Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Innowacyjne termiczne przekształcanie osadów ściekowych. Cz.1

Pawlak-Kruczek H., Czerep M., Mularski J., Krochmalny K., Niedźwiecki Ł., Baranowski M., Ostrycharczyk M., Wnukowski M.

Wodociągi - Kanalizacja

|

2018

|

nr 12

33--34

2

Zastosowanie sieci neuronowych do oceny krytycznej wilgoci w procesie suszenia

Pelińska-Olko E., Ostrycharczyk M., Czerep M., Pawlak-Kruczek H.

Rynek Energii

|

2018

|

Nr 6

82--91

PL

W artykule przedstawiono możliwości zastosowania sieci neuronowych do wspomagania badań, wykonywanych w procesie suszenia węgli i optymalizacji organizacji suszenia. Sieci zostały wykorzystane w skali laboratoryjnej do weryfikacji badań wilgoci krytycznej węgla brunatnego, suszonego w wirowym złożu fluidalnym. Wilgoć krytyczna jest tutaj rozumiana jako parametr w stanie ustalonym, którego wartość pozostaje od pewnego momentu na niezmienionym poziomie, pomimo dalszego procesu suszenia. Parametr ten odgrywa kluczową rolę w podniesieniu sprawności konwersji energii na energię elektryczną, czego konsekwencją jest zmniejszenie ilości emisji CO2 i innych gazów cieplarnianych oraz zmniejszenie innych negatywnych oddziaływań na środowisko, wynikających z wykorzystywania tego typu węgli do produkcji energii, w postaci np. temperatury i strumienia spalin za kotłem, korozji przewodów spalin. W pracy wykorzystano wyniki badań otrzymanych w ramach projektu pt. „Wstępne suszenie węgla brunatnego dla celów energetycznych” realizowanego na Politechnice Wrocławskiej w konsorcjum z Politechniką Opolską, Instytutem „Poltegor” i Elektrownią Turów, polegającym na eksperymentalnym zbadaniu wybranej koncepcji nowej technologii suszenia węgla brunatnego, przy zastosowaniu niskotemperaturowych źródeł ciepła. Porównano tu przebieg procesu suszenia dwóch skrajnych pod względem ilości popiołu węgli brunatnych: ze złóż w Grecji (40% popiołu) i Australii (5% popiołu). Dzięki swoim możliwościom predykcji parametrów w dalekiej przyszłości, sieci pozwoliły na określeniu wilgoci końcowej badanych węgli, na podstawie jej krótszych przebiegów czasowych w stanach nieustalonych, uzyskanych na drodze doświadczalnej. Zastosowanie ich w tym przypadku staje się zatem ekonomicznie uzasadnione ze względu na możliwość skrócenia czasu trwania eksperymentu. Sieci okazały się także przydatne do szybkiej weryfikacji, czy wyznaczona eksperymentalnie wartość wilgoci krytycznej jest rzeczywiście wartością tego parametru w stanie ustalonym.

EN

In this paper, the authors present the possibilities of using neural networks to support research, performed on the topic of lignite drying and optimization of the lignite drying process. The networks were used on a laboratory scale to verify the final moisture content of lignite determined during drying tests in a vortex fluidized bed. The final moisture content is here understood as a steady-state parameter, the value which, once obtained, remains unchanged, despite the further drying process. This parameter plays a key role in increasing the efficiency of energy conversion from the chemical energy of the lignite to electricity, which results in a reduction of CO2 and other greenhouse gas emissions and reduction of other negative environmental impacts during the use of this type of coal for energy production, such as temperature and volumetric flow rate of the flue gas at the outlet of the boiler as well as corrosion of the exhaust ducts, etc. At work, results of research, obtained as part of the project entitled "Initial drying of lignite for energy purposes" were used as an input data for the neural network. The research was carried out at the Wrocław University of Technology in a consortium with the Opole University of Technology, Poltegor Institute and Turów Power Station, using a novel brown coal drying technology capable of utilizing low temperature heat sources. The course of the drying process of two extreme types of lignite, in terms of the ash content: from deposits in Greece (40% of ash) and Australia (5% of ash). Thanks to their predictive capabilities the networks allowed unambiguous determination of the critical moisture content. The networks have also proved useful in quickly verifying whether the experimentally determined value of a final moisture content is actually the value of this parameter in the steady state.

