Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analysis of the potential of electro-waste as a source of hydrogen to power low-emission vehicle powertrains

Wesołowski Mateusz, Hamid Mohamad, Mońka Piotr, Janicka Anna

Combustion Engines

|

2024

|

R. 63, nr 1

126--133

EN

The decarbonisation of transport is one of the key aspects in the context of environmental protection. These emissions are particularly noticeable in highly urbanised areas, where the possibility of dispersal of harmful substances is much lower. A way to improve emission factors is the introduction of hydrogen vehicles. Burning hydrogen in engines significantly reduces emissions of harmful substances into the atmosphere compared to the combustion of conventional fuels used today. Hydrogen can be obtained by gasifying waste in a steam atmosphere. Electronic waste is a special type of waste characterised by a high degree of commingling, which makes it difficult to treat. The volume of this type of waste is increasing year on year. As a result of this process, we are able to obtain syngas. This gas, after separation processes, can be a source of hydrogen, an energy carrier that could prove crucial in low-carbon energy or transport applications. This paper presents the results of the gasification of electronic waste, the composition of the syngas obtained in the process and an assessment of the potential of this waste treatment technology to power means of transport.

2

Zielony wodór : krótka monografia. Część 1, Procesy wytwarzania

Polaczek Jerzy

Przemysł Chemiczny

|

2023

|

T. 102, nr 4

312--320

PL

Dokonano przeglądu metod wytwarzania zielonego wodoru z wykorzystaniem odnawialnych surowców i źródeł energii. W szczególności przedstawiono przemysłowe procesy elektrolizy wody, prowadzonej w elektrolizerach zasilanych energią słoneczną lub energią turbin wiatrowych, oraz procesy konwersji organicznych odpadów (w tym komunalnych) do wodoru.

EN

A review, with 65 refs., of methods for prodn. of H₂ by using renewable raw material and energy sources. In particular, industrial processes for electrolysis of H₂O with renewable elec. energy (photovoltaics or wind farms) and for org. waste-to-H₂ conversion were taken into consideration.

3

Waste-to-energy technologies as the future of internal combustion engines

Hamid Mohamad, Wesołowski Mateusz

Combustion Engines

|

2023

|

R. 62, nr 2

52--63

EN

Syngas has a promising future as alternative to petroleum products and as a fuel for combustion engines. This study provides an overview on the feasibility of using syngas to power internal combustion engines. It presents technological process solutions for producing syngas toward minimizing the formation of tars as the most undesirable component for engine applications.. The combustion process characteristic of syngas composition has been tackled including critical criteria such as the flammability limit, ignition delay, laminar velocity, turbulent velocity, and the subsequent challenges in determining a numerical methods that best matches the experimental datas. The syngas usage as alternative resource, while tackling the uncertainty issue of its composition, for Compression Ignition (CI) and Spark Ignition (SI) with the emission and performance effectiveness has been studied as well. The results of the review showed that syngas can be a viable alternative for some stationary applications, such as advanced integrated systems (ICCG), but its application is, however, relatively limited, for example as a secondary fuel in engines (CI) for automotive applications. However, significant discrepancies between numerical (simulation) and experimental results have been noted. This suggests that there are many scientific and experimental challenges in the area of syngas combustion processes in internal combustion engines. However, given the potential of this group of fuels, especially in the face of the energy crisis, this research is highly desirable and has a significant application perspective.

4

Wytwarzanie energii cieplnej ze zgazowania pomiotu drobiowego jako surowca energetycznego

Sitka Andrzej, Jodkowski Wiesław, Szulc Piotr, Smykowski Daniel, Redzicki Romuald, Tietze Tomasz

Rynek Energii

|

2022

|

Nr 2

69--74

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań, których celem było wykazanie możliwości wykorzystania pomiotu drobiowego, jako surowca energetycznego. Dzięki temu skutecznie zostanie ograniczone zużycie paliw kopalnych na potrzeby własne, ulegną obniżeniu koszty produkcji drobiu oraz zostanie ograniczony problem ekologiczny wynikający z możliwości zagospodarowania pomiotu. Badania przeprowadzono na prototypie instalacji zgazowania, której zasadę działania dokładnie opisano. Opisano również wykorzystane metody pomiarowe oraz użytą do badań aparaturę pomiarową. Wykonano badania właściwości fizyko-chemicznych pomiotu drobiowego, składu gazu, jego wartości opałowej oraz przeprowadzono pomiary emisji spalin. Z analizy przeprowadzonych badań wynika, że ciepło spalania suchej masy pomiotu wynosi 17,04 MJ/kg i jest to wartość porównywalna z ciepłem spalania drewna oraz słomy. Niestety pomiot cechuje się wysoką zawartością popiołu, wynoszącą 9,11% oraz dużym udziałem części lotnych, wynoszącym 78,4 %. Stwierdzono bardzo niską zawartość siarki. Pomiot zawiera duży udział części lotnych, co wykazano w czasie badania za pomocą analizatora TGA. Po odgazowaniu masa próbki zmniejszyła się o 71%.

