W artykule opisano obowiązujący system klasyfikacji stałych paliw wtórnych. Poddano analizie osady ściekowe wytworzone w okresie dwóch lat przez 59 oczyszczalni województwa śląskiego i przedstawiono wpływ ich suszenia na ocenę wartości użytkowej osadów jako paliwa zgodnie z przedstawionym w normie PN-EN 15359:2012 systemem klasyfikacji. Zwrócono uwagę na fakt że, w niniejszej normie wskaźnikiem środowiskowym (emisyjnym) nie powinna być zawartość Hg wyrażona w [mg/MJ], a zawartość Hg wyrażona w [mg/Mg] lub w [ppm], ponieważ wartość opałowa podlega już jej ocenie, a zawartość Hg wyrażona w [mg/Mg] lub [ppm] uwzględnia poprawnie wpływ wilgotności paliwa na emisję, na co przedstawiono dowód.
EN
The article describes the current classification system of solid recovered fuels. The analysis includes sewage sludge generated by 59 Silesian treatment plants within two years and the presentation of the influence of the sludge drying process on the assessment of the use value of the sludge assumed as fuel according to the classification system presented in the standard PN-EN 15359:2002. It has been pointed out that the said standard’s environmental indicator (emission) should not constitute the Hg content expressed in [mg/ MJ], but expressed in [mg/Mg] or in [ppm], because the heat of combustion falls under its analysis and the HG content expressed in [mg/Mg] or in [ppm] properly includes the influence of the fuel’s humidity on emission, which has already been proved.
W artykule przedstawiono uzasadnienie podjęcia tematu, problematykę transformacji i transportu rtęci w obiegu atmosferycznym, toksyczności rtęci, a także w oparciu o przegląd stosowanych w kraju technologii spalania osadów ściekowych w złożu fluidalnym, mechanizm emisji rtęci z procesów spalania i skuteczność wybranych metod jej redukcji. Określono też zmienność stężenia rtęci w osadach ściekowych województwa śląskiego.
EN
The article contains the justification for tackling the matter, the problems of Mercury transformation and transport in atmospheric circulation, Mercury toxicity as well as, based on the review of the applied sewage sludge combustion technologies in fluidized beds, the mechanism of Mercury emission from combustion and the effectiveness of the selected method of its reduction. Additionally, the variability of Mercury concentration in wastewater sludge in Silesia has been specified and the improvement of low Hg effectiveness thanks to the applications of the wet method instead of the dry method has been proposed.
Od dnia 1.01.2016 ma obowiązywać zakaz składowania osadów ściekowych, a ilość wytworzonych osadów ściekowych będzie się zwiększać dlatego też warto zwrócić uwagę na ich energetyczne wykorzystanie. W artykule przedstawiono zestawienie ilości wytwarzanych osadów przez oczyszczalnie ścieków i ich powiązanie z technologią oczyszczania. W oparciu o dane o ilości i parametrach osadów wytwarzanych w województwie określono potencjał energetyczny osadów spalanych w przeznaczonych do tego celu instalacjach ich spalania lub współspalania z węglem lub z odpadami komunalnymi. Taki sposób utylizacji pozwoli na zmniejszenie emisji dwutlenku węgla do atmosfery i zmniejszy zużycie węgla do celów energetycznych.
EN
From 1 January 2016 the storage of sewage sludge in Poland will be prohibited. Since the amount of produced sewage sludge is expected to increase, special attention should be given to using it for energy-related purposes. The article presents an overview of the amount of sewage sludge produced by sewage treatment plants and its relation to the treatment technology. The energy potential of the sewage sludge incinerated or co-combusted with coal or municipal solid waste in dedicated units was evaluated on the basis of the amount and energy parameters of the sludge from the Silesian Voivodeship. This method of utilization reduces the CO2 emissions as well as coal consumption for power production.
