Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

CO2 - CH4 sorption induced swelling of gas shales: An experimental study on the Silurian shales from the Baltic Basin, Poland

Miedzińska D., Lutyński M.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2018

|

Vol. 54, iss. 2

415--427

EN

The main aim of the research presented in the paper was to study the phenomena of shale swelling induced by CH4 and CO2 sorption. In the study, a Silurian gas shale sample from the Baltic Basin in Poland was used. Samples represented typical characteristic features of polish shale gas formations with relatively low total organic carbon (0.8%) and high clay mineral content. The first part of the study was devoted to competitive adsorption of CO2 and CH4. The second part was devoted to observation of the sorption induced swelling phenomena, where sample linear strains were monitored with the use of strain gauges. Swelling tests were conducted up to the pressure of approximately 8 MPa with CO2, CH4 and helium as the baseline. Experimental results were compared with the Seidle and Huitt model where Langmuir constants where determined with volumetric sorption tests. Results of the study showed that matrix swelling in case of CO2 adsorption was greater than in the case of CH4 adsorption. The swelling value was directly proportional to adsorption and was about 5 to 10 times smaller than in the case of coal. Sorption of methane and carbon dioxide in the gas-bearing shale was about 10-times lower than in hard coals. The Seidle and Huitt model developed for coals was equally suitable to describe the processes of shale swelling.

2

Badania świadomości społecznej na temat geologicznego składowania CO2 w Polsce (Artykuł polemiczny)

Weiss M., Lutyński M.

Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie

|

2018

|

nr 5

3--10

PL

Artykuł przedstawia wyniki badań ankietowych na temat ograniczania emisji dwutlenku węgla do atmosfery metodą jego geologicznego składowaniem (CCS). Pokazały one, że respondenci ankiety w większości akceptują tę metodę, aczkolwiek w dużym stopniu występuje problem braku jej znajomości oraz związanego z tym braku zdecydowania. Analiza wyników badań wykazała również potrzebę aktualizacji programów nauczania w zakresie ochrony środowiska.

EN

Despite the sophistication of technology designed to limit the impact of burning fossil fuels on the environment one of the key requirements of its input can be social acceptance. This work presents the results of the studies conducted in Poland in the area of social acceptance of geological storage of carbon dioxide (CCS). Findings were published in most positive acceptance of this method, however, next to a large extent there is a problem of ignorance of this method and the fact the lack of decisiveness. Analysis of the results of the study showed the need to update curricula in the field of environmental protection.

3

Społeczne aspekty związane z komercyjnym składowaniem dwutlenku węgla w Polsce (Komunikat)

Weiss M., Lutyński M.

Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie

|

2017

|

nr 8

28--31

PL

Rozwój przemysłu, a w konsekwencji wzrost emisji dwutlenku węgla zmusza do poszukiwania nowych technologii i sposobów redukcji jego emisji do atmosfery. W artykule przedstawiono problem społecznej akceptacji wychwytywania, transportowania i składowania dwutlenku węgla (CCS) jako potencjalnego środka redukcji jego emisji w Polsce. Ten problem ma zasadnicze znaczenie dla realizacji dużych projektów CCS. Należy więc organizować kampanie informacyjne związane z nowymi technikami ograniczenia emisji dwutlenku węgla do atmosfery w celu uświadomienia społeczeństwu, iż technologie takie są bezpieczne dla środowiska. Najważniejszą kwestią owych kampanii jest dotarcie do świadomości zwykłego obywatela.

EN

The development of industry and – consequently – the increase of carbon dioxide emissions have forced the search for new technologies and ways to reduce carbon dioxide emissions into the atmosphere. The article presents the issue of social acceptance for carbon capture, transport and storage (CCS) as a potential means of reducing carbon dioxide emissions in Poland. This problem is essential for the implementation of large CCS projects. Organizing relevant information campaigns related to new techniques of reducing carbon dioxide emissions into the atmosphere may help in the implementation of CCS projects. The most important in such campaigns is to present in the proper way information to the ordinary citizen.

4

Potencjał krajowych surowców krytycznych istotnych dla gospodarki Unii Europejskiej

Lutyńska S., Lutyński M.

Wiadomości Górnicze

|

2016

|

R. 67, nr 9

512--515

PL

Problem zasobów surowców krytycznych w Unii Europejskiej jest sprawą priorytetową, gdyż ryzyko zachwiania lub przerwania płynności podaży i dostaw powodujących ich deficyt, może mieć poważne skutki ekonomiczne dla całej gospodarki. Dlatego też istotnym jest – o czym mowa w artykule – aby rozwój nauk górniczych oraz innych dziedzin nauki, takich jak inżynieria chemiczna lub ochrona środowiska, pozwolił na bezpieczną eksploatację zasobów lub też odzysk tych surowców z odpadów lub złóż antropogenicznych. W Polsce można znaleźć zasoby ośmiu z 20 wytypowanych surowców krytycznych.