EN

The article presents the results of research aimed at demonstrating the possibility of using poultry manure as an energy raw material. Thanks to this, the consumption of fossil fuels for own needs will be effectively limited, the costs of poultry production will be reduced and the environmental problem resulting from the possibility of managing the manure will be limited. The tests were carried out on a prototype of a gasification installation, the principle of which was described in detail. The measurement methods used and the measuring apparatus used for the tests were also described. Physical and chemical properties of poultry manure, gas composition and calorific value were tested, and exhaust emissions were measured. The analysis of the conducted research shows that the combustion heat of the dry matter of manure is 17.04 MJ / kg, which is a value comparable to the combustion heat of wood and straw. Unfortunately, the manure is characterized by a high ash content, amounting to 9.11%, and a large share of volatile parts, amounting to 78.4%. A very low sulfur content was found. The manure contains a high proportion of volatile matter, as shown by testing with a TGA analyzer. After degassing, the sample weight decreased by 71%.

5

Ocena zasadności podjęcia badań nad procesem pozyskiwania paliw przy wykorzystaniu instalacji zgazowania biomasy oraz elektrolizerów wysokotemperaturowych

Ochmann Jakub, Jurczyk Michał, Ghiasirad Hamed, Bartela Łukasz, Skorek-Osikowska Anna

Rynek Energii

|

2022

|

Nr 4

20--24

PL

W artykule przedstawiono tezy związane z oceną zasadności podjęcia badań nad procesem pozyskiwania paliw przy wykorzystaniu instalacji zgazowania biomasy oraz elektrolizerów wysokotemperaturowych. Opisano założenia dotyczące podjętej tematyki, przedstawiono schemat technologiczny zaproponowanego rozwiązania systemowego jak i przedstawiono plany realizacji badań.

EN

The article presents the theses related to the assessment of the validity of undertaking research on the process of fuels production with the use of biomass gasification installations and high-temperature electrolysers. Assumptions regarding the undertaken subject are described, a technological diagram of the proposed system solution is presented, as well as plans for the implementation of the research is shown.

6

Badanie możliwości zastosowanie filtra ceramicznego oraz skuteczności jego odpylania w procesie zgazowania biomasy

Sitka Andrzej, Jodkowski Wiesław, Szulc Piotr, Smykowski Daniel, Szumiło Bogusław, Redzicki Romuald, Tietze Tomasz

Rynek Energii

|

2022

|

Nr 1

42--47

PL

W artykule przedstawiono wyniki badania możliwości zastosowania filtra ceramicznego w instalacji zgazowania biomasy oraz sprawdzenie skuteczności odpylania w przypadku odpylania powstającego gazu procesowego zamiast odpylania spalin. Dzięki temu można uzyskać znacznie niższy poziom emisji pyłu, niż w przypadku odpylania spalin. Badania przeprowadzono na oryginalnym stanowisku do zgazowania biomasy, w którym jako materiał wykorzystano trociny z drzew iglastych. Opisano zasadę działania stanowiska, metodykę pomiarów oraz wykorzystane przyrządy pomiarowe. Zmierzono zapylenie gazu przed i za filtrem, określając skuteczność odpylania gazu na poziomie 99,1%. Przeprowadzono analizę gazu procesowego oraz odseparowanego pyłu. W oparciu o wyniki tych analiz oszacowano zapylenie spalin za komorą spalania gazu. Wyliczono, że zawartość pyłu w spalinach zmniejszyła się 11-to krotnie w stosunku do zapylenia gazu procesowego za filtrem. W trakcie badań przeprowadzono pomiar zapylenia spalin opuszczających komorę spalania. Stwierdzono dobrą zgodność obliczonej wartości zapylenia z wartością zmierzoną za komorą spalania. Metoda szacowania pozwoliła obliczyć całkowitą skuteczność odpylania spalin za pomocą filtra ceramicznego. Na jej podstawie określono skuteczność odpylania filtra na poziomie 99,9%.

EN

This paper presents a study on the application of a ceramic filter in the biomass gasification process and its efficiency in particulate matter removal from the process gas and flue gas. A significant advantage of this type of filter is its high efficiency in small particle removal (< 1 µm). This feature allows us to reach the much lower emissions that are required by the applicable standards. The study was performed using an original biomass gasification installation, where conifer scobs were used as feedstock. The installation, its operation and measurement methodology are described in the article. The study included the analysis of process gas and particulate matter, as well as particulate matter content before and after the filter was applied. The measurements indicate that the efficiency of particulate matter removal reaches 99.1%. The analysis of particulate matter in the process gas allowed us to determine that its content was 18.26%, and additionally it was indicated that it contained combustible parts, which undergo combustion in the combustion chamber. It was found that the content of particulate matter is reduced 11 times when compared to the process gas before the filter. An accurate estimation of particulate matter content in flue gas has been also shown for the system without the ceramic filter. As a result, the method allowed us to determine the overall efficiency of particulate matter removal using the ceramic filter, which is equal to 99.9%.