W Polsce funkcjonuje siedemnaście instalacji termicznego suszenia, dwanaście suszarni słonecznych i jedenaście mono- spalarni osadów ściekowych, rozpoczęto też budowę sześciu zakładów termicznej utylizacji odpadów komunalnych, a kolejne instalacje tego typu są planowane. Nie ma jednak, w naszym kraju, żadnej instalacji umożliwiającej spalanie zarówno komunalnych osadów ściekowych jak i odpadów komunalnych. Ponieważ parametry energetyczne odpadów komunalnych są o wiele lepsze od parametrów energetycznych komunalnych osadów ściekowych, współspalanie tych paliw jest kuszącą alternatywą, nad którą szczególnie powinni zastanowić się wytwórcy osadów ściekowych.
EN
Poland has seventeen thermal drying facilities, twelve solar drying plants, and eleven mono-incineration plants for sewage sludge. While six thermal treatment facilities for processing municipal waste are under construction, development of additional similar plants has already been planned. Nevertheless, Poland does not have an installation for the combustion of both municipal sewage sludge and municipal waste. Since the energy value of municipal waste is significantly higher than that of municipal sewage sludge, the co-combustion of both fuels poses a viable alternative which ought to be considered especially by sewage sludge producers.
The European and Polish regulations are getting more restricted as to the amount of landfilled waste with biodegradovable fraction. The solution of this problem is agricultural or thermal utilization of this waste. Most popular and reliable thermal method of waste utilization is incineration in grate type boiler. But this technology has some restrictions regarding thermal parameters of the waste. In the paper the technological requirements according to the simultaineous municipal waste incineration with sewage sludge in the grate type boilers are discussed. The limitations come from the different moisture of waste and sludge as well as from the different heating values of both components of the fuel. The ratio of the sludge and the waste and the moisture content of the sludge after drying is presented in the Tanner drawing. Also the relation between the humidity of the sludge and its ratio in the mixture with the waste is shown.
PL
Ograniczenia technologiczne równoległego spalania odpadów komunalnych i osadów na ruszcie Przepisy Unii Europejskiej i Polski narzucają coraz większe ograniczenia na możliwości składowania odpadów zawierających frakcje biodegradowalne. Sposobem zmniejszenia ich ilości jest zagospodarowanie rolnicze lub termiczna utylizacja. Najpowszechniej stosowaną i najbardziej sprawdzoną technologią termicznej utylizacji jest spalanie na ruszcie, jednak i ta technologia ma pewne ograniczenia dotyczące parametrów spalanych odpadów. W referacie przedstawiono możliwości technologiczne i ograniczenia w równoległym spalaniu odpadów komunalnych i osadów ściekowych w kotłach rusztowych. Ograniczenia wynikają z różnych wilgotności i różnych wartości opałowych składników paliwa a także z ograniczonej możliwości odbioru ciepła w komorze spalania i przepustowości rusztu. Pokazano przykładowe wartości parametrów odpadów i osadów oraz parametry paliwa z nich wytworzonego.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono wyniki badań oczyszczania gazu syntezowego przy zastosowaniu niskotemperaturowego reaktora plazmowego ze złożem katalizatora. Przedmiotem badań było usuwanie wyższych węglowodorów z surowego gazu syntezowego pochodzącego ze zgazowania biomasy w skali półtechnicznej oraz badania w skali laboratoryjnej usuwania węglowodorów z gazu symulowanego (toluen). Przedstawiono skuteczność usuwania węglowodorów sięgającą 89% oraz skład gazu przed i po przejściu przez reaktor plazmowo-katalityczny.
EN
Syngas from gasification of biomass was plasma-treated in a catalytic gliding arc reactor under O₂ oxidn. on a Ni catalyst at 200 or 500°C. PhMe was used as a model substance. Its decomp. degree reached 89% at the O₂/gas ratio above 0.10. The real syngas from a demonstration plant for gasification of wood pellets (150 kW).
The energy balance equation for chemical reactions need expressing all energy streams as total enthalpies – physical and chemical. There are several ways of expressing chemical enthalpies of substances, in most cases for combustible substances they are calorific values. But when the combustion process takes place simultaneously with other reaction the enthalpy of formation of substances should be applied. This enthalpy is easy to find for substances of known chemical composition but for non-uniform substances of complicated composition it is difficult to apply such parameter. In the paper the method of determining the enthalpy of formation basing on the fuel properties and ash composition is presented. Some examples for solid fuels (coal, wood) and for liquid and gas fuels are also presented.
