Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Badania interakcji zachodzących w układzie wodór–skała zbiornikowa–solanka w symulowanych warunkach złożowych

Wojtowicz Katarzyna, Steliga Teresa, Jakubowicz Piotr

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 5

316--325

PL

W artykule przedstawiono zagadnienia związane z magazynowaniem wodoru w wyeksploatowanych formacjach geologicznych oraz z możliwością wystąpienia interakcji w układach wodór–skała–woda złożowa. Badania kontaktowe prowadzono z wykorzystaniem: materiału skalnego (rdzeń A) o składzie mineralogicznym – kalcyt 99,6%, kwarc 0,4%; trzech rodzajów gazów o różnych stężeniach wodoru (wodór 100%, mieszanina metanu i wodoru w stosunku 84% obj. do 16% obj. oraz mieszanina metanu i wodoru w stosunku 94% obj. do 6% obj.) oraz wody złożowej opracowanej w laboratorium. Określenia interakcji mogących zachodzić w układzie wodór–skała–woda złożowa dokonano na podstawie przeprowadzonych symulacji możliwości wytrącania lub rozpuszczania się składników w układzie za pomocą programu PHREEQC, analiz chromatograficznych fazy gazowej, analiz pierwiastkowych próbek rdzeni z wykorzystaniem metody fluorescencji rentgenowskiej (XRF), analiz mineralogicznych próbek rdzeni z wykorzystaniem metody dyfrakcji rentgenowskiej (XRD) oraz analiz fizykochemicznych wody złożowej przed testami i po ich zakończeniu (metoda chromatografii jonowej oraz spektrofotometryczna). Symulacja możliwości wytrącania lub rozpuszczania się osadów w układzie wodór–rdzeń A–woda złożowa wskazała na wysoki potencjał do rozpuszczania się anhydrytu i gipsu w badanej wodzie złożowej pod wpływem wzrostu stężenia wodoru w układzie. Poza tym w układach: wodór(16%)–rdzeń A–woda złożowa oraz wodór(100%)–rdzeń A–woda złożowa po zakończeniu testów kontaktowych stwierdzono obecność siarkowodoru w ilości odpowiednio 1,74 mg/dm3 oraz 5,98 mg/dm3 . Przeprowadzone analizy elementarne oraz mineralogiczne rdzeni nie wykazały istotnych zmian w ich składzie w wyniku kontaktu z wodorem, natomiast analiza fizykochemiczna wody złożowej potwierdziła możliwość oddziaływania wodoru na materiał skalny oraz wodę złożową. Na podstawie przeprowadzonych testów kontaktowych stwierdzono, że wraz ze wzrostem stężenia wodoru w gazie wzrasta prawdopodobieństwo wystąpienia interakcji pomiędzy wodorem, materiałem skalnym i wodą złożową.

EN

The article presents issues related to hydrogen storage in exploited geological formations and the possibility of interactions in hydrogen–reservoir rock–formation water systems. Contact studies were carried out using rock material (core A) with a mineralogical composition of 99.6% calcite, 0.4% quartz, three types of gases with different concentrations of hydrogen (100% hydrogen, a mixture of methane and hydrogen in a percentage ratio of 84% to 16 % and a mixture of methane and hydrogen in a percentage ratio of 94% to 6%) and formation water developed in the laboratory. The determination of interactions that may occur in a hydrogen-reservoir rock-formation water system was based on simulations of the possibility of precipitation or dissolution of analytes in the system using the PHREEQC program, chromatographic analyses of the gas phase, elemental analyses of core samples using the X-ray fluorescence method (XRF), mineralogical analyses of samples cores using the X-ray diffraction (XRD) method and physico-chemical analyses of the formation water before and after the tests (ion chromatography and spectrophotometric methods). Simulation of the possibility of precipitation or dissolution of sediments in the hydrogen-core A-formation water system showed a high potential for dissolution of anhydrite and gypsum in the studied formation water under the influence of increasing hydrogen concentration in the system. In addition, in the hydrogen(16%)–core A–formation water and hydrogen(100%)–core A–formation water systems, the presence of hydrogen sulphide was found after contact tests in the amount of 1.74 mg/dm3 and 5.98 mg/dm3 , respectively. The elemental and mineralogical analyses of the cores showed no significant changes in their composition after contact with hydrogen, while the physical and chemical analysis of the formation water confirmed the possibility of hydrogen affecting the rock material and the formation water. Based on the conducted contact tests, it was found that the higher the concentration of hydrogen in the gas, the greater the likelihood of interactions between hydrogen, rock material and formation water.

2

Homo- and copolymerization of 2-benzothiazoylacrylamide with α-methyl styrene and methyl acrylate : synthesis, characterization and reactivity

Al-Mokaram Abdul Amir, Mohammed Ameen Hadi, Ghani Hiba Ahmed

Polimery

|

2022

|

Vol. 67, nr 10

489--496

EN

2-benzothiazolyl acrylamide (BTA) monomer was synthesized by reacting of 2-aminobenzothiazole with acryloyl chloride. Homo- and copolymerization of this monomer with α-methylstyrene (MSt) and methyl acrylate (MA) was carried out in dimethylsulfoxide (DMSO) solution. The prepared homo-and copolymers were characterized by Fourier Transform Infrared (FTIR) and their thermal sta bility was studied by thermogravimetric analysis (TGA). The composition of copolymers and the reactivity coefficients (r1, r2) were determined on the basis of sulfur analysis using linearization methods proposed by Fineman-Ross and Kelen-Tudos and the Mayo-Lewis intersection method. The derived (r1, r2) for BTA-co-MSt and BTA-co-MA are: (0.197, 0.230) and (0.294, 4.314), respectively. The microstructure of the copolymers and the distribution of the monomer sequences in the copolymers were calculated statistically, the results obtained are consistent with the values (r1, r2). BTA with MSt form alternative copolymer whilst BTA-co-MA tends to block with MA.

