Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Recycling of discarded photovoltaic modules using mechanical and thermal methods

Wahman Mustapha, Surowiak Agnieszka

Inżynieria Mineralna

|

2022

|

no. 1

107--116

EN

Photovoltaic installations have experienced very significant growth worldwide since the early 2000s, driven by growing industry and government interest in mitigating climate change, decarbonization, and increasing energy demand. The most prevalent worry with photovoltaic (PV) panels is that their age is limited and they will eventually need to be decommissioned. With the expansion of PV production capacity worldwide, a large amount of PV panel waste will be generated in the future. Since PV panels contain heavy metals such as lead, cadmium and tin, this can have a significant impact on the environment. In addition, they also contain valuable metals (e.g. silver, gallium, indium and germanium) and standard materials (e.g. aluminum, glass) that represent a valuable opportunity when recovered. Developing a sustainable, environmentally friendly recycling process and maximizing the recovery of components from PV panels at the end of their life is expected to solve the PV waste problem. In this work, three alternative methods for recycling silicon-based (mono/polycrystalline) PV panels were investigated based on a combination of mechanical and thermal processes. €e three alternative methods are a hammer crusher followed by thermal treatment and square sieve, a shredder crusher followed by thermal treatment and square sieve, and thermal treatment followed by a slotted sieve. X-ray diffraction (XRD) and X-ray fluorescence (XRF) were performed to evaluate the properties of the obtained products. €e results showed that thermal treatment followed by slotted sieve is the most effective method for direct glass recovery for all types of photovoltaic modules studied.

PL

Instalacje fotowoltaiczne stały się bardzo popularnym rozwiązaniem na przestrzeni pierwszego dwudziestolecia XXI wieku. Spowodowane to było głównie rosnącym zainteresowaniem przemysłu i rządów poszczególnych państw dotyczącym skutków i kwestii łagodzenia - zmian klimatycznych, potrzeby dekarbonizacji, jak również rosnącym zapotrzebowaniem na energię. Najbardziej powszechnym problemem związanym z panelami fotowoltaicznymi (PV) jest to, że ich żywotność jest ograniczona, co powoduje, że ostatecznie będą musiały zostać wycofane z eksploatacji. Wraz z rozwojem mocy produkcyjnych PV na całym świecie, w przyszłości będzie generowana duża ilość odpadów związanych z panelami fotowoltaicznymi. Ponieważ panele fotowoltaiczne zawierają metale ciężkie, takie jak ołów, kadm i cyna, może to mieć znaczący wpływ na środowisko naturalne. Ponadto, odpady te zawierają również cenne metale (np. srebro, gal, ind i german) oraz standardowe materiały (np. aluminium, szkło), które po odzyskaniu stanowią cenne źródło tych surowców. Oczekuje się, że opracowanie zrównoważonego, przyjaznego dla środowiska procesu recyklingu i maksymalizacja odzysku komponentów z paneli fotowoltaicznych pod koniec ich życia rozwiąże problem odpadów fotowoltaicznych. W tej pracy zbadano trzy alternatywne metody recyklingu krzemowych paneli fotowoltaicznych (mono/polikrystalicznych) w oparciu o połączenie procesów mechanicznych i termicznych. Trzy metody odzysku polegały na wykorzystaniu kruszarki młotkowej, po której zastosowano obróbkę termiczną i klasyfikację na sicie kwadratowym, kruszarki nożowej typu schredder, a następnie obróbkę termiczną i klasyfikację na sicie kwadratowym oraz obróbkę termiczną, po której następuje klasyfikacja na sicie szczelinowym. Przeprowadzono analizy otrzymanych produktów za pomocą dyfrakcji rentgenowskiej (XRD) i fluorescencji rentgenowskiej (XRF) w celu oceny efektów odzysku. Wyniki wykazały, że obróbka cieplna, a następnie zastosowanie sita szczelinowego jest najskuteczniejszą metodą bezpośredniego odzyskiwania szkła dla wszystkich badanych typów modułów fotowoltaicznych.

