Purpose: The effectiveness of gas purification depends on the sorption properties of sorbents. The aim of the research was to determine the ability of sodium sorbents to remove gaseous pollutants such as HCl and HF. Design/methodology/approach: The research used baking soda subjected to mechanical and thermal activation, which was introduced into the hot flue gas circuit, similar to the dry flue gas cleaning method used in all kinds of boilers. Findings: In almost all cases, mechanical and thermal treatment of baking soda allowed for a significant improvement in the reduction of hydrogen chloride and hydrogen fluoride concentrations in the exhaust gases produced during the combustion of polyethylene terephthalate (PET) bottles. Research limitations/implications: The preparation of sorbents must consider the optimum development of the material's specific surface area, especially during thermal activation, to prevent pores from sintering. Practical implications: In wet and dry flue gas cleaning processes, sodium compounds are used in the power industry. Appropriate preparation of the sorbent allows for improving the effectiveness of reducing the concentration of harmful substances and reducing investment and operating costs. Originality/value: From the point of view of process optimisation, the results obtained will contribute to the identification of optimal operating conditions in dry sorbent injection systems to prevent the pores on the surface of the sorbent from clogging when injected into hot flue gases.
W artykule przedstawiono efekty wykorzystania pasywnej metody oczyszczania spalin ze związków rtęci emitowanych w procesie spalania. Badania przeprowadzono w instalacji modelowej z cyrkulacyjną warstwą fluidalną, wykorzystując węgiel kamienny jako surowiec. Podczas spalania zastosowano suchą metodę usunięcia kwaśnych zanieczyszczeń gazowych przy użyciu 9 sorbentów sodowych po modyfikacjach. Sorbenty podawano do instalacji w dwóch stosunkach molowych (sodu zawartego w sorbencie do siarki zawartej w paliwie), w strumień gazu o temperaturze 573 K. Na podstawie bilansu zawartości rtęci w stałych substratach procesu spalania (paliwie i sorbencie) oraz w stałych produktach (popiele lotnym i dennym), określono poziom emisji rtęci do atmosfery. Procesowi spalania czystego węgla towarzyszyła emisja rtęci 14,7 μgHg/m3. Podczas oczyszczania spalin z zanieczyszczeń kwasowych uzyskiwano obniżenie stężenia rtęci. Stopień jego obniżenia zależał od zastosowanych sorbentów sodowych, sposobu ich modyfikacji oraz stosunku molowego (2 Na/S = 0,5; 2,1). Każdorazowo podaniu większej ilości sorbentu do instalacji towarzyszyło większe obniżenie poziomu emisji rtęci do atmosfery. W śród reagentów niemodyfikowanych, najniższy poziom emisji uzyskano po użyciu bikarbonatu surowego – 3,7 μgHg/m3, a po użyciu sody oczyszczonej – 9,7 μgHg/m3. Po wykorzystaniu związków na bazie sody oczyszczonej po modyfikacji mechanicznej obniżono emisję Hg w spalinach do 2,5–2,6 μgHg/m3, a po modyfikacji chemicznej do 3,3–5,6 μgHg/m3. Poziomy stężenia rtęci w gazach podczas oczyszczania spalin porównano z dopuszczalnymi poziomami emisji Hg zawartymi w Konkluzjach BAT, odnoszącymi się do dużych obiektów energetycznego spalania. W yniki badań wskazują, że w odniesieniu do wszystkich instalacji istniejących oraz nowych o mocy cieplnej poniżej 300 MW zadowalające efekty przyniosłoby zastosowanie modyfikowanych mechanicznie sorbentów na bazie sody oczyszczonej w stężeniu molowym 2 Na/S = 2,1.
