Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Zmiana składu chemicznego popiołu i poprawa właściwości energetycznych słomy zbożowej w wyniku jej wielokrotnego moczenia w wodzie

Rozwadowski A., Dziok T.

Polityka Energetyczna

|

2017

|

T. 20, z. 1

117–-134

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych procesu wielokrotnego moczenia wodą słomy, którą pozyskano z pszenicy ozimej ściętej w końcowym okresie jej dojrzewania. Dla próbek słomy surowej oraz wielokrotnie moczonej i suszonej po każdym zabiegu moczenia wykonano analizę techniczną i elementarną, zbadano skład chemiczny popiołu otrzymanego z badanej słomy oraz przeprowadzono analizę chemiczną wody oddzielonej od biomasy w poszczególnych cyklach moczenia. Przeprowadzone badania pozwoliły ocenić wpływ operacji wielokrotnego moczenia i suszenia na zmianę właściwości fizykochemicznych, które determinują przydatność słomy jako surowca w procesach spalania i zgazowania. Badania wykazały, że stosując operacje wielokrotnego moczenia i suszenia świeżej słomy zbo- żowej można z niej usunąć niepożądane składniki, które wchodzą w skład substancji mineralnej. Składniki te pobierane są przez rośliny z podłoża podczas wegetacji w formie tzw. roztworów glebowych. W wyniku wielokrotnego moczenia w wodzie wymywane były ze słomy znaczne ilości jonów chlorkowych oraz związki zawierające siarkę i fosfor. Ponieważ w popiele preparowanej wodą biomasy zmniejszyła się jednocześnie zawartość metali alkalicznych można sądzić, iż do wody przechodziły dobrze rozpuszczalne w wodzie chlorki potasu i sodu. Redukcja rozpuszczalnych w wodzie soli przyczyniła się do zmniejszenia zawartości popiołu w badanej słomie i z punktu widzenia temperatur jego topliwości korzystnie wpłynęła na jego skład chemiczny. Podczas zabiegu wielokrotnego moczenia ze słomy oprócz składników substancji mineralnej usuwane były związki organiczne. Wskazywały na to wysokie wartości wskaźnika ChZT wody po kolejnych zabiegach moczenia. Były to najprawdopodobniej produkty fotosyntezy wypłukane z tkanek pszenicy skoszonej w końcowej fazie dojrzewania. Ich wymycie ze słomy miało wpływ na wyniki analizy elementarnej. Stwierdzono, że w czasie moczenia zmniejszała się w słomie zawartość wodoru i siarki całkowitej, wzrastała natomiast zawartość węgla pierwiastkowego. Zmiany składu elementarnego były powodem nieznacznego obniżenia kaloryczności moczonej w wodzie słomy.

EN

In the paper, the laboratory results of the process of multiple straw water washing are presented. The analyzed straw was obtained from winter wheat mowed at the final stage of vegetation. The proximate and ultimate analysis was conducted for raw straw as well as for washed straw and the chemical composition of ash was determined. The chemical analysis of water from straw washing was also performed. The conducted studies allowed for the assessment of the influence of the processes of multiple washing and drying of straw on the physicochemical properties determining its use as feedstock in the combustion and gasification processes. Studies have shown that the undesirable components of mineral matter could be removed in the multiple water washing and drying of straw processes. These components are taken by plants from the ground during vegetation. As a result of multiple straw water washing, significant amounts of chlorine ions and sulfur and phosphorus compounds were leached. Simultaneously, a decrease in the content of alkali metals was noticed in the ash of the washed straw. This suggests that water-soluble sodium and potassium chlorides were leached. The reduction of the content of water-soluble salts contributed to the decrease in the ash content. Organic compounds were also leached during the multiple straw water washing process. This was indicated by high values of the chemical oxygen demand (COD) in the water after straw washing. They most probably were the products of the photosynthesis process which were leached from the wheat tissues. Their removal from the straw had an impact on the ultimate analysis. A decrease in the content of hydrogen and total sulfur as well as an increase in carbon content was noticed during the straw washing process. Changes in elemental composition were the reason for a slight decrease in the calorific value of the washed straw.

2

Ocena przydatności polskich węgli do procesu zgazowania

Porada S., Grzywacz P., Czerski G., Kogut K., Makowska D.

