Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Rare Earth Element Content and Distribution in Ash-Slag Mixes Deposited in the Gardawice Landfill

Całus-Moszko J., Białecka B., Cempa-Balewicz M., Bauerek A.

Inżynieria Mineralna

|

2017

|

R. 18, nr 1

103--110

EN

Raw materials policy plays an increasingly important role in the economies of countries all over the world. The development of new technologies grows the demand for resources. The list of critical resources accepted by the European Committee contains rare earth elements, commonly referred to as REEs. A prospective way of obtaining these elements is recovering them from power industry wastes originating from coal combustion. This publication presents the results of research aimed at evaluating the content as well as illustrating and interpreting the spatial distribution of rare earth elements in power industry wastes deposited in a chosen landfill. It also presents maps of horizontal variability in the content of REEs deposited in certain layers of the ash-slag mix.

PL

Gospodarka surowcami mineralnymi pełni coraz większą rolę w ekonomii krajów na całych świecie. Rozwój nowych technologii powoduje wzrost zapotrzebowania na zasoby. Lista surowców krytycznych zaakceptowana przez Komisję Europejską zawiera pierwiastki ziem rzadkich (REE). Jedną z możliwości pozyskania tych pierwiastków jest ich odzysk z odpadów energetycznych, pochodzących ze spalania węgla. W artykule przedstawiono wyniki badań, których celem była ocena zawartości i rozkładu przestrzennego pierwiastków ziem rzadkich w odpadach przemysłu energetycznego zlokalizowanych na wybranym składowisku. Ponadto, przedstawiono mapy poziomej zmienności zawartości pierwiastków REE zdeponowanych w określonych warstwach mieszanki popiołowo-żużlowej.

2

Badanie wpływu przetworzonych w procesie karbonatyzacji lotnych popiołów fluidalnych na własności wytrzymałościowe zaprawy cementowej

Łączny M. J., Majka G., Cempa-Balewicz M.

Cement Wapno Beton

|

2016

|

R. 21/83, nr 4

265--273

PL

Wolne wapno w lotnych popiołach fluidalnych jest jedną z ważnych przyczyn ograniczających ich powszechne wykorzystanie, jako dodatków do cementu. Podjęto zatem próbę przekształcenia wolnego tlenku wapnia w węglan, wykorzystując do tego celu gazowy dwutlenek węgla. Za cel badań przyjęto sprawdzenie przydatności, przetworzonych w procesie karbonatyzacji lotnych popiołów fluidalnych, jako dodatek mineralny do cementu i jego wpływ na wytrzymałość zaprawy. Przeprowadzone badania wykazały, że proces karbonatyzacji CaO jest możliwy, a uzyskany produkt poprawia wytrzymałość na ściskanie normowych próbek zapraw cementowych.

EN

Free lime in fly ash from fluidized bed combustion is one of the major reason which drastically decreases the application of this ash as the additive to cement. Then the experiment was undertaken of free lime transformation in carbonate with the gaseous carbon dioxide. As a main goal of this study was the verification of the applicability of transformed fly ash from fluidized bed combustion as a mineral additive to cement and its influence onto mortar strength. The experiments have shown that the carbonation process is possible and the obtained product increase the compressive strength of cement mortar.

3

Study on the possibilities of treatment of combustion by-products from fluidized bed boilers into a product devoid of free calcium oxide

Łączny J. M., Iwaszenko S., Gogola K., Bajerski A., Janoszek T., Klupa A., Cempa-Balewicz M.

Journal of Sustainable Mining

|

2015

|

Vol. 14, iss. 4

164--172

EN

The purpose of this paper is to examine the possibility of reduction of free calcium oxide content in waste from fluidized bed boilers by treating them with carbon dioxide under various conditions. The primary examination concerning the possibilities of reducing the content of free calcium oxide in waste included carbonation process in a laboratory, taking into account various parameters of the process. The primary examination has been carried out in a fluidized bed reactor, rotary reactor and a ball mill reactor. Depending on the reaction process, the variables in the examined processes included: reaction time, temperature, amount of the catalyst (water), application of an abrasive material. After completion of the process, the treated material was tested with regard to the content of free calcium oxide. Thus, it was possible to determine the most optimal conditions for treatment of combustion products from fluidized bed boilers, that is the conditions which will ensure reduction of the content of free calcium oxide at an appropriate level, under the physical conditions most similar to normal conditions and in the shortest possible time. Keywords

4

Influence of the presence of carbon dioxide on chemical composition of water in contact with mining waste

Cempa-Balewicz M.

Journal of Sustainable Mining

|

2015

|

Vol. 14, iss. 1

38--45

EN

Nowadays post mining areas are often reclaimed and used housing areas, sports areas and recreational areas. Mining waste weathering is a significant factor influencing the condition of the surrounding water and soil environment. It is necessary then to evaluate susceptibility of the waste to weathering in given conditions and predict the rate of the processes. The paper presents initial results of an experimental study evaluating the influence of the presence of CO2 on the composition of leachate obtained when mining waste is exposed to water. The results of the experiments confirm the importance of the oxidation of pyrite and dissolution of carbonate minerals in changing the pH of water interacting with the waste.

