Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analiza doświadczalna i numeryczna procesu suszenia węgla w nowym typie suszarki uderzeniowo-wirowej

Bigda J., Ignasiak K., Słowik K.

Przemysł Chemiczny

|

2015

|

T. 94, nr 4

502-507

PL

Zaprezentowano wyniki badań eksperymentalnych oraz numerycznych procesu suszenia węgla kamiennego w innowacyjnej suszarce uderzeniowo-wirowej w skali 100 kg/h, której konstrukcja została opracowana w IChPW. Zbadano wpływ zmiany parametrów procesu suszenia na stopień podsuszenia węgla w tej suszarce. Dodatkowo opracowano model numeryczny procesu suszenia. Dla zmiennych parametrów pracy suszarki (różnych strumieni dozowanego węgla oraz spalin do suszarki) przeprowadzono serię testów, a ich wyniki wykorzystano do weryfikacji modelu numerycznego. Wykazano, że przy użyciu suszarki uderzeniowo-wirowej można z węgla kamiennego usunąć nawet 60% zawartej w nim wilgoci.

EN

Polish bituminous coal (moisture content 9,4%, grain size up to 3 mm) was dried with flue gas under pilot plant conditions (impact dryer, up to 100 kg/h, flue gas temp. 523–542°C). A decrease in moisture content in the coal by 42–60% was achieved. Numerical model of the proces was developed. The results of calculations agreed well with the exptl. data.

2

Efektywność procesu suszenia węgla brunatnego w różnych technologiach

Pawlak-Kruczek H., Czerep M.

Nowa Energia

|

2015

|

nr 4

52--58

PL

W pracy zawarto wyniki eksperymentalnych badań nad efektywnością procesu suszenia węgli brunatnych w szerokim zakresie temperaturowym w trzech laboratoryjnych instalacjach suszących: typu „Torbed”, tj. rodzaj wirowego złoża fluidalnego, w suszarce obrotowej oraz w suszarce fluidalnej „3D” fontanno-pęcherzykowej. Jako czynnika suszącego podczas testów używano powietrza. Badania eksperymentalne przeprowadzono dla węgla brunatnego z kopalni Turów. Badano wpływ temperatury powietrza na efektywność suszenia. Dokonano również porównania efektywności i energochłonności suszenia dla trzech rozpatrywanych instalacji, aby ocenić możliwość integracji w układ bloku gwarantujący podniesienie jego sprawności.

3

Wytyczne konstrukcyjne do projektowania układów suszenia węgla brunatnego

Rosik R.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2015

|

R. 56, nr 6

39--47

PL

W artykule przedstawiono wytyczne konstrukcyjne dla projektowania lub udoskonalania układów suszenia węgla brunatnego z wykorzystaniem fluidalnego złoża. Wytyczne dotyczą projektowania w skali laboratoryjnej jak i w skali dla potrzeb przemysłu oraz w dalszej konsekwencji integracji układu suszenia z blokiem energetycznym.

EN

The article presents the design guidelines for designing or improving systems of brown coal drying using fluidized bed. The guidelines concern the design on a laboratory scale and scale to the needs of industry and consequently drying system integration of power plant.

4

Badanie suszenia słomy i węgla brunatnego w suszarce multicyklonowej

Dzik T., Czerski G.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2014

|

T. 30, z. 3

145--159

PL

Proces suszenia jest niezbędnym elementem podczas wytwarzania paliw kompozytowych z biomasy i węgla. Omawiana suszarka multicyklonowa jest oryginalnym rozwiązaniem konstrukcyjnym opracowanym i opatentowanym przez AGH, które może być wykorzystane w trakcie przygotowania surowca do procesu scalania. W artykule przedstawiono wyniki pomiarów suszenia rozdrobnionej słomy i węgla brunatnego w doświadczalnej suszarce multicyklonowej oraz rezultaty obliczeń symulacyjnych jej pracy. Do utworzenia modelu numerycznego CFD (Computational Fluids Dynamics) procesu suszenia w suszarce multicyklonowej wykorzystano oprogramowanie ANSYS Fluent. Dzięki modelowaniu numerycznemu CFD uzyskano informacje na temat pracy i funkcjonowania wymienionej suszarki. Zaprezentowano szereg uzyskanych w trakcie obliczeń rezultatów, tj.: temperatury i zawartości wilgoci dla surowca i gazu suszącego, zmianę zawartości wilgoci surowca na poszczególnych stopniach suszarki, wpływ uziarnienia paliwa na stopień jego odparowania, rozkłady najważniejszych parametrów pracy suszarki dla gazu do suszenia i suszonych ziaren oraz czas przebywania surowca w poszczególnych stopniach suszarki. Ponadto wyznaczono współczynnik wymiany ciepła w suszarce multicyklonowej, który wynosi do 250 W/(m2K). Przeprowadzone próby na stanowisku doświadczalnym suszenia biomasy i węgla brunatnego oraz obliczenia symulacyjne potwierdziły słuszność przyjętej koncepcji suszenia z wykorzystaniem cyklonów w układzie szeregowym. Suszarka wykazała zdolność do obniżenia o 15% wilgoci w słomie przy zastosowaniu niskiej temperatury suszenia, tj. 170°C dla zastępczego rozmiaru ziarna 1,5 mm. W przypadku suszenia rozdrobnionego węgla brunatnego dla rozmiaru zastępczego ziarna 0,5 mm, ilość wilgoci zmniejszyła się o 21%. Badana suszarka multicyklonowa wykazała dużą dynamikę procesu suszenia, która wynosi 3%/s w przypadku suszenia rozdrobnionej słomy i 4%/s dla rozdrobnionego węgla brunatnego.