7

Kilku stopniowa utylizacja osadów ściekowych - biomasy odpadowej z wykorzystaniem karbonizacji, zgazowania

Pawlak-Kruczek Halina, Czerep Michał, Mularski Jakub, Krochmalny Krystian, Niedźwiecki Łukasz

Nowa Energia

|

2022

|

nr 5/6

10--18

PL

Problem opłacalnej energetycznie i ekonomicznie utylizacji biomasy odpadowej – w szczególności osadów ściekowych oraz innych zanieczyszczonych typów biomasy jest przedmiotem wielu analiz i badań. W przypadku porządku prawnego, panującego w Polsce, szczególne znaczenie ma fakt uznania osadu ściekowego za biomasę, potwierdzony przez nowelizację ustawy o Odnawialnych Źródłach Energii. Ponadto, Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dn. 16/07/2015 w sprawie dopuszczania odpadów do składowania na składowiskach zabrania składowania ustabilizowanych osadów ściekowych (kod 19 08 05) o wartości opałowej większej niż 6 MJ/kg - w praktyce uniemożliwia to ich składowanie.

8

Induction reactor for the thermal conversion of organic materials to syngas

Mączka Tadeusz, Borkowski Bartłomiej, Ostrycharczyk Michał, Pawlak-Kruczek Halina

Energetyka

|

2022

|

nr 12

621--623

EN

Sewage sludge is a residue of wastewater processing, and consists of high moisture content which should be decreased before gasification from the fuel, to obtain valuable synthetic gas. In Poland the interest is strengthened by the fact that since 1st of January 2016 it is not allowed to landfill stabilized sewage sludge with a heating value exceeding 6 MJ/kg. Since sewage sludge contains significant amounts of inorganics, on dry basis, thermal processing at high temperatures becomes increasingly interesting. The paper presents the results of conceptual design of gasification reactor with induction heating where the gasification process under high temperature of dry sewage sludge could be obtained. Also temperature parameter in the reactor measurement were performed in a prototype induction heating batch reactor where there is perspective of the state of the art of high temperature reactors for conversion of sewage sludge into combustible gas. Set-up induction reactor is consisted of graphite crucible, high frequency (about 80 kHz) power source – power regulation up to 4.5 kVA, induction coil, thermal insulation, feeding system of sewage sludge and delivering of CO2.

PL

Osady ściekowe są produktem ubocznym po oczyszczaniu ścieków i charakteryzują się dużą zawartością wilgoci, którą należy usunąć przed zgazowaniem paliwa, aby uzyskać wartościowy gaz syntetyczny. W Polsce zainteresowanie wzrasta z uwagi na fakt, że od 1 stycznia 2016 r. nie można składować na składowiskach osadów ściekowych stabilizowanych o wartości opałowej przekraczającej 6 MJ/kg. Ponieważ osady ściekowe zawierają znaczne ilości związków nieorganicznych w suchej masie, coraz bardziej interesująca staje się obróbka termiczna w wysokich temperaturach. W artykule przedstawiono wynik koncepcyjnego projektu reaktora zgazowania z nagrzewaniem indukcyjnym, w którym możliwe jest uzyskanie procesu zgazowania suchych osadów ściekowych w wysokiej temperaturze. Przeprowadzono również badania rozkładu temperatury w prototypowym reaktorze z nagrzewaniem indukcyjnym, gdzie przewiduje się perspektywicznie zastosowanie tego typu reaktorów do konwersji osadów ściekowych na gaz palny. Zestaw składa się z transformatora sprzęgającego wraz z cewką indukcyjną i tygla grafitowego, źródła zasilania wysokiej częstotliwości (około 80 kHz) - układu regulacji mocy do 4,5 kVA, izolacji termicznej, układu podawania osadów ściekowych i dostarczania CO2.

9

Wybrane aspekty zgazowania węgla do zastosowania w niskoemisyjnych technologiach energetycznych

Madejski Paweł, Różycki Sławomir, Banaś Marian, Pająk Tadeusz

Mining – Informatics, Automation and Electrical Engineering

|

2021

|

R. 59, nr 4

40--48

PL

Wytwarzanie energii elektrycznej z wykorzystaniem paliw stałych jest znane i stosowane od wielu lat. Spalanie paliw stałych jest procesem złożonym, wymagającym odpowiedniego przygotowania paliwa, przeprowadzenia procesu spalania, jak również pozbawienia spalin szkodliwych substancji emitowanych do środowiska w postaci pyłu oraz zanieczyszczeń gazowych (NOx, SOx, CO). Od dekad jako najszlachetniejszą postać paliwa uznaje się postać gazową. Paliwa gazowe mogą być łatwo transportowane na duże odległości, są od razu gotowe do spalania, a skład mieszanki paliwa można dowolnie regulować. Ciągłe dążenie do ograniczenia antropogenicznych emisji gazów cieplarnianych wiąże się z koniecznością stosowania niskoemisyjnych i zeroemisyjnych technologii wytwarzania energii. W przypadku węgla oznaczać to będzie konieczność odchodzenia od technologii bezpośredniego spalania na rzecz bardziej zaawansowanych układów zasilanych paliwem w postaci gazowej. W artykule przedstawiono przegląd dostępnych technik i technologii zgazowania paliw stałych ukierunkowanych na produkcję paliw gazowych, możliwych do zastosowania w niskoemisyjnych technologiach energetycznych. Przedstawione zostały także metody obliczeniowe procesu zgazowania mające umożliwić dobór najlepszej technologii oraz parametrów pracy poszczególnych reaktorów.

