Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Powiadomienia systemowe
  • Sesja wygasła!
  • Sesja wygasła!

Znaleziono wyników: 11

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
PL
Analiza zagadnienia transportu gazów w piecu koksowniczym ma istotne znaczenie z punktu widzenia praktyki, gdyż żywotność baterii zależy w dużym stopniu od oddziaływań wewnątrz komory. W pracy zaproponowano uproszczony jednowymiarowy model transportu ciepła i gazów w komorze koksowniczej oparty na równaniach bilansowych węgla i gazu. Szczególną uwagę poświęcono analizie zagadnienia dynamiki zmian ciśnienia. Warstwę węgla potraktowano jako ośrodek dwuskładnikowy, wprowadzając jego uśrednione (efektywne) właściwości termofizyczne w funkcji porowatości. Postawione zagadnienie początkowo-brzegowe dla temperatury i ciśnienia zostało rozwiązane numerycznie przy pomocy schematów niejawnych. Uzyskane rezultaty wskazały na silny związek rozkładu ciśnienia z gazoprzepuszczalnością i intensywnością odgazowania węgla.
EN
Analysis of gas transport issues in coke oven is of vital importance from the point of view of the practice, because the battery life depends to a large extent on different interactions inside the coke oven chamber. Simplified one-dimensional transport model of heat and gas in coke oven chamber is proposed in the paper based on the balance equations for coal and gas. Particular attention was paid to the analysis of issues of pressure changes dynamics. Coal layer was treated as two-component medium by introducing of its averaged (effective) thermo-physical properties as a function of porosity. The initial-boundary issue that has been put forward for temperature and pressure has been solved numerically using implicit schemes. Obtained results indicated a strong relationship between pressure distribution with gas permeability and intensity of coal carbonization.
2
Content available remote Cieplno-przepływowy model karbonizacji suchego węgla
PL
Koksowanie węgla, istotne z technicznego punktu widzenia, jest procesem złożonym, na który składa się szereg zjawisk fizycznych i chemicznych. Kompleksowy model koksowania wymaga uwzględnienia zagadnień transportu ciepła, przemian fizykochemicznych i fazowych oraz zagadnień związanych z przepływem gazu. Podstawą procesu jest piroliza cząstki węgla, podczas której pod wpływem wysokiej temperatury ulega ona rozkładowi, w wyniku czego uwalniane są gazy pirolityczne. Termochemiczna konwersja cząstek węgla wiąże się jednocześnie ze zmianą ich struktury, tj. porowatości i gazoprzepuszczalności, co znacząco wpływa na dynamikę zmian ciśnienia w komorze koksowniczej. W pracy proponuje się jednowymiarowy nieustalony model procesu koksowania. Model opisuje proces karbonizacji węgla suchego i składa się z czterech równań bilansowych - bilansu masy fazy stałej, transportu masy fazy gazowej, bilansu pędu gazu, bilansu energii wsadu oraz, dodatkowo, równania stanu gazu doskonałego. Źródło masy gazów opisano bazując na danych termograwimetrycznych. Do rozwiązania zagadnień transportu ciepła i przepływu gazu wykorzystano schematy numeryczne częściowo niejawne. Model umożliwia predykcję rozkładu temperatury, ilości wydzielonych gazów, ciśnienia i prędkości gazów w komorze koksowniczej dla całego procesu rzeczywistego przy stosunkowo niewielkim koszcie obliczeń. Rezultaty wskazują jednoznacznie na istotny wpływ zawartości części lotnych w węglu oraz gazoprzepuszczalności na zmianę ciśnienia w komorze.
EN
Coal coking, crucial from technical point of view, is a very complex process involving many physical and chemical phenomena. The complete model of coking requires taking into account of problems of heat transfer, physico-chemical and phase transitions, and gas flow. The basis of the process is the pyrolysis of coal particle, during which under high temperature they undergo decomposition, in result of which the pyrolityc gases are released. Thermochemical conversion of coal particles is associated with their structure change, e.g. their porosity and permeability, which strongly affects the dynamics of pressure change in coking chamber. In the paper, the transient one-dimensional model of coal coking is proposed. It describes the carbonization process of dry coal and consists of four balance equations- mass balance for solid, mass and momentum balance equations for gas, energy balance for coal charge, and additionally, the ideal gas law. Mass source for gas was described basing on thermogravimetric data. To solve the problems of heat transport and gas flow the semi-implicit numerical schemes were applied. The model enables to predict distributions of temperature, mass of released gases, pressure and gas velocity in coking chamber for the whole real process with relatively low calculation cost. The results clearly indicate on the effect of coal volatile content and gas permeability on the pressure change in the chamber.
