Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Searching of Phenol-Degrading Bacteria in Raw Wastewater from Underground Coal Gasification Process as Suitable Candidates in Bioaugmentation Approach

Jałowiecki Łukasz, Borgulat Jacek, Strugała-Wilczek Aleksandra, Glaser Mikołaj, Płaza Grażyna

Journal of Ecological Engineering

|

2024

|

Vol. 25, nr 2

62--71

EN

The aim of the conducted study was to isolate, identify and characterize suitable bacterial strains from UCG wastewater as potential candidates for the bioaugmentation approach. For this purpose, the straightforward cultivation procedure and unique biochemical selection were employed to gain insights into the specific properties of bacteria. From the 100 strains isolated from UCG wastewater, three (Paenibacillus pasadensis SAFN-007, Peanibacillus humicus Au34, and Staphylococcus warneri DK131) demonstrated the capacity to degrade phenol and specific biochemical properties. Phenol degradation reached more than 90% for the above-mentioned strains, while the average phenol removal rate for other selected strains was 82.9%, ranging from 66.1% to 90%. The bacterial strains belong to multi-enzyme producers and constitute a possible source of potential technologically important enzymes. Phenotypic microarray plates were used to characterise the metabolic properties of the strains. It was found that 74%, 67.4% and 94.2% of the carbon metabolites tested were utilised by Paenibacillus pasadensis SAFN-007, Peanibacillus humicus Au34 and Staphylococcus warneri DK131, respectively. Among C sources, the strains have the capability to metabolize some substrates appearing in phenol pathways, such as: N-acetyl-D-glucosamine, succinic acid, α-hydroxy-glutaric acid-γ-lactone, bromosuccinic acid, mono-methyl succinate, methyl-pyruvate, p-hydroxy-phenyl acetic acid, m-hydroxyphenylacetic acid, L-galactonic acid-γ-lactone, D-galactonic acid-γ- lactone, phenylethylamine. Bacteria show different levels of tolerance to pH and osmolality, and they can thrive in different habitats. Another characteristic of these strains is their high resistance to many antibiotics (multi-resistant bacteria). These properties allow the use of the isolated bacterial strains as good candidates for bioremediation of phenol-contaminated environments. The wastewater from the underground coal gasification process is an example of a good extreme environment for the isolation of unique bacteria with specific metabolic properties.

2

Application of the thermoporoelasticity model in numerical modelling of underground coal gasification influence on the surrounding medium

Uciechowska-Grakowicz Anna, Strzelecki Tomasz

Studia Geotechnica et Mechanica

|

2021

|

Vol. 43, nr 2

116--134

EN

The purpose of this paper was to present the thermoporoelasticity model adapted for application in modelling processes, where phase transition may occur, such as during underground coal gasification (UCG). The mathematical model of the medium (soil/rock with pores filled with liquid/gas) in non-isothermal conditions is based on Biot’s poroelasticity model. The poroelasticity model is expanded here by the influence of temperature and adjusted to the case where both liquid and highly compressible fluid are present in pores by using the gas laws. This requires considering temperature-dependent physical quantities such as pore fluid density, heat transfer coefficient and viscosity as functions of temperature. Based on the proposed mathematical model and the finite element method, a numerical model was built for the purpose of computing processes occurring in the vicinity of the UCG generator. The result of the authors’ work is a three-dimensional (3D) model, which was not only modified, but derived straight from the laws of thermodynamics, where fields of displacement, temperature and fluid flow are coupled. The model makes it possible to determine results significant to modelling of the UCG process, the reach of the gaseous phase’s presence in pores, subsidence values, temperature distribution and directions and rate of seepage, without losing the simplicity and elegance of Biot’s original concept. Next, the results of simulations for a hypothetical deposit to estimate the environmental impact of UCG are presented. After applying specific geometry and parameters, the model can be useful for verifying if the chosen technology of UCG in specific conditions will be safe for the environment and infrastructure.

3

Analysis of risk factors for underground coal gasification

Škvareková Erika, Tomašková Marianna, Wittenberger Gabriel, Zelenák Štefan

Management Systems in Production Engineering

|

2019

|

nr 4 (27)

227--235

EN

The purpose of this article is to determine the environmental impacts of underground gasification on the population and to analyze the risk of underground coal gasification (UCG) activities using selected risk assessment methods. Coal gas is a regular part of coal deposits and its extraction also allows the use of coal deposits that cannot be extracted by traditional methods. These technologies bring both positive and negative aspects. The paper points out the risk analysis, hazard identification and assessment during the operation of UCG technology using a risk graph and a risk matrix. Identified risks to workers that cannot be reduced should be taken into consideration and appropriate safeguard should be used. For each risk, it is necessary to inform employees about regular education and training. From worldwide experience with this technology, it is possible to analyze risks in Slovakia. Actual gasification produces polluting gases such as carbon dioxide, carbon monoxide, hydrogen sulphide, hydrogen sulphide, nitrogen oxides, tar and ash, and creates a risk that may occur on and under the surface of the site depending on the geological and hydrogeological structure of the deposits. Possible measures to mitigate the adverse effects are proposed for the implementation of this technology. Coal is still one of the main domestic primary energy sources. Currently, only 5 out of 19 deposits in the Slovak Republic are used. Underground gasification could increase the use of Slovak coal and brown coal deposits.