EN

The drying process is an essential part of the production of composite fuels from biomass and coal. The presented multi-cyclone dryer is an original design solution developed and patented by AGH, which can be used during the preparation of raw material for the unification process. This article presents the results of measurements of the particulate straw and lignite drying in a multi-cyclone dryer, and the results of simulation calculations of the dryer’s performance. The ANSYS Fluent software was used to create a CFD (Computational Fluids Dynamics) numerical model of the drying process in a multi-cyclone dryer. The CFD numerical modelling provided information about the performance and operation of the dryer. Key results obtained during the calculations include the following: the temperature and moisture content of the raw material and drying gas, the change in the moisture content of the raw material for each stage of the dryer, the influence of fuel particle size on the degree of evaporation, the distribution of the most important parameters of the dryer’s performance for drying gas and dried particles, and the residence time of the raw material for each stage of the dryer. Moreover, the heat transfer coefficient in the multi-cyclone dryer was determined, which is up to 250 W/(m2K). The conducted experimental tests of biomass and lignite drying in the dryer, as well as the simulation calculations, confirmed the validity of the approach for drying with the use of cyclones arranged in series. The dryer demonstrated the ability to release 15% of the moisture from the straw with the use of a low drying temperature, i.e. 170°C for the sample particle size of 1.5 mm. In the case of particulate lignite drying for the substitute particle size of 0.5 mm, the amount of evaporated moisture was 21%. The examined multi-cyclone dryer demonstrated high dynamics in the drying process, at 3% per s in the case of particulate straw drying and 4% per s for particulate lignite.

5

Wysoko sprawne „zero-emisyjne” bloki węglowe zintegrowane z wychwytem CO2 ze spalin

Chmielniak T., Łukowicz H.

Polityka Energetyczna

|

2012

|

T. 15, z. 3

91-106

PL

W artykule przedstawiono informacje o współczesnych tendencjach w ewolucji technologicznej weglowego bloku kondensacyjnego. Jego dalsze doskonalenie wymaga prowadzenia rozległych badan naukowych. Scharakteryzowano cele i główne tematy badawcze sformułowane i podjęte w projekcie strategicznym Zaawansowane Technologie Pozyskiwania Energii, głównie w zadaniu 1: Opracowanie technologii dla wysokosprawnych „zero- -emisyjnych” bloków węglowych zintegrowanych z wychwytem CO2 ze spalin. Jego głównym celem jest: a) opracowanie metod, technologii i programów zwiekszenia efektywnooci energetycznej i ekologicznej wytwarzania energii elektrycznej i ciep3a w elektrowniach i elektrociepłowniach weglowych oraz podwyższenie ich niezawodnooci i dyspozycyjności, b) opracowanie dokumentacji technologicznej układów stanowiących podstawę do budowy krajowych instalacji demonstracyjnych wychwytu ze spalin oraz bezpiecznego sk;adowania CO2, c) opracowanie dla warunków krajowych strategicznych kierunków rozwoju czystych technologii weglowych do zastosowan w energetyce, w tym bloków 50+. Rozwiązywane zadania badawcze ujeto w siedmiu grupach tematycznych. Omówiono kierunki wzrostu sprawnooci bloków kondensacyjnych. Szczegóowiej w artykule przedstawiono wybrane wyniki badan dotyczące możliwości wykorzystania ciepła odpadowego spalin oraz suszenia wegla brunatnego dla zwiększenia sprawności bloku. Rozpatrzono wykorzystanie ciepła odpadowego do podgrzewania kondensatu w regeneracji niskoprężnej oraz do zasilania obiegów ORC (dla wegla kamiennego i brunatnego) i do podsuszenia wegla brunatnego. Obliczenia wykonano dla bloku referencyjnego o mocy 900 MW. Stwierdzono wzrost sprawności instalacji we wszystkich przypadkach. Najwiekszy efekt daje zastosowanie technologii podsuszania węgla. Osobnym zagadnieniem rozpatrywanym w artykule jest wpływ energochłonności procesu wychwytu dwutlenku wegla na degradację sprawności. Stwierdzono istotny spadek sprawności przy wykorzystaniu pary z obiegu cieplnego jako noonika ciepła do procesu desorpcji. Obliczenia wykonano dla różnej energochłonnooci jednostkowej procesu desorpcji.