PL
Jednym z ważniejszych zjawisk zachodzących w trakcie procesu koksowania jest uplastycznianie się węgla. Następstwem tego zjawiska jest spiekanie i tworzenie się produktu końcowego - koksu. Nierozwiązalnie z tym procesem łączy się zjawisko generowania ciśnienia wewnątrz złoża uplastyczniających się ziaren węglowych. Ciśnienie to wpływa na poprawę właściwości mechanicznych tworzącego się koksu. Zjawisko to jednak stwarza równocześnie niebezpieczeństwo deformacji, a nawet zniszczenia ściany komory baterii koksowniczej. W artykule uporządkowano terminologię związaną z ciśnieniem powstającym w trakcie procesu koksowania. Zaprezentowano również czynniki wpływające istotnie na generowanie ciśnienia koksowania w aspekcie nowej laboratoryjnej metody oznaczania ciśnienia rozprężania.
EN
One of the most important phenomena occurring during the coking process is coal plasticizing. Consequence of this phenomenon is caking and formation of the final product - coke. It is inextricably connected with the phenomenon of pressure generation inside bed of plasticizing coal grains. The generated pressure improves the mechanical properties of the produced coke. This phenomenon, however, creates at the same, time a danger of deformation and even destruction of the chamber wall of coke oven battery. The presents an orderly manner article order terminology related to pressure developing during coking process. There are also presented factors significantly affecting the coking pressure generation in terms of a new laboratory method for determination of expansion pressure.
PL
W trakcie ogrzewania wsadu węglowego w określonym zakresie temperatur tworzy się warstwa plastyczna, która wprowadza opór dla swobodnego transportu wydzielających się w nim składników lotnych. Wielkość tego oporu opisywana jest zwykle współczynnikiem gazoprzepuszczalności K, wyznaczanym na podstawie prawa Darcy’ego. Współczynnik ten jest wartością stałą, charakterystyczną dla danego ośrodka, przez który przepływa gaz. Zgodnie z wynikami prac różnych badaczy, gazoprzepuszczalność koksowanego wsadu węglowego nie zmienia się aż do chwili osiągnięcia temperatury mięknienia. Minimalna gazoprzepuszczalność występuje w chwili, gdy szybkość wydzielania się składników lotnych osiąga maksimum. W sytuacji, gdy warstwa plastyczna jest słabo przepuszczalna dla wydzielającego się gazu, w złożu wzrasta ciśnienie gazu, a jego struktura wewnętrzna ulega zmianie. Gazoprzepuszczalność warstwy plastycznej do chwili obecnej nie doczekała się opracowania adekwatnego modelu ilościowego, dlatego wyniki badań laboratoryjnych opisują jedynie zachowanie się węgli będących bezpośrednim obiektem badań. Badania dotyczące gazoprzepuszczalności prowadzone są przez różne ośrodki badawcze na świecie, m.in. w Niemczech, Japonii, Wielkiej Brytanii, Francji, czy Australii. Również w Instytucie Chemicznej Przeróbki Węgla, w ramach realizacji projektu badawczego finansowanego ze środków Funduszu Badawczego Węgla i Stali (RFCS) o akronimie SPRITCO rozpoczęto prace w tym obszarze tematycznym. Celem tego artykułu jest przedstawienie wstępnych wyników badań z zastosowaniem nowego stanowiska badawczego do pomiaru gazoprzepuszczalności warstwy plastycznej.