PL

Monomer 2-benzotiazoliloakryloamidowy (BTA) otrzymano w reakcji 2-aminobenzotiazolu z chlorkiem akryloilu. Homo- i kopolimeryzację tego monomeru z α-metylostyrenem (MSt) i akrylanem metylu (MA) przeprowadzono w roztworze dimetylosulfotlenku (DMSO). Otrzymane homoi kopolimery scharakteryzowano przy użyciu spektroskopii w podczerwieni z transformacją Fouriera (FTIR), a ich stabilność termiczną metodą analizy termograwimetrycznej (TGA). Skład kopolimerów i współczynniki reaktywności (r1, r2) określono na podstawie analizy siarki metodami linearyzacji zaproponowanymi przez Finemana-Rossa i Kelena-Tudosa oraz metodą przecięcia Mayo-Lewisa. Pochodne (r1, r2) dla BTA-co-MSt i BTA-co-MA wynoszą odpowiednio (0,197, 0,230) i (0,294, 4,314). Mikrostrukturę kopolimerów i rozkład sekwencji monomerów w kopolimerach obliczono statystycznie, otrzymane wyniki są zgodne z wartościami (r1, r2). BTA z MSt tworzą alternatywny kopolimer, podczas gdy BTA-co-MA ma tendencję do blokowania z MA.

3

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.

4

Wpływ stosunku Al2O3/(Na2O+K2O+2CaO) na reaktywność syntetycznego szkła popiołowego i właściwości mechaniczne zaprawy z dodatkiem tego popiołu lotnego

Tkaczewska Ewelina

Cement Wapno Beton

|

2019

|

R. 24/86, nr 6

494--505

PL

W pracy przedstawiono badania reaktywności chemicznej syntetyzowanego laboratoryjnie szkła, o różnym stosunku Al2O3/(Na2O+K2O+2CaO). Otrzymane wyniki wykazały, że w przypadku szkła o tym stosunku większym od 1 tetraedry [AlO4]5- występują w więźbie szkła razem z oktaedrami [AlO6]9-. Natomiast jeżeli ten stosunek jest mniejszy od 1, w szkle występują tylko tetraedry [AlO4]5-. W związku z tym, że wiązanie Al-O w koordynacji 6 jest słabsze niż w koordynacji 4, zawartość oktaedrów [AlO6]9- ma korzystny wpływ na reaktywność pucolanową takiego szkła, w popiołach lotnych. Tak więc popiół lotny o takim składzie szkła będzie poprawiał mechaniczne właściwości zapraw z takim popiołem. Zaproponowano nowy wzór tego stosunku – Al2O3/(Na2O+K2O+3.5CaO), który daje liniową korelację tego stosunku z wytrzymałościami zapraw.

EN

In the paper the chemical reactivity of laboratory prepared glasses with different Al2O3/(Na2O+K2O+2CaO) ratio was tested. The obtained results have shown that in the case of glass having this ratio higher than 1 the [AlO4]5- units co-exist with [AlO6]9- units in the glass network. However, when this ratio is lower than 1, only [AlO4]5- units are present. Because the Al-O bond in coordination of 6 is weaker than in coordination 4, the content of [AlO6]9- units have the positive influence on the pozzolanic reactivity of fly ash glass. Thus, this fly ash has the positive influence on mechanical properties of mortars. The new formula of this ratio was proposed – Al2O3/(Na2O+K2O+3.5CaO) which gives the linear correlation with mortar strength.

5

High temperature wettability and reactivity between molten Mg in contact with Ni substrate

Kudyba A., Sobczak N., Turalska P., Bruzda G., Makaya A., Pambaguian L.

Prace Instytutu Odlewnictwa

|

2018

|

Vol. 58, no. 1

47--53

EN

The paper focuses on the experimental investigation of high temperature wetting behaviour of liquid pure Mg during a contact heating on Ni substrate by the sessile drop method. High temperature wettability test was performed by the classical sessile drop method at T = 700°C for t = 300 s, under flowing Ar 99.999% atmosphere, by using the equipment and testing procedures that have been developed by the Foundry Research Institute. In order to suppress effects of heating and cooling histories on wetting and spreading behaviours, Mg/Ni couple was introduced inside a metallic heater already preheated up to the test temperature, while after the wettability test, it was immediately removed to the cold part of the chamber. During the wettability test, images of the couple were recorded by high-resolution high-speed CCD camera. It was observed, that the wetting phenomenon (θ ≤ 90°) takes place immediately after melting of Mg sample. The Mg/Ni system shows a good wetting at T = 700°C after t = 300 s forming the final contact angle of 18°.