PL
Składniki bilansu energii procesów termicznych ujmują entalpie całkowite substancji – fizyczną i chemiczną. Sposród kilku sposobów wyrażania entalpii chemicznej najczęściej używana jest wartość opałowa. Jednak w procesach, w których oprócz procesu spalania zachodzą inne procesy chemiczne wielkość ta nie może byc zastosowana – wówczs stosowana jest entalpia tworzenia. Entalpia tworzenia dla substancji o znanym składzie chemicznym może być znaleziona w tablicach, jednak dla substancji o złożonym lub nieznanym składzie stosowane entalpii tworzenia jest utrudnione. Poniżej przedstawiono sposób wyznaczania wartości entalpii tworzenia dla paliw o nieznanym składzie opierający sie na wartości opałowej oraz na składzie popiołu uzyskanego z jego spalania. Przedstawiono kilka przykładów obliczeniowych dla paliw stałych (węgiel, drewno), ciekłych i dla gazu ziemnego.
Piroliza odgrywa istotną rolę w procesie spalania odpadów. Produkty pirolizy i odgazowania są palne i biorą udział w zapłonie i spalaniu paliwa (odpadu). Z tego powodu znajomość parametrów odgazowania i właściwosci produktów pirolizy jest istotna dla technologii spalania odpadów. W artykule przedstawiono badania stosunku odgazowania, wartości opałowej karbonizatu i części lotnych wyznaczonych dla węgla, osadu ściekowego oraz dla mieszanek tych dwóch substancji.
EN
Pyrolysis is one of the thermal processes and knowing its parameters is important for technology of waste utilization. Pyrolysis and simultaneous process of degassing (devolatilization) play important role in incineration process of waste since the products are combustible and take part in ignition and oxidation of fuel. In the paper important thermal parameters are determined for coal, sewage sludge and their mixture of various proportions. Devolatization ratio, heating value of char and heating values of volatile matter were determined by measurements or by subsequent calculations.
Pyrolysis is one of important processes undergoing during incineration of waste. To make energy balance for these processes one must know enthalpies of all substances taking part or emerging in processes. The enthalpies of all substances are defined in the paper and method of their investigation is presented. Measurements of higher calorific values HCV of sewage sludge and char were made and respective values for volatile matter were calculated. Values obtained by measurement and calculations are compared with the values of other substances like coal and municipal waste. The comparison prove that the method of determining HCV from the parameters of other products of pyrolysis process is fairly accurate.
PL
Piroliza jest jednym z ważnych procesów zachodzących podczas termicznej utylizacji odpadów. Sporządzenie bilansu energii takich procesów jest możliwe gdy znane są wartości entalpii wszystkich substancji biorących udział lub powstających w procesie. Poniżej zdefiniowano entalpie złożonych substancji oraz metody ich wyznaczania. Przedstawiono wyniki pomiarów ciepła spalania osadów ściekowych oraz karbonizatu otrzymanego w różnych temperaturach i na tej podstawie obliczono wartości ciepła spalania części lotnych. Otrzymane wartości porównano z wartościami ciepła spalania części lotnych otrzymanych z węgla oraz z odpadów komunalnych. Porównanie to wykazało, że zastosowana metoda określania wartości ciepła spalania części lotnych jest wystarczająco dokładna dla obliczeń bilansu energii.
The paper presents mathematical model of biomass combustion process in fixed bed. The model considers four processes: drying, devolatilization, char combustion and reactions in gaseous phase, which consists of O2, N2, H20, CO, CO2, H2, CH4, CxHy and tar. Products of devolatilization process depend on heating rate and bed temperature. Char burns to CO and CO2, and reactions rate in gaseous phase depends on kinetic and mixing rate of the substrates. Results shows, that the whole process consists of three stages: i) initial heating and ignition, ii) drying, devolatilization and combustion of gaseous products, and iii) char combustion. The paper presents gas composition over, and along the bed as well as temperature distribution of solid fraction.
