Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Rola biomasy toryfikowanej na rynku tradycyjnych paliw kopalnych

Poskart A., Szwaja S., Magdziarz A., Musiał D., Zajemska M.

Rynek Energii

|

2018

|

Nr 1

65--71

PL

Z uwagi na fakt, iż produkcja energii z biomasy wiąże się z występowaniem pewnych barier technologicznych, w szczególności w układach bezpośredniego jej współspalania z węglem, w ostatnich latach przedmiotem zainteresowania wielu naukowców stały się metody poprawiające jej właściwości energetyczne. Jedną z bardziej obiecujących metod waloryzacji biomasy jest toryfikacja. W niniejszej pracy przedstawiono wyniki badań wpływu toryfikacji prowadzonej w atmosferze CO2 w zakresie temperatury od 250 do 350°C na właściwości energetyczne ślazowca pensylwańskiego. Badania przeprowadzono w reaktorze śrubowym, służącym do toryfikacji ciągłej. Otrzymane karbonizaty (tzw. biowęgiel) poddano analizie elementarnej (zawartość pierwiastków C, H, N) oraz technicznej, tj. oznaczono zawartość wilgoci, popiołu i części lotnych oraz wyznaczono ciepło spalania i wartość opałową. Wyniki badań wykazały, że proces toryfikacji przyczynił się do wzrostu wartości opałowej o około 39% (od 16,1 MJ/kg do 22,4 MJ/kg) i zawartości pierwiastka węgla o około 28% (od 45,9% do 58,6%), podczas gdy zawartość wilgoci uległa zmniejszeniu o 63% (od 9,4 do 3,4%). Przeprowadzone analizy potwierdziły, że toryfikacja ślazowca pensylwańskiego, w szczególności w temperaturze 350°C może w znacznym stopniu poprawić jego właściwości fizykochemiczne, a tym samym doprowadzić do uzyskania dobrej jakości surowca do celów energetycznych, stanowiącego alternatywę dla tradycyjnych paliw kopalnych.

EN

Due to the fact that the energy production from biomass is associated with certain technological barriers, in particular in the systems of its direct co-combustion with coal, in recent years methods of improving its energy properties have become the subject of interest of many scientists. One of the more promising methods of biomass valorization is torrefaction, involving drying at a temperature of 200 to 350°C in an inert atmosphere. This paper presents the results of studies on the impact of torrefaction carried out in the atmosphere of CO2 in the temperature range from 250 to 350°C on the energy properties of Virginia mallow. The research were carried out in a screw conveyor reactor for continuous torrefaction. The samples of obtained biochars were subjected to elemental analysis (content of C, H, N). The physicochemical properties were also evaluated, i.e. the calorific value, moisture content, ash content and volatiles fractions were determined. The research showed that as a result of torrefaction, the heating value increased by approx. 39% (from 16.1 MJ/kg to 22.4 MJ/kg) and the carbon content by approx. 28% (from 45.9% to 58, 6%), while the moisture content was reduced by 61% (from 9.4 to 3.6%). The carried out analyzes confirmed that torrefaction of Virginia mallow performed in particular at temperature of 350°C can significantly contribute to improving its physicochemical properties, and thus to obtain a good quality raw material for energy purposes, which is an alternative to traditional fossil fuels.

2

Ocena możliwości wykorzystania paliwa RDF na cele energetyczne

Rajca P., Zajemska M.

Rynek Energii

|

2018

|

Nr 4

29--37

PL

Zgodnie z dyrektywą Parlamentu Europejskiego i Rady 2006/12/WE z dnia 5 kwietnia 2006 r. o odpadach oraz polskim prawodawstwem, składowanie odpadów jest ostatnią i najmniej pożądaną formą ich zagospodarowania. Dodatkowo od 1 stycznia 2016 r. obowiązuje w Polsce zakaz składowania odpadów o wartości opałowej przekraczającej 6 MJ/kg. Wspomniane przesłanki zachęcają do szerszego wykorzystywania odpadów na cele energetyczne. Obecnie odpowiednio przygotowane odpady (RDF) znajdują zastosowanie jako paliwo w przemyśle cementowym. Na uwagę zasługują innowacyjne metody wykorzystania odpadów w ciepłownictwie. Wprowadzanie coraz bardziej restrykcyjnych wymagań emisyjnych w UE, wymusza na państwach członkowskich konieczność opracowywania nowoczesnych instalacji do odzysku energii. Ze względu na powyższe w artykule przedstawiono możliwości zagospodarowania odpadów komunalnych, na przykładzie paliwa RDF, ze szczególnym uwzględnieniem instalacji do odzysku energii z odpadów oraz metod jego wykorzystania, a także wpływu spalania tego paliwa na środowisko. Ponadto, skupiono się na ocenie zasadności wykorzystania paliwa RDF na cele energetyczne, umożliwiającego ograniczenie ilości składowanych odpadów oraz dywersyfikację źródeł paliw i energii.