EN

Solid fuel electricity generation has been known and used for many years. The combustion of solid fuels is a complex process that requires proper preparation of the fuel, carrying out the combustion process, as well as the removal of harmful substances in the form of dust and gaseous pollutants (NOx, SOx, CO) from exhaust gases emitted into the environment. For decades, the gaseous form has been considered the noblest form of fuel. Gaseous fuels can be easily transported over long distances, are immediately ready for combustion and the composition of the fuel mixture can be freely adjusted. The constant pursuit to reduce anthropogenic greenhouse gas emissions require the use of low-emission and zero-emission energy generation technologies. In the case of coal, this will mean a shift from direct combustion to more advanced systems powered by gaseous fuel. The paper presents an overview of the available techniques and technologies of solid fuel gasification aimed at the production of gaseous fuels, which can be used in low-emission energy technologies. The computational methods of the gasification process are also presented, which allow the selection of the best technology and operating parameters of individual reactors.

10

Selected aspects of coal gasification for application in low-emission energy technologies

Madejski Paweł, Różycki Sławomir, Banaś Marian, Pająk Tadeusz

Mining – Informatics, Automation and Electrical Engineering

|

2021

|

R. 59, nr 4

31--39

EN

Solid fuel electricity generation has been known and used for many years. The combustion of solid fuels is a complex process that requires proper preparation of the fuel, carrying out the combustion process, as well as the removal of harmful substances in the form of dust and gaseous pollutants (NOx, SOx, CO) from exhaust gases emitted into the environment. For decades, the gaseous form has been considered the noblest form of fuel. Gaseous fuels can be easily transported over long distances, are immediately ready for combustion and the composition of the fuel mixture can be freely adjusted. The constant pursuit to reduce anthropogenic greenhouse gas emissions require the use of low-emission and zero-emission energy generation technologies. In the case of coal, this will mean a shift from direct combustion to more advanced systems powered by gaseous fuel. The paper presents an overview of the available techniques and technologies of solid fuel gasification aimed at the production of gaseous fuels, which can be used in low-emission energy technologies. The computational methods of the gasification process are also presented, which allow the selection of the best technology and operating parameters of individual reactors.

PL

Wytwarzanie energii elektrycznej z wykorzystaniem paliw stałych jest znane i stosowane od wielu lat. Spalanie paliw stałych jest procesem złożonym, wymagającym odpowiedniego przygotowania paliwa, przeprowadzenia procesu spalania, jak również pozbawienia spalin szkodliwych substancji emitowanych do środowiska w postaci pyłu oraz zanieczyszczeń gazowych (NOx, SOx, CO). Od dekad jako najszlachetniejszą postać paliwa uznaje się postać gazową. Paliwa gazowe mogą być łatwo transportowane na duże odległości, są od razu gotowe do spalania, a skład mieszanki paliwa można dowolnie regulować. Ciągłe dążenie do ograniczenia antropogenicznych emisji gazów cieplarnianych wiąże się z koniecznością stosowania niskoemisyjnych i zeroemisyjnych technologii wytwarzania energii. W przypadku węgla oznaczać to będzie konieczność odchodzenia od technologii bezpośredniego spalania na rzecz bardziej zaawansowanych układów zasilanych paliwem w postaci gazowej. W artykule przedstawiono przegląd dostępnych technik i technologii zgazowania paliw stałych ukierunkowanych na produkcję paliw gazowych, możliwych do zastosowania w niskoemisyjnych technologiach energetycznych. Przedstawione zostały także metody obliczeniowe procesu zgazowania mające umożliwić dobór najlepszej technologii oraz parametrów pracy poszczególnych reaktorów.