The paper presents model of biomass combustion process on a mechanical stoker. Continuous two-dimensional process (which is simplification of real, three-dimensional one) was substituted with one-dimensional unsteady process of combustion of separated bed segment. The model considers drying, devolatilization, combustion of particles and reactions in gaseous phase. Results of the computation process are changes of temperatures of solid and gaseous phase, as well as gas composition in time, which corresponds to the values of those parameters in different places on mechanical stoker. The further part of investigation are laboratory measurements of the process.
PL
Artykuł prezentuje model procesu spalania warstwy biomasy na ruszcie mechanicznym. Ustalony proces dwuwymiarowy spalania warstwy na ruchomym ruszcie (będący uproszczeniem rzeczywistego procesu) został zastąpiony jednowymiarowym nieustalonym procesem spalania fragmentu warstwy. W modelowaniu uwzględniono suszenie, odgazowanie i spalanie ziaren a także reakcje w fazie gazowej. Rezultatem obliczeń modelu są zmiany temperatur fazy stałej i gazowej oraz składu gazu w czasie, co odpowiada kolejnym położeniu badanego fragmentu na ruszcie rzeczywistym. Planowanym dalszym etapem badań jest przeprowadzenie pomiarów w skali laboratoryjnej.
W artykule przedstawiono analizę wpływu liczby stref podawania powietrza na możliwość pokrycia teoretycznego zapotrzebowania powietrza wzdłuż długości rusztu. Analizę przeprowadzono dla procesu spalania paliw na ruszcie taśmowym. W obliczeniach uwzględniono sześć krzywych, opisujących zapotrzebowanie powietrza wzdłuż długości rusztu w trakcie spalania r.żnych typ.w węgli (4) oraz odpad.w (2).
EN
The influence of the number of air supply sections under the grate on the total air amount for the combustion process along the traveling grate was analyzed. Six versions of the air supply curves along the grate was taken into considerations. The shapes of curves were chosen depending on the type of coal (4 types) and waste (2 types) supplied as fuel.
The paper presents results of research of co-combustion process of coal with sludge carried out in laboratory installation. Six mixtures were investigated containing 5 up to 30 per cent of sludge (containing 40per cent of moisture) as well as clean coal. The research was conceived to investigate the influence of sludge in fuel mixture on emission of gaseous substances in exhaust gas, like CO, NOx and SO2. The results show that influence on the emission of mentioned substances has, besides changes in composition, also moisture content of the fuel mixture.
PL
Artykuł przedstawia wyniki badań procesu wsp.łspalania węgla z osadem ściekowym przeprowadzanym w specjalnie do tego celu zaprojektowanej instalacji laboratoryjnej. Badaniom poddano sześć mieszanek paliwowych zawierających od 5 do 30 procent osadu ściekowego o wilgotności 40 procent, a także czysty węgiel. Celem badań było wykazanie wpływu udziału osadu w mieszance paliwowej na emisję gazowych substancji szkodliwych takich jak CO, NOx i SO2. Jak wykazała analiza wyników, poza r.żnicą w składzie elementarnym mieszanek, wpływ na wielkość emisji wspomnianych mieszanek ma również zwartość wilgoci.
A The aim of presented work is determination of influence of combustion factors on the emission of harmful substances, like C02, CO, S02 and NO during co-combustion process of coal and waste water sludge. Six parameters were taken for analysis: the sludge to coal ratio, water contents in the sludge, fuel layer thickness on the grate, time of complete process, air excess ratio and its distribution along the grate. Mathematical formulas defining emission rates as functions of above mentioned parameters have been found.
In practice, there are many methods of sludge utilization. One of them is incineration. Fuel mixtures with not large addition of sludge may be burnt in existing fixed bed appliances originally designed for coal. The paper describes results of experiments of co-combustion of coal with sludge. Seven kinds of mixtures have been investigated: coal itself and six mixtures containing 5, 10, 15,20,25 and 30 percent of sludge. The process has been carried out in a small solid grate furnace covered with additional heat insulation material. In a real boiler fuel travels over the grate through different airflow zones. In experimental installation this process was simulated by changing air stream, which was blown under the grate in a furnace. Temperatures in four points in a furnace chamber, concentration of CO2, 02, S02, NOx, CO in exhaust gas and burning fraction in slag have been measured. The paper presents results from laboratory installation as well as results from similar research carried out in a real boiler.
