Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analysis of the combustion process of coal slurry pellets in a circulating fluidized bed

Richter D., Kijo-Kleczkowska A., Kosowska-Golachowska M., Wolski K.

Rynek Energii

|

2017

|

Nr 4

91--96

EN

The paper presents the results of experimental studies constituting a comparative analysis of the combustion of coal slurry, brown coal, hard coal and biomass in the form of pellets. The study was conducted using a test stand with a circulating fluidized bed (CFB) with a capacity of 12 kW. The analysis included, among other parameters, the total combustion time, the maximum temperature on the surface of the fuel, the ignition time, the time of volatiles combustion and the time of the burning of char. The general conclusion based on experimental studies is that coal slurry pellets, due to its characteristics and behaviour during the combustion process in a circulating fluidized bed, can be a valuable energy source.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych dotyczących analizy porównawczej spalania peletów z mułu węglowego, węgla brunatnego, węgla kamiennego oraz biomasy. Badania prowadzono na stanowisku badawczym z cyrkulacyjną warstwą fluidalną Analiza dotyczyła całkowitego czasu spalania, maksymalnej temperatury na powierzchni paliwa, czasu zapłonu i spalania części lotnych oraz czasu spalania karbonizatu. Stwierdzono, iż pelety z mułów węglowych mogą być wartościowym źródłem energii dla kotłów z cyrkulacyjną warstwą fluidalną.

2

Spalanie biomasy agro i leśnej w cyrkulacyjnej warstwie fluidalnej

Kosowska-Golachowska M., Wolski K., Gajewski W., Kijo-Kleczkowska A., Musiał T., Środa K.

Rynek Energii

|

2016

|

Nr 3

90--99

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych procesu spalania peletów z biomasy agro (słoma pszeniczna i wierzba energetyczna) oraz biomasy leśnej (sosna zwyczajna) w cyrkulacyjnej warstwie fluidalnej. Badania przeprowadzono na stanowisku laboratoryjnym o mocy 12 kW w Instytucie Maszyn Cieplnych Politechniki Częstochowskiej. Przeanalizowano czasy i temperatury zapłonu, temperatury powierzchni i środka peletów, czasy całkowitego spalania oraz emisje zanieczyszczeń gazowych (NO, N2O, NO2, SO2, CO, HCl, HF i HCN) podczas spalania paliw biomasowych w odniesieniu do węgla kamiennego.

EN

In this paper the advantages and disadvantages of biomass combustion in fluidized-bed boilers were discussed. Results of experimental research of combustion process of agro biomass pellets (wheat straw and willow) and wood biomass pellets (Scots pine) in a circulating fluidized bed were presented. Biomass combustion tests were conducted in a 12-kW bench-scale CFB combustor. The main objective of this study was to investigate the combustion behaviour of biomass fuels in terms of particle temperature profiles, ignition time, devolatilization time, the total combustion time and emissions of pollutants (NO, N2O, NO2, SO2, CO, HCl, HF and HCN).

3

Oxy-combustion of biomass in a circulating fluidized bed

Kosowska-Golachowska M., Kijo-Kleczkowska A., Luckos A., Wolski K., Musiał T.

Archives of Thermodynamics

|

2016

|

Vol. 37, no. 1

17--30

EN

The objective of this study was to investigate combustion characteristics of biomass (willow, Salix viminalis) burnt in air and O2/CO2 mixtures in a circulating fluidized bed (CFB). Air and oxy-combustion characteristics of wooden biomass in CFB were supplemented by the thermogravimetric and differential thermal analyses (TGA/DTA). The results of conducted CFB and TGA tests show that the composition of the oxidizing atmosphere strongly influences the combustion process of biomass fuels. Replacing N2 in the combustion environment by CO2 caused slight delay (higher ignition temperature and lower maximum mass loss rate) in the combustion of wooden biomass. The combustion process in O2/CO2 mixtures at 30% and 40% O2 is faster and shorter than that at lower O2 concentrations.