EN

In accordance with Directive 2006/12 / EC of the European Parliament and of the Council of 5 April 2006 on waste and Polish legislation, waste storage is the last and least desirable form of their management. In addition, from January 1, 2016, a ban on storing waste with a calorific value exceeding 6MJ / kg applies in Poland. These premises encourage wider use of waste for energy purposes. Currently, properly prepared waste (RDF) is used as a fuel in the cement industry. Innovative methods of using waste in heat engineering deserve attention. The appliance of increasingly restrictive emission requirements in the EU, imposes the Member States to develop modern installations for energy recovery. Due to the above, the article presents possibilities of municipal waste management, based on the example of RDF fuel, with particular emphasis on installations for energy recovery from waste and methods of its use, as well as the impact of this fuel combustion on the environment. In addition, it focus was on assessing the appropriateness of using RDF fuels for energy purposes, enabling the reduction of the amount of waste deposited and the diversification of fuel and energy sources.

3

Analiza wybranych gatunków drzewostanu pod kątem zagrożenia pożarowego

Zajemska M., Musiał D., Łukasiak K., Hajdas D., Placek P.

Prace Naukowe Akademii im. Jana Długosza w Częstochowie. Technika, Informatyka, Inżynieria Bezpieczeństwa

|

2018

|

T. 6

265--276

PL

Pożary lasów przyczyniają się do powstawania szkodliwych, a także długotrwałych zmian w ekosystemach roślinnych. Prowadzą również do zmian w atmosferze na skutek emisji GHG (greenhause gas - gaz cieplarniany), powstających podczas procesu spalania, będących jedną z przyczyn efektu cieplarnianego. W Polsce w dalszym ciągu odnotowuje się wzrost liczby pożarów lasu, jak również powierzchni spalonej. Czynniki meteorologiczne, które sprzyjają powstawaniu zagrożenia pożarowego, rzutują na poziom wilgotności palnych materiałów leśnych, co może prowadzić do zapoczątkowania procesu spalania oraz możliwości rozprzestrzeniania się pożaru. Biorąc pod uwagę powyższe, podjęto problematykę wpływu wybranych właściwości dwóch gatunków drzewostanu, tj. sosny i brzozy na zagrożenie pożarowe.

EN

Forest fires contribute to the formation of harmful as well as long-term changes in the plant ecosystems. They also lead to changes in atmosphere, due to emission of GHG, generated during the combustion process, which are one of the cause of greenhouse effect. In Poland the number of forest fires still increases, as well as burned surface area. Meteorological factors that favor uprising of fire hazard, affect the humidity level of combustible forest materials, which may lead to the initiation of the combustion process and the possibility of fire spreading. Taking the above into consideration, the problems of the influence of selected properties of two species of a forest stand, i.e. pine and birch, on the fire hazard were addressed.

4

Możliwości wykorzystania gazu pirolitycznego do opalania hutniczych pieców grzewczych

Rajca P., Zajemska M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2018

|

Vol. 85, nr 12

421--423

PL

W artykule porównano możliwości wykorzystania gazu ziemnego, koksowniczego oraz gazu z pirolizy odpadów komunalnych do opalania pieca typu przepychowego na wydziale walcowni jednej z krajowych hut. Biorąc pod uwagę wysoką wartość opałową gazu pirolitycznego, dokonano oceny ekonomicznej ww. przedsięwzięcia, ze szczególnym uwzględnieniem korzyści związanych z jego zastosowaniem w przemyśle metalurgicznym.

EN

The article compares the possibilities of using natural gas, coke oven gas and gas from pyrolysis of municipal waste for pusher furnace heating at the department of the rolling mill of one of the national smelters. Taking into account high calorific value of the pyrolysis gas, an economic assessment of the above-mentioned venture has been made, with particular emphasis on the benefits associated with its use in the metallurgical industry.

5

Prognozowanie wartości opałowej gazu pirolitycznego z paliwa RDF w aspekcie jego energetycznego wykorzystania

Rajca P., Zajemska M.

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2018

|

T. 49, nr 9

347--352

PL

W obliczu stałego zaostrzania przepisów środowiskowych, coraz częściej poszukuje się alternatywnych źródeł paliw i energii. Unia Europejska dąży do wprowadzenia technologii bezodpadowych lub niskoodpadowych o obiegu zamkniętym wykorzystujących odzysk materiału i energii, aby w racjonalny sposób gospodarować zasobami naturalnymi. W związku z tym przepisy europejskie wymagają, aby państwa członkowskie sukcesywnie ograniczały ilość składowanych odpadów. W Polsce wspomniane wymagania zostały ujęte w ustawie o odpadach oraz ustawie o porządku i czystości w gminie. Ponadto, od 1 stycznia 2016 r. obowiązuje w naszym kraju zakaz składowania odpadów o wartości opałowej przekraczającej 6 MJ/kg. Dlatego w ostatnich latach obserwuje się wzrost zainteresowania termicznym przekształceniem odpadów komunalnych. Energetyczne wykorzystanie paliw z odpadów, daje szansę rozwoju technologii termicznych. Niemniej jednak, zmienny skład elementarny odpadów, determinowany ich pochodzeniem, wpływa na właściwości energetyczne paliwa RDF, a także produktów jego termicznej konwersji. Ze względu na powyższe w artykule skupiono się na możliwościach prognozowania wartości opałowej gazu pirolitycznego z paliwa RDF w aspekcie jego energetycznego wykorzystania.