4

Substantiation into Mass and Heat Balance for Underground Coal Gasification in Faulting Zones

Lozynskyi V., Saik P., Petlovanyi M., Sai K., Malanchuk Z., Malanchuk Y.

Inżynieria Mineralna

|

2018

|

R. 20, nr 2

289--300

EN

In this article, the mass and heat balance calculations of underground coal gasification process for thin coal seams in faulting zones of Lvivskyi coal basin are defined. The purpose of the research is to establish regularities of heat and mass balance changes in faulting zones influence due to usage air and oxygen-enriched blast. A comprehensive methodology that included analytical calculations is implemented in the work. The output parameters of coal gasification products for the Lvivvyhillia coal mines are detailed. The heat balance is performed on the basis of the mass balance of underground coal gasification analytical results and is described in detail. Interpretations based on the conducted research and investigation are also presented. Conclusions regarding the implementation of the offered method are made on the basis of undertaken investigations. According to conducted research the technology of underground coal gasification can be carry out in the faulting zone of stable geodynamic and tectonic activity. The obtained results with sufficient accuracy in practical application will allow consume coal reserves in the faulting zones using environmentally friendly conversion technology to obtain power and chemical generator gas, chemicals and heat.

PL

W artykule przedstawiono obliczenia bilansu masy i ciepła dla procesu podziemnego zgazowania węgla dla cienkich pokładów węgla w strefach uskokowych lwowskiego basenu węglowego. Celem badań jest określenie zmian w bilansie ciepła i masy w strefach uskoków. W pracy zastosowano kompleksową metodologię obejmującą obliczenia analityczne. Wyszczególniono parametry wyjściowe produktów zgazowania węgla w kopalni Lvivvyhillia. Bilans cieplny jest oparty na bilansie masy dla wyników analitycznych z podziemnego zgazowania węgla. Przedstawiono interpretacje oparte na prowadzonych badaniach i analizach. Wnioski dotyczące wdrożenia proponowanej metody wynikają z przeprowadzonych badań. Zgodnie z przeprowadzonymi badaniami technologię podziemnego zgazowania węgla można przeprowadzić w strefie uskoków o stabilnej aktywności geodynamicznej i tektonicznej. Uzyskane wyniki pozwalają na prognozowanie z dostateczną dokładnością wyników zastosowania zgazowania węgla w strefach uskoków dla pozyskania energii elektrycznej i gazu, chemikaliów i ciepła.

5

Ocena potencjalnych szkód środowiskowych związanych z zanieczyszczeniami wodnymi podczas podziemnego zgazowania węgla z zastosowaniem analizy cyklu życia

Burchart-Korol D., Fugiel A., Krawczyk P.

Przemysł Chemiczny

|

2017

|

T. 96, nr 7

1523--1527

PL

Przedstawiono wpływ zanieczyszczeń wodnych powstających podczas podziemnego zgazowania węgla (PZW) na potencjalne szkody dla środowiska i zdrowia człowieka. Zastosowano metodę oceny wpływu ReCiPe Midpoint oraz ReCiPe Endpoint zgodnie z techniką analizy cyklu życia LCA (life cycle assessment). Przedstawiono główne wskaźniki środowiskowej oceny toksyczności w cyklu życia. Stwierdzono, że istnieje potrzeba prowadzenia dalszych prac badawczych związanych z analizami środowiskowymi PZW techniką LCA. W dalszych badaniach należy położyć duży nacisk na opracowanie sposobów zagospodarowywania ścieków z PZW.

EN

Literature data on compn. of water streams from underground coal gasification were used for assessment of environmental impact in the neighbourhood of the gasification reactor. The contents of ammonium N, free cyanides, B, phenols and arom. hydrocarbons were higher than the permissible ones. The waters were toxic and showed a hazard both for human beings and animals.

6

Numerical simulation of underground coal gasification process in "Barbara" Experimental Mine

Janoszek T.

Mining – Informatics, Automation and Electrical Engineering

|

2017

|

R. 55, nr 2

23--32 [tekst ang.], 33--42 [tekst pol.]