4

Spalanie osadów ściekowych w odniesieniu do węgla i biomasy

Kijo-Kleczkowska A., Kosowska-Golachowska M., Gajewski W., Środa K., Musiał T., Wolski K.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2014

|

z. 86 [290], nr 3

383--392

PL

Praca podejmuje problematykę spalania osadów ściekowych, jako priorytetowej metody ich termicznej utylizacji, w odniesieniu do węgla i biomasy. Biorąc pod uwagę istotę problemu narastającej produkcji, a także własności osadów ściekowych i metod ich unieszkodliwiania, z uwzględnieniem oddziaływania na środowisko oraz uregulowań prawnych, obserwuje się obecnie coraz większe zainteresowanie wspomnianą tematyką, widoczne zarówno w literaturze krajowej, jak i światowej. Zbliżona wartość opałowa wysuszonych osadów ściekowych do węgla brunatnego, uzasadnia możliwość wykorzystania tych odpadów jako paliwa energetycznego. W pracy zaprezentowano wyniki badań eksperymentalnych stanowiące analizę porównawczą spalania osadów ściekowych oraz węgla i biomasy. Badania prowadzono zgodnie z planem rotalno-uniformalnym, umożliwiającym określenie oddziaływania rozmiaru paliwa, temperatury w komorze spalania i prędkości napływu powietrza na całkowity czas procesu, temperaturę i czas zapłonu paliwa za pośrednictwem części lotnych, temperaturę maksymalną paliwa oraz czas spalania karbonizatu.

EN

The paper deals with the problem of sewage sludge combustion as a priority method of thermal utilization, in relation to coal and biomass. Considering the nature of the problem of increasing production, sludge properties and methods of utilization, taking into account the impact on the environment and legislation, there is now a growing interest in mentioned subject, reflected both in the national and world literature. A similar calorific value of dried sewage sludge to brown coal, justifies the possibility to use the sewage sludge as fuel energy. The paper presents the results of experimental studies on comparative analysis of the combustion of sewage sludge, coal and biomass. The investigations were performed according to the rotary-uniform plan, which enables determination of influence of the fuel size, the temperature in the combustion chamber and air velocity on total process time temperature, the both ignition time and temperature of a fuel, maximal temperature of the fuel and combustion time of adsorbents.

5

Experimental investigation into coal-biomass-water fuels combustion in a circulating fluidized bed

Kijo-Kleczkowska A., Kosowska-Golachowska M., Luckos A., Środa K.

Archiwum Gospodarki Odpadami i Ochrony Środowiska

|

2014

|

Vol. 16, nr 2

85--92

EN

Coal upgrading processes (screening, washing etc.) generate large quantities of fine and ultra-fine coal particles usually in the form of coal-water slurries. Utilization of these waste-coals is a preferable option to their disposal and offers opportunities for adding value. Direct combustion of coal slurries can eliminate troublesome dewatering and drying processes. Combustion or co-combustion of coal slurries with other fuels (higher quality coal, biomass) in circulating fluidized-bed (CFB) boilers is the best option for their utilization. High combustion efficiencies can be achieved provided that the combustion process is properly designed to take into account the unique properties of the fuel. Because biomass is considered as a carbon-neutral fuel, co-combustion of coal slurries with biomass can lower the CO2 footprint and decrease the cost of electricity. This paper describes the results of experiments carried out in a laboratory-scale CFB combustor with coal-biomass-water fuels. It has been found that the combustion time and ignition temperature decrease with an increase in the biomass content in the fuel and the superficial gas velocity.

PL

Niekorzystny bilans paliwowy naszego kraju powoduje nadmierne obciążenie środowiska, wywołane emisją NOx, SO2, CO2 i pyłów, a także powiększeniem powierzchni koniecznych na składowanie narastających stałych odpadów paleniskowych. Górnictwo, zmuszane dostarczać energetyce coraz lepsze paliwo, musi stosować głębsze wzbogacanie węgla. Powoduje to ciągły wzrost odpadów w postaci mułów poflotacyjnych. Najlepszą metodą utylizacji tych mułów jest ich spalanie w postaci zawiesin oraz współspalanie z innymi paliwami, prowadzone przede wszystkim w kotłach fluidyzacyjnych. Z drugiej strony, rozwój technologii wykorzystania biomasy na cele energetyczne daje szereg przyszłościowych korzyści. Biomasa jest jednym z najbardziej obiecujących źródeł energii odnawialnej w Polsce, a jej współspalanie z węglem znajduje w ostatnich latach coraz szersze zastosowanie, zarówno w Polsce, jak i na świecie. Praca podejmuje wyniki badań eksperymentalnych współspalania węgla z biomasą w postaci zawiesin w warunkach cyrkulacyjnej warstwy fluidalnej. Stwierdzono m.in. skrócenie czasu spalania paliwa oraz obniżenie temperatury jego zapłonu za pośrednictwem części lotnych, w miarę wzrostu zawartości biomasy w zawiesinie.