EN

This paper presents information on current trends in the technological evolution of the coal-fired condensing power plant. A further improvement in the design of this plant calls for extensive scientific research. The paper describes the main research objectives and topics formulated and initiated within the Strategic Research Programme – Advanced technologies for obtaining energy, mainly in Task 1 – Development of a technology for highly efficient zero-emission coal-fired power units integrated with CO2 capture from combustion gas. The main aim of this task is as follows: a. to develop methods, technologies and programmes resulting in an increase in energy- and ecology-related efficiency of the production of electricity and heat in coal-fired electric and thermal-electric power stations, as well as resulting in an improvement in their reliability and availability; b. to develop technological documentation of systems that will become a basis for the construction of national demonstration installations for the capture of CO2 from flue gases and its safe storage; c. to work out Poland-specific directions for further development of clean coal technologies to be used in the power industry, including 50+ units. The research tasks are included in seven thematic groups. The paper outlines trends in improving the efficiency of condensing power plants. In more detail, it presents selected results of research on the possibilities of using flue gas waste heat and brown coal drying to raise power plant efficiency. An analysis is carried out of the use of waste heat to heat the condensate in low pressure regeneration, as well as to feed Organic Rankine Cycles (ORC’s) (for hard and brown coal) and to dry brown coal. The calculations are performed for a 900 MW reference cycle. An improvement in the system efficiency is found in all the cases under analysis. The most effective is the application of the coal drying technology. A separate issue considered in the paper is the impact of consuming the energy needed for the carbon dioxide capture process on plant efficiency degradation. A substantial decrease in efficiency is found if the thermal cycle steam is used as the heat carrier for the desorption process. The calculations are performed for different values of the unit energy consumption of the desorption process.

6

Suszenie węgla brunatnego dla potrzeb energetycznego spalania

Plutecki Z.

Energetyka

|

2011

|

nr 2-3

120-125

PL

Przedstawiono wybrane zagadnienia związane z procesem suszenia węgla brunatnego dla potrzeb energetycznego spalania. Omówiono właściwości węgla brunatnego, jak również mechanizm procesu jego suszenia. Dokonano charakterystyki stanu wiedzy w tym zakresie. Przedstawiono główne założenia realizowanego projektu badawczo-wdrożeniowego. Wstępne wyniki badań z wykorzystaniem doświadczalnej instalacji laboratoryjnej potwierdzają celowość podjętych działań.

EN

Presented are selected problems connected with the brown coal drying process for the needs of energy combustion. Discussed are brown coal properties as well as the mechanism of its drying. Characterized is the state of knowledge concerning the process. Presented are main assumptions of the realized research and development project. Preliminary results of the research carried out on an experimental laboratory installation confirm purposefulness of this research activity.

7

Wybrane zagadnienia spalania młodych paliw kopalnych o małym stopniu metamorfizmu

Kruczek H.