PL

Praca prezentuje wyniki badań wysokotemperaturowego oddziaływania ciekłego Mg w kontakcie z podłożem Ni podczas wspólnego nagrzewania badanej pary materiałów. Wysokotemperaturowe badania zwilżalności przeprowadzono klasyczna metodą kropli leżącej w temperaturze T = 700°C i czasie t = 300 s w gazie przepływowym Ar 99,999%. Do badań zastosowano aparaturę i procedury badawcze opracowane w Instytucie Odlewnictwa. W celu eliminacji wpływu historii nagrzewania i chłodzenia na zwilżalność i rozpływność, badany układ Mg/Ni wprowadzono do gorącej części komory badawczej nagrzanej do temperatury badań. Po badaniach zwilżalności badaną parę materiałów natychmiast wprowadzono do zimnej części komory badawczej. Podczas badań zwilżalności stosowano ciągłą rejestrację obrazu badanej pary materiałów za pomocą wysokorozdzielczej kamery cyfrowej CCD. Zaobserwowano, że zjawisko zwilżania (θ ≤ 90°) zachodzi natychmiast po stopieniu próbki czystego Mg. Układ Mg /Ni wykazuje bardzo dobrą zwilżalność w temperaturze T = 700° C po t = 300 s, a końcowa wartość kąta zwilżania wynosi 18°.

6

The influence of blowing agents type on foaming process and properties of rigid polyurethane foams

Kurańska M., Prociak A., Michałowski S., Zawadzińska A.

Polimery

|

2018

|

T. 63, nr 10

672--678

EN

Rigid polyurethane foams (RPF) were synthesized with the use different type of blowing agents (methylal, isopentane, cyclopentane, mixture of isopentane and cyclopentane, carbon dioxide). The effects of blowing agent type on the foaming process, cellular structure, mechanical properties and changes of thermal conductivity during one year aging are described. As expected, the highest reactivity confirmed by the fastest decrease of the dielectric polarization and highest maximum of temperature was observed for polyurethane system blown with carbon dioxide. A small difference in the reactivity of systems foamed with physical blowing agents was also noticed – the most reactive was composition with cyclopentane. Cellular structure of foams blown by carbon dioxide was characterized by smaller cells size than foams where physical blowing agent were used. The lowest thermal conductivity after 360 days was observed for polyurethane systems foamed with isopentane and mixture of isopentane and cyclopentane. Regardless of the measurement time the highest thermal conductivity was characteristic for the materials blown with water and methylal. The foams with isopentane were characterized by the highest compressive strength.

PL

Sztywne pianki poliuretanowe (RPF) otrzymano z zastosowaniem różnych czynników spieniających (metylal, izopentan, cyklopentan,mieszanina izopentanu i cyklopentanu oraz ditlenek węgla). Analizowano wpływ rodzaju poroforów na proces spieniania, strukturę komórkową pianki, jej właściwości mechaniczne oraz zmiany właściwości termoizolacyjnych w ciągu jednego roku. Jak oczekiwano, największą reaktywnością charakteryzował się system spieniony za pomocą ditlenku węgla, czego potwierdzeniem są: najszybsze zmniejszenie polaryzacji dielektrycznej oraz najwyższa maksymalna temperatura w procesie spieniania. Niewielkie zmiany reaktywności zaobserwowano w wypadku systemów poliuretanowych spienianych z udziałem różnych czynników fizycznych – największą reaktywnością odznaczał się układ z cyklopentanem. Struktura komórkowa pianek otrzymanych z udziałem ditlenku węgla jako czynnika spieniającego charakteryzowała się komórkami o rozmiarach mniejszych niż rozmiary komórek w materiałach piankowych wytworzonych z zastosowaniem fizycznych czynników spieniających. Najmniejszy współczynnik przewodzenia ciepła po upływie 360 dni wykazywały pianki poliuretanowe spieniane za pomocą izopentanu oraz mieszaniny izopentanu i cyklopentanu. Niezależnie od czasu pomiaru największe wartości współczynnika przewodzenia ciepła zaobserwowano w wypadku materiałów piankowych otrzymanych z zastosowaniem wody i metylalu, natomiast największą wytrzymałość mechaniczną wykazywały pianki wytworzone z udziałem izopentanu.

7

Reaktywność alkaliczno-krzemionkowa kruszyw żwirowych i łamanych

Naziemiec Z.

Surowce i Maszyny Budowlane

|

2017

|

nr 2-3

42--46

PL

Właściwe rozpoznawanie kruszyw pod kątem możliwości wystąpienia reakcji alkalia-kruszywo umożliwia odpowiednie zaprojektowanie betonu, m.in. przez zastosowanie dodatków zapobiegających możliwości wystąpienia reakcji alkalicznej. Problematyce tej poświęcone są liczne badania.

8

Professor Andrzej Duda in memoriam

Penczek S., Lewinski P., Pretula J., Socka M.

Polimery

|

2017

|

T. 62, nr 4

239--253

PL

Przedstawiono najważniejsze osiągnięcia naukowe Profesora Andrzeja Dudy, wieloletniego Kierownika Zakładu Chemii Polimerów Centrum Badań Molekularnych i Makromolekularnych Polskiej Akademii Nauk. Profesor Duda opublikował ponad 100 prac naukowych, wygłosił kilkadziesiąt wykładów na zaproszenie, w tym także wykłady plenarne na prestiżowych konferencjach międzynarodowych. W niniejszym, krótkim omówieniu prac Profesora skupiliśmy się przede wszystkim na dwóch zagadnieniach, spośród których szczególnie pierwsze było według naszego przekonania głównym osiągnięciem, rozwiązującym ważny problem dotyczący kopolimeryzacji monomerów chiralnych. Profesor Duda, po raz pierwszy w chemii polimerów, ustalił że polimeryzacja chiralnych monomerów przebiega niezmiennie wobec katalizatorów achiralnych oraz chiralnych o takim samym znaku jak znak monomeru, natomiast zastosowanie katalizatora o odwrotnej chiralności pozwala na znaczne zmniejszenie szybkości polimeryzacji. Jest to zjawisko o zasadniczym znaczeniu w kopolimeryzacji, szczególnie kiedy chiralny monomer jest znacznie bardziej reaktywny niż drugi komonomer. Mniej szczegółowo omówiono inne osiągnięcia Profesora Andrzeja Dudy, dodano też pełną bibliografię Jego prac.