6

Determination of the effective thermal conductivity of solid fuels by the laser flash method

Kosowska-Golachowska M., Gajewski W., Musiał T.

Archives of Thermodynamics

|

2014

|

Vol. 35, no. 3

3--16

EN

In this study, a new laser flash system was proposed for the determination of the thermal conductivity of brown coal, hard coal and anthracite. The main objective of the investigation was to determine the effect of coal rank, composition, physical structure and temperature on thermal conductivity. The solid fuels tested were medium conductors of heat whose determined thermal conductivities were in the range of 0.09 to 0.23 W/(m K) at room temperature. The thermal conductivity of the solid fuels tested typically increased with the rank of coal and the measurement temperature. The results of this study show that the physical structure of solid fuels and temperature have a dominant effect on the fuels' thermal conductivity.

7

Analiza procesu spalania tlenowego paliw stałych przy użyciu TGA/DTA

Kosowska-Golachowska M., Gajewski W.

Archiwum Spalania

|

2012

|

Vol. 12, nr 4

243--251

PL

Spalanie tlenowe (oxy-combustion) jest jedną z nowych technologii, umożliwiających jednoczesną produkcję energii elektrycznej i wychwytywanie dwutlenku węgla. Technologia ta różni się od konwencjonalnych metod tym, iż spalanie paliwa zachodzi w mieszaninie tlenu i recyrkulowanych spalin, zamiast w powietrzu. Do charakterystyki procesu spalania tlenowego węgla brunatnego i kamiennego przeprowadzono liczne analizy termograwimetryczne (TG) z termiczną analizą różnicową (DTA) wraz z analizą składu wydzielających się produktów gazowych (EGA) w zakresie temperatur od 20 stC do 1000 stC przy szybkości nagrzewania 50 stC/min. Z krzywych TG, DTG i DTA otrzymanych w procesie spalania paliw w powietrzu i w mieszaninach O2/CO2 wyznaczono poszczególne etapy spalania oraz charakterystyczne parametry m.in. temperaturę zapłonu, temperaturę wypalenia paliwa, reaktywność oraz całkowity czas spalania. Dodatkowo przeanalizowano proces pirolizy węgli w atmosferze N2 i CO2 w zakresie temperatur od 20 stC do 1300 stC przy szybkości nagrzewania 50 stC/min.

EN

Oxy-fuel combustion is suggested as one of new promising technologies for capturing CO2 from power plants. In an oxy-fuel combustor, the combustion of coal basically occurs in an atmosphere of O2/CO2. This experimental study aims to identify the differences in combustion behaviour of two Polish coals (brown and hard) in air and O2/CO2 environments using thermogravimetry analysis (TGA), differential thermal analysis (DTA) and evolved gas analysis (EGA). The pyrolysis experiments were performed with 100% N2 and 100% CO2. A non-isothermal temperature program, which consisted of heating around 14 mg of the sample at the rate of 50 stC/min, from 20 stC up to 1300 stC, was employed. Combustion behaviour of tested fuels in air and oxy-fuel condition show that burning process is slightly delayed in oxy-fuel condition compared to air condition at the same oxygen levels.

8

The fragmentation of coal particles during oxy-fuel combustion in a circulating fluidized bed

Kosowska-Golachowska M., Kłos K., Musiał T.

Archivum Combustionis

|

2012

|

Vol. 32 nr 3-4

131--139

EN

The fragmentation of coal plays a significant role during combustion process in circulating fluidized-bed boilers because it accelerates combustion and influences the distribution of particle sizes in the bed. Fine char particles produced by comminution can be carried out and increase the heat loss due to incomplete carbon conversion. The main objective of this study was to determine the degree of primary and secondary fragmentation for coal particles during oxy-combustion in a circulating fluidized bed. The effects of coal type, particle size, bed temperature and oxygen concentration on the extend of primary and secondary fragmentation have been determined. Fragmentation tests were conducted in a 12-kW bench-scale oxy-CFB combustor. The experiments with one brown and two hard Polish coals were carried out in air (base case) and mixtures of O2/CO2 with oxygen concentrations in the range from 21% to 40%vol.