EN

This article presents the results of a numerical simulation of the possibility of the underground gasification process of a coal seam located in the “Barbara” Experimental Mine. The purpose of the analyses was to predict the process factors that influence the condition for producing gas that is rich in hydrogen. The georeactor geometry, assumptions for the numerical model, and quantitative and qualitative results of the model studies are presented.

PL

W artykule zaprezentowano wyniki symulacji numerycznej dotyczącej możliwości prowadzenia procesu podziemnego zgazowania rzeczywistej parceli węgla znajdującej się na obszarze Kopalni Doświadczalnej „Barbara”. Celem prowadzonych analiz była predykcja czynników procesowych, które warunkują uzyskanie gazu procesowego bogatego w wodór w zależności od zastosowanego czynnika zgazowującego. Przedstawiono geometrię georeaktora, założenia budowy modelu numerycznego oraz ilościowe i jakościowe rezultaty prowadzonych badań modelowych.

7

Zasoby węgla kamiennego w Polsce dla podziemnego zgazowania – oczekiwania a rzeczywistość

Sermet E., Nieć M., Chećko J.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2017

|

T. 33, z. 3

5--26

PL

Proces podziemnego zgazowania węgla często wskazywany jest jako alternatywny dla klasycznej eksploatacji, umożliwiający wykorzystanie zasobów węgla, także tych, które są niedostępne lub trudne do wydobycia dla konwencjonalnych metod górniczych. Na podstawie analizy osiągalnych danych odnośnie procesu PZW oraz cech budowy geologicznej polskich zagłębi węgla kamiennego stwierdzono, że możliwości stosowania metody podziemnego zgazowania na skalę przemysłową są ograniczone. Najważniejszymi utrudnieniami dla PZW są: wielopokładowość złóż, przewaga pokładów cienkich (o miąższości <1,5 m) oraz warunki hydrogeologiczne (silne zawodnienie nadkładu) i tektoniczne (zuskokowanie pokładów), powodujące ograniczenie racjonalnego wykorzystania złóż. Na podstawie szczegółowej oceny warunków występowania i wielkości zasobów złóż węgla kamiennego stwierdzono, że tylko niespełna 10% z całości udokumentowanych zasobów może być gazyfikowane pod ziemią do głębokości 1000 m. Przy aktualnym stanie wiedzy na temat PZW, możliwości jego stosowania w polskich złożach węgla kamiennego przy uwzględnieniu racjonalnej gospodarki złożem są istotnie ograniczone.

EN

There are numerous enthusiastic opinions on UCG possibilities. UCG is presented often as suitable for the utilization of coal resources which are inaccessible or difficult for conventional mining. Application of UCG coal basins in Poland is limited by their specific geological features. The most important are: hydrogeological and tectonic restraints, the occurrence of numerous coal seams with which gasification will interact, and the predominance of thin coal seams, less than 1.5 m thick. The detailed evaluation of hard (bituminous) coal resources in Poland explored up to 1.000 m depth, and careful selection of possible UCG sites has demonstrated that only about 10% of it may be gasified underground. Reasonable resource utilization is a serious problem in the multi-seam coal deposits. Coal resources are a nonrenewable part of the environment. Therefore, reasonable resources utilization is defined as their best possible recovery (considering acceptable costs). At the recent state of knowledge on UCG, its application in Poland, contrary to the former expectations, is seriously restrained.

8

Geofizyczne monitorowanie procesu podziemnego zgazowania węgla brunatnego

Wojciechowski K.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2016

|

nr 93

75--82

PL

Z powodu bezszybowego dostępu do złoża skuteczne przeprowadzenie procesu podziemnego zgazowania węgla brunatnego wymaga ciągłego monitorowania geofizycznego. Odpowiada ono za identyfikację położenia frontu zgazowania, modelowanie powstałej kawerny, określenie wpływu gazogeneratora na warstwy nadkładu i osiadanie terenu, jak również pomaga w wykryciu przypuszczalnych ucieczek gazu. Należy wspomnieć, że środowisko naukowe nie wypracowało optymalnego i standaryzowanego systemu monitorowania procesu podziemnego zgazowania węgla brunatnego. Niniejszy artykuł skupia się na wyborze metody obserwacji zjawiska zgazowania dopasowanej do warunków geologicznych towarzyszących polskim węglom brunatnym. Rozpatrywana technologia zgazowania dedykowana jest przede wszystkim pozabilansowym, zawodnionym i zapiaszczonym pokładom węgla brunatnego, występującym w sąsiedztwie utworów ilastych, które za zadanie mają stanowić izolację dla planowanego georeaktora. Wybór metody opiera się na charakterystycznych warunkach panujących w okolicy gazogeneratora, które wywołują lokalne anomalie geofizyczne. Warunki te to przede wszystkim oddziaływanie termiczne gazogeneratora, które wpływa na przewodnictwo elektryczne, porowatość, przepuszczalność, gęstość, czy prędkość rozchodzenia się fal. W efekcie jako najbardziej perspektywiczną metodę wybrano tomografię elektrooporową, która umożliwia niemalże automatyczne monitorowanie procesu. Zaproponowano również metodykę prowadzenia badań, dopasowaną do najbardziej perspektywicznych technologii podziemnego zgazowania węgla brunatnego.