EN

This paper is describing major scientific achievements of the recently late Professor Andrzej Duda, Chairman of the Department of Polymer Chemistry of The Centre of Molecular and Macromolecular Studies of Polish Academy of Sciences. Professor Duda published over 100 scientific papers and has given several dozens of plenary and invited lectures at the scientific symposia. However, in the present paper, we are mostly describing accomplishment that all of us, and also Professor, have considered as his seminal work, that solved a long time controversial subject. Namely, how to influence reactivities of chiral monomers, using chiral catalysts. Professor Duda had shown, and this subject is mostly described, that reactivity of a chiral monomer can be unchanged (when compared with an achiral catalyst) when polymerized with catalyst of the same chirality and may be many times depressed (the feature highly valuable in several instances) when polymerized with a catalyst with an opposite chirality. This feature is very important in the copolymerization processes, when chiral monomer is much more reactive than the other comonomer. Besides, some other contributions of Professor Duda to Polymer Sciences are also, although briefly mentioned. Full list of papers is given in the second part of the paper.

9

Reactivity of chars gasified in a fixed bed reactor with the potential utilization of excess process heat

Cempa M., Smoliński A.

Journal of Sustainable Mining

|

2017

|

Vol. 16, iss. 4

156--161

EN

The aim of the work presented in this paper was to determine the reactivity of chars and their selection for further research purposes concerning coal gasification processes with the utilization of process excess heat. Char reactivity can be defined as the ability of coal to react with such reactants as steam, oxygen or carbon dioxide. Reactivity determines reaction rates and therefore it is a decisive factor relating to the efficiency of combustion and gasification processes. In light of the above, reactivity may be regarded as an important parameter to be considered in the design and operation of the industrial systems of coal processing. The experimental work was conducted by means of a thermogravimetric analyzer (TGA) at temperature ranges of 700, 800 and 900 °C, with oxygen as a gasifying agent. The parameters of maximum reactivity Rmax as well as of 50% of the conversion reactivity R50 were calculated. The times tmax and t50 necessary for attaining the maximum reactivity Rmax and 50% conversion reactivity R50 were also determined. The correlation between the experimentally determined values of Rmax, R50, tmax and t50,additionally the physico-chemical parameters of the coals were examined by means of PCA analysis.

10

Zwilżalność i reaktywność ciekłego Gd w kontakcie z ceramiką Al2O3

Turalska P., Sobczak N., Polkowska A., Bruzda G., Kudyba A., Kaban I., Mattern N., Eckert J.

Inżynieria Powierzchni

|

2017

|

nr 4

41--48

PL

W niniejszej pracy przeprowadzono badania wysokotemperaturowego oddziaływania ciekłego gadolinu w kontakcie ze zwartym podłożem z tlenku glinu.. Badania zwilżalności i reaktywności wykonano w obojętnym gazie przepływowym (Ar, 850–900 hPa) metodą kropli leżącej z zastosowaniem klasycznej procedury wspólnego nagrzewania badanej pary materiałów w dwóch temperaturach: 1362°C i 1412°C. Podczas testów w badanym układzie Gd/Al2O3 odnotowano cykliczne występowanie zjawiska zwilżalności (kąt zwilżania  < 90°) w obydwu temperaturach, przy czym w temperaturze 1362°C wartości kąta zwilżania zmieniały się w zakresie od 89° do 137° natomiast w temperaturze 1412°C – od 77° do 107°. Badania strukturalne próbki po testach zwilżalności przeprowadzono przy użyciu mikroskopu optycznego i skaningowego mikroskopu elektronowego z emisją polową wspomaganą termicznie. Wykazały one, że ciekły Gd reaguje z podłożem z tlenku glinu, a na granicy rozdziału kropla/podłoże powstaje nowy produkt reakcji – potrójny tlenek GdAlO3.

EN

The paper describes the study on the high temperature interaction of liquid gadolinium in contact with a dense aluminium oxide substrate. Wettability and reactivity tests were performed in inert flow gas (Ar, 850-900 hPa) by the sessile drop method using a classic procedure of contact heating of the tested pair of materials at two temperatures: 1362 °C and 1412 °C. During the tests, in the tested Gd/Al2O3 system the occurrence of the phenomenon of wettability was observed (contact angle < 90°) at both temperatures; at 1362°C the contact angle values varied from 89° to 137° whereas at 1412°C from 77° to 107°. The structural tests of the sample after the wettability tests have been carried out using an optical microscope and a scanning electron microscope equipped with a thermally assisted field emission. They have shown that liquid Gd reacts with Al2O3 substrate and a new reaction product is formed at the interface between the drop/substrate - which was identified as the triple oxide GdAlO3.

11

Badania aktywności fazy szklistej w odpadach ze spalarni komunalnych i specjalnych

Gołek Ł., Kapeluszna E., Rzepa K.