EN

The problem of resources of critical raw materials in the European Union is a priority, because the risk of disrupting or interruption of the flow of supply and deliveries causing their deficit can have serious economic consequences for the entire economy. Therefore, it is important - as mentioned in the article - that the development of mining sciences and other science disciplines, such as chemical engineering or environment protection, could allow for the safe exploitation of resources or recovery of raw materials from waste or anthropogenic deposits. In Poland one can find eight from 20 selected, critical raw materials.

5

Comparison of Selected Properties of Natural and Ceramic Proppants Used in Hydraulic Fracturing Technologies

Lutyński M., Janus D., Zimny M.

Inżynieria Mineralna

|

2015

|

R. 16, nr 2

299--303

EN

Proppants are synthetic or natural grains used in the gas/oil well drilling industry to hold fractures open around the wellbore in order to enhance fluid extraction after hydraulic fracturing processes. Proppant shape, a significant factor in the hydraulic fracturing dynamic, has an impact on the proppant pack strength, permeability, and conductivity. Proppant should have an optimized spherical shape which is characterized by two values: sphericity and roundness. The other important feature of the proppant is acid solubility. Acid solubility test determines the suitability of a proppant for use in applications where the proppant can come into contact with acids. In this study we compared the roundness and sphericity as well as acid solubility of three ceramic proppants: Baltpropp 16/30 ISP Baltpropp 20/30 HSP and Baltpropp 30/40 HSP with two natural materials, namely sands from Katowice and Ostrowiec quarries and silicon carbide. In all performed tests ceramic proppants performed better than sand from the quarries in Katowice and Ostrowiec. The third ceramic material, silicon carbide had the lowest roundness and sphericity whereas its acid solubility was rather low.

PL

Propanty są to ziarna materiałów syntetycznych lub naturalnych stosowane w wiertnictwie gazu/ropy do utrzymywania stabilnych szczelin wokół odwiertu, w celu zwiększenia wydobycia płynu w procesie szczelinowania hydraulicznego. Kształ ziaren propantu jest istotnym czynnikiem dla dynamiki szczelinowania hydraulicznego, ma wpływ na ciśnienie, przepuszczalność i przewodność. Propant powinien mieć optymalną kształt (kulisty), który charakteryzują dwie wartości: sferyczność i okrągłość. Inną ważną cechą propantu jest rozpuszczalność kwasowa. Rozpuszczalność kwasowa określa przydatność materiału do procesu, w którym środek może mieć kontakt z kwasami. W artykule przedstawiono wyniki porównania współczynników okrągłości i kulistości oraz rozpuszczalności trzech ceramicznych propantów: Baltpropp 16/30 ISP, Baltpropp 20/30 HSP i Baltpropp 30/40 HSP oraz dwóch naturalnych materiałów: piasków z kopalni w Katowicach i węglika krzemu w Ostrowcu. We wszystkich przeprowadzonych badaniach propanty ceramiczne miały lepsze parametry niż piasek z kamieniołomów w Katowicach i Ostrowcu. Trzeci materiał ceramiczny, węglik krzemu miał najniższy wskaźnik okrągłości i kulistości, podczas gdy jego rozpuszczalność była raczej niska.

6

Halloysite as Mineral Adsorbent of CO2 – Kinetics and Adsorption Capacity

Lutyński M., Sakiewicz P., Gonzalez M. A. G.

Inżynieria Mineralna

|

2014

|

R. 15, nr 1

111--117

EN

Physical adsorption of carbon dioxide on various mineral adsorbents is becoming extremely interesting in the field of energy and environment where CCS technology is an option for CO2 emission reduction. In the article the halloysite from Dunino deposit was assessed in terms of its potential use as a CO2 adsorbent. Results of tests indicate that modified halloysite (i.e. calcinated or modified by acid treatment) has a relatively low adsorption capacity which should be easily increased by other surface modification methods. Sorption kinetic is rather fast and over 85-89% of CO2 adsorption is accounted by a rapid sorption step i.e. 7 to 16 seconds.