11

Przygotowanie niskojakościowych frakcji węglowych do ich energetycznego wykorzystania

Szul Mateusz, Iluk Tomasz, Supernok Krzysztof, Ignasiak Karina

Energetyka

|

2021

|

nr 8

590--597

PL

W artykule przedstawiono metody przygotowania niskojakościowych węgli w celu ich wykorzystania w energetyce przemysłowej i zawodowej. Podstawowym problemem zagospodarowania odpadowych frakcji węglowych jest ich niestabilność pod kątem parametrów fizykochemicznych, znaczna zawartość zanieczyszczeń i balastu (wilgoć, popiół) oraz niejednorodne uziarnienie. Niska jakość stosowanych paliw może przyczynić się do występowania zaburzeń w procesach termicznego przekształcania w różnych typach kotłów spalania bądź reaktorów zgazowania. Aby temu zapobiec konieczna jest waloryzacja niskojakościowych frakcji węglowych w paliwa o stabilnej, jednorodnej formie, gwarantującej powtarzalną jakość. Metody przygotowania paliw stałych, takie jak granulacja, brykietowanie bądź preparacja paliw zawiesinowych, pozwalają na poprawę ich parametrów użytkowych oraz stabilność paliw, co pozytywnie wpływa na sprawność procesu spalania oraz ograniczenie emisji do środowiska. Ponadto technologie przygotowania niskojakościowych węgli pozwalają na zwiększenie gęstości energetycznej wytwarzanego paliwa, zmniejszając koszty transportu i ułatwiając jego magazynowanie. Odpowiednie przygotowanie niskojakościowych frakcji węglowych wraz z doborem niezbędnych sorbentów i wypełniaczy jest istotne m.in. z punktu widzenia maksymalnego zagospodarowania zalegających depozytów węglowych oraz rewaloryzację terenów pogórniczych.

EN

The article presents methods of preparing low-quality coals for use in industrial and professional power plants. The main problem in the management of waste coal fractions is instability of their physicochemical parameters, significant amount of impurities and ballast (ash, moisture) and heterogeneous grain size distribution. Low quality of fuels may contribute to disturbances in thermal processes in various types of combustion boilers or gasification reactors. To prevent this, it is necessary to valorise low-quality carbon feedstocks into fuels of a stable, homogeneous form that guarantees repeatability of their quality. Methods of preparing solid fuels, such as granulation, briquetting or preparation of coal suspension (slurry) fuels, improve their performance parameters and stability, which positively affect the efficiency of combustion and reduces emissions to the environment. In addition, the technologies for the preparation of low-quality coals allow to increase the energy density of the produced fuel, reducing transport costs and facilitating its storage. Appropriate preparation of low-quality carbon fractions along with the selection of necessary sorbents and fillers is important, among others, from the point of view of maximizing the use of carbon deposits and revalorization of post-mining areas.

12

Solar pyrolysis and gasification of the sewage sludge - produced fuel properties analysis

Werle Sebastian, Sobek Szymon, Kaczor Zuzanna

Proceedings of ECOpole

|

2020

|

Vol. 14, No. 1

39--46

EN

Sewage sludge is considered as a biomass due to its biodegradability. Legal conditions in the European Union prohibit sewage sludge storage. Therefore, there is a need to develop thermal methods for sewage sludge treatment. The most common way to date has been combustion. However, this process has a lot of disadvantages associated primarily with environmental harmfulness and the immediate need to use the heat produced. Pyrolysis and gasification are considered the most promising methods of sludge management. They have many advantages over combustion. However, it is difficult to tell which method is more likely to be widely used. Therefore, the paper presents a critical comparison of the solar pyrolysis process and gasification in the fixed bed of municipal sewage sludge. The analysis of the process parameters and combustible properties of the gaseous fuels obtained was analysed.

PL

Osady ściekowe są uważane za biomasę ze względu na swą biodegradowalność. Warunki prawne w Unii Europejskiej zabraniają składowania osadów ściekowych, dlatego istnieje potrzeba rozwoju termicznych metod wykorzystania osadów ściekowych. Dotychczas najczęstszym sposobem jest spalanie. Proces ten ma jednak wiele wad związanych przede wszystkim ze szkodliwością dla środowiska i natychmiastową potrzebą wykorzystania wytworzonego ciepła. Piroliza i zgazowanie są uważane za najbardziej obiecujące metody zagospodarowania osadów. Mają wiele zalet w porównaniu do spalania. Trudno jednak stwierdzić, która metoda będzie częściej stosowana, dlatego w artykule przedstawiono porównanie procesu pirolizy słonecznej i zgazowania w złożu nieruchomym komunalnego osadu ściekowego. Przeanalizowano wpływ parametrów procesu na właściwości palne otrzymanych gazów procesowych.

13

Zgazowanie węgla brunatnego w reaktorze ze złożem stałym

Zielińska Amelia, Grabas Kazimierz

Górnictwo Odkrywkowe

|

2020

|

R. 61, nr 3

39--44

PL

W pracy przedstawiono wyniki badania zgazowania węgla brunatnego z kopalni „Turów” w reaktorze ze złożem stałym. Scharakteryzowano konwersję materii organicznej węgla brunatnego do gazu syntezowego, który charakteryzował się znaczną wartością opałową. Badano wpływ czynnika zgazowującego, temperatury i ciśnienia na skład otrzymywanych gazów.

EN

The paper presents the results of the research on gasification of lignite from the Turów mine in a reactor with a fixed bed. The conversion of brown coal organic matter to synthesis gas, which was characterized by a significant calorific value. The influence of the gasification agent, temperature and pressure on the gas compositions was investigated.

