Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Application of the thermoporoelasticity model in numerical modelling of underground coal gasification influence on the surrounding medium

Uciechowska-Grakowicz Anna, Strzelecki Tomasz

Studia Geotechnica et Mechanica

|

2021

|

Vol. 43, nr 2

116--134

EN

The purpose of this paper was to present the thermoporoelasticity model adapted for application in modelling processes, where phase transition may occur, such as during underground coal gasification (UCG). The mathematical model of the medium (soil/rock with pores filled with liquid/gas) in non-isothermal conditions is based on Biot’s poroelasticity model. The poroelasticity model is expanded here by the influence of temperature and adjusted to the case where both liquid and highly compressible fluid are present in pores by using the gas laws. This requires considering temperature-dependent physical quantities such as pore fluid density, heat transfer coefficient and viscosity as functions of temperature. Based on the proposed mathematical model and the finite element method, a numerical model was built for the purpose of computing processes occurring in the vicinity of the UCG generator. The result of the authors’ work is a three-dimensional (3D) model, which was not only modified, but derived straight from the laws of thermodynamics, where fields of displacement, temperature and fluid flow are coupled. The model makes it possible to determine results significant to modelling of the UCG process, the reach of the gaseous phase’s presence in pores, subsidence values, temperature distribution and directions and rate of seepage, without losing the simplicity and elegance of Biot’s original concept. Next, the results of simulations for a hypothetical deposit to estimate the environmental impact of UCG are presented. After applying specific geometry and parameters, the model can be useful for verifying if the chosen technology of UCG in specific conditions will be safe for the environment and infrastructure.

2

Is the Złoczew lignite deposit geologically suitable for the first underground gasification installation in Poland?

Urbański Paweł, Widera Marek

Geologos

|

2020

|

Vol. 26, No. 2

113--125

EN

The present study focuses on alternative methods of exploiting lignite in comparison to conventional opencast mining and combustion in power plants for the generation of electricity. In Poland, opencast lignite pits cover large areas, creating social and environmental conflicts. In order to stabilise the production level of electricity and reduce the negative effects of opencast mining, alternative ways of exploiting lignite are suggested, one of these being underground gasification in situ. The Złoczew lignite deposit, which will most likely be exploited in the near future, provides an opportunity to discuss the unconventional method of underground coal gasification (UCG). On the basis of technological and geological criteria that have been established to determine the suitability of Polish lignite for underground gasification, resources to be used this way have been estimated. Through gasification, over 15 million tonnes of lignite can be utilised, which is about 2.5 per cent of resources of the Złoczew deposit intended for opencast mining. With this in mind, we suggest to take action by starting a pilot installation, to be followed by a commercial one for underground gasification after completion of superficial mining. Naturally, any future application of this method will be preceded by assessment of geological conditions at the Złoczew opencast pit.

3

Ocena potencjalnych szkód środowiskowych związanych z zanieczyszczeniami wodnymi podczas podziemnego zgazowania węgla z zastosowaniem analizy cyklu życia

Burchart-Korol D., Fugiel A., Krawczyk P.

Przemysł Chemiczny

|

2017

|

T. 96, nr 7

1523--1527

PL

Przedstawiono wpływ zanieczyszczeń wodnych powstających podczas podziemnego zgazowania węgla (PZW) na potencjalne szkody dla środowiska i zdrowia człowieka. Zastosowano metodę oceny wpływu ReCiPe Midpoint oraz ReCiPe Endpoint zgodnie z techniką analizy cyklu życia LCA (life cycle assessment). Przedstawiono główne wskaźniki środowiskowej oceny toksyczności w cyklu życia. Stwierdzono, że istnieje potrzeba prowadzenia dalszych prac badawczych związanych z analizami środowiskowymi PZW techniką LCA. W dalszych badaniach należy położyć duży nacisk na opracowanie sposobów zagospodarowywania ścieków z PZW.

EN

Literature data on compn. of water streams from underground coal gasification were used for assessment of environmental impact in the neighbourhood of the gasification reactor. The contents of ammonium N, free cyanides, B, phenols and arom. hydrocarbons were higher than the permissible ones. The waters were toxic and showed a hazard both for human beings and animals.

4

Assessment of process conditions associated with hydrodynamics of gas flow through materials with anisotropic internal structure

Wałowski G., Filipczak G.

Journal of Sustainable Mining

|

2016

|

Vol. 15, iss. 4

156--169

EN

The results of experimental research concerning the assessment of the permeability of porous materials with respect to gas flow are presented in this paper. The conducted research applied to, among others, chars (acquired from the UCG thermal process) with an anisotropic gap-porous structure and - for comparative purposes - model materials such as pumice and polyamide agglomerates. The research was conducted with the use of a special test stand that enables the measuring of gas permeability with respect to three flow orientations compared with symmetric cubic-shaped samples. The research results show the explicit impact of the flow direction on the permeability of chars, which results from their anisotropic internal structures. The suitability of calculation methods employed to calculate the hydrodynamics of the gas flow through porous materials was also evaluated.

