw popiołoporytowych. Opracowano także konstrukcję i zbudowano suszarnię taśmową do suszenia świeżo zgranulowanych popiołów, bardzo dobrze nadającą się do suszenia ziaren o małej początkowej wytrzymałości mechanicznej. Wyniki badań były na tyle interesujące, że pojawił się inwestor strategiczny, który pozyskał środki na dalsze badania w skali półtechnicznej i wdrożenie tej technologii do praktyki przemysłowej. Na tym etapie badań zaprojektowano, zbudowano i zastrzeżono konstrukcję półkowej suszarni szybowej do suszenia granulatów o małej wytrzymałości mechanicznej. Nadaje się ona lepiej niż taśmowa do wmontowania w Iinię technologiczną produkcji kruszywa. Zbadano warunki jej pracy, określono wydajność oraz zebrano dane do zaprojektowania jej w skali technicznej. Zmodernizowano piec obrotowy, zmieniając strukturę przestrzenną jego wnętrza. Dołożono jeszcze jeden rząd dysz podających promieniowo powietrze oraz wyposażono piec w nagrzewnicę powietrza podawanego do pierwszego rzędu dysz. Na tak przebudowanym piecu w kolejnych procesach wypalania uzyskano 30% wzrost jego wydajności bez uszczerbku dla jakości uzyskanego kruszywa. Zebrano komplet parametrów procesowych potrzebnych do zaprojektowania pieca przemysłowego o wydajności 50 tys. Mg kruszywa rocznie. Aktualnie trwa budowa fabryki kruszywa zlokalizowanej przy hałdzie popiołów w Sowlanach k. Białegostoku.

EN

The dissertation concerns economically beneficial utilisation of coal combustion by-products. Over the past years they have been gathered in landfills and by now the total amount is estimated to be over 500 billion tonnes. Among plenty of methods of utilization of power plant ash, the most prospective one is production of lightweight ceramic aggregate especially by means of sintering in high temperature. The aggregate can be used in building or road construction, which at the same time limits the degradation of the environment caused by mining of natural aggregate. The results of the research precede the description of applied technologies of utilization of power plant ash and the analysis of the possible application of aggregate concerning both the properties of aggregate and the cost of its production. The produced aggregate will be marketable if it is competitive in price in comparison with natural aggregate. This is possible to achieve provided that the production line is considerably simple, for example without weighing machines and feeders and the sintering process is carried out without external fuel but using the heat of combustion of coal present in ash. Technological problems that may occur due to varying content of coal must be solved through adequate construction of sintering apparatus and proper organization of flow of carriers. The raw material was brought from landfills in Sowlany. The power plant ash was produced during combustion of hard coal in pulverized fuel-fired furnace in the heat and power station in Bialystok. Fly ash and dust-slag compounds had been collected for over 20 years and depending on the place, the content of coal is 5.5-19% by weight. The research was carried out on a semi-commercial scale. Two most crucial processes in the technology of production of sintered aggregate are drying and sintering and primarily because of that the apparatus for these operations was constructed and built. Afterwards, a few portions of power plant ash were agglomerated, then dried and sintered. The produced aggregate was tested in terms of its functional quality. The shaft furnace was the first designed and built apparatus for sintering. It served the purpose of autothermal sintering but unfortunately sintering of granules of varying content of coal turned out to be very difficult and it was accomplished after building the furnace of reserved construction. In this. furnace the sintering was carried out in the atmosphere of combustion gases and a proper amount of air. Nevertheless, the process was very susceptible even to slight fluctuations of technological parameters, therefore it was difficult to recommend this construction as a target solution for the sintering apparatus. In further research the possibilities of using a rotary furnace as apparatus which is considerably resistant to changes of technological parameters during the autothermal process of sintering were analyzed. The performance of the process was analyzed and preliminary experiments were carried out. As a result of that, the conditions of the process of sintering without external fuel were determined. The conditions were as follows: performance of the furnace in the streamwise system of media, radial delivery of the air, good external thermal isolation of the furnace, 50% filling of the furnace. Such unique construction of the furnace was patented and the apparatus of the diameter of 1.5 meter and 3 meter was built. When the furnace was filled with granules up to 70% the autothermal process was obtained and the efficiency reached 600 kg per hour. The aggregate and the concrete made from it were tested and they fulfilled all quality standards for lightweight aggregate. A belt dryer for agglomerated granules was also constructed and then built. It was especially useful for drying granules of initially low mechanical strength. The results were interesting enough to attract an investor who found financial support for further research carried out on a semi-commercial scale and for final commercialization. At this stage, a shelf dryer for granules of low mechanical strength was designed, built and patented. It is much more simple to place this dryer in a production line than a belt dryer. The conditions of its running and its efficiency were determined. Collected data were used to design the dryer on a commercial scale. The rotary furnace was modernized by changing its internal construction. Another row of nozzles was added. The furnace was also equipped with a heater of air which is blown into the first row of nozzles. After such rebuilding of the furnace it was possible to obtain efficiency increased by 30% without any damage to the quality of the produced aggregate during subsequent processes. The data on technological parameters were collected to design the furnace with the efficiency of 50 thousand tonnes of aggregate annually. The aggregate factory localized near the landfill of ash in Sowlany, Bialystok, is currently under construction.