EN
Upon heating of the coal feed in a determined range of temperatures a plastic layer is formed, which introduces resistance to a free transport of volatile compounds being evolved therein. The magnitude of this resistance is usually described by permeability coefficient K, evaluated according to Darcy’s law. This coefficient is a constant value, characteristic for given medium through which the gas flow occurs. According to experimental works of various researchers, gas permeability of coking coal charge does not change until it reaches the temperature of softening. Minimum gas permeability occurs when the rate of volatiles release is maximum. In case the plastic layer is low permeable for the gas the gas pressure increases inside the charge and its internal structure changes. Coal charge gas permeability has no adequate quantitative model developed so far, so all the laboratory researches describe only the behavior of coals being a direct objective of investigations. Investigations on gas permeability are carried out by different research centers around the World, inter alia, in Germany, Japan, Great Britain, France or Australia. Also the Institute for Chemical Coal Processing began works on this subject within the realization of the research project financed by the Research Fund for Coal and Steel (RFCS) with the acronym of SPRITCO. The aim of this paper is to present the initial investigations results with an application of new test stand for plastic layer gas permeability.
PL
W artykule opisano system sterowania i wizualizacji zintegrowanego stanowiska KARBOTWIN, które zostało zrealizowane przez Śląskie Centrum Zaawansowanych Technologii. Liderem projektu był Instytut Technik Innowacyjnych EMAG, partnerami: Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, Zakład Izolacji Ogniotrwałych IZO oraz Politechnika Śląska. Projekt był wspófinansowany przez Unię Europejską ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego nr WKP 1/1.4.4/1/2006/12/12/617. Powstałe w wyniku realizacji projektu zintegrowane stanowisko do koksowania i badania parametrów koksu KARBOTWIN służy do koksowania węgli i mieszanek wsadowych w warunkach termicznych, symulujących przemysłowy proces koksowania węgla oraz do wyznaczania wskaźników reakcyjności koksu wobec CO2 i wytrzymałości poreakcyjnej koksu, charakteryzujących zachowanie się koksu w strefie wysokich temperatur wielkiego pieca. Na podstawie oceny jakości koksów, otrzymanych w wyniku doświadczalnego koksowania węgli i mieszanek węglowych, możliwe jest prognozowanie parametrów jakościowych koksu (m. in. CRI/CSR) produkowanego w warunkach przemysłowych. Instalacja pozwala również na ilościową i jakościową ocenę wszystkich produktów koksowania. Eliminuje również konieczność prowadzenia kosztownych testów przemysłowych. Stanowisko składa się z pieca ogrzewanego elektrycznie, retorty karbonizacyjnej oraz układu oczyszczania gazu. Kontrola przebiegu procesu koksowania prowadzona jest automatycznie za pomocą sterownika PLC. Wizualizacja procesu oraz archiwizacja niezbędnych danych została zrealizowana na komputerze PC. Przebieg procesu koksowania próbek węgla na stanowisku odbywa się zgodnie z procedurą własną IChPW, a test NSC zgodnie z obowiązującymi normami (ISO 18894:2006, ASTM: D 5342, PN-C-04312:1996).
EN
The article features the results of low-cycle fatigue life tests of samples made of three types of steel most frequently used to build basic elements of powered support sections. The tests were conducted for stable total strain ranges on humogenous samples with welded connections. The curves of cyclic strain were determined along with the diagrams of fatigue life. On the basis of the tests it was found out that the fatigue life of samples made of the base material is significantly bigger than in the case of samples with welded connections. The article features a control and visualization system of the KARBOTWIN integrated stand which was developed by the Silesian Centre of Advanced Technologies. The leader of the project was the Institute of Innovative Technologies EMAG, and the partners: the Institute for Chemical Processing of Coal, the Refractory Insulations Company IZO, and the Silesian University of Technology. The project was co-financed by the European Union Regional Development Fund, WKP 1/1.4.4/1/2006/12/12/617. The result of the project is the KARBOTWIN integrated stand for coking and testing coke parameters. The stand is used for coking coal and coal blends in thermal conditions which simulate the industrial coal coking process as well as for determining the Coke Reactivity Index against carbon dioxide and coke strength after reaction which are characteristic of coke being subject to high temperatures of a blast furnace. Based on the evaluation of the quality of coke obtained as a result of experimental coking of coal and coal blends, it is possible to estimate quality parameters of coke (such as CRI/CRS) manufactured in industrial conditions. The system enables quantity- and quality evaluation of all coking products. It allows to avoid costly industrial tests. The system is composed of an electric furnace, coking retort and gas-cleaning system. The monitoring of the coking process is conducted automatically by means of a PLC controller. The visualization of the process and the storage of indispensable data is carried out by a PC. The process of coking coal samples on the stand is conducted according to the procedure prepared by the Institute for Chemical Processing of coal, while the NSC test - according to the standards: ISO 18894:2006, ASTM: D 5342, PN-C-04312:1996.