W referacie przedstawiono sposób określenia najbardziej prawdopodobnego miejsca wystąpienia zapłonu w warstwie paliwa usypanego w zależności od wilgotności paliwa oraz ilości i temperatury powietrza podawanego pod ruszt. Ilość powietrza podawanego pod ruszt wpływa na miejsce wystąpienia zapłonu wewnątrz warstwy paliwa; przy niewielkich przepływach koncentracja tlenu w warstwach górnych jest zbyt niska i zjawisko zapłonu w tych warstwach nie wystąpi, choć osiągnięty zostanie odpowiedni poziom temperatury; zapali się najpierw warstwa najniższa. Pokazano wpływ wilgotności paliwa na czas opóźnienia zapłonu. Czas ten rośnie proporcjonalnie do wilgotności.
EN
Results of experimental determination of the most probable place of ignition in fuel layer depending on fuel humidity and air quantity as well as temperature of air directed under grid is presented. Quantity of air directed under grid has significant influence on the place of ignition. With low air flow, the oxygen concentration in higher layers of the fuel is too small and ignition will not take place although proper temperature is reached. In such a situation ignition will take place in the lowest layer. The influence of fuel humidity on ignition delay is also described. This delay time rises according to the rise of humidity.
W referacie przedstawiono obowiązujące w ustawodawstwie polskim uwarunkowania prawne dotyczące spalania wybranych grup odpadów w kotłach energetycznych. Nowelizacja prawa polskiego w zakresie ochrony środowiska, związana z planowanym przystąpieniem Polski do Unii Europejskiej, umożliwia obecnie prowadzenie procesu współspalania paliw energetycznych z wybranymi grupami odpadów innych niż niebezpieczne. W referacie omówiono rodzaje odpadów i warunki techniczne oraz prawne (dopuszczalne warunki emisji zanieczyszczeń do otoczenia) pod jakimi proces przekształcania tych odpadów (innych niż niebezpieczne) i paliw może być realizowany w kotłach energetycznych i przemysłowych.
EN
In the paper Polish legal regulations regarding combustion of some groups of waste in the coal fired power boilers is presented. Polish waste management regulations are adjusted to the European Union regulations in this field, which comes from the future Polish membership in EU. Contemporary Polish regulations make possible co-cobustion of coal and some non-hazardous waste in industrial boilers. In the paper groups of these waste, technical requirements and legal conditions are discussed, like emission limits, control requirements and other, that must be fulfilled for this method of waste utilisation.
W artykule przedstawiono uproszczony model rozprzestrzeniania emisji pochodzącej z pojazdów samochodowych wzdłuż zabudowanej ulicy w mieście. Model oparty jest na zależnościach opracowanych przez Pasquille'a, zmodyfikowanym dla uwzględnienia ograniczonego rozprzestrzeniania w poprzek ulicy oraz warunków dyfuzji na wysokości zabudowy ulicy. Emisja silników samochodowych została zamodelowana jako szereg źródeł emisji położonych na niewielkiej wysokości wzdłuż ulicy, których wydajność zależy od rodzaju samochodów i od natężenia ruchu. Emisja źródeł położonych poza ulicą jest uwzględniona jako szereg źródeł emisji położonych na wysokości zabudowań wzdłuż długości ulicy. Podano szereg przykładów obliczeniowych stężenia tlenku węgla wzdłuż długości i wysokości ulicy dla różnych kierunków i siły wiatru oraz stopnia turbulencji powietrza
EN
The simplified model of the gas emission from cars in the city is presented. The model is based on the Pasquille relation with necessary modifications regarding diffusion in the perpendicular direction to the street axis and the emission in the upper limit of the street. The emission cars from going down the street is modelled as the series of sources located close to the street level, with the emission related to the number and size of the car engine. The emission from sources of pollution located outside the street is modelled as the system of sources of pollution located on the height of the buildings along the street. Some examples showing the influence of the wind velocity and air turbulence on the carbon monoxide concentration along the length and the height of the street are presented.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.