EN

Effective implementation of the brown coal underground gasification process requires continuous geophysical monitoring due to the shaft free access to deposits. Geophysical monitoring is responsible for identifying the gasification front location, modeling formed caverns, determining the impact of the gasifier at layers of overburden and subsidence, as well as helping to detect possible gas escapes. It should be noted that the scientific community did not develop optimal and standardized systems of brown coal underground gasification monitoring. This paper is focused on selecting the gasification monitoring method adapted to the geological conditions accompanying the Polish brown coals. The considered gasification technology is primarily dedicated to off-balance sheet, water-logged and gritty decks of brown coal, occurring near the loams designed to provide insulation for the planned gasifier. The method choice is based on the specific conditions prevailing in the gasifier area, which cause local geophysical anomalies. These conditions are primarily the thermal impact of gasifier which affects the electrical conductivity, porosity, permeability, density, and the waves propagation speed. As a result, electrical resistivity tomography was chosen as the most perspective method which allows for an almost automatic monitoring process, thus it allows the gasifier’s impact on the surroundings to be observed at a relatively low cost. The research methodology, adapted to the most promising technology of brown coal underground gasification was also proposed.

9

Wpływ podziemnego zgazowania węgla na parametry geomechaniczne górotworu oraz na jakość obudowy betonowej wyrobisk korytarzowych w otoczeniu georeaktora w KD „Barbara"

Lubosik Z.

Przegląd Górniczy

|

2016

|

T. 72, nr 3

57--64

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań dołowych parametrów geomechanicznych górotworu oraz jakości obudowy betonowej wyrobisk w otoczeniu georeaktora podziemnego zgazowania węgla. Badania te obejmowały pomiary: parametrów mechanicznych węgla i skał, rozwarstwienia skał oraz wytrzymałości i struktury obudowy. W badaniach wykorzystano penetrometr hydrauliczny, kamerę otworową, młotek Schmidta, metodę pull-out, rozwarstwieniomierz oraz georadar. Badania te przeprowadzone zostały w trakcie prowadzenia eksperymentu Podziemnego Zgazowania Węgla (PZW) w Kopalni Doświadczalnej (KD) „Barbara".

EN

This paper presents the results of underground investigation aiming at the assessment of influence of underground coal gasification on geomechanical parameters of rock mass and quality of concrete support in the surroundings of a geaoreactor. The investigation comprises assessment of geomechanical parameters of coal, floor and roof strata, roof displacements and concrete support strength parameters. Hydraulic penetrometer, endoscopic camera, Schmidt hammer, pull-out method, telltale and GPR (ground penetration radar) were used during measurements. The investigations were carried out during the UCG process conducted in the Experimental Mine "Barbara".

10

Oddziaływanie procesu podziemnego zgazowania węgla na zmiany strukturalne górotworu otaczającego

Merta G., Salamon K.

Przegląd Górniczy

|

2016

|

T. 72, nr 4

63--70

PL

W artykule dokonano próby oceny oddziaływania procesu podziemnego zgazowania węgla na zmiany strukturalne zachodzące w górotworze otaczającym parcelę węgla poddaną temu procesowi. Ocena dotyczyła eksperymentu przeprowadzonego w KWK „Wieczorek" w latach 2014 - 2015. Dla realizacji postawionego celu wykorzystane zostały informacje dotyczące wpływu efektu termicznego na zmiany parametrów geomechanicznych górotworu, wyniki badań in situ oraz numeryczne metody modelowania. Dokonane analizy oraz uzyskane wyniki z łącznego zastosowania tych metod przedstawiono w niniejszej pracy.

EN

This paper attempts to assess the impact of the process of underground coal gasification for structural changes in the rockmass surrounding the part of coal seam subjected to the process. Such an assessment was performed for the case of an experiment conducted in „Wieczorek" hard coal mine in the years 2014 - 2015. In order to achieve the objective, information regarding the impact of thermal effects on changes in geomechanical parameters of the rockmass, results of in situ researches and numerical modeling methods were used. The analysis and the results obtained from the combined use of these methods are presented in this paper.

