Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

2 Róg L.

Znaleziono wyników: 2

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: rock coal

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Promieniotwórczość naturalna węgli kamiennych i frakcji gęstościwoych o zróżnicowanej budowie petrograficznej i chemicznej

Róg L.

Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko / Główny Instytut Górnictwa

2005

nr 3

81-101

Węgiel kamienny, jak każdy surowiec mineralny, charakteryzuje się pewną zawartością naturalnych izotopów promieniotwórczych. Ich ilość zależy od ilości i rodzaju zanieczyszczeń zawartych w węglu. Zawartość naturalnych izotopów promieniotwórczych w stałych odpadach ze spalania węgla kamiennego jest jednym z podstawowych parametrów decydujących o możliwościach ich wykorzystania. Wymagania stawiane przez ochronę środowiska i odbiorców węgla kamiennego zmuszają do produkcji sortymentów o ściśle określonych parametrach jakościowych. Spełnienie tych wszystkich wymagań jest możliwe jedynie przy dobrej znajomości parametrów jakościowych węgla stanowiącego nadawę do procesów wzbogacania. Optymalizacja procesu wzbogacania w cieczach ciężkich na podstawie znajomości składu petrograficznego nadawy, a także zależności między składem petrograficznym węgla i składem chemicznym popiołu a interesującą nas właściwością czy składnikiem, daje możliwość uzyskania koncentratów węglowych o właściwościach wymaganych lub zbliżonych do wymaganych przez odbiorców. Zależności między składnikami petrograficznymi węgla i współwystępującą z nimi substancją mineralną (charakteryzowaną składem chemicznym popiołu) a zawartością naturalnych izotopów promieniotwórczych są słabo rozpoznane. Znajomość tych zależności daje możliwość produkcji węgli energetycznych, przyjaznych dla środowiska nie tylko z uwagi na konieczność ograniczania emisji, ale również dzięki temu, że powstające podczas ich spalania odpady, mogą być wykorzystywane do produkcji materiałów budowlanych lub bezpiecznie składowane. Badania wykazały, że zawartość radionuklidów różnicuje się w zależności od klasy ziarnowej węgla (sortymentu). Maksymalne zawartości poszczególnych izotopów są znacznie większe w miałach niż w sortymentach grubych i średnich. W sortymentach grubych i średnich wrasta stężenie radionuklidów wraz ze wzrostem sumarycznej ilości macerałów grupy witrynitu i karbargilitu, w którym substancja mineralna współwystępuje z witrynitem. W sortymentach grubych i średnich stwierdzono regularny wzrost zawartości wszystkich izotopów w miarę wzrostu zawartości popiołu. W przypadku miałów taka korelacja jest wyraźnie widoczna dla izotopu 40K. Zawartość radionuklidów zmienia się również wraz ze wzrostem gęstości węgla. W miarę wzrostu gęstości wydzielonych frakcji zwiększa się zawartość popiołu i stężenia izotopów promieniotwórczych. Maleje zawartość czystych, niezmineralizowanych mikrolitotypów witrynitowych: witrytu, klarytu witrynitowego oraz duroklarytu. Wzrasta natomiast wyraźnie zawartość karbominerytu, głównie karbargilitu (połączenia substancji węglowej z substancją ilastą). Najczęściej są to ziarna witrynitowe i klarytowe przesycone substancja ilastą (zmineralizowany witryt). Wraz ze wzrostem ilości popiołu, karborninerytu i izotopów promieniotwórczych we frakcjach zwiększa się zawartość Si02 i K20. Maleje natomiast zawartość: Fe203 i CaO, Na20, S03 i P205. Wzrasta również zawartość: As i Rb, a obniża się zawartość Co, Cr, Cu, Mn, Ni, Sr i V.