PL
Jednym z ważniejszych zjawisk zachodzących w piecach baterii koksowniczych, wewnątrz których przebiega proces koksowania węgli, jest ciśnienie powstające wewnątrz złoża uplastycznionych ziaren węglowych, oddziaływujące na ściany w postaci ciśnienia rozprężania. Pozytywnym skutkiem tego zjawiska jest poprawa właściwości mechanicznych produkowanego koksu, jednak zjawisko to stwarza równocześnie niebezpieczeństwo deformacji, a nawet zniszczenia ściany komory. W artykule przedstawiono aktualny stan wiedzy na temat zjawiska ciśnienia rozprężania, metod jego wyznaczania i szacowania, co pozwoliło na stworzenie podstaw do opracowania nowatorskiej konstrukcji urządzenia oraz metodyki laboratoryjnego wyznaczania wielkości ciśnienia rozprężania.
EN
One of the most important phenomenon occurring in coke ovens during coking process is pressure generated inside coal bed acting into oven walls in the form of coking pressure. Improved coke quality is a positive effect of high coking pressure and from the other point of view one should take into account possibility of oven wall damage or even destruction. In the article there is shown present knowledge on this effect, its generation and transfer onto oven walls, methods for measurement and forecasting what led to development of innovative testing device construction and test method for expansion pressure measurement.
PL
W latach 2000-2007 następował silny wzrost światowej produkcji i konsumpcji stali. Wygenerowały go głównie kraje azjatyckie, zwłaszcza Chiny. Wzrost globalnej produkcji stali w wymienionych latach, jest w 73 % efektem niespotykanego tempa rozwoju chińskiego przemysłu stalowego. Jeszcze wyższy bo 90 %, jest udział tego kraju we wzroście globalnej produkcji surówki żelaza. Popyt na wyroby stalowe, jeden z wskaźników informujących o wzroście gospodarczym, zwiększył się ponad dwukrotnie, a zużycie wyrobów stalowych na jednego mieszkańca Chin, wzrosło z 104 kg w roku 2000 do około 308 kg obecnie. Mimo, że prognozy przewidywały spowolnienie tempa wzrostu światowej produkcji stali, to główną przyczyną pojawienia się dekoniunktury na rynku stali w drugim półroczu 2008 roku był światowy kryzys finansowy. W efekcie gwałtownego spadku zapotrzebowania na wyroby stalowe, z miesiąca na miesiąc spadała także ilość wytwarzanej surówki żelaza i stali surowej, a ich globalna produkcja w roku 2008 wyniosła odpowiednio: 927,1 mln ton i 1329,7 mln ton, była więc niższa o 2,0 % i o 1,1 %, w odniesieniu do roku 2007. Prognozy przewidują w roku 2009 dalszy, około 3,4 %, spadek produkcji stali. Sytuacja na rynku stali w następnych latach, determinowana będzie postępem w zwalczaniu obecnego kryzysu.
EN
In years 2000-2007 there was big increase in world steel production and consumption. It was made mainly by Asia countries, especially China. Global steel production growth is in 73 % an effect of Chinese steel production development. Even higher is share of this country in pig iron production increase. Demand for steel products, one of economy growth indicators, doubled, and steel products consumption per one Chinese person increased from 104 kg in 2000 to present ca. 308 kg, In spite of the fact that prognosis forecasted slow down in world steel production pace, the main reason of steel market recession in second half of 2008 was financial crisis. In effect of steel products need drop there was successive decrease of pig iron and crude steel production. Its global production in 2008 was respectively 927,1 mln t and 1329,7 mln to, so it was lower by 2,0 % and 1,1 % in comparison to year 2007. Prognosis for year 2009 predict further steel production decrease, by ca. 3,4%. Situation on steel market in next years will be determined by progress in crisis overcoming.