PL

Procesy adsorpcji fizycznej CO2 na różnego rodzaju adsorbentach mineralnych są istotne z punktu widzenia technologii wychwytywania i separacji tego gazu z dużych źródeł stacjonarnych (CCS). W artykule przedstawiono wyniki adsorpcji CO2 na haloizycie ze złoża Dunino, który może mieć potencjalne zastosowanie w technologiach adsorpcyjnych. Rezultaty badań wskazują, że adsorpcja CO2 na modyfikowanym haloizycie tj. kalcynowanym oraz kwasowanym jest relatywnie niska w porównaniu z innymi adsorbentami mineralnymi, jednakże odpowiednia metoda jego modyfikacji może zwiększyć znacznie jego chłonność sorpcyjną. Przeanalizowano również kinetykę sorpcji, gdzie oszacowano iż 85-89% CO2 adsorbuje się w czasie 7-16 sekund.

7

Impact of preparation and storage of activated carbon on the high pressure sorption of CO2

Lutyński M.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2014

|

Vol. 62, nr 1

113-119

EN

Adsorption of carbon dioxide on activated carbons has become extremely interesting in the field of energy and environment. Activated carbon is either used as a model to understand sorption processes on coals as a part of research on CO2 geological storage/Enhanced Coalbed Methane or as an adsorbent for processes such as natural gas treatment or CO2 separation from flue gas. The paper presents results of high-pressure CO2 sorption at the temperature of 318K on two similar activated carbons (Filtrasorb 400 and WAZ 0.6-2.4 mm) where one sample of WAZ was not subjected to any pretreatment procedure. Experimental results were fitted with three parameter Langmuir and therefore it was possible to calculate CO2 adsorbed phase densities. The WAZ activated carbon has a slightly lower sorption even though it was pretreated with the same procedure. The untreated sample of WAZ exhibited sorption which was lower over 15%. Calculated adsorbed phase densities differ between the activated carbons and the lowest value was obtained for the untreated WAZ sample (21.0 mol/dm3).

8

In-situ treatment of groundwater contaminated with underground coal gasification products

Suponik T., Lutyński M.

Archives of Mining Sciences

|

2013

|

Vol. 58, no. 4

1263--1278

EN

In the paper the contaminants that may be generated in Underground Coal Gasification (UCG) process were listed and include mainly mono- and polycyclic aromatic hydrocarbons, phenols, heavy metals, cyanides, ammonium, chloride and sulphate. As a method of UCG contaminated groundwater treatment a Permeable Reactive Barrier technology was proposed. To assess the effectiveness of this technology two tests were carried out. Granulated activated carbon (GAC) and zeolite, and granulated activated carbon and scrap iron were applied in the first and second test respectively. For these materials the hydro geological parameters called reactive material parameters were determined and discussed. The results of the experiments showed that GAC seems to be the most effective material for phenols, BTX, PAH, cyanides and slightly lowers ammonia removal, while zeolites and scrap iron removed free cyanide, ammonia and heavy metals respectively.