For hard coal, as for any other raw mineral material, some content of natural radioactive isotopes is characteristic. Their quantity depends of quantity and kind of contaminants contained in coal. Content of natural radioactive isotopes in solid waste materials from hard coal combustion is one of basic decisive parameters about possibilities of their utilisation. The demands put up by environmental protection and requirements of hard coal receivers force production of assortments with rigorously defined quality parameters. Fulfilment of all these requirements is possible only under the condition of good knowledge concerning qualitative parameters of coal constituting material fed mechanically for enriching processes. An optimisation of enriching process in heavy liquids on the ground of knowledge concerning fed material petrografical composition, as well as relations between petrografical composition of coal and ash chemical composition and the property or component we are interested in, gives us the possibility of obtaining of coal-extracts with required properties or closed to the properties required by receivers. Relations between petrografical components of coal and coincidental mineral matter (characterised by chemical composition of ash) and content of natural radioactive isotopes are only weakly recognised. The knowledge of these dependencies gives possibility of production of steaming coals, environmentally friendly not only because of necessity of its issue limiting, but also owing to the fact that arising during their combustion waste materials can be used in production of building materials or may be safely dumped. Investigations demonstrated that the content of specific radionuclides differentiates depending of coal grain-size categories. Maximal contents for each of isotopes are considerably greater in fines than in large and average coal sizes. For large and average size grades, concentration of radionuclides increases together with increase of total maceral quantities of group vitrinite and carbargilite, in which mineral matter coincides with vitrinite. For large and average size grades, regular increase of content of all isotopes was ascertained together with increase of ash content. In the case of fines such a correlation is clearly visible for isotope 40K. Radionuclides content also changes together with increase of coal density. As the density of extracted fractions grows larger, the content of ash and concentrations of radioactive isotopes increases. Decreases the content of clear, non-mineralised vitrinite microlitotypes: vitrite, vitrinite clarite and hardening clarite. However, clearly increases significantly content of carbominerite, mostly carbargilite (connections of coal-matter with silty matter). Most often these are the grains of vitrinite and clarite permeated with silty matter (mineralised vitrite). Together with growing quantity of ash, carbominerite and radioactive isotopes, the content of Si02 and K20 in fractions increases. However, decreases content: Fe203 and CaO, Na20, S03 and P205. Increases also content As and Rb, and drops content Co, Cr, Cu, Mn, Ni, Sr and V.

Wpływ budowy petrograficznej i chemicznej węgla kamiennego na temperaturę topliwości popiołu

Róg L.

Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko / Główny Instytut Górnictwa

2003

nr 1

73-96

Spalaniu węgla w paleniskach kotłowych towarzyszą często negatywne zjawiska, do których zaliczyć można między innymi powstawanie osadów na zewnętrznych powierzchniach wymiany ciepła oraz występowanie żużlowania. Na zjawiska te ma wpływ nie tylko konstrukcja i sposób eksploatacji kotła, ale także gatunek spalanego węgla, jego jakość i skład zawartej w nim substancji mineralnej oraz temperatura topliwości popiołu, powstającego w procesie spalania. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że istnieje zależność między parametrami jakościowymi a temperaturą topnienia popiołu i w konsekwencji skłonnością węgla do zanieczyszczania powierzchni grzewczych kotła i żużlowania. Dla 56% popiołów badanych w atmosferze redukującej i dla 13% popiołów badanych w atmosferze utleniającej temperatura topnienia popiołu była niższa od 1300°C (rys. 1-4). Temperatura topnienia popiołu oznaczona w atmosferze redukującej i utleniającej wykazywała wprost proporcjonalną zależność. Współczynnik korelacji wynosił 0,88. W przypadku każdego popiołu temperatura topliwości oznaczona w atmosferze redukującej była zawsze niższa od uzyskanej w atmosferze utleniającej. Największe różnice miedzy temperaturą topnienia popiołu uzyskaną w tych atmosferach występują w przypadku popiołów łatwo topliwych (rys. 5) Stwierdzono także, że najwyższą temperaturę topnienia popiołu, powyżej 1400°C, wykazywały węgle, w których zawartość macerałów "grupy" witrynitu wynosiła powyżej 60% obj., a zawartość macerałów grupy inertynitu była mniejsza niż 28% obj. (rys. 6 i 7). Na temperaturę topliwości popiołu ma również wpływ skład chemiczny popiołu. Większa zawartość takich składników popiołu, jak: Si02, A1203, K20 (rys. 8, 9, 10) powodowała wzrost temperatury topnienia popiołu. Bardziej skomplikowany wpływ na tę temperaturę miały: Fe203, CaO, MgO, S03, Mn304 (rys. 11-15). W miarę wzrostu zawartości tych składników następowało najpierw obniżenie, a następnie wzrost temperatury topnienia popiołu. W przypadku pozostałych składników nie stwierdzono znaczącego wpływu (rys. 16-19). Stwierdzono słabą zależności między temperaturą topnienia popiołu a zawartością popiołu w węglu (rys. 20). W miarę wzrostu zawartości popiołu wzrasta nieznacznie temperatura topnienia popiołu. Istnieje również zależność między zawartością chloru a temperaturą topnienia popiołu (rys. 21). Popioły otrzymane z węgli o najniższej zawartości chloru, poniżej 0,15% (według klasyfikacji Crossleya - węgle o małej skłonności do żużlowania) wykazały najwyższą temperaturę topnienia popiołu - 1500°C lub większą (zalicza sieje do popiołów wysoko topliwych). Wzrost zawartości siarki całkowitej i pirytowej powodował podwyższenie temperatury topnienia popiołu (rys. 22 i 23). Odmiennie wpływała na tę temperaturę obecność siarki popiołowej, wzrost jej zawartości powodował obniżenie temperatury topnienia popiołu (rys. 24). Najwyższy współczynnik korelacji uzyskano dla zależności temperatury topnienia od zawartości CaO, S03, A1203, Fe203, Mn304 (rys. 25). Istotny wpływ na tę temperaturę ma również zawartość manganu. Współczynnik korelacji R wynosi dla tej zależności 0,72 (rys. 26). Wyniki badań uzyskane dla frakcji wydzielonych metodą wzbogacania w cieczach ciężkich wykazały, że frakcje o gęstości 1,26-^1,40 g/cm3 w węglach z kopalń 2 i 3 oraz frakcje o gęstości poniżej 1,36 g/cm5 w węglach z kopalń 1 i 4 charakteryzuje niska zawartość chloru, popiołu i siarki, wyższa zawartość macerałów grupy witrynitu oraz najwyższa temperatura topnienia popiołu zarówno w temperaturze utleniającej, jak i redukującej.