EN
This article presents the effects of the application of the passive method of flue gas purification from mercury compounds emitted during combustion. The research was carried out on a fluidized bed installation using coal. The dry method of acid gas pollutants reduction was applied during the combustion with the use of 9 modified sodium sorbents. They were fed into a gas jet of 573 K in two molar ratios (sodium contained in the sorbent to the sulphur contained in the fuel). The mercury emission level into the atmosphere was determined based on the mercury content in the solid substrates of the combustion process (in the fuel and the sorbent) and the solid products (fly ash and bottom waste). The combustion process was accompanied by mercury emission 14.7 μgHg/m3. During the removal of acid pollutants from fumes, a decrease in mercury concentration was achieved. The degree of the mercury reduction depended on the type the sorbent used, the manner of modification and the molar ratio in which they were fed into the installation (2 Na/S = 0.5; 2.1). Each time, the more the sorbent was fed into the installation, the bigger the reduction of the mercury emission level. Among the unmodified sorbents, the lowest emission level was achieved for the raw bicarbonate – 3.7 μgHg/m3. For baking soda it was 9.7 μgHg/m3. The application of mechanically modified compounds based on baking soda resulted in the reduction of the Hg emission in fumes up to 2.5–2.6 μgHg/m3. The determined mercury concentration levels in the gases during the purification of the fumes were compared with the accepted Hg emissions contained in the BAT conclusions for large combustion plants. As for all of the existing and newly built plants with a heat capacity below 300 MW, satisfactory effects would be achieved by the use of mechanically modified sorbents in the molar concentration of 2 Na/S = 2.1
W artykule przedstawiono efekty zastosowania modyfikowanego związku sodowego w postaci wodorowęglanu sodu w jednoczesnym oczyszczaniu gazów spalinowych z tlenku siarki (IV) (SO2) i chlorowodoru (HCl) w małych obiektach energetycznego spalania, tj. elektrowniach i elektrociepłowniach, wykorzystujących jako paliwo węgiel kamienny. Etap wstępny obejmował badania sposobu rozdrobnienia i obróbki termicznej na teksturę ziaren. Rozdrabnianie sorbentu polegało na mieleniu w młynie przeciwstrumieniowym przy trzech różnych prędkościach obrotowych separatora pneumatycznego (2000 obr/min, 3000 obr/min, 5000 obr/min). W następnym etapie sorbenty wygrzewano w temperaturze 250oC. Zastosowany sposób preparatyki spowodował wzrost pojemności sorpcyjnej, powierzchni właściwej i rozkładu porów w związkach sodowych, które wyznaczono metodą niskociśnieniowej adsorpcji gazowej (N2, 77K) i porozymetrii rtęciowej (Hg). Największe rozwinięcie powierzchni czynnej, z 0,09 m2/g do 6,9 m2/g (BET) uzyskano dla najdrobniejszych ziaren wynoszących średnio 6,7 µm (d3,2). Zdolności tak zmodyfikowanych związków sodowych w jednoczesnym usuwaniu SO2 i HCl okre- ślono na ciągłej instalacji z cyrkulacyjną warstwą fluidalną CWF 0,1MW. Stosując suchą technologię oczyszczania spalin, wprowadzano je do instalacji w kilku stosunkach molowych 2 Na/S w strumień gazu o temperaturze 300oC. Efekty usuwania tlenku siarki (IV) z gazów wylotowych ściśle zależały od stopnia rozdrobnienia oraz ilości podawanego reagenta. Oczyszczanie przebiegało ze średnią sprawnością od 17 do 89%, obniżając stężenie tego zanieczyszczenia z wyjściowego poziomu około 2800 mg SO2/m3 n do 600 mg SO2/m3 n przy wykorzystaniu najdrobniejszego ziarna w stosunku molowym 2 Na/S=2,1. Średnia efektywność usuwania chlorowodoru była wysoka, mieszcząc się w zakresie 91–96%. Uzyskano obniżenie stężenia z 97 mg HCl/m3 n (przed procesem oczyszczania) do 4 mg HCl/m3 n. Sprawność oczyszczania z tlenku siarki (IV) porównano z dopuszczalnymi poziomami emisji regulowanymi przez obowiązujące Dyrektywy LCP, IED oraz projektem Dyrektywy MCP. Uzyskany poziom chlorowodoru zestawiono z będącym w fazie przygotowań Draftem 1 LCP BREF.