2

Effective removing of light impurities from an aggregate in SEL separator

Gawenda Tomasz, Surowiak Agnieszka, Stempkowska Agata, Krawczykowska Aldona, Saramak Daniel

Inżynieria Mineralna

|

2021

|

no. 1

53--60

EN

The aim of the paper is a work characteristics of innovative technological circuit for production and beneficiation of minerals aggregates. Investigative programme included separation of chalcedonite aggregate with particle size range 2-4 mm, 2-8 mm and 8-16 mm, upstream separated into regular and irregular particles. Tests were conducted in a dedicated separation device of light fractions (SEL) constructed in in HTS Gliwice, within the frames of “Formator Puls” project.

PL

Celem artykułu jest charakterystyka pracy innowacyjnego układu technologicznego służącego do produkcji i uszlachetniania kruszyw mineralnych. W ramach badań przetestowano proces uszlachetniania kruszywa chalcedonitowego o uziarnieniu 2-4 mm, 2-8 mm i 8-16 mm rozdzielonego na frakcje z ziarnami foremnymi i nieforemnymi w specjalnie skonstruowanym i zabudowanym w laboratorium separatorze frakcji lekkiej – SEL zbudowanym przez HTS Gliwice w ramach projektu Formator Plus.

3

Oczyszczanie kruszyw z frakcji lekkiej w separatorze

Gawenda Tomasz, Surowiak Agnieszka, Stempkowska Agata, Krawczykowska Aldona

Surowce i Maszyny Budowlane

|

2020

|

Nr 4

64--72

PL

Celem artykułu jest charakterystyka pracy innowacyjnego układu technologicznego, służącego do produkcji i uszlachetniania kruszyw mineralnych. W ramach badań przetestowano proces uszlachetniania kruszywa chalcedonitowego o uziarnieniu 2-4 mm, 2-8 mm i 8-16 mm rozdzielonego na frakcje z ziarnami foremnymi i nieforemnymi w specjalnie skonstruowanym i zabudowanym w laboratorium separatorze frakcji lekkiej – SEL, wytworzonym przez HTS Gliwice w ramach projektu Formator Plus.

4

Factor Analysis and Mathematical Modeling in Determining the Quality of Coal

Niedoba Tomasz, Pięta Paulina, Surowiak Agnieszka

Inżynieria Mineralna

|

2020

|

no. 1, vol. 1

151--160

EN

The separation of coal material of three types of coals originating from three various Polish hard coal mines (types 31, 34.2 and 35, according to Polish nomenclature, which were steam coal, semi-coking coal and coking coal) into particle size fractions and then into particle density fractions was done and then the following parameters were measured for each particle size-density fraction: combustion heat, ash contents, sulfur contents, volatile parts contents, analytic moisture. In this way a 7-dimensional vector of data was created. Using methods of factor analysis the important features of coal were selected, which decide about their membership to individual types. To evaluate the appropriateness of the applied method the Bartlett’s sphericity test as well coefficient of Kaiser-Mayer-Olkin (KMO) were used. To select important factors the Kaiser criterion and Cattell’s scree test were used. The obtained results were compared with the results obtained in previous works by means of observation tunnels method. The results showed which particular features are crucial to define the type of coal what is also important to select appropriate method of its enrichment. Furthermore, the construction of a mathematical model presenting the relations between these properties and particle size and density is presented. Because of the fact that particles of certain size or density may occur in neighboring fractions three sorts of relations were examined basing on regression analysis.The analysis was conducted for all three coal types. Because of the fact that the models contain various amounts of independent variables R2 coefficient, mean squared error (MSE) and Mallow’s statistics Cp were applied to evaluate and compare obtained results.

PL

Wykonano rozdział trzech typów węgla o różnych charakterystykach, pochodzących z trzech różnych kopalni węgla kamiennego w Polsce (typy 31, 34.2 oraz 35, według Polskich norm, którymi były węgiel energetycznym, pół-koksujący oraz koksujący) na klasy ziarnowe a następnie na frakcje gęstościowe. Dla każdej otrzymanej w ten sposób frakcji wielkościowo-gęstościowej zmierzono następujące parametry: ciepło spalania, zawartość popiołu, zawartość siarki, zawartość części lotnych, wilgotność analityczna. W ten sposób otrzymano siedmiowymiarowy wektor danych. Za pomocą analizy czynnikowej wybrano istotne cechy węgla, które decydują o jego przynależności do określonego typu węgla. Aby ocenić prawidłowość zastosowanej metody wykorzystano test sferyczności Bartletta oraz współczynnik Kaisera-Mayera-Olkina (KMO). Otrzymane wyniki porównano z wynikami otrzymanymi w poprzednich pracach, które uzyskano metodą tuneli obserwacyjnych. Wyniki pokazały, które cechy węgla są niezbędne do określenia typu węgla, co wpływa na dobór odpowiedniej metody jego wzbogacania. Ponadto, zaprezentowano model prezentujący relacje pomiędzy tymi cechami a wielkością i gęstością ziaren. Ponieważ ziarna określonej wielkości lub gęstości mogą występować w sąsiednich klasach lub frakcjach, wykonano trzy typy modeli, bazując na analizie regresji. Analiza została wykonana dla trzech typów węgli. Ponieważ modele zawierają różne ilości zmiennych niezależnych do oceny i porównania otrzymanych wyników zastosowano współczynnik determinacji R2, błąd średniokwadratowy (MSE) oraz statystykę Mallowa Cp.