3

Torrefaction of various types of biomass in laboratory scale, batch-wise isothermal rotary reactor and pilot scale, continuous multi-stage tape reactor

Pawlak-Kruczek H., Krochmalny K., Mościcki K., Zgóra J., Czerep M., Ostrycharczyk M., Niedźwiecki Ł.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2017

|

T. 20, nr 4

457--472

EN

Torrefaction is a thermal pretreatment process that improves properties of biomass relevant to its use as a fuel. It increases a heating value of the biomass, bringing it closer to the one of coal. That prevents the loss of power due to a decrease in calorific value of the fuel when biomass is supposed to replace coal partially. Along with less hygroscopic nature, in comparison to raw biomass, it allows improving logistics of the fuel. It also enhances grindability of the fuel, which is important for boilers and gasifiers that use pulverized fuel. In this study, four types of biomass were torrefied under different temperature regimes. Tests were performed in two different torrefaction reactors: laboratory scale Isothermal Rotary Reactor and pilot scale Multi-stage Tape Reactor (output up 10 kg/h and 100÷500 kg/h respectively). The process was characterized using dry mass loss during torrefaction, known as the mass yield. Energy yield was also calculated. Raw materials have been compared to the corresponding torrefied products. The comparison was based on standard set of properties, that is mandatory to be tested for any solid fuel, e.g., results of the proximate and ultimate analysis, the calorific value of the fuel. Obtained results have shown a significant improvement, regarding grindability after torrefaction. Also, hydrophobic nature of raw and torrefied biomass was a subject of tests. The propensity towards the moisture absorption was determined, by long-term storage under constant relative humidity conditions. Decreased rate of moisture absorption was observed for torrefied biomasses when compared with corresponding raw materials.

PL

Toryfikacja jest procesem obróbki termicznej, który poprawia własności biomasy pod kątem jej zastosowania jako paliwa. Proces zwiększa wartość opałową waloryzowanej biomasy, czyniąc ją bliższą do tej, jaką ma węgiel. Pozwala to zapobiegać obniżeniu mocy w przypadku częściowego zastąpienia węgla tak przetworzoną biomasą. W połączeniu z mniej higroskopijną naturą, w porównaniu do nieprzetworzonej biomasy, pozwala to na poprawę logistyki paliwowej. Proces poprawia też przemiałowość biomasy, co jest niezwykle istotne w przypadku kotłów i zgazowarek wykorzystujących paliwo stałe w postaci pyłu. W zakres niniejszej pracy wchodziło przeprowadzenie toryfikacji biomasy w różnych reżimach temperaturowych. Testy zostały przeprowadzone na dwóch różnych reaktorach: izotermicznym reaktorze obrotowym (w skali półtechnicznej) i wielopoziomowym reaktorze taśmowym (w skali pilotażowej). Proces został scharakteryzowany pod względem utraty suchej masy w procesie toryfikacji (zwanym powszechnie uzyskiem masy) oraz pod względem uzysku energii. Dokonano także porównania biomasy nieprzetworzonej z jej toryfikowanym odpowiednikiem pod względem uzyskanych wyników analizy technicznej, elementarnej oraz kaloryczności. Testy wykonane na młynie laboratoryjnym potwierdziły wzrost podatności na przemiał biomasy poddanej procesowi toryfikacji. Oszacowany został także wpływ toryfikacji na jej długoterminowe przechowywanie poprzez ocenę jej hydrofobowości. Ocena ta została dokonana na podstawie obserwacji zmiany wigotności próbek przechowywanych w warunkach stałej wilgotności. W porównaniu z nieprzetworzoną biomasą toryfikaty wykazały mniej hydrofobową naturę.

4

Ocena skuteczności i energochłonności procesu suszenia w suszarni fluidyzacyjnej i taśmowej

Czerep M., Pawlak-Kruczek H.

Zeszyty Energetyczne

|

2016

|

T. 3

53--65

PL

W pracy zawarto wyniki eksperymentalne badań nad efektywnością procesu suszenia węgla brunatnego w dwóch typach suszarek pilotowych, tj. suszarni fluidyzacyjnej i suszarni taśmowej. Opracowanie efektywnej metody suszenia węgla brunatnego, jak i biomasy, stanowi wyzwanie i konieczność ze względu na poprawę sprawności jednostek opalanych takim paliwem i redukcje emisji CO2. W instalacjach suszących jako czynnika suszącego używano dla suszarni fluidyzacyjnej powietrza, dla suszarni taśmowej spalin. Badania eksperymentalne przeprowadzono dla węgla brunatnego z kopalni Turów. Testy suszenia wykonano dla różnych temperatur czynnika suszącego i dla różnych strumieni czynnika suszącego. Wydajność suszarek węgla mokrego wynosiła ok. 100 kg/h. Oceniano skuteczność suszenia i wydatek energetyczny na usuniecie kg wody z węgla.

5

Technologie produkcji biowęgla – zalety i wady

Dębowski M., Pawlak-Kruczek H., Czerep M., Brzdękiewicz A., Słomczyński Z.

Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

|

2016

|

R. 9, nr 26

26--39

PL

Rosnące zapotrzebowanie na energię zmusza do poszukiwania nowych rozwiązań umożliwiających jej pozyskanie – konwersję. Najprostszym sposobem wytwarzania ciepła oraz energii elektrycznej jest proces spalania paliwa w kotłach energetycznych. Najbardziej popularnymi paliwami są węgiel brunatny lub kamienny. Ze względu na wyczerpalność tych zasobów oraz konieczność redukcji emisji CO2, poszukiwane są inne rozwiązania. Jednym z dobrze rokujących kierunków rozwoju jest spalanie biowęgla, który należy rozumieć jako biomasę poddaną obróbce cieplnej, tj. wolnej pirolizie inaczej toryfikacji. Toryfikacja polega na powolnej dekompozycji termicznej składowych biomasy poprzez jej ogrzewanie do stosunkowo niskiej temperatury w atmosferze bez utleniacza. Przeprowadzono wiele prac badawczych, stąd proces jest w znacznej mierze rozpoznany. W chwili obecnej realizowane są pracę nad przeniesieniem wyników badań i technologii ze skali laboratoryjnej do przemysłowej. W zamyśle konstruktorów jest to, aby reaktory do produkcji biowęgla były w dużym stopniu autotermiczne, tym samym, by w trakcie pracy nie wymagały dodatkowego źródła energii, poza gazem procesowym wydzielanym z materiału poddanego obróbce. W pracy przedstawiono wymagania stawiane biowęglowi i trudności, które trzeba rozwiązać w procesie jego produkcji. Omówiono różne, dostępne na rynku, technologie oraz je porównano.

EN

Rising energy demand forced to seek new solutions for its acquisition – conversion. The simplest method of producing heat and electricity is the combustion process in power plant boilers. The most common fuels are lignite and hard coal. Due to limited resources of these fuels and the need to reduce the CO2 emissions, other solutions are sought. One of the promising direction is the biochar burning, which implies the biomass is subjected to heat treatment – i.e. slow pyrolysis otherwise torrefaction. Torrefaction consists in a slow thermal decomposition of biomass components by heating it to a relatively low temperature in the atmosphere without oxidant. Many studies conducted thus the process is largely recognized. Currently work on the transfer of research results and technologies from the laboratory scale to industrial scale are carried out. The intention of designers is to reactors for the production of biochar were largely autothermal thereby that during operation does not require an additional power source, otherwise the process gas is secreted from the treated material. The paper presents what are the requirements for biochars and shows difficulties that must be solved in the process of their production. Various technologies available on the market are shown, together with a comparison of their advantages and disadvantages.

6

Technologia termicznej waloryzacji paliw - toryfikacja w auto termicznym reaktorze

Pawlak-Kruczek H., Czerep M.

Nowa Energia

|

2016

|

nr 1

31--38

PL

Do 2020 r. Polska zobowiązana jest do uzyskania 15% udziału OZE w końcowym zużyciu energii brutto. W 2013 r. wskaźnik ten wyniósł 11,3% (URE 2013), a jego głównym źródłem są biopaliwa stałe w tym (drewno opałowe, odpady z leśnictwa, przemysłu drzewnego i papierniczego). Udział biomasy w produkcji energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych stanowił w 2013 r. około 47%, z czego zdecydowaną większość wytworzono w procesach jej współspalania z paliwami kopalnymi. W produkcji ciepła z OZE biopaliwa stałe stanowiły ok. 97%. Tak duży udział biomasy w produkcji energii oraz problemy z jej wykorzystaniem wynikające z dużego udział wilgoci w biomasie, jej niskiej kaloryczności i niejednorodności oraz trudności z przemiałem razem z paliwami kopalnymi przyczyniły się do rozwoju nowych rozwiązań technologicznych - w tym waloryzacji biomasy do zastosowań w energetyce.

7

Integracja suszarki fluidalno-fontannowej w układ bloku energetycznego opalanego węglem brunatnym

Pawlak-Kruczek H., Plutecki Z., Czerep M.

Nowa Energia

|

2015

|

nr 5-6

66--71

PL

Problem poprawy sprawności bloków energetycznych opalanych węglem brunatnym stanowi aktualny problem w energetyce polskiej i światowej. Zastosowanie instalacji suszącej węgiel w układzie bloku z wykorzystaniem odpadowych źródeł ciepła może zwiększyć sprawność produkcji energii jednocześnie powoduje obniżenie emisji CO2. W pracy przedstawiono przykłady suszarni komercyjnych współpracujących z blokami energetycznymi oraz kilka innych rozwiązań suszarek będących w fazie testowej lub wdrożeniowej. Zidentyfikowano źródła ciepła z elektrowni na przykładzie rzeczywistego bloku ~200MW na potrzeby przyłączenia pilotowej suszarki fluidalno-fontannowej oraz zaproponowano kilka rozwiązań doprowadzenia ciepła do suszarki i integracji suszarki z blokiem.