EN

In the face of constant tightening of environmental regulations, alternative sources of fuels and energy are increasingly sought for. The European Union strives to introduce wastefree or low-waste, circular technologies that use material and energy recovery to manage natural resources in a rational manner. Therefore, European regulations require Member States to gradually reduce the amount of waste deposited. In Poland, these requirements have been included in the Act on waste and the law on order and cleanliness in the commune. Moreover, from 1 January 2016, a ban on storing waste with a calorific value exceeding 6 MJ/kg is obligatory in our country, which is why in recent years there has been an increase in interest in the thermal transformation of municipal waste. The energy use of fuels from waste gives an opportunity for the development of thermal technologies. Nevertheless, the variable elemental composition of waste, determined by their origin, affects the energy properties of RDF fuel, as well as its thermal conversion products. Due to the above, the article focuses on the possibilities of forecasting the calorific value of pyrolysis gas from RDF fuel in the aspect of energetic utilization.

6

Wybrane zagrożenia i sposoby ich minimalizacji w przemyśle hutniczym

Radomiak H., Zajemska M., Knapiński M., Musiał D., Śpiewak K., Jarnecka M., Chamara A., Rajca P., Kocyba M., Szczepański K.

Zeszyty Naukowe SGSP / Szkoła Główna Służby Pożarniczej

|

2017

|

Nr 62 (tom 1) (2)

141--155

PL

W artykule przedstawiono wybrane zagrożenia występujące w przemyśle hutniczym. Szczególną uwagę zwrócono na zagrożenia związane z obecnością substancji niebezpiecznych, w tym pyłów i gazów procesowych, gazów palnych, jak również niepożądanych produktów ich spalania: CO2, CO czy NOx. Niewłaściwe postępowanie z nimi może być przyczyną niekontrolowanego uwalniania się ww. gazów, a w konsekwencji pożaru lub wybuchu. Odpowiednio szybka identyfikacja zagrożenia może zminimalizować, a nawet wyeliminować ryzyko jego wystąpienia. Dlatego też w artykule, jako istotny element bezpieczeństwa każdego zakładu przemysłowego, wskazano odpowiedni system detekcji gazów. Opisany system może nie tylko zmniejszyć ryzyko związane z wystąpieniem poważnej awarii, ale przede wszystkim ograniczyć skutki bezpośredniego zagrożenia zatruciem lub utratą życia ludzi znajdujących się w pobliżu miejsca uwalniania się gazów.

EN

The article presents the selected hazards that may exist in the steel industry. Particular attention was paid to the risks associated with the hazardous substances, including particular matters and process gases, combustible gases such as coal gas or natural gas, as well as the unwanted products of combustion: CO2, CO and NOx. Improper handling of them can cause uncontrolled release, and consequently can lead to fire or explosion. Accordingly fast hazard identification can minimize or even eliminate the risk of its occurrence. Therefore, in the article a suitable gas detection system, as an important element of the safety of each industrial plant was pointed out. The system described in the article can not only reduce the risk of suffering a major accident, but firstly to minimize the effects of direct danger of poisoning or loss of life of people in the vicinity of the gases release.

7

Prognozowanie wybranych zagrożeń środowiska naturalnego powstających w wyniku procesów spalania

Radomiak H., Zajemska M., Musiał D., Poskart A., Wyleciał T.

Przemysł Chemiczny

|

2017

|

T. 96, nr 7

1466--1471

PL

Podjęto problematykę prognozowania, z wykorzystaniem techniki obliczeniowej, zagrożeń środowiska naturalnego, a w szczególności zanieczyszczeń powietrza powstających w wyniku procesów spalania paliw. Biorąc pod uwagę obowiązujące krajowe i unijne sankcje w zakresie wprowadzania do powietrza substancji zagrażających środowisku oraz życiu i zdrowiu człowieka, niezmiernie istotna jest odpowiednia kontrola poziomów tych substancji. W zależności od rodzaju spalanego paliwa, typu urządzenia grzewczego oraz warunków prowadzenia procesu spalania emisja szkodliwych produktów, takich jak NOx, SOx i CO (a w skali globalnej CO2) będzie zróżnicowana. W celu minimalizacji tworzenia się szkodliwych produktów spalania możliwe jest ich prognozowanie z użyciem odpowiednich narzędzi obliczeniowych. Zaprezentowano możliwości wykorzystania oprogramowania Chemkin-PRO do przewidywania składu chemicznego produktów spalania węgla kamiennego, paliwa wyjątkowo uciążliwego dla środowiska naturalnego, w zmiennych warunkach temperatury, czasu przebywania w strefie najwyższych temperatur oraz przy zmiennej ilości powietrza.

EN

Concs. of NOx, SOx and CO in flue gas from bituminous coal combustion were estd. by numerical simulation as a function of combustion temp., residence time and excess air ratio. The concn. of CO decreased with increasing combustion temp., residence time and air flux. The concn. of NO increased with increasing temp. and air flux and with decreasing residence time. The concn. of SO2 increased with increasing temp. and residence time and with decreasing air flux.