Polityka Energetyczna

|

2014

|

T. 17, z. 4

89--102

PL

Bezpieczeństwo energetyczne Polski, jak i świata uzależnione jest od racjonalnego wykorzystania węgla, a jednym z najbardziej perspektywicznych kierunków jego energochemicznego przetwórstwa jest proces zgazowania. Obecnie węgiel, obok ropy naftowej, gazu ziemnego, odpadów przemysłu rafineryjnego i biomasy, jest surowcem najczęściej używanym do zgazowania. W pracy przedstawiono aktualny stan zasobów węgla kamiennego i brunatnego w Polsce przydatnych do tego procesu. Omówiono charakterystykę reaktorów zgazowania ze szczególnym uwzględnieniem wymagań stawianych surowcom. Scharakteryzowano również najistotniejsze parametry jakościowe stosowane podczas oceny przydatności węgli do procesu zgazowania. Polska dysponuje dużymi złożami węgla zarówno kamiennego, jak i brunatnego, które można wykorzystać do procesu zgazowania. Biorąc pod uwagę reakcyjność węgla za najbardziej przydatne do zgazowania należy uznać węgle brunatne i kamienne węgle energetyczne, odpowiadające w polskiej klasyfikacji typom 31 i 32. W przypadku konieczności rozdrabniania węgla przed procesem zgazowania istotną rolę odgrywa podatność przemiałowa, która oprócz znaczenia technologicznego jest ważnym wskaźnikiem ekonomicznym przekładającym się na koszty operacyjne. Właściwościami mającymi istotny wpływ na efektywność pracy wszystkich grup reaktorów zgazowania jest przede wszystkim temperatura topnienia popiołu oraz w przypadku reaktorów dyspersyjnych dodatkowo lepkość żużla. W przypadku dużej zawartości wilgoci w węglu do zgazowania konieczne jest podsuszanie wsadu.

EN

The energy security of Poland and of the world is dependent on the rational use of coal. The gasification process is one of themost promising directions of chemical processing of coal. Currently, coal is the most widely used raw material for gasification apart from petroleum, natural gas, pet-coke, and biomass. This paper presents the current state of resources of bituminous coal and lignite in Poland useful for the gasification process. It describes the characteristics of gasifiers, with particular emphasis on the requirements for raw materials inputs. The analysis characterizes the most important quality parameters used in the evaluation of the suitability of coals for the gasification process. Poland has large coal resources of both bituminous and lignite coals which can be used for the gasification process. Considering the reactivity of coal as a criterion, the most suitable coals for gasification are lignite coals and steam coals of types 31 and 32 according to the Polish classification of bituminous coals. If pre-gasification process grinding of coal is needed, the grindability of coal plays an important role, having technological and economic importance. The melting point of the ash is a property having a significant impact on the efficiency of all types of gasifiers. Additionally, in the case of entrained flow gasifiers, slag viscosity is an important parameter to consider. Coal drying before the gasification process is needed when there is a high moisture content.

3

Badanie struktury porów karbonizatów otrzymanych z węgla kamiennego z KWK Brzeszcze z wykorzystaniem metody porozymetrycznej oraz Skaningowego Mikroskopu Elektronowego

Gazda M., Krzyżanowski A., Buczek B.

Karbo

|

2014

|

Nr 2

56--62

PL

Karbonizacja należy do procesów termicznej obróbki paliw, które prowadzone są w szerokim zakresie temperatur w celu uzyskania różnorodnych produktów. Zmiany strukturalne zachodzące w procesie standardowej karbonizacji węgli są spowodowane głównie rozkładem nieuporządkowanych obszarów substancji organicznej. Badania składu struktury powierzchni stałej pozostałości pozwala na głębsze poznanie tych zmian. Przedmiotem pracy był węgiel kamienny z KWK Brzeszcze – Silesia, z pokładu 352, oznaczony symbolem B-352, który poddano procesowi karbonizacji. Proces prowadzony był w atmosferze azotu w temperaturach: 700, 800 i 900oC w czasie 15 i 30 minut. W pracy wykorzystano możliwości jakie daje skaningowy mikroskop elektronowy model Jeol JSM - 5500 LV do badania powierzchni węgla kamiennego wyjściowego oraz po procesie karbonizacji w celu stwierdzenia obecności substancji mineralnej a także interpretacja uzyskanych widm promieniowania rentgenowskiego. Uzupełnieniem wyników były badania prowadzone na porozymetrze rtęciowym typu Pascal 140 (ThermoQuest), zastosowany w trakcie pomiaru zakres ciśnień (0.1 hPa – 400 hPa) pozwolił analizować pory o promieniach z zakresu ok. 50 μm – 1.8 μm. W badanym węglu zaobserwowano zróżnicowanie w topografii powierzchni oraz zmiany rozwinięcia struktury porowatej zależne od temperatury i czasu prowadzenia procesu. Wzrost temperatury i czasu prowadzenia procesu powoduje zmniejszenie ilości porów największych (50 – 30 mm), oraz zwiększenie całkowitej objętości porów.