5

Modelling of underground coal gasification process using CFD methods

Wachowicz J., Łączny J. M., Iwaszenko S., Janoszek T., Cempa-Balewicz M.

Archives of Mining Sciences

|

2015

|

Vol. 60, no. 3

663--676

EN

The results of model studies involving numerical simulation of underground coal gasification process are presented. For the purpose of the study, the software of computational fluid dynamics (CFD) was selected for simulation of underground coal gasification. Based on the review of the literature, it was decided that ANSYS-Fluent will be used as software for the performance of model studies. The ANSYS-Fluent software was used for numerical calculations in order to identify the distribution of changes In the concentration of syngas components as a function of duration of coal gasification process. The nature of the calculations was predictive. A geometric model has been developed based on construction data of the georeactor used during the researches in Experimental Mine “Barbara” and Coal Mine “Wieczorek” and it was prepared by generating a numerical grid. Data concerning the georeactor power supply method and the parameters maintained during the process used to define the numerical model. Some part of data was supplemented based on the literature sources. The main assumption was to base the simulation of the georeactor operation on a mathematical models describing reactive fluid flow. Components of the process gas and the gasification agent move along the gasification channel and simulate physicochemical phenomena associated with the transfer of mass and energy as well as chemical reactions (together with the energy effect). Chemical reactions of the gasification process are based on a kinetic equation which determines the course of a particular type of equation of chemical coal gasification. The interaction of gas with the surrounding coal layer has also been described as a part of the model. The description concerned the transport of thermal energy. The coal seam and the mass rock are treated as a homogeneous body. Modelling studies assumed the coal gasification process is carried out with the participation of separately oxygen and air as a gasification agent, under the specific conditions of the georeactor operations within the time interval of 100 hours and 305 hours. The results of the numerical solution have been compared with the results of experimental results under in-situ conditions.

PL

Zaprezentowano wyniki badań modelowych polegających na numerycznej symulacji procesu podziemnego zgazowania węgla. Dla potrzeb realizowanej pracy dokonano wyboru oprogramowania wykorzystywanego do symulacji procesu podziemnego zgazowania węgla. Na podstawie przeglądu literatury zdecydowano, że oprogramowaniem, za pomocą, którego będą realizowane badania modelowe, będzie oprogramowanie informatyczne ANSYS-Fluent. Za jego pomocą przeprowadzano obliczenia numeryczne z zamiarem zidentyfikowania rozkładu zmian stężenia składników gazu procesowego w funkcji czasu trwania procesu zgazowania węgla. Przeprowadzone obliczenia miały charakter predykcji. W oparciu o dane konstrukcyjne georeaktora stosowanego podczas badań na KD Barbara oraz KWK Wieczorek, opracowano model geometryczny oraz wykonano jego dyskretyzację poprzez wygenerowanie odpowiedniej siatki numerycznej w oparciu, o którą wykonywane są obliczenia. Dane dotyczące sposobu zasilania georeaktora oraz parametrów utrzymywanych podczas procesu wykorzystano do definiowania modelu numerycznego. Część danych została uzupełniona w oparciu o źródła literaturowe. Głównym przyjętym założeniem było oparcie symulacji pracy georeaktora o modele opisujące reaktywny przepływ płynu. Składniki gazu procesowego oraz czynnik zgazowujący przemieszczają się wzdłuż kanału zgazowującego symulując zjawiska fizykochemiczne związane z transportem masy i energii oraz zachodzące reakcje chemiczne (wraz z efektem energetycznym). Chemizm procesu zgazowania oparto o równanie kinetyczne, które determinuje przebieg danego typu równania chemicznego zgazowania węgla. W ramach modelu opisano też interakcję gazu z otaczającą warstwą węgla. Opis ten dotyczył transportu energii cieplnej. Warstwę węgla oraz warstwy geologiczne otaczające georeaktor traktuje się jako ciało jednorodne. Badania modelowe zakładały prowadzenie procesu zgazowania calizny węglowej przy udziale, osobno tlenu i powietrza, jako czynnika zgazowującego, w warunkach ustalonych pracy georeaktora w przedziale czasu 100 godzin i 305 godzin. Uzyskane wyniki rozwiązania numerycznego zestawiono z wynikami badań eksperymentalnych w warunkach in-situ.

6

Symulacyjne badanie procesu ex-situ zgazowania węgla kamiennego wspomagane metodami CFD

Wachowicz J., Łączny M.J., Iwaszenko S., Janoszek T., Cempa-Balewicz M.