11

Możliwości i problemy zgazowania węgla na dużej głębokości metodą szybowo-otworową (hybrydową)

Nieć M.

Przegląd Górniczy

|

2016

|

T. 72, nr 5

97--101

PL

W granicach złóż węgli w Polsce dostępnych dla eksploatacji konwencjonalnej do głębokości 1000 m możliwości stosowania podziemnego zgazowania węgla są bardzo ograniczone. Na głębokości 1000-1500 m występuje według różnych oszacowań 17-36 mld t węgla, w tym około 60% w pokładach o miąższości ponad 1,5 m. W przeważającej ilości są to węgle koksowe (typ 34-35) stanowiące 88% tych zasobów. Duże nadzieje wiąże się z podziemnym zgazowaniem węgla na tej głębokości za pomocą otworów wiertniczych wykonywanych z wyrobisk górniczych. Szczególnie w granicach złóż dotychczas zagospodarowanych, które są bardzo trudne do wydobycia z powodu rosnących zagrożeń naturalnych (tąpaniowych, gazowych, gazo-dynamicznych). Wyjaśnienia w związku z tym wymaga możliwość zgazowania węgli typu 34-35 w złożu („in situ”) oraz warunki i zasięg migracji generowanych gazów w górotworze naruszonym przez proces podziemnego zgazowania. Trudność może stwarzać wiercenie głębokich otworów z wyrobisk górniczych, o długości pionowej do około 600 m, konieczność utrzymania tych wyrobisk oraz wcześniejszego rozpoznania złoża.

EN

The possibilities of underground gasification of coal is extremely limited in polish deposits conventionally mined up to the 1000 m depth. Below that depth up to 1500 m there are considerable coal resources: 17-36 mln t according to various estimates, 60% of which is occurs in seams over 1,5 m thick. The about 80% of that resources are of coking coal. This resources are mostly inaccessible for conventional mining due to natural hazards (rock bursts, very high methane content, gaso-dynamic outbursts). The possibilities of coal gasification of this resources is considered, with the use of boreholes drilled from lowest level of conventional mines. However the possibility of coking coal gasification in place, that occur under high natural pressure, should be verified by laboratory tests. The range of produced gas migration into the surrounding rock massif, disturbed over gasifire should be clarified. The underground drilling of boreholes up to 600 m long, preservation mining infrastructure on the upper level, and exploration of deep seated seams, may be the technical and economical problem.

12

Podziemne zgazowanie węgla : stan rozwoju i perspektywy zastosowania technologii w Polsce

Gąsior D.

Piece Przemysłowe & Kotły

|

2016

|

Nr 3

18--22

PL

Regularny wzrost cen ropy naftowej i gazu ziemnego, wyczerpywanie się łatwo dostępnych zasobów powierzchniowych węgli kopalnych, jak i zaostrzenia polityki UE odnośnie emisji dwutlenku węgla do atmosfery skłaniają do poszukiwania tanich, a zarazem ekologicznych rozwiązań dotyczących produkcji energii elektrycznej. Z uwagi na pokaźne zasoby węgla kamiennego w Polsce koniecznym staje się opracowanie niekonwencjonalnych technologii eksploatacji pokładów węgla, które pozwolą na sięgnięcie po zasoby niedostępne przy użyciu dotychczasowo stosowanych metod, głębinowej oraz odkrywkowej lub których wydobycie było dotychczas nieopłacalne ekonomicznie bądź niebezpieczne. Podziemne zgazowanie węgla umożliwia wzrost efektywności wykorzystania złóż węglowych przy jednoczesnym zmniejszeniu emisji CO2 w porównaniu do tradycyjnie stosowanych technologii. W pracy opisano obecny stan rozwoju technologii PZW oraz przedstawiono wybrane wyniki badań instalacji doświadczalnej i pilotowej PZW w Polsce.

EN

A regular increase in the prices of crude oil and natural gas, the depletion of easily available resources of surface coal fossil and tightening EU policy on carbon dioxide emissions into the atmosphere tend to search for cheap, and also ecological solutions for the electricity production. Due to the rich coal resources in Poland, it becomes necessary to develop unconventional technology of coal exploitation, which can allow to acces to the resources unavailable with the actually applied methods or the extraction was previously economically unprofi table or dangerous. Underground coal gasifi cation enables the increase of coal deposits exploitation effi ciency as well as CO2 emission reduce compared to the traditional using technologies. The paper describes the current state of technology UCG and presents selected tests results of UCG experimental and pilot installation in Poland.

13

Podziemne zgazowanie węgla - główne kierunki, stan prac i techniczne aspekty realizacji

Mocek P., Jędrysik E., Stańczyk K.