8

Badania wpływu ziarnistości materiału sypkiego na wydajność pneumatycznej śluzy fluidalnej

Wyleciał T., Urbaniak D., Zajemska M., Boryca J.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2017

|

Nr 6

222--223

PL

Zbadano wpływ wielkości ziarna materiału dozowanego za pomocą fluidalnej śluzy powietrznej na jej efektywność, a tym samym możliwości zastosowania takiej śluzy jako urządzenia dozującego. Do badań wykorzystano piasek kwarcowy o granulacji 300, 600 i 1000 μm. Przy wartości strumienia powietrza 9,3 m3/h wraz ze wzrostem wielkości ziaren materiału wydłużał się czas przesypu materiału przez śluzę, a przy strumieniu powietrza 12 m3/h obserwowano krótszy czas przesypu.

EN

The influence of grain size of materiał dispensed with a fluidized airlock on its effectiveness was investigated. Therefore the possibility of using such lock as a dispensing device was considered. Quartz sand with granularity of 300, 600 and 1000 μm was used in tests. For air flow rate of 9,3 m3/h flow time through the shorter discharge time was observed for 12 m3/h.

9

Wpływ proporcji paliw stosowanych w kotłach parowych na sprawność odpylania gazów odlotowych w elektrofiltrach

Radomiak H., Musiał D., Zajemska M., Szczepański K.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2017

|

Vol. 84, nr 5

221--224

PL

W artykule określono zależności występujące pomiędzy doborem paliwa, jakością spalania, sprawnością kotłów a zdolnością elektrofiltrów do ograniczenia zanieczyszczeń. Wskazano kierunki działań, aby przy dostatecznie wysokiej produkcji pary z kotłów i wysokiej ich sprawności uzyskać należyte warunki ekologiczne.

EN

The article specifies the relationships that exist between the choice of fuel, the quality of combustion, the efficiency of boilers and the ability of electrostatic precipitators to reduce pollution. The direction of action has been indicated so that, with sufficiently high production of boiler steam and high efficiency, appropriate environmental conditions are achieved.

10

Modelowanie współspalania węgla i biomasy w kotle energetycznym

Zajemska M., Musiał D., Urbańczyk P., Poskart A., Golański G.

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2017

|

T. 48, nr 5

183--186

PL

W artykule przeanalizowano wpływ współspalania węgla kamiennego i pelletu z łuski słonecznika w kotle energetycznym o mocy 125 MW na skład chemiczny spalin. Warunki początkowe sformułowano na podstawie danych uzyskanych z kotła, a mianowicie temperatury spalania, strumieni reagentów tj. powietrza, węgla i biomasy oraz składu elementarnego wprowadzanych do kotła paliw. Następnie przeprowadzono symulacje komputerowe, w ramach których wyznaczono skład chemiczny spalin. Obliczenia numeryczne wykonano przy użyciu oprogramowania CHEMKIN-PRO. Obliczenia dotyczyły 134 związków chemicznych i 4169 reakcji chemicznych, łącznie z reakcjami formowania związków chloru. Dodatkowo przeanalizowano wpływ wybranych parametrów (np. temperatura), na zmiany składu chemicznego produktów spalania. Opracowany model obliczeniowy wraz z zaimplementowanym mechanizmem chemicznym zweryfikowano za pomocą danych zebranych z rzeczywistego obiektu, co zwiększyło wiarygodność uzyskanych wyników.

EN

The article analyses the impact of co-combustion of coal and pellets made of sunflower husk in power plant boiler with a capacity of 125 MW on the chemical composition of the flue gas. Based on the data obtained from a boiler, in particular: the combustion temperature, the reagent fluxes, i.e. air, coal and biomass, as well as the elemental composition of the fuels supplied into the boiler, the initial conditions were formulated and the computer simulations were made, leading to determining the chemical composition of flue gas. Numerical calculations were performed using the CHEMKIN-PRO software. Chemical mechanism included 134 compounds and 4169 chemical reactions, including reactions of forming chlorine compounds. Additionally, the impact of selected parameters, e.g. temperature on the chemical composition changes of the combustion products was analysed. Developed calculation model with the implemented chemical mechanism was verified by data collected from the real conditions, leading to increasing the reliability of the results.

11

Wykorzystanie techniki obliczeniowej do modelowania bezpiecznej pracy przemysłowej komory grzewczej

Zajemska M., Radomiak H., Musiał D., Poskart A., Eremin A. O., Jarnecka M., Chamara A., Śpiewak K., Rajca P., Kocyba M., Janicki M., Boroń K.

Prace Naukowe Akademii im. Jana Długosza w Częstochowie. Technika, Informatyka, Inżynieria Bezpieczeństwa

|

2016

|

T. 4

491--506

PL

Szczególnym rodzajem zagrożeń możliwych do wystąpienia na terenie wielu zakładów przemysłowych (np. na terenie huty) są zagrożenia związane z obecnością niebezpiecznych substancji, w tym gazów palnych, takich jak gaz ziemny czy gaz koksowniczy. Niewłaściwe spalanie tych gazów w komorach grzewczych może być bezpośrednią przyczyną niekontrolowanego uwalniania się szkodliwych dla zdrowia i życia substancji, takich jak tlenek węgla czy niedopalone węglowodory. Sytuacja jest szczególnie niebezpieczna w przypadku nadciśnienia w komorze grzewczej, ponieważ wiąże się to z „wybijaniem spalin”, tzn. uwalnianiem się produktów spalania paliwa na zewnątrz, co może być przyczyną zatrucia organizmu. Ze względu na powyższe, w niniejszym artykule przedstawiono możliwości wykorzystania techniki obliczeniowej do prognozowania zagrożeń związanych ze spalaniem paliwa gazowego w komorze grzewczej, a mianowicie w piecu przepychowym do nagrzewania wsadu metalowego. Zaproponowana metoda przewidywania składu chemicznego spalin umożliwia odpowiednią kontrolę procesu spalania, zmierzającą do zmniejszenia negatywnych skutków zarówno środowiskowych, jak i zdrowotnych.