14

Chemical looping combustion related processes using solid oxygen carriers oxidized in CO2 atmosphere

Psiuk Bronisław, Wojsa Józef, Gerle Anna, Pochwała Tamara, Szade Jacek, Podwórny Jacek

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2020

|

Vol. 27, nr 4

579--589

EN

Chemical-looping combustion (CLC) is an attractive process in CO2 capture, especially when solid oxygen carriers are used in it. The main requirements for oxygen-transporting materials include appropriate oxidation (in air) and reduction (in the presence of fuel) ability. In the paper a conceptual proposition for CLC-related processes with the application of solid oxygen carriers oxidized in both air and CO2 atmosphere has been presented. The possibility of the “looping” process on the same carriers using both CO2 and air atmosphere as an oxidizing agent allows us to enrich the concept of CLC and related processes by proposing a cyclic recirculation of the produced CO2 back to the installation. The oxidizing of solid oxygen carrier in a CO2 atmosphere is accompanied by CO emission from the plant. This toxic gas could be transformed into a useful product in any chemical process. It is possible to combine the looping processes with manufacturing of any appropriate morphological form of carbon in the cyclic CO disproportionation process. The combined process could lead to a lower CO2 emissions to the environment. SrTiO3 doped by Cr (STO:Cr) and a mixture of TiO2- and Ni-based compounds (TiO2-Ni) were investigated as oxygen transporting materials. The experiment methodology based on thermogravimetric, diffraction and spectroscopic studies was shown. Thermogravimetric (TGA) and Powder Diffraction (XRD) measurements were provided in-situ during a few cycles in a reducing (Ar+3 % H2) and oxidizing environment. Moreover, the STO:Cr powders were characterized ex-situ by the X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) method. It was found that in tested conditions the cyclic process of the investigated powders’ oxidation and reduction is possible. Satisfactory results considering the oxygen transport capacity was obtained for the TiO2-Ni sample.

15

Układ pomiarowy średniego stężenia smół w gazie syntezowym z możliwością badania dynamiki powstawania amoniaku w gazogeneratorze ze złożem stałym oraz jego rozkładu w plazmie mikrofalowej

Wnukowski Mateusz, Niedźwiecki Łukasz

Zeszyty Energetyczne

|

2019

|

T. 6

65--76

PL

W niniejszej pracy przedstawiono projekt układu pomiarowego służącego do pomiaru średniego stężenia smół w gazie syntezowym, z możliwością badania dynamiki powstawania amoniaku w gazogeneratorze ze złożem stałym oraz jego rozkładu w plazmie mikrofalowej, może być zastosowany zarówno na stanowisku laboratoryjnym, jak i do pomiarów na instalacjach pilotażowych w przyszłości. Układ, zbudowany w oparciu o schematy zaprezentowane w niniejszej pracy, pozwala na wybór momentu rozpoczęcia pomiaru smół, przy zachowaniu pewności, że pomiar jest wykonywany w stanie ustalonym. Ponadto układ zbudowany w ten sposób pozwala na zaobserwowanie dynamiki zmian stężenia amoniaku w gazie.

16

Problemy z pirolizą odpadów gumowych

Krystek Jacek

Przegląd Komunalny

|

2019

|

nr 4

36--37

PL

Rocznie na polski rynek wprowadzanych jest ponad 200 tys. ton opon. Należy założyć, że wszystkie te produkty po pewnym czasie zostaną odpadami. Nie wszystkie jednak podlegają właściwemu przetworzeniu.

17

Tworzywa polimerowe w zrównoważonym rozwoju – od potrzeby użycia do potrzeby zużycia. Cz. II. Powrót do monomerów

Kijeński Jacek

Polimery

|

2019

|

T. 64, nr 11-12

740--750

PL

Dokonano krytycznej analizy strategii zapobiegania powstawaniu odpadów tworzyw polimerowych i ich zagospodarowania zgodnie z Pakietem Gospodarki o Obiegu Zamkniętym (GOZ). Wskazano na słabe punkty tej strategii, wynikające ze sprzeczności założeń z kryteriami ekonomicznymi, termodynamiką, rzeczywistymi celami ochrony środowiska i oczekiwaniami społecznymi, a także z niezależności struktury dominujących na rynku europejskim artykułów codziennego użytku oraz o zastosowaniach przemysłowych. Przeprowadzono ocenę rzeczywistych możliwości realizacji recyklingu odpadów tworzyw polimerowych, zgodnie z nadrzędnym celem GOZ, jakim jest powrót do strumieni surowcowych, pozwalający na ograniczenie zużycia surowców mineralnych. Wykazano, że najbardziej realistycznym rozwiązaniem jest powrót do monomerów na drodze zgazowania (ko-zgazowania) odpadów „plastików” (poliolefiny) i przerobu metanolu zsyntetyzowanego z jego produktów lub na drodze depolimeryzacji chemicznej i termicznej (w wypadku polimerów podatnych na te procesy, np. PET, PUR).