Nowa Energia

|

2016

|

nr 3

48--52

PL

W artykule omówiono stopień zaawansowania prac nad podziemnym zgazowaniem węgla w kierunku wytwarzania gazu na potrzeby energetyczne lub jako surowiec służący do wytwarzania substytutu gazu ziemnego. Przedstawiono wybrane zagadnienia związane z wdrażaniem tej technologii w warunkach krajowych: jej rozwój technologiczny, ograniczenia techniczne, zagrożenia środowiskowe i główne uwarunkowania ekonomiczne. Aktualne prace techniczne skupiają się na realizacji technologii w skali demonstracyjnej.

14

Mining problems of underground coal gasification – reflections based on experience gained in experiment conducted in KHW S.A. Wieczorek coal mine

Dubiński J., Turek M.

Mining Science

|

2016

|

Vol. 23

7--20

EN

Basing on hitherto research and tests, including results of experimental underground coal gasification (UCG) conducted in Wieczorek coal mine, conditions a UCG process has to meet to become in the future an industrial scale technology applied to exploit deposits are analysed. Paper contains an analysis of broadly defined range of mining conditions (geological – mining conditions of a deposit selected for exploitation with the UCG process; type and properties of coal deposit; detailed technological and organizational solutions; conditions for the safe use of technology for the personnel and the environment) and also characterizes the conditions for economic viability of UCG technology as an coal exploitation method.

15

Badanie możliwości transmisji promieniowania temperaturowego, emitowanego w procesie podziemnego zgazowania węgla, przez podzespoły optyczne optoelektronicznego systemu do pomiaru wysokiej temperatury

Lisiecka E., Passia H.

Karbo

|

2016

|

Nr 1-2

13--18

PL

Temperatura jest bardzo istotnym parametrem procesu podziemnego zgazowania węgla (PZW), warunkującym jego przebieg - również pod kątem bezpieczeństwa - oraz skład otrzymywanego gazu procesowego. Specyficzne środowisko pomiarowe jakie stanowi reaktor PZW utrudnia, a niekiedy praktycznie uniemożliwia, pomiar (metodami kontaktowymi) temperatury w jego wnętrzu. Dlatego stosowane do tej pory urządzenia termometryczne, nie spełniają w pełni wymogów procesu. Konieczne jest zatem, opracowanie nowych metod i urządzeń dopasowanych do warunków w jakich przebiega proces PZW tj. ciągłego pomiaru wysokiej temperatury (do ok. 2300 K), in situ, w obecności gazów palnych i wybuchowych (także w warunkach kopalnianych). Pociąga to za sobą konieczność przestrzegania wymogów dyrektywy ATEX w zakresie bezpieczeństwa przeciwwybuchowego. W artykule przedstawiono możliwość realizacji bezkontaktowego pomiaru temperatury w procesie podziemnego zgazowania węgla, zarówno w reaktorze in-situ jak i ex-situ. Podstawą działania bezkontaktowych urządzeń termometrycznych jest prawo Plancka oraz prawo przesunięć Wiena. Prawa te opisują ilość promieniowania elektromagnetycznego emitowanego ze źródła termicznego w funkcji temperatury, a w przypadku prawa Plancka, także długości fali (lub alternatywne częstotliwości). Opracowany system do pomiaru wysokiej temperatury w procesie PZW, wymagał zaprojektowania i wykonania niezbędnych podzespołów optycznych i mechanicznych oraz przeprowadzenia testów zdolności transmisyjnych zaprojektowanych elementów w reaktorze in-situ i ex-situ. Przeprowadzone eksperymenty potwierdziły możliwość przesyłania promieniowania temperaturowego przez zaprojektowane podzespoły optyczne, do detektora w urządzeniu pomiarowym, w postaci wymaganej do dalszego przetwarzania (sygnał optyczny). Umożliwi to bezkontaktowy pomiar wysokiej temperatury (do ok. 2300 K) w trakcie procesu podziemnego zgazowania węgla, wykorzystując opracowany (autorski) optoelektroniczny system pomiarowy, zintegrowany ze skanującym spektrometrem VIS-NIR oraz autorskim algorytmem wyznaczania wysokich temperatury.