8

Efektywność procesu suszenia węgla brunatnego w różnych technologiach

Pawlak-Kruczek H., Czerep M.

Nowa Energia

|

2015

|

nr 4

52--58

PL

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

9

Efektywność suszenia węgla brunatnego w suszarkach o zróżnicowanej ekspansji złoża fluidalnego

Lichota J., Plutecki Z., Pawlak-Kruczek H., Czerep M.

Rynek Energii

|

2013

|

Nr 5

68--75

PL

W artykule opisano wyniki eksperymentów przeprowadzonych na dwóch suszarkach fluidalnych – ze złożem pęcherzykowym i wirowym – różniących się charakterem przepływu. Pokazano model teoretyczny oraz porównano wyniki teoretyczne z wynikami eksperymentów przeprowadzonych na obu suszarkach. Udowodniono, że model teoretyczny odtwarza zmierzone parametry suszenia.

EN

A paper describes the results of the experiments carried out on two types of dryers - with bubble bed fluidized bed and swirl dryer - differing in the nature of the flow. It shows the theoretical model and compares the theoretical compu-tations with the results of the experiments carried out on both dryers. It has been proven that the theoretical model reprodu-ces measured parameters of drying.

10

Co-firing of biomass with pulverised coal in oxygen enriched atmosphere

Pawlak-Kruczek H., Ostrycharczyk M., Baranowski M., Czerep M., Zgóra J.

Chemical and Process Engineering

|

2013

|

Vol. 34, nr 2

215--226

EN

The aim of the paper is a comparative study of co-firing high shares of wooden and agro-biomass with hard coal under oxy-fuel and air conditions in the laboratory scale reactor for pulverised fuels. The investigations of co-combustion behaviour NOx and SO2 emission and burnout were carried out for selected blends. Detailed investigations were concentrated on determining the effect of dosing oxygen method into the burner on NOx emission. The paper presents the results of co-firing blends with 20 and 50% share of biomass by mass in air and oxy-combustion condition. Biomass oxy-co-firing integrated with CCS (CO2 capture) technology could be a carbon negative technology. The reduction of NOx emissions in the conditions of oxy-co-firing is dependent on the concentration of oxygen in the primary stream of oxidiser. A significant reduction of NOx was achieved in the case of low oxygen concentration in the primary stream for each investigated blends. Co-firing of biomass with coal in an oxygen enriched atmosphere enhances combustion behaviour, lowers fuel burnout and as a result increases of the boiler efficiency.

11

Badania efektywności suszarki fluidalno-próżniowej

Pawlak-Kruczek H., Lichota J., Tomczuk K., Ławniczak D., Kunze Ł., Czerep M.

Archiwum Spalania

|

2012

|

Vol. 12, nr 4

173--183

PL

Artykuł pokazuje wyniki badań suszenia turoszowskiego i bełchatowskiego węgla brunatnego w prototypowej suszarce fluidalno-próżniowej. Celem badań było sprawdzenie zużycia energii na odparowanie 1 kg wody z węgla brunatnego oraz kinetyki suszenia węgla. Najniższa uzyskana wilgotność końcowa węgla wynosiła 6% po 8 minutach suszenia. Najniższe zużycie energii przez suszarkę na odparowanie wody wynosiło 320-350 kJ/kg H2O przy spadku wilgotności o 20% z 38% na 18%.

EN

The paper presents results of the studies of coal drying in a protype fluidized-bed vacuum dryer. The objective of studies was to examine the energy consumption for water vaporization from the coal and the coal drying kinetics. The lowest water content in the coal was 6% after 8 minutes of drying. The lowest energy consumption for the water removal was 320-350 kJ/kg H2O for water content drop from 38% to 18%.

12

Badania węgla brunatnego do suszenia

Pawlak-Kruczek H., Zgóra J., Czerep M.

Rynek Energii

|

2011

|

Nr 6

40-46

PL

W pracy przedstawiono charakterystykę i zasoby węgla brunatnego w Polsce oraz podstawowe dane dotyczące kinetyki suszenia dwóch typów węgla brunatnego ziemistego i ksylitowego.

EN

This paper presents the sources and resources of brown coal in Poland suitable for energy production. The analysis of brown coal properties are included as well as the kinetic of drying for xylite and earth brown coal.