PL

Podziemne Zgazowanie Węgla (PZW) jest alternatywną metodą pozyskiwania energii z węgla. Jest to zespół przemian termicznych i chemicznych przebiegających bezpośrednio w złożu węgla, zachodzących pomiędzy substancją organiczną a czynnikiem zgazowującym, jakim może być powietrze, tlen, para wodna, dwutlenek węgla. Poza wieloma zaletami metoda ta niesie za sobą także wiele zagrożeń, które były rozważane w ramach projektu HUGE 2 (nr RFCR-CT-2011-00002). Jednym z nich jest zagrożenie środowiska wód podziemnych produktami PZW, do których należą wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne, BTX, fenole, metale ciężkie, cyjanki, jony amonowe, chlorki i siarczany. W celu zminimalizowania tego zagrożenia w pracy rozważono zastosowanie w obszarze reaktora PZW technologii Przepuszczalnej Bariery Reaktywnej (PRB). W technologii tej zanieczyszczenia usuwane są in-situ poprzez przepływ wód przez odpowiednio dobrany materiał reaktywny. W tablicy 1 przedstawiono podstawowe parametry bariery, które należy określić, aby skutecznie i długotrwale chronić środowisko wodne przed zanieczyszczeniami. Jako materiał reaktywny w pracy wybrano, na podstawie zdolności oczyszczania, granulowany węgiel aktywny (do usuwania związków organicznych) oraz żelazo metaliczne i alternatywnie zeolity (do usuwaniazwiązków nieorganicznych i pozostałych związków organicznych po złożu węgla aktywnego). Badania prowadzone były w dwóch instalacjach badawczych składających się z pompy perystaltycznej oraz dwóch szeregowo połączonych szklanych kolumn filtracyjnych (rys. 1). W obu instalacjach pierwsza kolumna wypełniona była granulowanym węglem aktywnym, zaś druga odpowiednio w pierwszej i drugiej instalacji, żelazem metalicznym i zeolitami. Materiał reaktywny poza zdolnościami do usuwania zanieczyszczeń, musi również charakteryzować się długotrwałą i stabilną przepuszczalnością dla wód. Dlatego też jego skład ziarnowy dobrano w taki sposób, aby współczynnik filtracji materiału reaktywnego zawierał się między 2x10-4 i 6x10-3 m/s (co oznacza że powinien charakteryzować się maksymalnymi wartościami współczynnika filtracji dla piasku drobnoziarnistego i gruboziarnistego). Tabele 3 i 4 przedstawiają odpowiednio skład ziarnowy materiału reaktywnego zastosowanego w badaniach laboratoryjnych oraz jego główne parametry hydrogeologiczne. Zastosowany w badaniach roztwór przygotowany został poprzez zmieszanie wody destylowanej z odpowiednimi masami odczynników chemicznych, uzyskując w ten sposób stężenia zanieczyszczeń podobne do wartości przedstawionych w pracach (Kapusta & Stańczyk, 2011; Liu & in., 2006). W tabelach 5 i 6 oraz na rysunkach 2-8 przedstawiono wartości parametrów fizykochemicznych oraz stężeń substancji chemicznych zmierzonych w wodach pobranych z instalacji badawczych 1 i 2. We wnioskach pracy stwierdzono, iż granulowany węgiel aktywny jest odpowiednim materiałem do usuwania z wód fenoli, BTX, wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych, wolnych cyjanków oraz w mniejszym stopniu również jonów amonowych. Węgle nie wpływały na temperaturę wód oraz na potencjał redox i przewodność elektrolityczną. Zeolity z kolei skutecznie usuwały wolne cyjanki, jony amonowe oraz w pewnym stopniu fenole. W zależności od składu chemicznego wód oraz powinowactwa metali do zeolitów mogły one również usuwać metale ciężkie. Zeolity nie wpływały natomiast na temperaturę i powodowały znaczące obniżenie się wartości pH oraz przewodności elektrolitycznej wody. Przepływająca przez złoże zeolitu woda wzbogacała się z kolei (z całą pewnością w początkowym etapie pracy złoża) w rozpuszczony tlen, co miało odzwierciedlenie w wyższych wartościach potencjału redox w kolejnych punktach poboru wody. Ostatnim analizowanym w pracy materiałem było żelazo metaliczne. Chociaż nie wpływało ono w żaden sposób na stężenie związków organicznych w wodach, przyczyniło się do usunięcia z nich wszystkich metali ciężkich. Żelazo spowodowało ponadto wzrost temperatury i wartości pH oraz zdecydowane obniżenie się potencjału redox i stężenia tlenu rozpuszczonego. Rozważając zastosowanie wymienionych materiałów reaktywnych w technologii PRB do usuwania produktów PZW trzeba pamiętać o ograniczonej pojemności sorpcyjnej węgla aktywnego oraz zeolitów oraz o konieczności poddawania ich reaktywacji. Fakt ten oraz duże trudności technologiczne związane z zainstalowaniem materiału oraz jego wymianą stanowią wyzwanie do dalszych analiz i prac w tym obszarze.

9

Potencjał energetyczny zdeponowanych mułów węglowych

Lutyński A., Baic I., Lutyński M.

Polityka Energetyczna

|

2012

|

T. 15, z. 3

259-271

PL

W artykule przedstawiono wyniki analizy potencjału energetycznego depozytów mułów węglowych. Wyniki zaprezentowanej analizy dotyczą stanu surowego tych mu?ów oraz produktów, które uzyskano w wyniku ich wzbogacania różnymi metodami. Mu?y węglowe wzbogacano w hydrocyklonie zagęszczająco-klasyfikującym, klasyfikatorze odśrodkowym, wzbogacalniku zwojowym Reicherta i metodą flotacji. Oceniono zarówno potencjał energetyczny mułów po ich wzbogaceniu, jak i straty potencjału energetycznego, które ponoszone są w wyniku wzbogacania. Najkorzystniejsze rezultaty uzyskano w przypadku metody flotacji. Średnio strata potencja?u energetycznego wyniosła w tym przypadku 15% i wahała w granicach od 3 do 31% dla poszczególnych osadników. Średnio wartość opałowa uzyskanego produktu wyniosła 25 057 kJ/kg i była najwyższą spośród uzyskanych we wszystkich analizowanych metodach. Najwyższe straty potencjału energetycznego mułów węglowych zanotowano w przypadku wzbogacania w klasyfikatorze odśrodkowym z wstępnym odmuleniem wzbogacanego materiału. Strata potencja?u energetycznego wyniosła w tym przypadku średnio 68% i wahała się dla poszczególnych osadników od 13% do nawet 98%. Średnio wartość opałowa uzyskanego produktu wyniosła 22 864 kJ/kg. Wyniki te są podobne do osiąganych przy wzbogacaniu mułów w spiralach Reicherta z wstępnym odmulaniem materiału. Średnia strata potencjału energetycznego mułów wzbogacanych w spiralach Reicherta wyniosła 64%, a wartość opałowa produktu wzbogacania 22 678 kJ/kg.