EN

A special type of threats possible to occurre in many industrial plants (eg. at the smelter) are risks associated with the presence of hazardous substances, including flammable gases, such as natural gas and coke oven gas. Improper combustion of these gases in the heating chambers may be a direct cause of the uncontrolled release of harmful substances for health and life, such as carbon monoxide and unburned hydrocarbons. The situation is particularly dangerous in the case of overpressure in the heating chamber, because it involves the "knocking out of flue gas", i.e. release of combustion products on the outside, which can cause poisoning of the human body. Due to the above, in this paper the possibility of using computer technology to predict the risks associated with the combustion gas in the heating chamber, namely in the pusher furnace to heat the metal charge was presented. The proposed method of predicting the chemical composition of flue gas allows to proper control of the combustion process, in order to reduce the negative effects of both environmental and health problems.

12

Numeryczne prognozowanie produktów spalania jako podstawa do oceny zagrożenia środowiska

Radomiak H., Zajemska M., Musiał D., Morel S.

Polityka Energetyczna

|

2016

|

T. 19, z. 1

149--156

PL

W artykule przedstawiono metodę numerycznego określania produktów spalania paliw na podstawie ich składu chemicznego. Do obliczeń użyto najnowszej wersji profesjonalnego oprogramowania amerykańskiej firmy Reaction Design, a mianowicie programu CHEMKIN-PRO. Dla zadanych warunków początkowych i brzegowych dokonano obliczeń numerycznych mających na celu oszacowanie składu atmosfery gazowej podczas pożaru w zamkniętym, wentylowanym pomieszczeniu, wypełnionym palnym materiałem o znanym składzie elementarnym. Podano przykład wykorzystania tej metody do określenia składu spalin ciekłego paliwa węglowodorowego zawierającego domieszki tlenu, siarki i azotu. Pokazano, że na podstawie uzyskanych wyników, a w szczególności skład chemiczny obejmujący ponad sto związków można prognozować skutki ekologiczne dla środowiska i zdrowia człowieka. Otrzymane wyniki obliczeń jednoznacznie wskazują, że na skutek pożaru benzyny w zamkniętym pomieszczeniu uwalniane są niepożądane z ekologicznego punktu widzenia zanieczyszczenia. Wytwarza się bowiem niezmiernie niebezpieczna mieszanka gazów, w większości palnych (H2, CO i węglowodory), co grozi niebezpieczeństwem wybuchu w momencie osiągnięcia przez te gazy granicy wybuchowości. Uzyskane przez autorów wyniki obliczeń numerycznych, mimo ograniczonej ilości danych opisujących analizowany proces, mogą stanowić podstawę rozważań na temat mechanizmów formowania różnych związków chemicznych, a zwłaszcza tych, których wysoka koncentracja może stanowić zagrożenie dla życia i zdrowia ludzi biorących udział w akcjach ratunkowych.

EN

In the article the numerical method of determination of fuels combustion products on the basis on their chemical composition was presented. In the calculations the latest version of the professional software, namely CHEMKIN-PRO created by the American company Reaction Design, was used. For the selected initial and boundary conditions the numerical calculations were made in order to estimate the composition of gas atmosphere in a fire in an enclosed, ventilated room, filled with a combustible material of known elemental composition. The examples of this method use was shown in order to determine the composition of liquid hydrocarbon fuel containing admixtures of oxygen, sulphur and nitrogen. It was found that, based on the resulting calculation, in particular chemical composition including over a hundred of compounds, the ecological effects for natural environment and human being health can be predicted. The results of calculations clearly indicate that as an effect of gasoline fire in a confined space the pollutants that are undesirable from an environmental point of view of are released. An extremely dangerous mixture of gases, mostly combustible (H2, CO and hydrocarbons) is produced, which pose a danger of explosion when these gases reach the explosive limit. The results of numerical calculations obtained by the authors, despite the limited amount of data describing the analyzed process may constitute a basis of reflection on the mechanisms of formation of different chemical compounds, especially those which high concentration may endanger the lives and health of human beings taking part in rescue operations.

13

Możliwości modernizacji palników grzewczych pod kątem bezpiecznej eksploatacji pieca grzewczego

Radomiak H., Zajemska M., Musiał D., Wyleciał T.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2016

|

Vol. 83, nr 11

509--513

PL

W artykule przedstawiono efekty oraz możliwości modernizacji palników grzewczych w celu bezpiecznego prowadzenia pieca grzewczego. Modernizacja polegała na oszacowaniu optymalnej gazodynamiki urządzenia grzewczego z wykorzystaniem programu obliczeniowego. Następnie przeprowadzono badania palników w warunkach laboratoryjnych pod kątem bezpiecznej i stabilnej pracy. W rezultacie badania te pozwoliły na zmniejszenie zużycia ciepła podczas pracy pieca grzewczego.