EN

Carbonization process is a thermal treatment of fuels that is carried out in a wide range of temperatures in order to obtain different products. Structural changes occurring during the coal carbonization process are caused mainly by degradation of unordered regions of organic matter. Investigation on the composition of surface structure of the solid residue allows for a deeper knowledge of these changes. In this study coal from Brzeszcze coal mine (deck no. 325) was investigated. Carbonization of coal samples was performed in a nitrogen atmosphere at the temperatures of 700, 800 and 900oC for 15 and 30 minutes. Opportunities to investigate surface of coal and char to determine the presence of mineral substance and interpretation of the X-ray radiation spectra offered by scanning electron microscope Jeol JSM model - 5500 LV were used in this study. SEM results were complemented by research on mercury porosimeter Pascal type 140 (ThermoQuest). Range of pressures that have been used (0.1 hPa - 400 hPa) allowed to analyze pores with radii in the range of about 50 microns - 1.8 microns. Changes in surface topography, and changes in the development of the porous structure of chars depending on carbonization temperature and time were observed. The increase of temperature and time of the process results in reduction of the amount of the greatest pores (50 - 30 mm), and an increase in the total pore volume.

4

Alkalis in coal and coal cleaning products

Bytnar K., Burmistrz P.

Archives of Mining Sciences

|

2013

|

Vol. 58, no. 3

913--924

EN

In the coking process, the prevailing part of the alkalis contained in the coal charge goes to coke. The content of alkalis in coal (and also in coke) is determined mainly by the content of two elements: sodium and potasium. The presence of these elements in coal is connected with their occurrence in the mineral matter and moisture of coal. In the mineral matter and moisture of the coals used for the coke production determinable the content of sodium is 26.6 up to 62. per cent, whereas that of potassium is 37.1 up to 73.4 per cent of the total content of alkalis. Major carriers of alkalis are clay minerals. Occasionally alkalis are found in micas and feldspars. The fraction of alkalis contained in the moisture of the coal used for the production of coke in the total amount of alkalis contained there is 17.8 up to 62.0 per cent. The presence of sodium and potassium in the coal moisture is strictly connected with the presence of the chloride ions. The analysis of the water drained during process of the water-extracting from the flotoconcentrate showed that the Na to K mass ratio in the coal moisture is 20:1. Increased amount of the alkalis in the coal blends results in increased content of the alkalis in coke. This leads to the increase of the reactivity (CRI index), and to the decrease of strength (CSR index) determined with the Nippon Steel Co. method.

PL

W procesie koksowania przeważająca część zawartych we wsadzie węglowym alkaliów przechodzi do koksu. Zawartość alkaliów w węglu, a co za tym idzie i w koksie determinowana jest głównie zawartością dwóch pierwiastków: sodu i potasu. Obecność tych pierwiastków w węglu wiąże się z występowaniem ich w substancji mineralnej i wilgoci węgla. W substancji mineralnej oraz wilgoci węgli stosowanych do produkcji koksu, oznaczona zawartość sodu wynosi od 26.6 do 62.9%, a zawartość potasu od 37.1 do 73.4% alkaliów ogółem. Głównymi nośnikami alkaliów w substancji mineralnej są minerały ilaste, sporadycznie też miki oraz skalenie. Udział alkaliów zawartych w wilgoci węgli stosowanych do produkcji koksu w ogólnej ilości zawartych w nim alkaliów wynosi dla badanych węgli od 17.8 do 62.0%. Obecność sodu i potasu w wilgoci węgla związana jest wyłącznie z obecnością w niej jonów chlorkowych. Wyniki analizy wody odprowadzanej z procesu wirowania flotokoncentratu wskazują, że stosunek masowy Na do K w wilgoci węgla wynosi 20:1. Wzrost zawartość wilgoci w koksie będący wynikiem ich zwiększonej ilości w mieszance węglowej prowadzi do wzrostu reaktywności (wskaźnik CRI) oraz spadku wytrzymałości (wskaźnik CSR) oznaczonych metoda Nippon Steel Co.

5

Przewidywanie struktury osadów tworzących się na przegrzewaczach kotłów energetycznych

Wacławiak K., Szymański K.