Cement Wapno Beton

|

2017

|

R. 22/84, nr 1

77--89

PL

W pracy podjęto niespotykaną w literaturze próbę zbadania aktywności szkieł, które mogą powstawać w żużlach i popiołach w różnego typu spalarniach odpadów. W tym celu przygotowano cztery szkła o składzie chemicznym tej fazy występującej w odpadach z kilku spalarni. Ponadto dla porównania przygotowano także szkła o składzie gehlenitu, anortytu oraz granulowany żużel wielkopiecowy, jako wzorce. Wyniki doświadczeń potwierdziły duży wpływ składu chemicznego szkieł na ich reaktywność i na przebieg hydratacji oraz przyrost wytrzymałości, w funkcji czasu twardnienia. Korzystna zawartość SiO2 zawiera się w granicach 41-42 %, a Al2O3 przekraczająca 16%. Wówczas nawet mała zawartość CaO, około 12%, i duża Na2O zapewniają dobrą reaktywność szkła i dobrą wytrzymałość zaczynów, w badanym okresie to jest do 28 dni. Jednak zawartość Na2O nie powinna przekraczać 12%. Najważniejszą fazą w zaczynach z punktu widzenia wytrzymałości, jak można było oczekiwać, jest faza C-A-S-H. Tak więc szkło występujące w odpadach powstających w spalarniach może wykazywać aktywność hydrauliczną po aktywacji związkami sodu.

EN

In the work the unfound in literature the activity of glasses which can be formed in slags and ashes in different incinerating plants. Four glasses with chemical composition of glasses found in the incinerating plants wastes were melted. Additionally the glasses having the composition of gehlenite, anortite and granulated blastfurnace slag as reference samples were melted too. The experimental results confirmed the effect of glasses chemical composition on their reactivity and hydration process as well as the compressive strength viz of hardening period. The favourable content of silica is in the range of 41-42% and Al2O3 higher than 16%. In this condition even law quantity of CaO, equal of 12% and high content of Na2O good glass reactivity and good paste strength in the experimental period of 28 days is assuring. However, the Na2O content shout not exceed 12%. The most important phase in the glass pastes for the strength is C-A-S-H, as it should be expected. Thus the glass occurring in the wastes of incinerating plants can have chemical ractivity, after activation with sodium hydroxide.

12

CO2 gasification reactivity and kinetics studies of raw coal, super clean coal and residual coals obtained after organo-refining (solvent extraction)

Sharma D. K., Giri C. C.

Journal of Power Technologies

|

2016

|

Vol. 96, nr 3

157--169

EN

Gasification of coal is important for the generation of H2. This is also good for Integrated Gasification Combined Cycle (IGCC) power generation which can be easily and relatively cheaply combined with CO2 concentration, storage and utilization systems. Solvent extraction of coal in organic solvents results in the production of super clean coal, mostly having less than 1% ash. The present paper reports the effect of solvent extraction (organo-refining) of Samla coal by using an industrial solvent, such as N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), a coal derived solvent, such as, anthracene oil (AO) and a petroleum derived solvent, i.e. cetene (CE), on the CO2 gasification of coal. Different solvents had different effects on the CO2 gasification of super clean coal (SCC) or of residual coal (RC) obtained after the organo-refining of coals in different solvents. The CO2 gasification reactivity of raw coal as well as of solvent treated coals was found to increase with increase in the temperature of the gasification from 900 to 1100C. The treatment of coal with solvents has been found to affect the CO2 gasification reactivity. Super clean coals obtained from the organo-refining in the cetene and NMP showed good CO2 gasification reactivity. Residual coals obtained from the organo-refining in NMP and CE also showed good CO2 gasification reactivity. Kinetics studies have revealed that the activation energies of CO2 gasification reactions are reduced as a result of organo-refining of coal in different solvents. While organo-refining of coals in NMP and if possible in CE as well may help in obviating some of the major engineering problems in IGCC power generation, this integration may not be economically attractive at present. Future IGCC power generation may involve the use of CO2 and O2 as the gasifying medium.

13

Space dependence of reactivity measurements in ADS

Gajda P., Królikowski I., Orliński M.

Logistyka

|

2015

|

nr 4

8856--8866, CD3

EN

Growing interest in partitioning and transmutation (P&T) of nuclear waste is observed worldwide during last decades. The main goal is to reduce amount of highly radioactive waste produced by nuclear industry by reusing spent nuclear fuel. Reduction of required storage time is achieved at the same time. So called closed nuclear fuel cycle requires however development of new reactor technologies, including fast reactors (FR) and accelerator driven systems (ADS). The latter being the technology exceptionally well suited for nuclear transmutation due to ADS enhanced safety proprieties. Because ADS works in the subcritical state, unlike classical critical reactor, there is a need for constant monitoring of the reactivity. On-line reactivity monitoring system is a new feature, unique for ADS. Because most known reactivity assessment methods are based on point kinetic model, while real reactor kinetics are space dependent, so called spatial effects are observed. Obtained reactivity value depends on detector placement. For reliable and robust reactivity monitoring system those effects need to be corrected. It can be achieved by calculating correction coefficients for every detector position.