EN

The critical analysis of the strategies of the prevention of the rise and accumulation of polymeric wastes was performed and the proposals for their processing according to the Packet for the Circular Economy have been presented. The weak points of these strategies resulting from contradictions with economic criteria, thermodynamics rules, real aims of the environment protection and the community expectations, finally also from the knitted influence of the EU administration onto structure of household and industrial articles dominating on the European market were demonstrated. The estimation of the real chances of the polymeric wastes recycling according to the principal goal of the CE, which is the come-back to the row material streams allowing the reduction of the crude oil and other mineral sources consumption have been also carried out. It was shown that the most realistic resolutions of the problem are: the return to the monomers on the way of gasification (or co-gasification) of plastic wastes (polyolefins) and processing of methanol synthesized from syngas by MTO or MTP methods and by the thermal or chemical depolymerization carried out in the case of susceptible to these processes (e.g. PET or PUR).

18

Analiza metod produkcji biowodoru pod kątem wielkości emisji GHG

Berdechowski Kamil

Nafta-Gaz

|

2019

|

R. 75, nr 4

230--235

PL

Jednym z paliw, jakie w przyszłości planuje się wykorzystywać w dużo większym stopniu niż obecnie jest wodór. Wiele wdrażanych technologii ma pozwolić na to, aby bez większych przeszkód stosować ten rodzaj paliwa do pojazdów silnikowych. Jednak już od dawna wodór jest niezbędnym surowcem w wielu instalacjach do produkcji paliw tradycyjnych i używany przede wszystkim do tzw. wodorowych procesów katalitycznych (m.in. hydrokrakingu i hydrorafinacji). Tradycyjna technologia produkcji wodoru polegająca na reformingu parowym gazu ziemnego generuje wysoką emisję GHG w cyklu życia. Przyczyną tego jest wykorzystanie surowca kopalnego, z którego na etapie produkcji powstaje CO2 (traktowany jako emisja z paliwa kopalnego i wliczany do bilansu emisji GHG). Drugim powodem jest wysoka energochłonność procesu, która przekłada się na dodatkową emisję gazów cieplarnianych generowaną w cyklu życia. Mając na uwadze ten aspekt, celowym jest wykorzystanie alternatywnych sposobów otrzymywania wodoru oraz znanych procesów, ale z wykorzystaniem biomasy odpadowej jako wyjściowego surowca. Procesy takie prowadzą do uzyskania wodoru, który ze względu na pochodzenie surowca z jakiego powstał, traktowany jest jako biopaliwo. Obecne rozwiązania prawne dają możliwość zakwalifikowania biowodoru używanego w wyżej wymienionych procesach rafineryjnych jako biogenny składnik tradycyjnego paliwa. Jednak aby uzyskał on status biopaliwa zaliczonego na poczet realizacji NCW, musi on spełniać wymogi dyrektywy 2009/28/WE (tzw. RED) i ILUC. Kluczowym jest więc udowodnienie, że surowce z których dane biopaliwo wyprodukowano spełniają tzw. kryteria zrównoważonego rozwoju. W artykule opisano metody produkcji wodoru ze szczególnym uwzględnieniem biomasy jako surowca do jego produkcji. W przypadku jej wykorzystania, otrzymany w wyniku jej przeróbki wodór posiada biogenny charakter, a zatem może być potraktowany jako biopaliwo. Jednak zgodnie z obecnymi przepisami, każde biopaliwo, aby zostało zaliczone na poczet realizacji Narodowego Celu Wskaźnikowego (NCW), musi wykazać spełnienie tzw. kryteriów zrównoważonego rozwoju. Jednym z nich jest minimalny poziom ograniczenia emisji gazów cieplarnianych liczony w cyklu życia. Dlatego w artykule przeanalizowano trzy ścieżki produkcyjne, tj. produkcję biowodoru z biogazu, resztek drzewnych oraz surowej gliceryny. Spośród tych trzech najkorzystniejszym wariantem okazał się reforming biogazu, który wykazał ograniczenie emisji GHG na poziomie około 77%. Dodatkowo, tylko ta ścieżka produkcji spełniła wymagania stawiane biopaliwom otrzymywanym w nowych instalacjach.