EN

The article presents the results and the possibility of modernization the heating burners for the safe conduct of heating furnace. Modernization consists in estimating the optimal gas dynamics heating device using a calculation program. Next were carried studies on the laboratory burner in terms safe and stable operation. As a result, these studies made it possible to reduce the consumption of heat during operation of the furnace heating.

14

The Analysis of Nitrogen Oxides Formation During Oxygen - Enriched Combustion of Natural Gas

Poskart A., Radomiak H., Niegodajew P., Zajemska M., Musiał D.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2016

|

Vol. 61, iss. 4

1925--1930

EN

This paper presents the study of oxygen–enriched combustion of natural gas and its impact on nitrogen oxides emission. The research were performed on two experimental stands, i.e. combustion chambers with an industrial swirl burner of maximum power equal to 90 kW and 10 kW. The investigation includes the influenced of oxygen enhanced within the range between 21% and 30%. Furthermore, the role of temperature during the oxygen enrichment was analysed. The results of the research showed that with the rise in oxygen concentration in the air the concentration of nitrogen oxides also increases what is directly related to the rise in flame temperature as well as the addition of oxygen.

15

Mechanizm chemiczny powstawania zanieczyszczeń w procesie spalania węgla w atmosferach modyfikowanych tlenem

Zajemska M., Radomiak H., Musiał D.

Przemysł Chemiczny

|

2015

|

T. 94, nr 9

1563-1565

PL

W celu przewidywania składu spalin dla różnych warunków prowadzenia procesu spalania (czas przebywania, temperatura) zamodelowano spalanie węgla w atmosferze modyfikowanej tlenem. Obliczenia przeprowadzono dla atmosfery gazowej (21% O2, 79% CO2). Dłuższy czas przebywania przyczynia się do lepszego spalania węgla, a tym samym niższych stężeń CO. Zaobserwowano, że stężenie NO, N2O i HCN w spalinach maleje wraz ze wzrostem czasu przebywania. Inna sytuacja miała miejsce w przypadku NO2 i SO2.

EN

Combustion of coal in O2-modified atms. was modeled to predict the compn. of flue gases under varying combustion conditions (esp. residence time and temp.) Computation was performed in a gaseous atm. (21% O2, 79% CO2). Increasing the residence time resulted in highes coal burnout and in decreasing in the concns. of CO, NO, N2O and HCN (but not NO2 and SO2) in flue gas.

16

Zagrożenia i sposoby zabezpieczeń przed działaniem palnych gazów w budownictwie mieszkaniowym

Zajemska M., Musiał D., Radomiak H.

Logistyka

|

2015

|

nr 5

1671--1676, CD1

PL

W niniejszym artykule przedstawiono przykład obliczeniowy obrazujący możliwość wystąpienia wybuchu w szczelnie zamkniętym pomieszczeniu z tytułu uwalniania się gazu ziemnego na skutek nieszczelności zaworu kuchenki gazowej. Do obliczeń przyjęto m.in. stały skład chemiczny gazu, średnicę dyszy wylotowej palnika, ciśnienie gazu w sieci, temperaturę i gęstość gazu. Parametrem zmiennym była kubatura pomieszczenia, a tym samym ilość powietrza w ograniczonej przestrzeni. Stwierdzono, że im mniejsza kubatura pomieszczenia, a tym samym mniejsza ilość powietrza, to tym krótszy będzie czas, w którym może dojść do wybuchu. Ponadto w celu zapewnienia wysokiego poziomu bezpieczeństwa niezbędne jest stosowanie odpowiednich systemów zabezpieczeń np. zaproponowanego w niniejszym artykule dwuprogowego systemu detekcji gazów.

EN

This article presents the calculation example showing the possibility of an explosion in a sealed room due to the release of natural gas due to the non-leak valve gas cooker. In the calculation procedure several constant parameters were adopted: chemical composition of gas, the diameter of the nozzle of the burner, the gas pressure in the network, temperature and density of the gas. A variable parameter was the volume of the room, and thus the amount of air in the limited space. It has been found that the smaller volume of the room (and thus less amount of the air) the shorter time of occurring the explosion. Furthermore, in order to ensure a high level of security it is necessary to apply appropriate security systems, eg. the two thresholds gas detection system that is proposed in this paper.

17

Ekonomiczno-ekologiczny aspekt energetycznego wykorzystania wybranych nośników energii

Musiał D., Radomiak H., Zajemska M., Wyleciał T.