PL

Rozwój układów podkrytycznych sterowanych akceleratorem (ADS) związany jest z rozwojem technologii służących do transmutacji odpadów promieniotwórczych. Układy te są szczególnie predysponowane do ponownego użycia wypalonego paliwa ze względu na zwiększone parametry bezpieczeństwa. Korzyści płynące z transmutacji to z jednej strony zmniejszenie ilości odpadów i skrócenie niezbędnego czasu ich składowania, a z drugiej lepsze wykorzystanie dostępnych zasobów. Ponieważ układy ADS pracują w stanie podkrytycznym konieczne staje się ciągłe monitorowanie dystansu do krytyczności w trakcie ich pracy. Zagadnienie to nie występuje w klasycznych reaktorach krytycznych. Ponieważ znane metody pomiaru reaktywności bazują na modelu punktowym kinetyki reaktora, możliwość ich zastosowania w układach ADS wymaga eksperymentalnego potwierdzenia. Jedną z proponowanych metod pomiaru jest metoda Sjöstranda. Jednakże w jej przypadku zauważalna jest silna zależność pomiędzy uzyskiwaną wartością reaktywności, a położeniem detektora. Te tzw. efekty przestrzenne muszą być skorygowane. Można to zrobić obliczając odpowiednie współczynniki korekcyjne dla poszczególnych pozycji detektorów. Jednakże współczynniki mogą zależeć nie tylko od położenia detektora, ale także innych czynników, w tym od reaktywności układu. Przeprowadzone obliczenia i analiza eksperymentu pokazują jednak, że w zakresie badanych reaktywności nie zmieniały się one. Pokazuje to, że raz obliczony współczynnik może być wykorzystywany przynajmniej dla pewnego zakresu reaktywności.

14

Control rods shadow effect in the VENUS-F core

Orliński M., Gajda P., Skolik K.

Logistyka

|

2015

|

nr 4

9552--9560, CD3

EN

One of the most important areas of nuclear energy development is partitioning and transmutation (P&T) of nuclear waste. The main aspect of these activity is reusing of the spent nuclear fuel with its three main befits: reduced amount of highly radioactive waste, reduction of required storage time and better use of uranium ore resources. The goal is to achieve so called closed nuclear fuel cycle. It requires development of new reactor technologies, such as fast reactors (FR) and accelerator driven systems (ADS). The ADS is not a new concept, but such system was newer built. Due to their enhanced safety proprieties, the concept was revived as a system dedicated for transmutation. Due to the fact that ADS works in the subcritical state some aspects of the core physics differ from critical reactors used to date. Because there is an addition neutron source in the middle of the core, the neutron flux distribution is different. This fact has consequences to fuel burnup in different regions of the core or control rods efficiency. Those topics should be therefore investigated more closely. Important issue is the assessment of mutual interaction between different control rods called the shadowing effect, namely how position of one of the rods affects the efficiency of the other.

PL

Jednym z najważniejszych obszarów rozwoju energetyki jądrowej są technologie związane z transmutacją odpadów promieniotwórczych. Celem jest ponowne wykorzystanie wypalonego paliwa i osiągnięcie tzw. zamkniętego cyklu paliwowego. Największymi zaletami takiego rozwiązania są redukcja ilości odpadów promieniotwórczych, skrócenie niezbędnego czasu ich składowania oraz lepsze wykorzystanie dostępnych zasobów rudy uranowej. Wymaga to jednak rozwoju nowych technologii reaktorów, takich jak reaktory prędkie (FR) czy układy podkrytyczne sterowane akceleratorem (ADS). Układy podkrytyczne nie są koncepcja nową, ale nigdy nie został jeszcze uruchomiony przemysłowy układ tego typu. Ich największa zaletą po kątem transmutacji jest zwiększony margines bezpieczeństwa pracy, wynikający z pracy w stanie podkrytycznym. Jednakże praca w takim stanie powoduje, że pewne aspekty fizyki rdzenia w układach ADS różnią się od klasycznych reaktorów krytycznych. Oczywistym skutkiem zastosowania dodatkowego źródła neutronów jest znacząco wyższy strumień neutronów w środku rdzenia, niż na obrzeżach. Ma to wpływ m.in. na wypalenie paliwa w różnych regionach rdzenia czy efektywność prętów kontrolnych. Zagadnieniem prezentowanym w tym artykule jest ocena występowania efektu przesłaniania prętów kontrolnych w reaktorze VENUS-F. Efekt ten może powodować, że wartość danego pręta może być zależna od położenia innego. W artykule zawarto ocenę występowania efektu przesłaniania na podstawie danych eksperymentalnych oraz obliczeniowych, uzyskanych przy pomocy kodu MCNP. Uzyskane wyniki zależą od użytej metody. Dane eksperymentalne pokazują słaby ujemny efekt przesłaniania, natomiast dane symulacyjne nie pozwalają na wydanie jednoznacznej oceny. Jeśli efekt ten występuje, to jest jednak mało znaczący. Wykryta została również niewielka asymetria rdzenia.