The process of coal burning in boiler furnaces is often accompanied by adverse phenomena, among which, among the others, such ones can be counted as formation of deposits on external heat exchanging surfaces, and occurrence of slags. These effects are influenced not only by the structure and way of boiler utilisation, but also the grade of the burnt coal, its quality and composition of mineral substance contained in it, as well as the fusion temperature of the ash produced in the process of combustion. As a result of the investigations performed, it was found that there is a relationship between the quality parameters and fusion temperature of the ash, and, in consequence, the susceptibility of coal to contamination of the heating surfaces of the boiler and to formation of slags. For 56% of ashes tested in the reducing atmosphere, and for 13% of ashes tested in the oxidising atmosphere, the fusion temperature of the ash was lower than 1300°C (Figs. 1-4). The fusion temperature of the ash, determined in the reducing and oxidising atmospheres, proved to follow a direct proportionality. The correlation coefficient was 0,88. In the case of each ash, the temperature of fusion determined in the reducing atmosphere was always lower than that obtained in the oxidising atmosphere. The largest differences between the temperatures of fusion obtained in these atmospheres occur in the case of fusible ashes (Fig. 5). It has been also found that the highest fusion temperature of the ash, above 1400°C, was shown by the coals in which the vitrinite macerals content was over 60% by volume, and the content of macerals of the inertinite group was lower than 28% vol. (Figs. 6 and 7). The fusion temperature is also influenced by the chemical composition of ash A higher content of such ash components as Si02, CaO, MgO, S03, Mn304(Figs. 11-15). As the content of these components increased, first a drop and then a rise of the ash fusion temperature were recorded. In the case of the remaining components, no significant effect was found (Figs. 16-19). Slight relationship was found between the fusion temperature of ash and the ash content in coal (Fig. 20) With increasing ash content, the fusion temperature of ash slightly increases. There is also a relationship between chlorine content and fusion temperature of ash (Fig. 21). The ashes obtained from coals with the lowest chlorine content, below 0,15% (in accordance with the Crossley's classification, the coals with low susceptibility to ash formation) revealed the highest ash fusion temperature - 1500°C or higher (they are counted into high - fusible ashes). The rise of total and pyrite sulphur resulted in increasing ash fusion temperature (Figs. 22 and 23). The presence of ash sulphur influenced this temperature in a different way, the rise in its content resulted in lowering of the ash fusion temperature (Fig. 24). The highest correlation coefficient was obtained for the dependence of fusion temperature on the content of CaO, S03, A1203, Mn304 (Fig. 25). Also, the content of manganese has a significant effect on this temperature. The correlation coefficient R for this relationship is 0,72 (Fig. 26). The results of tests obtained for the fractions separated using dense liquid separation have shown that tiie fractions with density range 1,26 to 1,40 g/cm3 in coals from No. 2 and 3 mines, and fractions with the density below 1,36 g'cm3 in coals from No. 1 and 4 mines are characterised by low chlorine, ash and sulphur contents, higher content of macerals of vitrinite group, and highest ash fusion temperature both in oxidising and reducing atmospheres.