Logistyka

|

2015

|

nr 6

288--291, CD

PL

W niniejszym artykule przedstawiono problematykę produkcji ciepła z wybranych nośników energii, w tym biomasy. Oszacowano wielkość emisji zanieczyszczeń powietrza z kotłów małej mocy, wynikającą ze zużycia energii na ogrzewanie pomieszczeń i podgrzanie wody użytkowej dla domu jednorodzinnego o powierzchni 100 m2. W oparciu o aktualne, uśrednione ceny paliw oszacowano również koszty wytworzenia 1 GJ energii. Stwierdzono, iż w chwili obecnej najdroższym z analizowanych paliw jest olej opałowy (ok. 100zł/GJ), natomiast najtańszym węgiel (ok. 35 zł/GJ).

EN

In this article the problem of heat production from selected energy carriers including biomass was presented. Emissions of air pollutants from low power boilers, resulting from energy consumption for rooms and water heating for a detached house with an area of 100 m2, was estimated. The natural gas proved to be the cleanest fuel from the ecological point of view. Based on current, average fuel prices the cost of producing 1 GJ of energy was also estimated. It was found that from the analyzed fuels a heating of( is the most expensive (approx. 100 PLN / GJ), while a hard coal is the least expensive (approx. 35 PLN/GJ).

18

Charakterystyka wybranych właściwości substancji ciekłych w aspekcie bezpieczeństwa pożarowego

Radomiak H., Zajemska M., Musiał D.

Logistyka

|

2015

|

nr 5

1297--1302, CD1

PL

W artykule przedstawiono wybrane właściwości paliw ciekłych w aspekcie zagrożeń związanych z niekontrolowanym spalaniem w otwartej przestrzeni, będącym konsekwencją niewłaściwego użytkowania paliw, transportu lub magazynowania. Wyznaczono masową szybkość spalania oraz przedstawiono wizualizację procesu spalania analizowanych paliw. Stwierdzono, że mechanizm zapłonu i przebieg procesu spalania są ściśle związane z właściwościami spalanego paliwa. Niektóre z analizowanych substancji ciekłych zapalały się błyskawicznie od dostarczonego stosunkowo niewielkiego źródła ciepła, natomiast inne potrzebują czasu na podgrzanie i inicjacja zapłonu zachodzi dużo wolniej. Ponadto potrzebują znacznie większego źródła ciepła.

EN

The article presents selected properties of liquid fuels in terms of the risks associated with uncontrolled combustion in open space, which is a consequence of improper use, transport or storage of fuels. The combustion rate mass was determined and a visualization of the analyzed combustion fuels was presented. It was found that the mechanism of ignition and combustion are closely related to the properties of burned fuel. Some of the analyzed liquid substances rapid burst into flame from the provided relatively little heat, while others needed more time to heat and ignition initiation occurs much more slowly. Furthermore, they need a much larger source of heat.

19

Gaszenie płomienia dyfuzyjnego przy pomocy fal akustycznych

Radomiak H., Mazur M., Zajemska M., Musiał D.

Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza

|

2015

|

Nr 4

29--38

PL

Cel: W artykule przedstawiono możliwości wygaszania płomienia dyfuzyjnego za pomocą fal akustycznych. Wyznaczono krytyczną wartość częstotliwości oraz graniczną moc akustyczną, przy których zachodzi zjawisko wygaszenia płomienia. Metody: Na potrzeby realizacji zamierzonego celu niezbędne było skonstruowanie stanowiska umożliwiającego generowanie fal akustycznych w kierunku palnika. Stanowisko wyposażono w generator częstotliwości oraz wzmacniacz sygnału, głośnik o niskim paśmie przewodzenia, falowód, a także mierniki: napięcia, natężenia i częstotliwości. Pomiaru ciśnienia akustycznego w miejscu usytuowania płomienia dokonano za pomocą sondy Culite. Sonda jest skonstruowana na zasadzie mikrofonu z bardzo czułą membraną, elektrodą oraz kondensatorem. Zmiana ciśnienia w ośrodku powoduje minimalne przesunięcie membrany, co w konsekwencji powoduje zmiany w poziomie naładowania kondensatora. Poziom ten jest rejestrowany jako zmiana napięcia przepływającego przez układ. Wartości tego napięcia obserwuje się na ekranie systemu pomiarowego, co pozwala na przeliczenie ich na wartości ciśnienia, uwzględniając zakres pracy systemu pomiarowego. Ponadto wykonano wizualizację przebiegu procesu wygaszania płomienia za pomocą aparatu smugowego. Jest to idealna metoda graficznego dokumentowania wyników badań prowadzonych nad procesami spalania, gdzie niedostateczne oświetlenie wyciemnionego otoczenia nie pozwala na prawidłowe zobrazowanie tradycyjnymi metodami, zaś przy otoczeniu oświetlonym zachodzi nieoddanie całej struktury płomienia na zdjęciu, wywołane mocnym światłem emitowanym przez płomień. Wyniki: Przeprowadzone badania dowiodły, że dla danej wartości mocy cieplnej płomienia możliwe jest jego wygaszenie za pomocą szerokiego spektrum częstotliwości krytycznej (35 ÷ 155 Hz) oraz poziomu mocy granicznej poniżej 30 W. Zdolność gaśniczą oszacowano, wyznaczając współczynnik skuteczności gaszenia płomienia – dla wartości 35 ÷ 45 Hz mieściła się ona w przedziale od 35 do 155 Hz. Ponadto wyznaczono graniczną wartość ciśnienia akustycznego (zakres 45 ÷ 55 Pa), poniżej której zjawisko wygaszania płomienia było praktycznie niezauważalne. Wnioski: Przedstawiona metoda gaszenia płomienia umożliwia, poprzez zadziałanie falą akustyczną o odpowiedniej częstotliwości, całkowite wygaszenie płomienia. Fakt ten potwierdzają uzyskane w ramach eksperymentów wyniki, jak również przeprowadzona wizualizacja za pomocą aparatu smugowego.