EN
This article presents the effects of the use of a modified sodium compound in the form of sodium bicarbonate in the simultaneous purification of the exhaust fumes from sulphur (IV) oxide (SO2) and chloride (HCl) in power plants and CHP plants fueled by coal. The initial stage included the examination of the effect of mechanical and thermal modification on the grain texture. The material was activated in a fluidized bed opposed jet mill at three different speeds of the separator (2000 r/min, 3000 r/min, 5000 r/min) and heated at 250oC. Mechanical and thermal modification resulted in the increase of the sorption capacity, the surface area and the pore distribution in the sodium compounds, which was determined by the use of the low-pressure gas adsorption (N2, 77K) and mercury porosimetry (Hg). The biggest development of the active area, from 0,09 m2/g to 6,9 m2/g (BET), was achieved in the most finely ground grains. The ability of sodium compounds modified in such a manner to simultaneously remove SO2 and HCl was determined on a fluidized bed test rig CWF 0,1MW. Using the dry technology of fume purification they were fed into the rig in three different molar ratios 2 Na/S into a jet of gas at 300oC. The effects of removing the sulpur (IV) oxide from the fumes were closely related to the grain size and the amount of the reagent. The average purification efficiency was from 17% to 89% decreasing the pollutant concentration from about 2800 mg SO2/m3 n to 600 mg SO2/m3 n with the use of the smallest grain in the molar ratio 2 Na/S = 2,1. The average efficiency in removing hydrogen chloride was high and ranged from 91% to 96%. The obtained decrease in the concentration was from 97 mg HCl/ m3 n (before the purification process) to 4 mg HCl/m3 n. The efficiency in purification from sulphur (IV) oxide was compared with the accepted emission levels regulated by the IED and LCP Directives currently in force, as well as the MCP draft Directive. The obtained level of hydrogen chloride was compared with the 1 LCP BREF Draft, which is currently in the preparation phase.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Purpose: The goal of this paper is to present the corrosion properties of the ultrafine grained Mg-1Zn-1Mn-0.3Zr bulk alloy after surface modification during HF and NaHCO3 treatment. Design/methodology/approach: An ultrafine grained Mg-1Zn-1Mn-0.3Zr bulk alloy was synthesized by consolidating mechanically alloyed powders. The phase and microstructure analysis was carried out using X-ray diffraction, scanning electron microscopy and the properties were measured using corrosion testing equipment. Findings: The sintering of Mg-1Zn-1Mn-0.3Zr powders led to the formation of bulk material with an average grain size of about 73 nm. Ultrafine grained Mg-1Zn-1Mn-0.3Zr alloy was more corrosion resistant than microcrystalline Mg. Practical implications: The results showed an improved corrosion resistance of HF and NaHCO3 treated Mg-1Zn-1Mn-0.3Zr alloy in Ringer solution compared with the untreated sample. The corrosion rate of treated samples followed the order HF
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Zaledwie od kilku lat pracują w Polsce instalacje spalania komunalnych osadów ściekowych i zdobywają pierwsze doświadczenia eksploatacyjne. Procesowi spalania osadów nieodłącznie towarzyszy oczyszczanie spalin ze składników kwaśnych. Wiele krajowych spalarni osadów stosuje w tym celu metodę suchą z wykorzystaniem wodorowęglanu sodu jako reagenta. Metoda ta nie jest jeszcze zbyt powszechnie stosowana (także w tych krajach UE, w których spalanie osadów ma znacznie dłuższą tradycję) i do efektywnego przebiegu wymaga precyzyjnego doboru wielu parametrów. Kwestia ta stanowi kluczowe zagadnienie w niniejszej pracy. Wyniki laboratoryjnych badań chemicznego składu produktu reakcji wodorowęglanu sodu z kwaśnymi zanieczyszczeniami w kilku polskich spalarniach osadów ściekowych (istotne dla oceny efektywności zmniejszania zawartości kwaśnych składników spalin) porównano z wynikami podobnie przebadanych spalarni osadów ściekowych pracujących w wiodących w tym zakresie krajach UE. Zasadnicze konkluzje dotyczą efektywności suchej metody oczyszczania spalin z wodorowęglanem sodu jako reagentem stosowanej przez badane krajowe spalarnie osadów ściekowych.
EN
Flue gases from 3 Polish sewage sludge incineration plants were neutralized with dry NaHCO3. The solid product was analyzed for Na2CO3, NaHCO3, NaCl, Na2SO3, Na2SO4 and NaF contents to det. the stoichiometric coeff. of the reaction. The flue gas purifin. systems were less efficient (except for Cracow plant) than the similar plants operated in the European Union.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Powstające w Polsce liczne instalacje termicznego przekształcania odpadów komunalnych wymusiły dyskusję na temat wpływu samego procesu spalania na środowisko. Podstawowe pytania stawiane przez społeczeństwo dotyczą w szczególności zanieczyszczenia powietrza gazami spalinowymi. Istotny dla inżynierów jest zatem trafny wybór metody oczyszczania spalin, tak aby skażenie powietrza nie stało się faktem. Niniejszy artykuł przedstawia, w oparciu o praktyczne doświadczenia oraz liczne badania laboratoryjne, skuteczność wodorowęglanu sodu w oczyszczaniu gazów spalinowych, pokazując przez to interesującą alternatywę dla metod mokrych i półsuchych bazujących na sorbentach wapniowych.