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

|

2003

|

Vol. 58, nr 33

120-120

PL

Młode węgle brunatne są znaczącym źródłem energii. W energetyce światowej ok. 30% energii elektrycznej pochodzi z ich spalania. Podobny udział węgli brunatnych w produkcji energii obserwuje się w Polsce. Problemem jest duża zawartość wilgoci w węglach brunatnych (około 50%), która obniża sprawność spalania, ponieważ w przypadku stosowania metod konwencjonalnych, w kotłach energetycznych 20-25% ciepła ze spalania węgla jest tracone na usunięcie zawartej w nim wody. Z tego powodu bardzo ważna staje się poprawa sprawności produkcji energii z węgla brunatnego. Jedną z metod pozwalających na poprawę jakości spalania i zwiększenie sprawności kotła oraz bloku energetycznego jest spalanie wstępnie wysuszonego węgla oraz wykorzystanie ciepła oparów z suszenia w układzie bloku. Dodatkową zaletą podniesienia sprawności bloku energetycznego jest zmniejszenie emisji CO2, gazu odpowiedzialnego za powstawanie efektu cieplarnianego. Zastosowanie koncepcji spalania wstępnie suszonego węgla brunatnego w kotłach energetycznych wymaga rozwiązania różnych problemów, przede wszystkim - oceny emisji toksycznych składników spalin i stopnia wypalenia spowodowanych większą kalorycznością węgla brunatnego wstępnie suszonego. Zastosowanie technologii spalania wysuszonych węgli dodatkowo czyni niezbędnym przeprowadzenie badań określających wpływ suszenia węgli na jego właściwości. Autorka koncentrowała się w swoich badania na określeniu wpływu różnych metod suszenia węgli na jego strukturę i właściwości, takie jak: porowatość, reaktywność, szybkość odgazowania oraz zapłon. Szczególnym przedmiotem badań był problem, istotny ze względu na emisję tlenków azotu, wpływu parametrów węgla i procesu spalania na zachowanie się azotu paliwowego, tj. jego wydzielanie się w różnych fazach spalania, poczynając od wydzielania się części lotnych, zapłon i spalanie pozostałości koksowej węgli brunatnych. Oceniono szybkość ubytku azotu w procesie spalania w stosunku do ubytku pierwiastka C i całkowitej masy badanego węgla. Badania prowadzono dla węgli brunatnych z siedmiu kopalni europejskich oraz torfu fińskiego, będących znaczącym źródłem energii w swoich krajach. Zanalizowano wpływ składu i rozmiaru węgla na rozdział azotu paliwowego pomiędzy części lotne i pozostałość koksową w procesie wolnej i szybkiej pirolizy w zależności od temperatury procesu oraz ubywanie azotu w procesie wypalania węgla w zależności od jego rozmiaru, zawartości związków alkalicznych, jak i temperatury procesu. Ponadto zanalizowano wpływ parametrów spalania (temperatura, stechiometria) oraz właściwości (skład i rozmiar) siedmiu wstępnie suszonych węgli brunatnych na formowanie się i redukcję NOx, a także stopień wypalenia. Następnie przebadano zachowanie się wstępnie suszonych węgli w procesie spalania, ze szczególnym uwzględnieniem wielkości emisji NO i SO2 i stopnia wypalenia w zależności od rozmiaru cząstek pyłu węgli wstępnie suszonych i temperatury spalania. Uzyskane wyniki badań pozwoliły na opracowanie układu technologicznego spalania wstępnie suszonego węgla brunatnego w bloku 200 MWe z kotłem pyłowym OP-650 oraz z kotłem fluidalnym CFB-670. Projekt takiego układu został zgłoszony w Urzędzie Patentowym.

EN

Young brown coals are substantial in power production. About 30% of the net amount of electricity produced in the world as well as in Poland is provided by brown coal fired plants. These fuels are commonly characterized by a high water content (-50%) which is why their efficiency in conventional power production is low in contrast to bituminous coal; 20-25% of heat from combustion of brown coal is lost to remove water from the coal. Thus the problem of improving the efficiency of power production from brown coal becomes very significant. Additional advantage of the increase of the efficiency of power production is decrease of green gas CO2 emission. However, the implementation of the concept of predried brown coal combustion in a boiler requires solution of different problems such as pollutant emission as well as burnout resulting from greater calorific values of predried brown coal. The author's investigations focused on the evaluation of the influence of various methods of drying of the brown coal on its the structure and properties such as porosity, reactivity, devolatilization rate and ignition. Special attention was paid to determination of the impact of coal characteristics and combustion parameters on the behaviour of fuel nitrogen in different stages of combustion, i.e. devolatilization, ignition and char combustion. The fractional fuel nitrogen loss rate with respect to carbon and the total mass loss during combustion of brown coal was evaluated. The investigations were carried out for brown coals from seven European mines and for finish peat used to power production. The effect of composition and size of brown coals (as well as) alkali species on the distribution of nitrogen fuel between char and volatile matter in the slow and rapid pyrolysis was analysed. The loss of fuel nitrogen in the process of combustion depending on temperature was also determined. The effect of parameters of combustion (temperature and stoichiometry) and properties of seven coals investigated (composition and size) on formation and reduction of NO and the burnout rate was analyzed. The behaviour of predried brown coals in the combustion process with respect to the emission of NO, SO2 and the burnout degree depending on the size of predried coal particles and the temperature of combustion were experimentally investigated. For this purpose, an available small-scale electrically heated combustor (20 kW) was used. On the basis of the results obtained, the technology of integrating predried brown coal combustion for power production based on the 200 MW and 235 MW units with conventional boilers and CFB was evaluated. This technological concept was patented.