EN

This paper presents the results of an energetic potential analysis of coal slurries deposited in impoundments. Results shown are on an “as received” basis and for concentrates after beneficiation. Coal slurries were beneficiated using the following techniques: hydrocyclone classifier-separator, centrifugal separator, Reichert spiral separator LD4, and flotation. An assessment of energetic potential was made for concentrate, whereas losses of energetic potential due to beneficiation were estimated. Performed tests showed that the most effective method was flotation, where the loss of energetic potential was, on average, 15% and varied from 3 to 31% depending on the impoundment. The average value for the obtained concentrate was 25,057 kJ/kg, being the highest among all of the methods. The highest losses of energetic potential of coal slurries were observed in the case of the centrifugal separator with sludge removal of feed. The loss of energetic potential was on average 68% and varied depending on the impoundment from 13% to as much as 98%. Average calorific value was 22,864 kJ/kg. The results are similar to those obtained with the use of the Reichert spiral with initial sludge removal from the feed. The average loss of energetic potential of coal slurries beneficiated in Reichert spirals was 64%, and the calorific value 22,678 kJ/kg. The lowest calorific values of concentrate were obtained from the hydrocyclone classifier-separator. Despite a significant loss of energetic potential of coal slurries, which was on average 44% and ranged from 12 % to 97%, the calorific value of the product was 16,950 kJ/kg and did not increase significantly in relation to the calorific value of raw coal slurry, which was 16,427 kJ/kg. Results obtained from this research showed that it is possible to beneficiate coal slurries deposited at old impoundments. Nevertheless, they revealed that a high loss of energetic potential should be taken into account when applying certain technology.

10

Potencjalne możliwości składowania CO2 w łupkach gazonośnych w Polsce

Lutyński M.

Przegląd Górniczy

|

2011

|

T. 67, nr 7-8

239--241

PL

W artykule przedstawiono podział niekonwencjonalnych złóż gazu, tj. gazu, ziemnego zamkniętego (uwięzionego), gazułupkowego oraz metanu pokładów węgla, a także perspektywicznych źródeł gazu powstałych z konwersji lub przetwarzania z innej fazy. Podano podstawową charakterystykę złóż gazu łupkowego oraz przedstawiono pewną analogię do złóż metanu pokładu węgla. Dokonano krótkiego przeglądu literatury dotyczącej wydobycia gazu łupkowego oraz sorpcji CO2 na łupkach węglowych i postawiono tezę, że możliwe jest składowanie CO2, czyli gazu cieplarnianego w pokładach łupków gazonośnych

EN

The article presents the division of non-conventional gas deposits, i.e. confined natural gas, shale gas and coal-bed methane, as well as perspective gas sources arisen from conversion or processing from another phase. The basic characteristics of shale gas deposits was given and an analogy to coal-bed methane deposits was presented. A short literature review concerning the exploitation of shale gas and CO2 sorption on coal shales was carried out and the thesis was stated that possible is the storage of CO2 , i.e. a greenhouse gas, in gas-bearing shale seams.

11

Selected properties of the halloysite as a component of Geosynthetic Clay Liners (GCL)

Sakiewicz P., Nowosielski R., Pilarczyk W., Gołombek K., Lutyński M.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2011

|

Vol. 48, nr 2

177--191

EN

Purpose: The aim of this paper was to present some properties of halloysite and its applications as a component of Geosynthetic Clay Liners (GCL). The following article presents results of comparative tests of the influence of different factors on the halloysite and halloysite - bentonite mixture properties. Design/methodology/approach: Many studies including SEM, XRD, FTIR, EDS, ICP and XRF have been made to examine the halloysite and halloysite - bentonite mixture properties. Findings: Influence of the halloysite additive on characteristics of sealing GCL properties. Research limitations/implications: Studies described in this work should help to improve composition and optimize parameters of sealing clay mixtures improving activities and functioning of GCL during a long period of time. Comparison of the effects of the halloysite additive on characteristics of sealing clay layers properties and the possibility of its application in this area. Practical implications: Knowledge about changing of GCL properties during long time exploitation in landfills allows for selection of theirs main sealing parameters. The wrong choice of GCL parameters leads to multiplication of environmental costs and pollution of the area around storage place. Originality/value: Halloysite shows high sorption properties in relation to toxic heavy metals (eg cadmium, lead) and solutions containing harmful hydrocarbons, eg benzene, as well as toxic gases (ammonia, hydrogen sulfide). They are in aqueous solutions, therefore, their capacity for migration through protective barriers sometimes pose a growing threat to the environment. Using halloysite as a component of GCL significantly reduced this problem. The halloysite additive to GCL reduces the vulnerability of the sealing barrier towards the influence of calcium ions improving quality and durability of mineral insulation.