9

Badania przebiegu procesu spalania zawiesinowych paliw węglowo-wodnych w mieszaninie O2/CO2

Kijo-Kleczkowska A., Kosowska-Golachowska M., Kłos K.

Archiwum Spalania

|

2011

|

Vol. 11, nr 3-4

157-169

PL

W pracy przeanalizowano oddziaływanie stężenia tlenu w mieszaninie O2/CO2 na przebieg procesu spalania paliw zawiesinowych, utworzonych z różnych typów węgli. Dla porównania pomiary przeprowadzono również w strumieniu powietrza. Spalanie tlenowe jest postrzegane współcześnie jako jeden z głównych kierunków rozwoju zero emisyjnych technologii energetycznych. Również badania spalania zawiesinowych paliw węglowo-wodnych nabierają coraz większego znaczenia, szczególnie w naszym kraju ze względu na niekorzystny bilans paliwowy, zdominowany przez węgiel kamienny i brunatny. W ramach pracy wykonano pomiary przebiegu zmian temperatury na powierzchni i w środku paliwa zawiesinowego, ubytku jego masy, czasu i temperatury zapłonu paliwa za pośrednictwem części lotnych wydzielających się z zawiesiny oraz wyznaczono całkowity czas procesu. Od Redakcji: Artykuł został wydrukowany ponownie, ponieważ w poprzednim zeszycie (Vol.11 (2011) nr 1-2) podczas opracowania redakcyjnego wstawiono do tekstu niewłaściwe rysunki. Redakcja przeprasza autorów za pomyłkę.

EN

Combustion process of coal-water slurries in O2/CO2 mixtures is analyzed in this paper. The combustion in oxygen is one from the zero - emission energetic technologies, From second side, the necessity to undertake the research of coal-water combustion in our country results from the fuel structure of the Polish power industry where 97% of electric energy is produced from coal. The effect of oxygen concentration on combustion process of coal-water slurries, made from different types of coals, is determined, Detailed comparisons of fuels temperatures, mass loss, ignition time, devolatilization time and char combustion time have been made for coal-water slurries combusted in air and various O2/CO2 mixtures.

10

Analiza procesu spalania węgla w mieszaninie O2/CO2

Kosowska-Golachowska M.

Systems : journal of transdisciplinary systems science

|

2010

|

Vol. 14, No sp.

141--148

PL

W pracy przeanalizowano proces spalania pojedynczych ziaren węgla w mieszaninie O2/CO2 oraz dla porównania w powietrzu. Określono oddziaływanie stężenia tlenu w zakresie 20÷40% na proces spalania węgla brunatnego i trzech typów węgli kamiennych w temperaturze 850°C. Przeanalizowano rozkład temperatury na powierzchni i wewnątrz ziarna, ubytek jego masy, czas zapłonu, czas spalania części lotnych oraz całkowity czas spalania różnych typów węgli. Dodatkowo określono wpływ temperatury w komorze paleniskowej oraz średnicy ziarna na proces spalania węgla w mieszaninie O2/CO2.

XX

Combustion process of single coal particles in O2/CO2 mixtures is analyzed in this paper. The effect of oxygen concentration on combustion process of brown coal and three hard coals is determined. Detailed comparisons of temperature profiles, mass loss, ignition time, devolatilization time and char combustion time have been made for solid fuel particles burnt in air and various O2/CO2 mixtures. Oxygen enriched combustion was found to increase significantly the temperature in the centre of coal particles and to reduce the char burnout time. The ignition and devolatilization times decreased with an increase in the oxygen concentration.

11

Badania eksperymentalne procesu fragmentacji węgla podczas spalania w mieszaninach O2/CO2

Kosowska-Golachowska M., Kłos K., Kijo-Kleczkowska A., Musiał T.