EN

Aim: The paper presents the feasibility of extinguishing a diffusion flame with the aid of acoustic waves. The study includes an assignment of critical frequency values and the acoustic force limit, the point at which a flame is extinguished. Methods: In order to achieve the desired aim, it was necessary to construct a test stand, to facilitate the generation of acoustic waves in the direction of a burner. The experimental stand was equipped with a frequency generator and amplifier, speaker with a low frequency band, waveguide and voltage strength and frequency meters. Measurement of sound pressure at the flame location was performed using a Culite probe. The probe was constructed on the principle of a microphone, using a very sensitive membrane, electrode and capacitor. Changing the pressure within the probe resulted in a minimal displacement of the membrane, which in turn caused changes to the charge level of the capacitor. This level was recorded as a change in the voltage flowing through the system. The voltage value was revealed on the screen of the measuring device, which allowed for the calculation of pressure values, taking into account the operating range of the measuring device. Additionally, extinguishing of the flame was observed visually with the aid of Schlieren imagery apparatus. This is considered to be an ideal method for graphical recording of research results associated with the combustion processes where insufficient lighting of a dim environment does not allow for proper imaging, using traditional methods. Whereas, in ambient lit conditions it is not possible to reveal the entire structure of the flame because of strong light emitted by the flame. Results: Studies reveal that for a given value of flame thermal power it is possible to extinguish a flame with the use of a wide spectrum of critical frequency (35 ÷ 155 Hz) and force limit level below 30 W. Extinguishing ability was estimated by assigning a flame extinguishing effectiveness ratio; for the value of 35 ÷ 45 Hz it was within the range between 35 to 155 Hz. Additionally, the sound pressure level limit value (range of 45 ÷ 55 Pa) was assigned, below which the flame extinguishing activity was virtually unnoticeable. Conclusions: The described flame extinguishing technique allows for the total extinguishing of flames with the aid of generated sound waves at an appropriate frequency. This is confirmed by results from research experiments and visual observation, using Schlieren imagery apparatus.

20

The Optimization And Diagnostics Of Combustion Process With Numerical Modelling Application

Zajemska M., Radomiak H., Poskart A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 2A

687--695

EN

The progressing development of industry and the associated rising environmental pollution create the need for the intensification of combustion processes and the implementation of increasingly stringent environmental protection standards. Therefore, an intensive progress in scientific and research work that is lately observed and studies with the use of numerical methods, are becoming an indispensable element of experimental research. This allows for: optimization of combustion processes, development of new designs of burners and technologies of low-emission combustion, as well as prediction of ecological effects. This article presents the possibilities of numerical modelling in combustion processes in heat furnaces. The chemistry of the combustion process was modelled in CHEMKIN software, while the dynamics of flue gas flow in the combustion chamber was modelled with the use of FLUENT software. Numerical computations were performed for both, the experimental chamber and the real objects, i.e. a pusher furnace and a sheet hardening furnace. The results of obtained measurements and numerical calculations clearly show that the use of hot air affects the growth of emissions, in particular NOx. Furthermore, it has also been proved that the design and the appropriate location of the lance supplying the secondary air result in the reduction of emissions of nitrogen oxides.

PL

Postępujący rozwój przemysłu i związany z tym wzrost zanieczyszczenia środowiska stwarza potrzebę intensyfikacji procesów spalania oraz wprowadzenia coraz to bardziej rygorystycznych norm ochrony środowiska. W związku z tym w ostatnim czasie obserwuje się intensywny postęp w pracach naukowo-badawczych, a badania z wykorzystaniem metod numerycznych stają się nieodzownym elementem badań eksperymentalnych. Umożliwia to optymalizację procesów spalania przy jednoczesnym oszacowaniu efektów ekologicznych, a w rezultacie rozwój nowych konstrukcji palników i specjalnych, niskoemisyjnych technologii spalania. W artykule przedstawiono możliwości modelowania numerycznego procesów spalania i dynamiki gazów w piecach grzewczych. Chemię procesu spalania zamodelowano przy wykorzystaniu oprogramowania CHEMKIN, natomiast dynamikę przepływu spalin w komorze spalania programem FLUENT. Obliczenia numeryczne przeprowadzono zarówno dla komory eksperymentalnej, jak i dla rzeczywistych obiektów, a mianowicie pieca przepychowego i pieca do hartowania blach. Wyniki uzyskanych badań pomiarów i obliczeń numerycznych jednoznacznie wskazują, że zastosowanie gorącego powietrza wpływa na wzrost emisji zanieczyszczeń, a w szczególności NOx. Ponadto udowodniono, że na obniżenie emisji tlenków azotu ma wpływ konstrukcja i odpowiednie umiejscowienie lancy doprowadzającej powietrze wtórne.