Ochrona przed Korozją

|

2010

|

nr 4-5

271-273

PL

Osady kotłowe powstające na rurach przegrzewaczy tworzone są w drodze przylepiania się ziaren popiołu do lepkiej powierzchni utworzonej z kondensujących soli potasu i sodu. Rozwój metod numerycznych pozwala przewidywać strukturę osadów w zależności od parametrów cieplnych i przepływowych w kotle energetycznym. W pracy przedstawiono wyniki symulacji tworzenia korozyjnego osadu związanego na pojedynczej rurze przegrzewacza dla różnych temperatur powierzchni rury, udziału chlorków i siarczanów sodu i potasu w spalinach. Zwrócono uwagę na potrzebę dokładnego poznania kinetyki przemiany substancji mineralnej paliwa oraz reakcji gazowych składników osadotwórczych w spalinach.

EN

Bonded deposits on tubes of superheaters in pc boilers are formed by adhesion of impacting ash particles onto sticky layer of condensing potassium or sodium salts. Constant progress of computational flow dynamics methods makes possible to assess the deposition and predict the structure of deposits in function of thermal and flow parameters of boiler operation. In this article results of modeling of deposition onto a single superheater tube has been presented for various temperature of the tube surface, chloride and sulfates content in the flue gas. It has been pointed out that precise kinetics data for transformation of mineral matter of fuel and homegenous reactions between deposit builiding components in the flue gas are missing.

6

Związki alkaliczne w węglu i produktach jego wzbogacania

Bytnar K., Strugała A.

Karbo

|

2007

|

Nr 1

24-33

PL

Do wielkiego pieca wraz z koksem wprowadzanych jest około 40 % niepożądanych w tym procesie związków alkalicznych. Mając na uwadze, iż podczas koksowania praktycznie całość obecnych we wsadzie węglowym związków alkalicznych pozostaje w koksie, zagadnienie ich dystrybucji w procesie wzbogacania węgli koksowych posiada istotne znaczenie. Zaprezentowano wyniki badań nad kształtowaniem się zawartości związków alkalicznych w surowym urobku węglowym oraz w poszczególnych produktach jego wzbogacania, tj. koncentratach z osadzarek, koncentratach ze wzbogacania w cieczach ciężkich i koncentratach flotacyjnych, jak również w produktach pośrednich i odpadach z tych procesów. Badania wykonano dla 4 wybranych kopalń Górnośląskiego Zagłębia Węglowego produkujących różne typy węgli koksowych (węgle gazowo-koksowe typu 34.1 i 34.2 oraz węgle ortokoksowe typu 35.1 i 35.2). Przedmiotem oceny była zarówno całkowita zawartość związków alkalicznych, jak też ich zawartość w substancji mineralnej i wilgoci badanych próbek. Ponadto wykonano badania fazowe z wykorzystaniem dyfraktometrii rentgenowskiej oraz badania mikroskopowe z wykorzystaniem mikroskopu polaryzacyjnego. Wyniki tych badań pozwoliły zidentyfikować minerały będące głównymi nośnikami związków alkalicznych w surowym węglu oraz poszczególnych produktach jego wzbogacania.

EN

Along with coke, about 40 % of undesirable alkalies is introduced to the blast furnace. In view of the fact that in the coking process practically all the alkalies contained in coal charge remain in resulting coke, the problem of alkalies distribution in the coking-coal cleaning process is of great importance. The paper presents results of examinations of the alkalies content in coal output and the products of its cleaning, such as concentrates from jig washer, dense liquid separation and flotation as well as middlings and tailings. The examinations focused on 4 selected coal mines from the Upper Silesian Coal Basin witch produce coal of different coal rank and with different coking properties. Both total alkalies content as well as alkalies content in mineral matter and in coal moisture were evaluated. Moreover, phase analysis with the use of X-ray diffractometer and microscopic analysis with the use polarization microscope were carried out. The results of these analyses enabled identification of main carriers of alkalies in coal output and products of its cleaning process.

7

Wpływ substancji mineralnej węgli kamiennych na współspalanie opon samochodowych z miałem węglowym w przemysłowych kotłach rusztowych

Owczarek A.

Gospodarka Paliwami i Energią

|

2004

|

nr 2

22-24

PL

Przedstawiono niektóre wyniki kilku eksperymentów współspalania mieszaniny miału węglowego z granulatem zużytych opon samochodowych, przeprowadzonych zarówno w skali laboratoryjnej jak i przemysłowej. Wymienione próby potwierdzają wpływ substancji mineralnej węgli kamiennych na współspalanie zużytych opon samochodowych w energetycznych kotłach rusztowych.

EN

Some results of experiments in the laboratory and industrial scale concerning the co-combustion of the mixture of culm with granulated worn-out tyres were presented. In the author's opinion those tests verify influence of coal's mineral matter on the co-combustion process of the used car tyres in industrial stoker fired boilers.