Archiwum Spalania

|

2010

|

Vol. 10, nr 3-4

151-164

PL

W pracy przestawiono wyniki badań eksperymentalnych procesu fragmentacji czterech różnych typów węgli podczas spalania w temperaturze 850°C w mieszaninach O2/CO2 oraz dla porównania w powietrzu. Wyznaczono mechanizmy fragmentacji dla trzech węgli kamiennych (typu 31.1, 32.1 i 32.2) i węgla brunatnego, jak również określono oddziaływanie podwyższonych koncentracji tlenu na proces fragmentacji. Wyznaczono prawdopodobieństwo i stopień fragmentacji w wyniku szoku termicznego, fragmentacji pierwotnej oraz wtórnej dla badanych węgli. Przeanalizowano także wpływ typu węgla, średnicy ziaren oraz temperatury w komorze spalania na proces fragmentacji.

EN

Results of experimental investigation of the fragmentation process for four different types of coals during combustion in air and O2/CO2 mixtures are presented in this paper. The mechanisms of fragmentation for three hard coals and one brown coal are determined. Probability and degree of fragmentation due to thermal shock, primary fragmentation and secondary fragmentation are also determined. The effects of coal rank, temperature in combustion chamber and particle size on fragmentation have been also determined.

12

Badania eksperymentalne procesu fragmentacji węgla w powietrzu wzbogaconym tlenem

Kosowska-Golachowska M., Kłos K.

Archiwum Spalania

|

2009

|

Vol. 9, nr 1-2

25-38

PL

W procesie spalania paliw stałych następuje rozpad ziaren węgla na mniejsze fragmenty. Podczas rozpadu ziarna węgla następuje skokowy wzrost powierzchni spalania, co prowadzi do skrócenia całkowitego czasu spalania ziarna oraz poprawy skuteczności spalania, poprzez lepszą wymianę masy i ciepła. W artykule określono mechanizmy procesu fragmentacji ziaren węgla podczas spalania w atmosferze wzbogaconej tlenem. Wyznaczono również prawdopodobieństwo i stopień fragmentacji pierwotnej oraz wtórnej dla czterech różnych typów węgli oraz przeanalizowano wpływ temperatury w komorze paleniskowej i średnicy ziarna na proces termicznego rozpadu.

EN

Brown and hard coal particles undergo fragmentation during combustion process i.e. the decomposition of coal into a small pieces. It causes increase of combustion surface and accelerates combustion process. Results of experimental investigations of thermal fragmentation for four different types of coals during oxygen-enriched air combustion are presented in this paper. Probability and degree of fragmentation are determined. The effects of coal rank, temperature in combustion chamber and particle size on fragmentation have been also determined.

13

Spalanie pojedynczych ziaren węgla w atmosferze O2/CO2

Kosowska-Golachowska M., Gajewski W., Kłos K.

Systems : journal of transdisciplinary systems science

|

2008

|

Vol. 13, spec. iss. 1/2

270--277

EN

The combustion of coal in mixture of pure O2 and recycled flue gas is one variant of a novel combustion approach called oxy-fuel combustion. Conventional boilers use air for combustion in which the nitrogen from the air (approximately 79% by volume) dilutes the CO2 concentration in the flue gas. The capture of carbon dioxide from such dilute mixtures using amine stripping is relatively expensive. The recycled flue gases mainly consist of CO2 and H2O and are used to create combustion conditions similar to those of air. Spherical coal particles of 10 mm in diameter were combusted in the mixtures of O2/CO2 in a 10 kW bench scale unit at a temperature of 700-85O°C.

14

The thermal fragmentation of coal in a bubbling fluidized bed

Gajewski W., Kosowska-Golachowska M.

Archives of Thermodynamics

|

2007

|

Vol. 28, no. 2

85-96

EN

The fragmentation of coal plays a significant role during combustion process in fluidized-bed boilers because it accelerates combustion and influences the particle size distribution in the fluidized bed. Results of experimental investigations of thermal fragmentation for ten different types of coals combusted in a bubbling fluidized bed are presented in the paper. The influences of properties of fuel on the fragmentation process were studied. Degrees of thermal shock fragmentation, primary and secondary fragmentation are also determined. Scanning electronic microscopy (SEM) was used to identify the structure of tested coals at different stages of combustion.