12

Podziemne składowanie i monitoring CO2 - aktualne kierunki rozwoju

Lutyński M., Wolf K.

Przegląd Górniczy

|

2010

|

T. 66, nr 10

103-109

PL

Jednym ze sposobów zmniejszenia emisji CO2, jest wychwytywanie tego gazu ze strumienia gazów spalinowych źródeł stacjonarnych, a następnie zatłaczanie głęboko pod powierzchnię w celu składowania (tzw. geologiczne składowanie CO2). Potencjalne miejsca, gdzie gaz ten może być składowany to np.: sczerpane złoża ropy/gazu, głębokie poziomy wodonośne oraz pokłady węglowe. W artykule przedstawiono kryteria i wytyczne selekcji miejsc składowania oraz szacunkową pojemność miejsc składowania.

EN

One of the ways of CO2 emission reduction is to capture this gas from the steam of combustion gases and next to force it deep under surface in order to store (so called geological storage of CO2). Potential places where this gas can be stored there is for example: exhausted deposits of crude oil/gas, deep water-bearing horizon as well as coal deposits. Criterions and directives of places selection as well as estimated cubic capacity of storage places are presented.

13

A concept of Enhanced Methane Recovery by high pressure CO2 storage in abandoned coal mine

Lutyński M.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2010

|

T. 26, z. 1

93-104

EN

Due to increasing carbon dioxide emissions new methods of carbon capture and storage away from biosphere are being under investigation. Considering favorable geological structure i.e.: impermeable overburden and large volume of mine voids one of the places of geological CO2 storage can be abandoned underground coal mines. The article presents the concept of CO2 high pressure storage in abandoned coal mine as one of the methods of its geological sequestration. CO2 can be stored in a mine as a free gas, gas dissolved in water and gas adsorbed in remaining coal seams. Estimation of storage capacity of a mine was done with the use of data from the mine as well as laboratory sorption experiments. Estimated storage capacity of a case study mine as a high pressure CO2 sink was 8.09 ź 106 t. Enhanced methane recovery from remaining coal seams which may occur after CO2 injection was also analyzed. For the purpose of the study reservoir simulator for unconventional reservoirs was used. Input data were typical for Upper Silesian Coal Basin. Results of the study indicate that injection of CO2 into a mine enhance methane recovery through surface wells.

PL

Wobec zwiększającej się emisji dwutlenku węgla zmierza się do redukcji emisji tego gazu ze źródeł stacjonarnych. Przy założeniu odpowiednich warunków geologicznych takich jak: szczelność nadkładu i duża objętość pustek poeksploatacyjnych jednym z miejsc podziemnego (geologicznego) składowania CO2 mogą być zlikwidowane kopalnie węgla kamiennego. W artykule przedstawiono koncepcję wysokociśnieniowego składowania CO2 w zlikwidowanej kopalni węgla kamiennego jako jedną z metod składowania tego gazu. Dwutlenek węgla może być składowany w kopalni jako gaz wolny, gaz rozpuszczony oraz jako gaz zaadsorbowany w pozostałych pokładach węglowych. Oszacowano pojemność przykładowej kopalni węgla kamiennego jako wysokociśnieniowego składowiska CO2 na podstawie danych z kopalni oraz pomiarów sorpcji tego gazu na węglu. Całkowita ilość CO2 jaki mógłby zostać zmagazynowany w kopalni wynosi około 8,09 ź 106 t. Przeanalizowano również możliwość stymulacji odzysku metanu z pozostałych resztek pokładów węglowych, jaka może zaistnieć po zatłoczeniu CO2 pod ciśnieniem do kopalni. W tym celu użyto symulatora złożowego złóż niekonwencjonalnych i danych charakterystycznych dla Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Symulacje wykazały znaczny wpływ zatłaczania CO2 do kopalni na uzysk metanu w otworach wierconych z powierzchni i ponad dwukrotne zwiększenie wydobycia tego gazu w początkowym okresie eksploatacji.

14

Possibility of using permeable reactive barrier in two selected dumping sites

Suponik T., Lutyński M.