EN
A number of municipal waste thermal treatment plants, which are currently developed and built in Poland, initiated a debate on the impact of the incineration process on the environment. Basic questions posed by people relate in particular to air pollution because of the flue gases. The main point for engineers therefore is to choose the accurate method of the flue gas treatment, so that air pollution wouldn’t become a reality. This article presents, based on practical experience and numerous laboratory studies, the effectiveness of sodium bicarbonate in the flue gas treatment, showing by this an interesting alternative to the other methods, especially wet method respectively semi-dry based on calcium sorbents.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Określono wpływ uziarnienia i sposobu mikronizacji wodorowęglanu sodu stosowanego w procesie odsiarczania spalin na jego właściwości fizykochemiczne. Aktywację mechaniczną sorbentu prowadzono w młynie strumieniowym Hosokawa-Alpine i młynie udarowym 160 UPZ. Określono wpływ stopnia rozdrobnienia na wielkości energii aktywacji i ciepło reakcji rozkładu. Wielkość energii aktywacji reakcji termicznego rozkładu wodorowęglanu sodu wyznaczono metodą Kissingera.
EN
Com. NaHCO₃ was grinded in air in fluidized bed opposed jet and fine impact mills and studied for grain size distribution, thermal decompn. and sp. surface. The NaHCO₃ sample ground in the fluidized bed opposed jet mill showed the highest reactivity (the lowest activation energy).
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych procesu usuwania kwasu akrylowego z mieszaniny poestryfikacyjnej zawierającej głównie akrylan butylu i butanol przy użyciu wodnego roztworu wodorowęglanu sodu jako ekstrahenta kwasu. Wykazano, że wodorowęglan sodu z powodzeniem może być stosowany w badanym procesie, przy czym stwierdzono, że korzystnie jest stosować go w nadmiarze w stosunku do ilości wynikającej ze stechiometrii reakcji pomiędzy kwasem akrylowym a wodorowęglanem. Wykazano również, że możliwe jest wprowadzanie wymaganej ilości wodorowęglanu sodu w postaci roztworu nasyconego wzbogaconego kryształami soli. Stwierdzono, że taki sposób postępowania zwiększa współczynnik podziału KD kwasu akrylowego pomiędzy fazy wodną ekstraktu i organiczną rafinatu.
EN
CH2=CHCOOH was esterified with BuOH at 125°C under 8 bar on an ion-exchange resin catalyst in a flow reactor. The unconverted CH2=CHCOOH was recovered from the reaction mixt. by extn. with aq. NaHCO3= solns. at 20°C. Both an excess of NaHCO3= soln. and addn. of solid NaHCO3= resulted in an increase in CH2==CHCOOH distribution coeff. between aq. and org. phases and an increase in the degree of its recovering.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Wprowadzanie coraz bardziej rygorystycznych standardów emisyjnych powodowane troską o przyszłe pokolenia w dobie polityki zrównoważonego rozwoju, skłaniają przedsiębiorców do poszukiwania nowych rozwiązań dla swoich instalacji oczyszczania spalin. Niniejszy artykuł przedstawia jedno z takich rozwiązań, a mianowicie suchą metodę oczyszczania spalin z użyciem wodorowęglanu sodu. Metoda ta zapewnia bardzo efektywne usuwanie substancji kwaśnych ze spalin, a w połączeniu z węglem aktywnym, także metali ciężkich oraz zanieczyszczeń organicznych, w tym dioksyn i furanów. Oczyszczone produkty reakcji z filtra mogą zostać poddane recyklingowi w różnych procesach przemysłowych. W Europie i na świecie znane są dziesiątki zastosowań metody z użyciem wodorowęglanu sodu. Można ją spotkać w spalarniach odpadów komunalnych, osadów ściekowych, biomasy i paliw alternatywnych, w cementowniach, w przemyśle ceramicznym, rafineryjnym, papierniczym, hutniczym, jak i w energetyce. Swoją silną i stabilną pozycję na rynku zawdzięcza wielu zaletom jakie oferuje, między innymi: prostej budowie i wysokiej dyspozycyjności instalacji, bezpiecznemu i bardzo reaktywnemu sorbentowi, możliwości doskonałej optymalizacji energetycznej instalacji, minimalizacji finalnych odpadów do zagospodarowania oraz łatwości w adaptacji do nowych ostrzejszych standardów emisji zanieczyszczeń do powietrza. Jest ona znakomitą alternatywą dla innych metod oczyszczania spalin, mokrych lub bazujących na sorbentach wapniowych.