8

Porowatość węgli bitumicznych

Strugała A.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2001

|

T. 17, z. 2

5-17

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań porowatości 18 polskich węgli bitumicznych przeprowadzonych metodą porozymetrii rtęciowej w połączeniu z oznaczeniami densymetrycznymi metodą helową. Dla badanej populacji próbek węgla stwierdzono występowanie korelacji pomiędzy objętością porów o promieniu < 7,5 nm a udziałem i strukturą substancji organicznej węgla. Tę ostatnią scharakteryzowano za pomocą jednego z cytowanych w literaturze wskaźników charakteryzujących tę strukturę. W przypadku porów o większym promieniu wykazano zależność ich objętości od udziału w węglu obu jego podstawowych składników, tj. substancji organicznej i mineralnej. Stwierdzono ponadto, iż przeważająca objętość porów w badanych węglach związana jest z porami o promieniu poniżej 2500 nm.

EN

The results of the total pore volume examination of 18 Polish bituminous coals are presented in the paper. The research was carried out by the mercury porosimetry in connection with the mercury and helium density measurements. For the tested population of coals it was stated that there occured a correlation between the volume of pores with the radius smaller than 7.5 nm and the mass proportion and structure of the organic matter of coal. The structure was characterised by means of a structural index similar to the one suggested by Oberlin. In the case of pores greater than 7.5 nm it was proved that their volume depended only on the mass proportion in coal of both of the basic components, i.e. organic and mineral matter. Moreover, it was stated that the predominant volume of pores in the examined coals was connected with the pores with radius r < 2500 nm.

9

Wpływ substancji mineralnej paliw stałych na efekt cieplny w kotle

Rybak W., Ferens W., Rożen M., Przegaliński K., Andryjowicz C.

Prace Naukowe Instytutu Techniki Cieplnej i Mechaniki Płynów Politechniki Wrocławskiej. Konferencje

|

2000

|

Vol. 56, nr 10

259-265

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań określających wpływ substancji mineralnej paliw stałych na sumaryczną ilość ciepła jaka wywiązuje się w wyniku spalania paliwa w komorze kotła energetycznego. Badania przeprowadzono na 20 próbach węgla brunatnego o zmiennym składzie i wartości ciepła spalania. Stwierdzono, że substancja mineralna w węglu ma znaczący wpływ na ilość ciepła uzyskiwanego w czasie spalania węgla. Efekt ten zależy od warunków spalania, inny jest w bombie kalorymetrycznej a inny w kotle energetycznym. Dlatego wartość ciepła spalania określana w bombie może znacznie odbiegać od rzeczywistych efektów cieplnych uzyskanych w kotle. Substancja mineralna wpływa w dwojaki sposób, jest balastem, który zmniejsza ilość części palnych w węglu, oraz sama ulega przeobrażeniom, do których pobierane jest ciepło (np. węglany) lub w wyniku których wydzielane jest ciepło (np. piryty). Straty energii spowodowane rozkładem chemicznym substancji mineralnej mogą być znaczne i wynoszą do 9% ciepła dostępnego w paliwie przy 50% zawartości substancji mineralnej.

EN

To estimate the impact of mineral matter in coal on its combustion and the calorific value of coal, combustion of 20 brown coals were simulated in pulverised coal system. The calculated calorific values of coals tend to decrease with increasing mineral matter content. The present study has verified that significant amounts of energy (up to 9% of coal feed) era wasted owing to the endothermic reactions of decompositions of minerals in coal as well the heat capacities of these minerals during combustion.

10

Effect of water soluble inorganic matter on immersion heat of coal

Taraba B.

Archives of Mining Sciences

|

1999

|

Vol. 44, nr 1

85-89

EN

Two samples of subbituminous and bituminous coals were investigated with respect to assess the influence of water-soluble inorganic matter on the values of immersion heat, Him, of these coals in water. Dissolution heat of the minerals was found to may cause change in values of Him as much as 1.2 J/g, both decrease and increase in Him being observed depending on the mineral species present in coal.

PL

Kalorymetrycznie wyznaczono ciepła immersji w wodzie węgli: subbitumicznego (S) i bitumicznego (B) w stanie suchym i odgazowanym oraz po ekstrakcji wodą. Wyniki tak przeprowadzonych eksperymentów umożliwiłyby oszacowanie udziału ciepła rozpuszczania niektórch składnikóww mineralnych węgli w końcowym cieple immersji węgli w wodzie. W zależności od rodzaju tych składników w węglach obserwowano wzrost bądź obniżenie Him.