Archives of Environmental Protection

|

2009

|

Vol. 35, no. 3

109-122

EN

In the first part of the paper the most often used processes in PRB technology arc presented and described. These processes are: redox reactions, pH control, adsorption and biodegradation. They proceed in the reactive materials listed in the table. In the second part of the paper the procedure used in the assessment of possibilities of using PRB technology is presented. It was suggested to use preliminary assessment during the initial stage of the procedure, as it limits the range of the analysis to several most important factors. Moreover, the conditions of using PRB were described. They can help to decide whether this technology should be accepted or not in the initial stage of the procedure. Such preliminary assessment of possibilities of using PRB was performed for two selected areas of dumping sites located in Upper Silesia, Poland. After accepting the possibilities of using this technology in their area, the types of reactive materials for effective treatment of groundwater were proposed for both of them.

PL

W pierwszej części artykułu przedstawiono i opisano najczęściej stosowane procesy w barierze aktywnej technologii PRB. Do procesów tych należą: reakcje redox, wytrącanie przez regulację pH, adsorpcja oraz biodegradacja. Procesy te przebiegają w zestawionych w tabeli materiałach aktywnych. W drugiej części artykułu przedstawiono procedurę postępowania w ocenie możliwości zastosowania technologii PRB. Zasugerowano by w pierwszym etapie procedury przeprowadzać ocenę wstępną, która ogranicza zakres analizy do niezbędnych i najistotniejszych czynników. Przedstawiono warunki stosowania technologii PRB, które mogą być pomocne w podjęciu decyzji o akceptacji bądź rezygnacji z jej stosowania w początkowym etapie procedury. W artykule wstępnie oceniono możliwości zastosowania technologii PRB dla dwóch wybranych obszarów składowisk odpadów zlokalizowanych na terenie województwa śląskiego w Polsce. Po zaakceptowaniu w ich obszarze możliwości stosowania technologii, zaproponowano dla obu z nich odpowiedni materiał aktywny pozwalający na skuteczne oczyszczanie wód gruntowych.

15

Assessement of cavings fill efficiency as a function of theological parameters of fine-grained slurry

Jendruś R., Lutyński M., Pierzyna P., Strozik G.

Zeszyty Naukowe. Górnictwo / Politechnika Śląska

|

2008

|

z. 286

575-588

EN

Abandoned mining areas where extraction of minerals took place without backfilling (longwall with caving, room & pillar, etc.) represent, from one side, areas of intensified surface subsidence risk, and from the other side, a large volume of underground space, which can be filled up with waste or other redundant substances. Also a significant problem in numerous coal mines is utilization of saline waters from their drainage systems. The paper presents results of laboratory experiments on flow and distribution in cavings of slurries containing saline waters and selected types of coal combustion by-products. Authors wanted to expose the role of type of fly ash and concentration of solids on flow properties of grouts in transport pipelines and migration properties after discharge in cavings area. 16 compositions of slurries made with four types of fly ash have been taken under consideration in hydraulic transport analyze. Additionally a flow of selected slurries in a single rectangular cavity of given aperture has been analyzed using an equation of flow of Bingham fluids between two parallel plates.

PL

Obszary zrobów poeksploatacyjnych pozostawione bez wypełnienia podsadzką (np. systemy ścianowe zawałowe, filarowo-komorowe itp.) stanowią z jednej strony strefy zagrożone intensywnymi deformacjami powierzchni, a z drugiej obszary występowania pustek podziemnych o znacznej objętości, które mogą zostać wypełnione odpadami lub innymi zbędnymi substancjami. Do takich należą między innymi zasolone wody z odwadniania kopalń. W artykule przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych parametrów przepływu w rurociągach i rozpływu w gruzowisku zawałowym mieszanin sporządzonych z wybranych ubocznych produktów spalania węgla kamiennego i słonych wód kopalnianych. Celem autorów było między innymi przedstawienie wpływu rodzaju zastosowanego popiołu lotnego i koncentracji części stałych na parametry przepływu mieszanin do doszczelniania zrobów w rurociągach i rozpływu w gruzowisku zawałowym. Przeanalizowano 16 rodzajów mieszanin sporządzonych z 4 rodzajów popiołów lotnych. W drugiej części pracy przedstawiono próbę analizy przepływu mieszanin drobnofrakcyjnych.

16

Is it possible to use PRB technology in the selected dumping sites areas

Lutyński M., Suponik T.

Górnictwo i Geologia

|

2008

|

T. 3, z. 1

67-78

EN

While contamination appear in the groundwater as a result of chemicals effluent from dumping site and it is necessary to use some remediation techniques, the designer should assess whether it is possible to use the specific technology in the effective way. In order to conduct such assessment in case of PRB technology, the designer has to know some factors which can be helpful to decide whether this technology should be accepted or not. In the paper authors identified and described the most important factors of that assessment. Moreover, they specified the criteria of the assessment of possibility of using PRB technology, and on the basis of them estimated the possibility of using this technology for selected areas of dumping sites located in the Silesia district, Poland.