EN
The introduction of increasingly rigorous emission standards due to concerns about future generations in the era of the sustainable development policy motivates companies to search for new solutions for their flue gas treatment installations. This article presents one of such solutions, namely a dry method for the treatment using sodium bicarbonate. This method provides a very efficient removal of acid substances from flue gases and, in combination with activated carbon, also the mitigation of heavy metals and organic pollutants, including dioxins and furans. After purification, the reaction products from the filter can be recycled in a variety of industrial processes. In Europe and in the world many uses of the method with sodium bicarbonate are known. It can be found in municipal waste, sewage sludge, biomass and alternative fuels incineration plants, in the industry of cement, ceramic, refining, paper and steel, as well as in the energetic sector. Its strong and stable position in the market is owed to the simple construction and high efficiency of the installation, the safe and high reactive additive, good energy optimization opportunities, the minimization of the final residues for disposal and the easy adaptation to new, stricter standards of emission limits into the air. It is an excellent alternative to the other methods of the flue gas treatment like wet or lime-based processes.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono trzy mieszaniny związków posiadających potencjał do rozpuszczania szczawianów wapnia. Następnie kamienie moczowe poddano działaniu badanych związków (C6H5K3O7·H2O, NaHCO3, C10H16N2O8). W uzyskanych roztworach badano zmianę stężenia wapnia w określonych interwałach czasowych (t = 0, 24 i 48 h) techniką spektroskopii adsorpcji atomowej. Obliczono ubytek masy kamieni i szybkość ich roztwarzania w badanych roztworach. Dokonano analizy zmian morfologicznych poszczególnych kamieni z wykorzystaniem skaningowego mikroskopu elektronowego. Wykazano istotny ubytek masy kamieni moczowych przy równoczesnym wzroście zawartości wapnia w roztworach. Ponadto stwierdzono wyraźne zmiany w ultrastrukturze badanych złogów.
EN
The title chem. solns. were used for dissolving Ca oxalatecontg. urinary stones at 38.5°C for 48 h. The K citrate and (CH2N(CH2COOH)2)2-contg. soln. was the most efficient.
W artykule przedstawiono wyniki pomiarów strukturalnych oraz badań zdolności usuwania NOx, wodorowęglanu sodu w postaci sody oczyszczonej oraz bikarbonatu surowego bez oraz po modyfikacji mechanicznej. Wyznaczano parametry strukturalne: uziarnienie i powierzchnię właściwą. Badania sorpcji prowadzono w temperaturach: 300°C i 850°C. Zdolności sorpcyjne oceniano wyznaczając cząstkową skuteczność i całkowitą sprawność usuwania NOx. Stwierdzono, że największą skuteczność w usuwaniu tlenków azotu uzyskano w sorbentach po aktywacji mechanicznej.
EN
This paper presents the results of study on structural measurements and ability to remove nitrogen oxides of sodium bicarbonate in the form of baking soda and raw bicarbonate, without and after mechanical activation. Structural parameters were evaluated by: particle size and surface area. The studies of NOx sorption were carried out at temperatures of 300 and 850°C. The sorption ability was evaluated by: partial and overall NOx removal efficiency. The highest NOx removal efficiency was obtained for the sorbent after mechanical activation.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych, określających proces rozkładu wodorowęglanu sodu oraz wpływ aktywacji termicznej na rozwinięcie jego powierzchni właściwej i porowatości. Stwierdzono, że maksymalne rozwinięcie powierzchni właściwej i porowatości ma miejsce w temp. 700°C (przy czasie aktywacji 60 s). Potwierdzono możliwość otrzymania węglanu sodu o rozwiniętej mikrostrukturze i efektywnego stosowania go w procesach oczyszczania gazowych produktów spalania w suchych metodach oczyszczania spalin.
EN
NaHCO₃ was heated at 25–900°C for 60 s to follow its mass loss, content of Na₂CO₃, pore vol., porosity and sp. surface. At the optimum temp. 700°C, max. porosity (69%) and sp. surface 5,26 m²/g were achieved.
The results of the precipitation of calcium carbonate from waste distillation liquor (DS) from the Solvay method and sodium bicarbonate saturated solution in the presence of urea were presented. The investigation was carried out at 293K. The influence of the time of reagents dosage to the solution of urea on the physicochemical character of obtaining product was studied. The time of reagents dosage: 1, 5, 10, 20, 30 min and the concentration of the urea applied: 0.5, 1, 2 and 4 mol/dm3. The granulometric composition, the values of bulk and packing densities and the absorptiveness sorption of water and paraffin oil of the obtaining calcium carbonate were investigated.
The solubility of ammonium bicarbonate and sodium bicarbonate in water have been presented. The change of mutual salt concentrations and the density of the solutions as a function of the temperature have been described by the appropriate mathematical equations. The equations can be used for detailed calculations of the NH4HCO3 concentration and the density of the solutions for any temperature within the investigated range.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.