15

Reactivity of concentrated ammonium nitrate solutions in the presence of organic impurities

Popławski D., Hoffmann K., Hoffmann J.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2015

|

Vol. 22, nr 2

231--238

EN

Assessment of mixtures reactivity under certain conditions is essential for safe and conscious designing and improving manufacturing processes. One commonly used compound, the reactivity of which is very important, is ammonium nitrate and its solutions. The biggest influence on the reactivity of ammonium nitrate has the temperature and presence of other compounds, including impurities, that catalyze reactions leading to degradation. One of such impurities are organic compounds which impact on the ammonium nitrate has not yet been clearly described. The aim of the research was to investigate the influence of selected organic impurities on the reactivity of aqueous solutions containing up to 50 wt % ammonium nitrate, buffered with 15 wt % diammonium phosphate. The measurements were carried out using differential scanning calorimetry. Solution without organic compounds showed no reactivity up to 240 oC. The addition of 8 wt % ammonium oxalate did not increase the reactivity of ammonium nitrate. It was observed an endothermic decomposition reaction of oxalic acid, beginning at 185 oC. During the measurement of a solution containing 6 wt % phenidone, it was registered an exothermic complex reaction, beginning at 189 oC and showing relatively small thermal effect. Addition of 6 wt % pyrogallol caused a significant increase in reactivity of ammonium nitrate solution. Strongly exothermic reaction beginning at 192 oC was observed. Spectrophotometric measurement showed a clear nitrate concentration loss in the sample after calorimetric measurement. The results show that the nitrate ion selectively oxidizes certain functional groups in organic compounds.

PL

Ocena reaktywności mieszanin w określonych warunkach jest niezbędna, aby móc w sposób bezpieczny i świadomy projektować oraz usprawniać procesy technologiczne. Jednym z powszechnie stosowanych związków, którego reaktywność jest niezwykle ważna, jest azotan amonu i jego roztwory. Największy wpływ na reaktywność azotanu amonu ma temperatura oraz obecność innych związków, w tym zanieczyszczeń, katalizujących reakcje rozkładu. Jednym z takich zanieczyszczeń są związki organiczne, których wpływ na azotan amonu nie został do tej pory jednoznacznie opisany. Celem pracy było określenie wpływu zanieczyszczeń organicznych na reaktywność wodnych roztworów zawierających do 50 % wag. azotanu(V) amonu, buforowanych wodorofosforanem(V) amonu w ilości 15 % wag. Pomiary wykonano z wykorzystaniem skaningowej kalorymetrii różnicowej. Roztwór pozbawiony zanieczyszczeń organicznych nie wykazał reaktywności do 240 oC. Dodatek 8 % wag. szczawianu amonu nie zwiększył reaktywności azotanu amonu. Zaobserwowano endotermiczną reakcję rozkładu kwasu szczawiowego, rozpoczynającą się w 185 oC. Podczas pomiaru roztworu zawierającego 6 % wag. fenidonu, zarejestrowano w 189 oC egzotermiczną reakcję o złożonym przebiegu, której efekt cieplny jest niewielki. Dodatek 6 % wag. pirogalolu spowodował znaczny wzrost reaktywności roztworu azotanu amonu. Zaobserwowano silnie egzotermiczną reakcję rozpoczynającą się w 192 oC. Pomiar spektrofotometryczny wykazał wyraźny ubytek stężenia azotanów w próbce po pomiarze kalorymetrycznym. Wyniki badań wskazują na to, że jon azotanowy selektywnie utleniania wybrane grupy funkcyjne w związkach organicznych.

16

Reakcje [2+3] cykloaddycji sprzężonych nitro alkenów w świetle teorii indeksów elektrofilowości

Dresler E., Jasińska E., Nowakowska-Bogdan E., Jasiński R.

Chemik

|

2015

|

Vol. 69, nr 3

146--153

PL

W pracy – na podstawie danych literaturowych – przedyskutowano możliwość wykorzystania indeksów elektrofilowości do interpretowania przebiegu polarnych [2+3] cykloaddycji. Dyskusję tę przeprowadzono w odniesieniu do reakcji z udziałem sprzężonych nitroalkenów.

EN

In the publication – on the basis of the published literature – the possibility of using electrophilicity indexes for interpretation of the course of the polar [2+3] cycloaddition reactions has been discussed. The analysis is referring to the coupled reaction involving nitroalkenes.

17

Wpływ azotanu litu na ekspansję betonu spowodowaną reakcją alkaliów z kruszywem żwirowym

Owsiak Z., Zapała-Sławeta J.

Cement Wapno Beton

|

2015

|

R. 20/82, nr 1

25--31

PL

Zapobieganie ekspansji betonu spowodowane reakcją alkaliów z kruszywem żwirowym jest szczególnie trudne ze względu na złożoność jego składu mineralnego. Jedną z metod zmniejszania destrukcyjnej rozszerzalności jest dodatek do betonu azotanu litu. W pracy przedstawiono wyniki badań zapraw wykonanych z reaktywnego kruszywa żwirowego z dodatkiem azotanu litu. Próbki zapraw sporządzono z cementu portlandzkiego o różnej zawartości alkaliów, wynoszących 0,66%; 0,9% oraz 1,1% Na2Oe. Wyniki badań wykazują, że dodatek azotanu litu, w ilości odpowiadającej stosunkowi molowemu Li/Na+K równemu 0,74, powoduje radykalne zmniejszenie ekspansji, utrzymującej się na poziomie znacznie niższym od wyznaczonego w normie ASTM C227.

EN

Preventing of the concrete expansion caused by the alkali-silica reaction in the case of gravel aggregate is a particularly complex issue, due to the complexity of its mineral composition. Addition to the concrete of lithium nitrate is one of the method of decreasing of the destructive expansion. In the paper the results of investigation of the mortars produced from reactive gravel aggregate with the lithium nitrate addition is presented. The mortars samples were produced from Portland cement with different alkalis content of 0.66%, 0.9% and 1.1% of Nape' The results are showing that the lithium nitrate addition, representing the molar ratio Li/Na+K equal to 0.74, drastically decrease the expansion, which is on the significantly lower level to the threshold value given in ASTM C227 standard.