PL

W sytuacji gdy w wodach gruntowych znajdują się zanieczyszczenia wnikające do nich ze składowisk odpadów i trzeba przeprowadzić remediację skażonego obszaru, projektant powinien ocenić, czy istnieje możliwość zastosowania określonej technologii w efektywny sposób. Aby taką ocenę przeprowadzić dla technologii PRB, projektant powinien znać pewne czynniki, które pozwolą na podjęcie decyzji o jej zastosowaniu. W artykule autorzy zidentyfikowali oraz opisali najważniejsze czynniki takiej oceny. Ponadto, wyszczególnili kryteria oceny możliwości zastosowania technologii PRB i na ich podstawie ocenili możliwość jej zastosowania w wybranych obszarach składowisk odpadów zlokalizowanych na terenie województwa śląskiego w Polsce.

17

Temperature effect of methane adsorption isotherm of Illinois coal

Mishra S., Lutyński M.

Górnictwo i Geologia

|

2007

|

T. 2, z. 4

47-56

EN

To help in assessing coalbed methane resources, methane adsorption and desorption capacity of Herrin coal from the Illinois Basin of Illinois were investigated. Maximum methane capacities of moisture-equilibrated coals at different temperatures showed a continuously decreasing trend with increasing temperature in the range of 73oF (22.7oC) to 88oF (31.1oC). Methane sorption behavior of coal was measured using volumetric technique. The Gibb's experimental sorption data was well correlated to Langmuir isotherm that depicted r2 value > 0.97.

PL

W celu oceny zasobów metanu w pokładach węgla kamiennego stanu Illinois wyznaczone zostały izotermy sorpcji i desorpcji metanu dla próbek z pokładu węgla Herrin w zagłębiu Illinois. Maksymalna pojemność sorpcji metanu dla próbek znajdujących się w stanie równowagi wilgotnościowej zmniejsza się wraz ze wzrostem temperatury w zakresie od 73oF (22.7oC) do 88oF (31.1oC). Do badań użyto aparatu, którego budowa wykorzystuje metodę objętościową badania sorpcji fizycznej. Wyniki doświadczalne adsorpcji Gibbsa wykazują dobrą korelację z modelem izotermy sorpcji Langmuira (współczynnik regresji r2>0.97).

18

Analiza modelowania wysokociśnieniowego składowania CO2 w wybranej podziemnej nieczynnej kopalni

Lutyński M.

Zeszyty Naukowe. Górnictwo / Politechnika Śląska

|

2006

|

z. 273

271-280

PL

W artykule zaprezentowano koncepcję wysokociśnieniowego składowania CO2 w podziemnej kopalni węgla. Podano założenia i warunki realizacji koncepcji. Za pomocą programu C02-VR obliczono pojemność przykładowej kopalni, w której ciśnienie w zbiorniku jest wyższe od ciśnienia hydrostatycznego, zapobiegając przy tym zatopieniu kopalni.

EN

In the article the concept of CO2 high pressure storage in abandoned coal mine is presented. Assumptions and conditions for model application are given. Using C02-VR simulator storage capacity for the mine where reservoir pressure is higher than the hydrostatic is calculated.

19

Sekwestracja CO2 w pozabilansowych pokładach węgla jako sposób redukcji emisji tego gazu do atmosfery

Lutyński M.

Zeszyty Naukowe. Górnictwo / Politechnika Śląska

|

2004

|

z. 260

559-570

PL

Wzrost zapotrzebowania na energię powoduje zwiększenie emisji gazów cieplarnianych do atmosfery. Szczególnie niebezpiecznym gazem jest CO2, którego emisja znacznie wzrośnie w przeciągu najbliższych 20 lat. Jedną z metod ograniczenia emisji tego gazu do atmosfery jest jego unieszkodliwianie (sekwestracja) m.in. poprzez zatłaczanie do pozabilansowych pokładów węgla. W artykule przedstawiono symulację zatłaczania CO2 do pokładów węgla z jednoczesnym odzyskiem.

EN

The increase in energy demand causes greater greenhouse gases emissions. The most dangerous greenhouse gas is the carbon dioxide which emission is going to double over the next 20 years. In order to limitate CO2 emissions the sequestration techniques such as geological storage in unmineable coal seams are being developed. In the article the simulations of CO2 injections into the coal seams with enhanced coal bed methane (ECBM) recovery has been presented.