Przegląd Górniczy

|

2014

|

T. 70, nr 11

70--75

PL

Zaprezentowano wyniki numerycznej symulacji procesu zgazowania węgla z zastosowaniem metod numerycznej mechaniki płynów CFD (z ang. Computational Fluid Dynamics) przy wykorzystaniu narzędzia informatycznego Ansys-Fluent. Badania modelowe zakładały prowadzenie procesu zgazowania masy węglowej przy udziale tlenu, jako czynnika zgazowującego, w stanie ustalonym, tj. między 30 a 48 godziną trwania eksperymentu. Symulacje numeryczne prowadzono z zamiarem identyfikacji rozkładu zmian szukanych składników gazu procesowego. Uzyskane wyniki rozwiązania numerycznego zestawiono z wynikami badań eksperymentalnych prowadzonych w rzeczywistym reaktorze ex-situ.

EN

This paper presents the results of numerical simulation of coal gasification process with the use of computational fluid dynamics (CFD) methods applying the Ansys-Fluent software. Modelling studies assumed the conduction of the coal gasification process with the presence of oxygen as a gasification agent, in a stationary state i.e. between 30 and 48 hour of the experiment. Numerical simulations were developed with the intention of identifying the changes of components of the process gas. The results of the numerical solution were compared with the results of experimental studies.

7

Zastosowanie pakietu FLUENT do symulacji procesu podziemnego zgazowania węgla : koncepcja metody

Wachowicz J., Łączny M.J., Iwaszenko S., Janoszek T., Cempa-Balewicz M.

Przegląd Górniczy

|

2013

|

T. 69, nr 2

64--71

PL

W artykule omówiono koncepcję zastosowania numerycznej mechaniki płynów (CFD) do modelowania podziemnego zgazowania węgla. W tym celu opracowano model numeryczny georeaktora przy użyciu oprogramowania Ansys-Fluent. W symulacji ujęto następujące składowe: odwzorowanie geometrii i modelowanie obszaru dyskretyzacji, modelowanie przepływu czynnika zgazowującego, modelowanie turbulencji, modelowanie wymiany ciepła, modelowanie reakcji zgazowania, modelowanie ośrodka porowatego. Rozpatrzono dwa przypadki geometrii reaktora: z kanałem prostym „I” oraz z kanałem w kształcie litery „ V”. W wyniku przeprowadzonych symulacji otrzymano rozkład zmian stężenia podstawowych produktów zgazowania (CH4, H2, CO2, CO) na wylocie z reaktora w funkcji czasu trwania procesu.

EN

This article presents the idea of application of the computational fluid dynamics (CFD) for the underground coal gasification process modeling. Consequently, a numerical model of the georeactor by use of Ansys-Fluent software was developed. The following components of the model were considered: representation of geometry, modeling of the discretization area, modeling of the gasification medium flow, modeling of turbulence, modeling of heat exchange, modeling of gasification reaction, modeling of porous medium. Two cases of the reactor’s geometry were examined: straight channel ‘I’ and V-shaped channel. The simulations allowed to determine the distribution of changes in the concentration of the basic products of gasification (CH4, H2, CO2, CO) in the outlet of the reactor in time function.

8

Equilibrium model of steam gasification of coal

Cempa-Balewicz M., Łączny M. J., Smoliński A., Iwaszenko S.

Journal of Sustainable Mining

|

2013

|

Vol. 12, iss. 2

21--28

EN

Coal gasification is a complex process of parallel-consecutive chemical reactions at high temperature between the organic part of coal matter and the gasifying agent. The following two approaches are applied in modelling the coal gasification process: equilibrium and kinetic. The methods of determining the thermodynamic equilibrium can be divided into two groups: stoichiometric and nonstoichiometric methods. This article presents the equilibrium model of the steam gasification of coal developed for a laboratory experiment (Smoliński 2008, 2011). The scope of this paper includes the development of the concept concerning the division of the reaction system into two zones, where the result of one of the stages constitutes the input data for the subsequent stage. The composition of the gas mixture has been evaluated on the basis of the fundamental physical and chemical rights. The estimated content of the gases in the mixture correlate with the results of the experiment.

PL

Zgazowanie węgla to złożony proces następczo-równoległych reakcji chemicznych zachodzących w podwyższonej temperaturze między częścią organiczną substancji węglowej a czynnikiem zgazowującym. W modelowaniu procesu zgazowania węgla stosowane są dwa podejścia: równowagowe i kinetyczne. Metody wyznaczania równowagi termodynamicznej można podzielić na dwie grupy: metody stechiometryczne oraz metody niestechiometryczne. W artykule zaprezentowano model równowagowy procesu zgazowania węgla parą wodną opracowany dla eksperymentu przeprowadzonego w skali laboratoryjnej (Smoliński 2008, 2011). W pracy rozwinięto koncepcję podziału układu reakcyjnego na dwie strefy, w których wynik jednego z etapów stanowi dane wejściowe do kolejnego. W oparciu o podstawowe prawa fizykochemiczne oszacowano skład mieszaniny gazów. Obliczona zawartość gazów w mieszaninie pozostaje w dobrej korelacji z wynikami eksperymentu.