18

Wpływ reaktywności alkalicznej kruszyw na trwałość i bezpieczeństwo konstrukcji betonowych

Sosnowska M., Kasprzyk I., Podhorecki A.

Materiały Budowlane

|

2014

|

nr 9

72--74

PL

W artykule przedstawiono problematykę dotyczącą reakcji alkalicznej betonu spowodowanej niepożądaną potencjalną reaktywnością alkaliczną kruszyw używanych do produkcji mieszanek betonowych oraz alkaliami zawartymi w cemencie lub/i w dodatkach i domieszkach używanych do produkcji mieszanki betonowej.

EN

The article presents the issues concerning the alkaline reaction of concrete caused by undesirable potential alkaline reactivity of aggregates used in the production of concrete mixes and alkalis contained in the cement or/and additives and admixtures used in the production of concrete mix.

19

On-line Reactivity Monitoring System in Accelerator-Driven Systems

Gajda P., Królikowski I.

Logistyka

|

2014

|

nr 4

4245--4255, CD 6

EN

Accelerator Driven Systems (ADS) are one of technologies proposed for transmutation of spent nuclear fuel. It is a relatively new concept consisting of subcritical reactor and spallation neutron source driven by proton accelerator. The benefit of operating in subcritical state are enhanced safety properties. However, the distance to criticality should be a known value during the system’s operations. Therefore there is need to develop the reactivity monitoring system for ADS. Due to fact that most known methods of measuring the reactivity are based on point kinetic model there is a need to validate their suitability for ADS. The appropriate experiments were carried out in two experimental reactors. Tested methods included among others the Sjöstrand and source-jerk techniques. The results confirm that subcritical core kinetics differ from point kinetic model and measured reactivity value depends on the detector position. However this obstacle can be overcome by using proper correction techniques. They were successfully tested and accurate reactivity determination was possible. Another issue is possibility to measure the reactivity during system perturbation. Due to nature of delayed neutrons accurate measurement is not possible immediately after change of reactivity. More research is needed to confirm the possibility to compensate this effect. Finally, tested methods were proved to be useful in reactivity monitoring system, at least in steady state.

PL

Układy podkrytyczne sterowane akceleratorem (ADS) są jedną z technologii mających służyć to transmutacji wypalonego paliwa jądrowego. Jest to stosunkowo nowa koncepcja zakładająca zastosowanie reaktora pracującego w stanie podkrytycznym oraz spalacyjnego źródła neutronów. Praca w stanie podkrytycznym znacząco zwiększa margines bezpieczeństwa pracy takiego układu. Ponieważ dystans do krytyczności powinien być zawsze znany, konieczne jest opracowanie systemu pomiaru reaktywności. Większość znanych metod pomiaru reaktywności wywodzi się z punktowego modelu kinetyki reaktora, dlatego konieczna jest ich walidacja pod katem użycia w układach podkrytycznych. Odpowiednie eksperymenty przeprowadzono z wykorzystanie dwóch reaktorów badawczych. Wśród testowanych metod były metody Sjöstranda ora source-jerk. Wyniki eksperymentów potwierdzają, że z uwagi na różnice w zachowaniu rzeczywistego układu od modelu punktowego, mierzona wartość silnie zależy od położenia detektora. Problem ten może zostać rozwiązany przez zastosowanie odpowiednich poprawek, które zostały z powodzeniem zweryfikowane. Kolejnym problemem jest pomiar reaktywności w trakcie zmiany jej wartości. Z uwagi na właściwości neutronów opóźnionych dokładny pomiar nie jest możliwy natychmiast. Możliwość skompensowania tego efektu powinna być jednym z tematów dalszych prac. Podsumowując, można stwierdzić, że przedstawione metody mogą zostać wykorzystane w systemie pomiaru reaktywności, przynajmniej do pomiaru stałej reaktywności.

20

Evaluation of High-temperature Physicochemical Interactions Between the H282Alloy Melt and Ceramic Material of the Crucible

Pirowski Z.

Archives of Foundry Engineering

|

2014

|

Vol. 14, iss. 4

83--90

EN

Nickel alloys belong to the group of most resistant materials when used under the extreme operating conditions, including chemically aggressive environment, high temperature, and high loads applied over a long period of time. Although in the global technology market one can find several standard cast nickel alloys, the vast majority of components operating in machines and equipment are made from alloys processed by the costly metalworking operations. Analysis of the available literature and own studies have shown that the use of casting technology in the manufacture of components from nickel alloys poses a lot of difficulty. This is due to the adverse technological properties of these alloys, like poor fluidity, high casting shrinkage, and above all, high reactivity of liquid metal with the atmospheric air over the bath and with the ceramic material of both the crucible and foundry mold. The scale of these problems increases with the expected growth of performance properties which these alloys should offer to the user. This article presents the results of studies of physico-chemical interactions that occur between the H282 alloy melt and selected refractory ceramic materials commonly used in foundry. Own methodology for conducting micro-melts on a laboratory scale was elaborated and discussed. The results obtained have revealed that the alumina-based ceramic sexhibits greater reactivity in contact with the H282 alloy melt than the materials based on zirconium ompounds. In the conducted experiments, the ceramic materials based on zirconium silicate have proved to be a much better choice than the zirconia-silica mixture. Regardless of the type of the ceramic materials used, the time and temperature of their contact with the nickel alloy melt should always be limited to an absolutely necessary minimum required by the technological regime.