EN

One of the fuels which will be used in the future to a much greater extent than currently is hydrogen. Many of the implemented technologies will allow this kind of fuel to drive motor vehicles without major obstacles. However, hydrogen has long been an indispensable raw material for many installations for the production of traditional fuels and used primarily for the so-called hydrogen catalytic processes (including hydrocracking, hydrotreating). Traditional hydrogen production based on natural gas steam reforming, generates high GHG emissions over the life cycle. The reason for this is the use of fossil raw material, from which CO2 is generated at the production stage (treated as emission from fossil fuel and included in the GHG emission balance). The second reason is the high energy consumption of the process, which translates into additional greenhouse gas emissions generated in the life cycle. Given this aspect, it is advisable to use alternative methods of obtaining hydrogen and known processes, but using waste biomass as the starting raw material. Such processes lead to obtaining hydrogen, which due to the origin of the raw material from which it was created, is treated as a biofuel. Current legislation allows the possibility to qualify the biohydrogen used in the abovementioned refinery processes as a biogenic component of traditional fuel. However, according to the current regulations, each biofuel must meet the sustainability criteria. One of them is the minimum level of greenhouse gas emission reduction calculated in the whole life cycle. Therefore, as part of this work, three production paths have been analyzed. The following pathways were analyzed: biohydrogen from biogas, biohydrogen from wood residues and biohydrogen from raw glycerine. Of the three, the most advantageous variant turned out to be biogas reforming, which showed a GHG emission reduction of around 77%. In addition, only this production path met the requirements for biofuels obtained on new installations.

19

Integrated anaerobic digestion and gasification processes for upgrade of ethanol biorefinery residues

Nogueira Nakashima Rafael, Flórez-Orrego Daniel, Oliveira, Jr Silvio de

Journal of Power Technologies

|

2019

|

Vol. 99, nr 2

104--114

EN

The upgrading of the biorefineries residues is a possible way to increase the overall process efficiency while attaining economical revenues from wastes that otherwise would be discarded. In this sense, anaerobic digestion and gasification represent interesting alternatives to convert organic residues into biofuels, electricity or other bioproducts. However, few studies have explored energy integration possibilities between those options or evaluated various final product pathways. Thus, in this work, various scenarios aimed at capitalizing the main residues of the sugarcane ethanol industry (vinasse and bagasse) are investigated. Two process layouts combining anaerobic digestion and gasification are proposed for each desired product (methane, hydrogen or power). The highest exergy efficiency (48%) was obtained for the configuration focused on methane production and using a combined cycle, since it requires fewer resources and separation steps to convert feedstock into exportable products. On the other hand, exergy was primarily destroyed in vinasse disposal, since a significant fraction of its organic wastes are inert to anaerobic digestion, followed by the bagasse gasifier and utility systems, due to the irreversible reactions occurring in these processes. In short, this study points to some improvement opportunities and reinforces the advantages of the waste capitalization concept.

20

Badania instalacji zgazowania paliw alternatywnych zintegrowanej z kotłem w lokalnej elektrociepłowni

Maj Izabella, Ostrowski Piotr, Polok Michał

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2019

|

T. 50, nr 9

329--334

PL

W polskich ciepłowniach powszechnie użytkowane są wodne kotły rusztowe o średnich mocach, w których standardowym paliwem jest węgiel kamienny. W takich kotłach można zastosować pośrednie współspalanie paliw alternatywnych (biomasy, RDF, odpadów) przez integrację z zewnętrznym reaktorem zgazowania. W artykule przedstawiono wyniki badań testowych innowacyjnej instalacji zgazowania zbudowanej przy parowym kotle węglowym znajdującym się w miejskiej elektrociepłowni na południu Polski. Proces zgazowania jest prowadzony z wykorzystaniem spalin pobieranych z kotła. Powstały w procesie gaz palny (syngaz) jest recyrkulowany do komory spalania kotła. W drugiej części artykułu opisano parametry instalacji i procesu (wymiary reaktora, spodziewany skład syngazu) technologii zgazowania zintegrowanej z kotłem WR 8. Instalacja składa się z rektora w postaci bębna z obrotowym wirnikiem, który jest zasilany paliwem od góry. Obroty wirnika zapewniają ciągły ruch paliwa wewnątrz reaktora, zapobiegają tworzeniu się aglomeratów i zapewniają transport stałej pozostałości procesu w kierunku zsypu. Czynnik zgazowujący (spaliny) jest pobierany z kotła i doprowadzany do reaktora kanałem spalin. Przepływ gazu przez reaktor jest wymuszany wentylatorem strumienicowym napędzany parą lub sprężonym powietrzem. Syngaz zawierający składniki palne (CO, CH4, H2, CnHm) jest recyrkulowany do komory spalania i zasila wybrane palniki. Wyniki badań wskazują, że zastosowanie technologii zgazowania pozwala na współspalanie paliw alternatywnych (biomasy, RDF, odpadów) w istniejących kotłach ciepłowniczych i może być częścią lokalnej gospodarki odpadami.

EN

Grate boilers are very popular in Polish energy system. Research presented in this paper proved that such boilers can realize indirect combustion of alternative fuels (biomass, RDF, waste) by use of external gasification reactor. This paper presents results of innovative gasification process with use of flue gas as a gasifying agent. Gasification reactor is connected to the power boiler in local boiler room in the south of Poland. Combustible gas (syngas) which is a product of a process can be recirculated to the boilers combustion chamber and fed some of the burners. During tests of gasification installation a composition of the syngas as well as lower calorific value were determined. Syngas composition (CO, CH4, H2, CnHm) was determined by on-line gas analyzer.