5

Evaluation of fine coal upgrading effects by means of Fuerstenau curves

Surowiak Agnieszka

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2019

|

T. 35, z. 1

5--24

EN

In recent years, more and more attention has been paid to the quality of produced coal size categories for energy purposes. This is important from the perspective of promoting clean coal technologies which aim at changing the perception of coal as a fuel friendly for the environment. This is specifically because hard coal resources in Poland allow the national energy security to be guaranteed on the basis of energy production based on hard coal. Fine coals upgraded at coal processing facilities in the separation process in fine coal jigs are mainly used in energy production from coal. In the article, an analysis of hard coal upgrading in a jig regarding the optimum recovery of a useful fraction in the concentrate (combustible and volatile matter) and non-useful fraction in tailings (ash and sulfur) was conducted. Based on the industrial testing of a fine coal jig, the granulometric and densimetric analysis of the taken samples of concentrate, middlings and tailings of coal was conducted in laboratory conditions. Yields of products were calculated in separated size-fractions of separation products, and ash content and total sulfur content were determined in them. Based on the results of granulometric, densimetric and chemical analyses of the obtained size-fractions, the balance of separation products and appropriate calculations, Fuerstenau upgrading curves which allowed the process to be evaluated and a comparison of the results of hard coal upgrading regarding the optimum recovery of the organic phase in the concentrate and mineral components in tailings to be drawn. The obtained results were evaluated on the basis of different criteria for changing the device’s hydrodynamic operational conditions. The ash content and total sulfur content were analyzed as non-useful substances.

PL

W ostatnich latach coraz większą uwagę zwraca się na jakość produkowanych sortymentów węglowych kierowanych do celów energetycznych. Jest to istotne z punktu widzenia popularyzowania czystych technologii węglowych, które mają na celu spowodowanie postrzegania węgla jako paliwa przyjaznego dla środowiska. Szczególnie, że zasoby węgla kamiennego w Polsce pozwalają na zagwarantowanie bezpieczeństwa energetycznego kraju w oparciu o produkcję energii na bazie węgla kamiennego. Do produkcji energii z węgla wykorzystuje się głównie miały węglowe wzbogacanie w zakładach przeróbki węgla w procesie separacji w osadzarkach miałowych. W artykule przeprowadzono analizę wzbogacania węgla kamiennego w osadzarce pod kątem optymalnego uzysku frakcji użytecznej w koncentracie (części palnych i lotnych) i frakcji nieużytecznej w odpadzie (popiołu i siarki). Na podstawie opróbowania przemysłowego osadzarki miałowej wykonano analizę granulometryczną i densymetryczną pobranych próbek koncentratu, przerostu i odpadów węgla w warunkach laboratoryjnych. W wydzielonych klaso-frakcjach produktów rozdziału wyliczono wychody produktów oraz oznaczono w nich zawartość popiołu i siarki całkowitej. Na podstawie wyników analiz granulometrycznych, densymetrycznych i chemicznych uzyskanych klaso-frakcji, bilansu produktów rozdziału oraz stosownych obliczeń wykreślono krzywe wzbogacania Fuerstenau, które pozwoliły na ocenę procesu i porównanie wyników wzbogacania węgla kamiennego pod kątem optymalnego uzysku fazy organicznej w koncentracie i składników mineralnych w odpadach. Dokonano oceny uzyskanych efektów w oparciu o różne kryteria dla zmiennych warunków hydrodynamicznych pracy urządzenia. Jako substancje nieużyteczne analizowano zawartość popiołu i siarki całkowitej.