EN

Temperature is one of the most significant parameters in the underground coal gasification (UCG) process – also for safety - which determines the progress of the process and composition of the UCG gas obtained. The specific measurement environment that is constituted by UCG reactor limits, and sometimes basically precludes, direct (contact) temperature measurement in the reactor’s interior. Hence, the thermometry devices, commonly utilized in the industrial applications, do not meet the requirements of the process of this kind, and therefore it is necessary to develop new methods and related equipment being well-adjusted to the UCG conditions i.e. a continuous measurement of high temperature (up to c.a. 2300 K) in situ, in the presence of flammable and explosive gases. (also in the mine’s conditions) . This implies the need to comply with the requirements of the ATEX Directive on safety in potentially explosive atmosphere in a mine. The paper presents the capability to carry out the non-contact temperature measurement, in the underground coal gasification process, both in situ and ex situ-located reactors. Planck’s law and Wien’s displacement law are the basis of operation of the non-contact thermometry devices. These basic laws describe the amount of electromagnetic radiation emitted by a thermal source, as a function of temperature and in the case of Planck’s law also wavelength (or alternative frequencies). The measuring system developed here for high temperature measurements in the process of underground coal gasification, imposed designing and constructing of indispensable optical and mechanical subassemblies and conductance of transmission capability tests of the designed elements in-situ and ex-situ UCG reactors. The conducted experiments confirmed the ability to transmit thermal radiation via designed optical subassemblies to a detector in a measuring unit in the form required for further processing (optical signal). This will allow for non-contact measurement of high temperature (of up to abt. 2300K) in the course of underground coal gasification process, using the purpose-developed (original) optoelectronic measuring system, integrated with the VIS-NIR scanning spectrometer and original algorithm for high temperature determination.

16

Badania gazoprzepuszczalności warstw nadkładowych węgla brunatnego w aspekcie podziemnego zgazowania

Grzeszczak A., Lis K.

Cuprum : czasopismo naukowo-techniczne górnictwa rud

|

2016

|

nr 3

35--45

PL

Wszystkie termochemiczne procesy, związane z podziemnym zgazowaniem węgla, przyczyniają się do wzrostu temperatury, zmian ciśnienia oraz produkcji substancji mogących stanowić zanieczyszczenia. Z wymienionych powodów właściwości mechaniczne i termiczne warstw otaczających pokład węgla są głównym czynnikiem limitującym lokalizację procesu podziemnego zgazowania. W artykule przedstawiono metodę badania przepuszczalności skał niespoistych oraz omówiono wyniki testów przeprowadzonych na opracowanym stanowisku laboratoryjnym. Zaproponowana metoda umożliwiła badanie warstw geologicznych otaczających pokład węgla brunatnego w warunkach zbliżonych do panujących w złożu podczas procesu podziemnego zgazowania węgla.

EN

All thermochemical processes associated with underground coal gasification contribute to the increase of temperature, pressure changes, and production of chemical compounds that could constitute contamination. For this reason mechanical and thermal properties of geological layers surrounding underground gasifier are the most important limitation for wide application of UCG. The study describes method for assessing the migration of gases through geological layers and presents results of test performed in designed test stand. Proposed method allows to conduct tests under conditions corresponding to actual UCG process.

17

Determination of ammonium concentration in post-process waters from underground coal gasification

Cykowska M., Bebek M., Strugała-Wilczek A.

Chemistry-Didactics-Ecology-Metrology

|

2016

|

R. 21, NR 1-2

107--116

EN

A flow injection analysis method for spectrophotometric determination of ammonium in waters produced during underground coal gasification (UCG) of lignite and hard coal was described. The analysis of UCG water samples is very difficult because of their very complicated matrix and colour. Due to a huge content of organic and inorganic substances and intensive colour of samples (sometimes yellow, quite often dark brown or even black), most analytical methods are not suitable for practical application. Flow injection analysis (FIA) is based on diffusion of ammonia through a hydrophobic gas permeable membrane from an alkaline solution stream into an acid-base indicator solution stream. Diffused ammonia causes a colour change of indicator solution, and ammonia is subsequently quantified spectrophotometrically at 590 nm wavelength. The reliability of the results provided by applied method was evaluated by checking validation parameters like accuracy and precision. Accuracy was evaluated by recovery studies using multiple standard addition method. Precision as repeatability was expressed as a coefficient of variation (CV).

PL

W artykule przedstawiono możliwość zastosowania wstrzykowej analizy przepływowej z dyfuzją gazową i detekcją spektrofotometryczną do oznaczania stężenia jonów amonu w próbkach wód pochodzących z procesów podziemnego zgazowania węgla kamiennego i brunatnego. Wspomniane powyżej próbki są barwne oraz charakteryzują się skomplikowaną matrycą, co sprawia, że ich analiza należy do bardzo trudnych. Zastosowana metoda polega na przekształceniu pod wpływem silnie alkalicznego środowiska zawartych w próbce jonów amonowych w postać gazowego amoniaku, który, dyfundując następnie przez hydrofobową membranę dyfuzora gazowego, absorbowany jest w roztworze wskaźnika. Absorbcja amoniaku powoduje zmianę odczynu pH roztworu wskaźnika, a tym samym zmianę jego barwy, która rejestrowana jest w sposób ciągły w fotometrze przepływowym przy długości fali świetlnej 590 nm. Na podstawie wyników przeprowadzonych badań określono wartości poprawności oraz precyzji. Poprawność została określona na podstawie wyników badania odzysku (metodą wielokrotnego dodatku wzorca). Precyzję w warunkach powtarzalności wyrażono jako wartość współczynnika zmienności CV.