PL
Analiza transportu ciepła w piecu koksowniczym ma istotne znaczenie z punktu widzenia modelowania procesu koksowania, gdyż jakość koksu oraz żywotność baterii koksowniczej zależy przede wszystkim od dynamiki zmian pola temperatury w warstwie wsadu węglowego. Koksowanie jest procesem, któremu towarzyszą nie tylko zjawiska chemiczne, jak piroliza czy reakcje pomiędzy składnikami uwolnionych gazów, ale i zjawiska fizyczne związane z przepływem gazów pirolitycznych, wymianą ciepła i przemianami fazowymi produktów procesu. Kompletny opis wymagałbyzatem zastosowania bardzo złożonych modeli. Prostszym podejściem do zagadnienia modelowania procesu koksowania jest opis wybranego zjawiska. W niniejszej pracy skupiono się na transporcie ciepła. W ogólności, w procesie koksowania udział biorą trzy mechanizmy wymiany ciepła - przewodzenie, konwekcja i promieniowanie. Do celów przedstawionej analizy przyjęto, że transport ciepła odbywa się jedynie na drodze przewodzenia. Zaproponowano uproszczony jednowymiarowy model transportu ciepła w komorze koksowniczej, oparty na konstytutywnym równaniu Cattaneo-Vernotte'a, wiążącym gęstość strumienia ciepła z gradientem temperatury. Warstwę węgla potraktowano jako ośrodek dwuskładnikowy typu ciało stałe-gaz, wprowadzając jego uśrednione (efektywne) własności termofizyczne na podstawie przyjętej porowatości. Postawione zagadnienie brzegowo-początkowe rozwiązano stosując metodę objętości kontrolnych dla równania energii oraz metodę różnic skończonych dla równania ewolucji strumienia. Uzyskane rezultaty wskazały na falowy charakter transportu ciepła w złożu węgla i są jakościowo zgodne z danymi pomiarowymi zamieszczonymi w literaturze.
EN
Due to the fact that coke quality, as well as the coke oven battery life depend mainly on the dynamics of temperature field changes in the coal layer during the coking process, the analysis of heat transfer problem in a coke oven plays a significant role in view of modelling the process. Coking is a process accompanied not only by chemical phenomena such as pyrolysis or reactions between the released gases components, but also by physical ones connected with flow of pyrolytic gases, heat transfer and phase transitions of process products. Thus, complete description would involve application of complex models. The simpler approach is to model coking process basing on the description of chosen phenomenon. Studies reported in the paper focus on the heat transfer problem. Generally, three mechanisms of heat exchange - conduction, convection and radiation - take part in the coking process. For the purpose of presented analysis it was assumed that heat is transferred only by conduction. The one-dimensional model of heat transfer in a coking chamber, based on the constitutive Cattaneo-Vernotte equation for the heat flux density, is proposed in the paper. Coal charge was treated as a two-component medium of type solid-gas and its averaged (effective) thermophysical properties, based on assumed porosity were introduced. Considered boundary-initial value problem was solved applying the Finite Volume Method for the energy balance equation and Finite Difference Method for heat evolution equation. Obtained results indicate on the wavy character of heat transport in a bed of coal and are in qualitative agreement with the measurement data presented in the literature.
PL
Zdolności produkcyjne koksownictwa ponownie osiągnęły poziom zbliżony do roku 1997. Korzystnie zmieniła się struktura wiekowa baterii koksowniczych. Obecnie baterie eksploatowane poniżej 5 lat stanowią już jedną trzecią potencjału produkcyjnego, a w dalszych latach udział ten będzie jeszcze wzrastał, co pozostaje w związku z planowaną realizacją kolejnych inwestycji budowy nowych baterii w poszczególnych koksowniach. Głównym kierunkiem sprzedaży koksu jest eksport, który od roku 1999 systematycznie rośnie i obecnie stanowi około 60 % jego produkcji (6 mln ton/rok). Wzrost eksportu skutkował sukcesywnym zwiększaniem się udziału koksu metalurgicznego w ogólnej produkcji i aktualnie udział ten sięga 82 %. Długoterminowe prognozy utrzymania się dobrej koniunktury na koks zapewniają koksowniom możliwość jego zbytu na międzynarodowym rynku. Problemem, z którym już obecnie borykają się koksownie, będzie dostępność odpowiedniej jakości surowców węglowych. Deficyt krajowego węgla koksowego będzie się pogłębiał, o ile nie zostaną zrealizowane plany inwestycyjne górnictwa związane z pozyskaniem nowych złóż wysokojakościowego węgla koksowego.
EN
Production capacity of coking industry again reached the level of close to that from 1997. The age structure of coking batteries changed for the better. At present batteries exploited less than 5 years constitute as much as one third of production capacity and in oncoming years this share will be increasing what is connected with planned realization of sequent investments of new batteries construction in particular coking plants. Main direction for coke sale is export which from 1999 systematically increases and at this moment is about 60% of its production (6 mln t/year). Export increase entailed bigger metallurgical coke production and at present reaches about 82%. Long term forecasts of good market situation provide a possibility for coke sales on international market. The main problem will consist in good coking coals availability. Domestic coking coal deficit will deepen unless new investments in Polish coal mines connected with opening-up of new high quality coking coal deposits will be accomplished.
PL
Zaprezentowano wyniki badań dotyczące opracowania receptur mieszanki wsadowej do produkcji koksu odlewniczego o jakości porównywalnej z koksem odlewniczym eksportowanym do krajów Europy Zachodniej. Praca przebiegała w trzech etapach: badania w skali laboratoryjnej wraz z testami w doświadczalnej instalacji koksowania Karbotest, „skrzynkowe” próby koksowania w koksowni oraz komorowe próby koksowania. W artykule zaprezentowano wyniki dwóch pierwszych etapów pracy. Opracowano recepturę mieszanki wsadowej, z której mimo ograniczeń surowcowych i techniczno-technologicznych koksowni, otrzymano koks odlewniczy o parametrach jakościowych spełniających większość wymagań zleceniodawcy zagranicznego.
EN
There was presented tests results on coal blend composition selection for foundry coke production with quality parameters which meet Orderer requirements. The work was carried out in three stages: laboratory tests with experimental coking tests in Karbotest installation, “box” tests in Coke Plant and industrial tests. In this paper there are presented results of first two stages. There was selected coal blend composition, from which coke quality met almost all Orderer requirements instead of coal supply and coke plant technological conditions limitations.
PL
Wskaźniki wyznaczane w teście NSC: reakcyjność CRI i wytrzymałość poreakcyjna CSR, należą do standardowych parametrów jakościowych koksu stosowanych w ocenie jego przydatności do procesu wielkopiecowego. Metoda do tej pory nie doczekała się opracowania w postaci standardu europejskiego. W Polsce podstawą wykonania testu ASCjest norma PN-C-04312: 1996 Koks z węgla kamiennego. Oznaczanie reak-cyjności wobec dwutlenku węgla i wytrzymałości po reakcyjności. Od 1997 roku w Komisji ISO TC 27 Paliwa stale, prowadzone są prace nad opracowaniem standardu ISO do wykonania testu NSC. W roku 2002 projekt normy ISO/DIS 18 894 Coke - Determination of coke reactivity index (CRI) and coke strength after reaction (CSR), został skierowany do powszechnej ankietyzacji. W publikacji przedstawiono wymagania normy ISO/DIS 18 894 i porównano je z wymaganiami polskiej normy PN-C-04312: 1996.
EN
Indices determined in NSC test: reactivity CRI and strength after reaction CSR, are standard coke quality parameters used in assessment of its suitability for blast-furnace process. The method was not prepared as a European standard so far. In Poland exists polish standard PN-C-04312: 1996 Coke from hard coal. Determination of reactivity to carbon dioxide and strength after reaction. Since 1997 in European Commission ISO TC 27 Solid fuels there has been carried out works for developing of ISO standard for NSC test. In 2002 project of standard ISO/DIS 18 894 Coke - Determination of coke reactivity index (CRI) and coke strength after reaction (CSR) was sent for taking a survey. There were shown requirements of ISO/DIS standard and they were compared with requirements of polish standard PN-C-04312: 1996.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.