18

Środowiskowe aspekty podziemnego zgazowania węgla

Świądrowski J., Stańczyk K.

Chemik

|

2016

|

Vol. 70, nr 5

239--246

PL

Podziemne zgazowanie węgla jest technologią wytwarzania gazu bezpośrednio w pokładzie węglowym o składzie umożliwiającym jego zastosowanie w energetyce i chemii. Pomimo wielu lat od momentu opracowania koncepcji procesu, praktycznie nigdzie nie został zrealizowany w dużej skali przemysłowej. Jedną z podstawowych przyczyn takiego stanu jest ryzyko związane z możliwością wyrządzenia szkód w środowisku naturalnym i ryzyko dla zdrowia i życia ludzi. W publikacji przedstawiono główne zagrożenia dla ludzi i środowiska związane z budową i eksploatacją instalacji podziemnego zgazowania węgla, z uwzględnieniem doświadczeń uzyskanych podczas realizacji eksperymentu w skali pilotowej w KHW SA KWK Wieczorek w 2014 r.

EN

Underground coal gasification is a technology for production of gas directly in the coal bed of composition allowing its use in power industry and chemistry. Despite the fact that many years have passed since the concept of the process had been developed, it has never been implemented at large industrial scale. One of the reasons behind that is a risk related to possible damage in the natural environment and risk to human health and life. The paper presents main hazards to humans and the environment related to construction and operation of underground coal gasification plant, including experience gained during execution of experiment at pilot scale in KHW SA KWK (coal mine) Wieczorek in 2014.

19

Zastosowanie wstrzykowej analizy przepływowej do monitorowania stężenia siarczków rozpuszczalnych w wodach z procesu podziemnego zgazowania węgla

Cykowska M., Bebek M., Strugała-Wilczek A.

Przemysł Chemiczny

|

2015

|

T. 94, nr 11

1969-1972

PL

Przedstawiono możliwość zastosowania wstrzykowego analizatora przepływowego (FIAcompact, MLE, Niemcy) wyposażonego w moduł do dyfuzji gazowej i detektor spektrofotometryczny do monitorowania stężenia siarczków rozpuszczalnych w wodach pochodzących z procesów podziemnego zgazowania węgla kamiennego i brunatnego. Analiza takich próbek należy do bardzo trudnych ze względu na ich barwę oraz skomplikowaną matrycę. Na podstawie wyników badań określono wartości podstawowych cech jakościowych i ilościowych metody analitycznej (granica wykrywalności 0,01 mg/dm³, granica oznaczalności 0,05 mg/dm³, precyzja wyrażona jako wartość współczynnika zmienności CV < 6% i poprawność określona na podstawie wyników badania odzysku 88–110%).

EN

Five samples of waste waters from gasification of bituminous coal and lignite were studied by flow injection anal. method to det. concn. of sulfide ions. Reliability of the results was evaluated by checking precision (variation coeff. lower than 6%) and accuracy (recovery 88–110%). The applicability of the anal. method used was confirmed.

20

Techniczno-organizacyjne aspekty zgazowywania węgla w podziemiach czynnej kopalni, na przykładzie eksperymentu przeprowadzonego w kopalni Wieczorek

Turek M. C.

Przemysł Chemiczny

|

2015

|

T. 94, nr 6

1012-1017

PL

Przedstawiono zakres opracowanych i zastosowanych praktycznie przedsięwzięć techniczno-organizacyjnych mających na celu zapewnienie bezpiecznego przeprowadzenia, prawdopodobnie pierwszej w świecie, próby podziemnego zgazowania węgla w wyrobiskach czynnej kopalni Wieczorek. Wykazano, że jest możliwe bezpieczne przeprowadzenie procesu podziemnego zgazowania węgla w czynnym zakładzie górniczym, pod warunkiem bardzo starannego przygotowania. Wykazano potrzebę pilnego opracowania i ujęcia w obowiązujących przepisach niezbędnych założeń i procedur, warunkujących bezpieczną realizację takiego sposobu eksploatacji złoża węgla kamiennego.

EN

Conditions for a safe carrying out the underground coal gasification were specified and commented on a basis of performed expts.