5

Środowiskowe aspekty podziemnego zgazowania węgla

Świądrowski J., Stańczyk K.

Chemik

|

2016

|

Vol. 70, nr 5

239--246

PL

Podziemne zgazowanie węgla jest technologią wytwarzania gazu bezpośrednio w pokładzie węglowym o składzie umożliwiającym jego zastosowanie w energetyce i chemii. Pomimo wielu lat od momentu opracowania koncepcji procesu, praktycznie nigdzie nie został zrealizowany w dużej skali przemysłowej. Jedną z podstawowych przyczyn takiego stanu jest ryzyko związane z możliwością wyrządzenia szkód w środowisku naturalnym i ryzyko dla zdrowia i życia ludzi. W publikacji przedstawiono główne zagrożenia dla ludzi i środowiska związane z budową i eksploatacją instalacji podziemnego zgazowania węgla, z uwzględnieniem doświadczeń uzyskanych podczas realizacji eksperymentu w skali pilotowej w KHW SA KWK Wieczorek w 2014 r.

EN

Underground coal gasification is a technology for production of gas directly in the coal bed of composition allowing its use in power industry and chemistry. Despite the fact that many years have passed since the concept of the process had been developed, it has never been implemented at large industrial scale. One of the reasons behind that is a risk related to possible damage in the natural environment and risk to human health and life. The paper presents main hazards to humans and the environment related to construction and operation of underground coal gasification plant, including experience gained during execution of experiment at pilot scale in KHW SA KWK (coal mine) Wieczorek in 2014.

6

Instalacja demonstracyjna podziemnego zgazowania węgla

Świądrowski J., Mocek P., Jędrysik E., Stańczyk K., Krzemień J., Krawczyk P., Chećko J.

Chemik

|

2015

|

Vol. 69, nr 12

815--826

PL

W publikacji przedstawiono propozycję układu technologicznego wraz z wynikami obliczeń opłacalności przedsięwzięcia polegającego na budowie instalacji demonstracyjnej podziemnego zgazowania węgla. Podziemne zgazowanie węgla zaliczane jest do czystych technologii węglowych, a jedna z metod eksploatacji węgla tym sposobem – metoda szybowa - może znajdować zastosowanie dla pokładów resztkowych w likwidowanych kopalniach, zwiększając w ten sposób stopień wykorzystania zasobów węgla. Budowa instalacji demonstracyjnej wytwarzającej gaz dla zastosowania w energetyce w układach o średniej mocy powinna stanowić element pośredni pomiędzy instalacją pilotową, w której badania przeprowadzono w 2014 r., a instalacją komercyjną.

EN

The paper presents proposition of process system with cost-effectiveness calculation costs for the undertaking involving construction of demonstration facility for underground coal gasification. Underground coal gasification is classified as clean coal technology, while one of the methods for mining coal bed using this technique – shaft method – can be applied for residual coal seam in liquidated mines this way increasing degree of coal utilization. The construction of demonstration facility producing gas for application in power industry in average power systems shall serve as an intermediate element between pilot facility, which was studied in 2014 and commercial facility.

7

Uwarunkowania geologiczno-złożowe stosowania podziemnego zgazowania węgla w polskich złożach węgla kamiennego

Nieć M., Chećko J., Górecki J., Sermet E.

Przegląd Górniczy

|

2013

|

T. 69, nr 2

26--36

PL

Analiza warunków geologicznych złóż węgli wskazuje, że stwarzają one poważne ograniczenia, a nawet barierę dla bezpiecznego stosowania podziemnego zgazowania węgla, zarówno za pomocą otworów wierconych z powierzchni, jak i w złożu udostępnionym wyrobiskami górniczymi. Przy obecnym stanie wiedzy jako kwalifikujące się do eksploatacji metodą PZW mogą być pokłady węgla typu 31 do 33, o miąższość ponad 1,5 m, w obrębie nieprzepuszczalnych serii skalnych, z dala od uskoków. W Górnośląskim Zagłębiu Węglowym możliwości stosowania PZW ogranicza słaba izolacja pokładów w zawodnionej krakowskiej serii piaskowcowej, silne zuskokowanie złóż, w Lubelskim Zagłębiu Węglowym niewielki udział zasobów w pokładach o miąższości ponad 1,5 m, w Dolnośląskim Zagłębiu Węglowym intensywne zaburzenia tektoniczne i dominujący udział węgli koksowych. Przy obecnym stanie wiedzy na temat podziemnego zgazowania węgla brak jest podstaw dla rozważania metody PZW ani jako alternatywnej ani uzupełniającej dla konwencjonalnych metod eksploatacji w warunkach polskich złóż węglowych. Nie wyklucza to możliwości jej lokalnego zastosowania na małą skalę w wyjątkowych warunkach.

EN

The analysis of geological conditions of hard coal deposits reveals the limits and even barriers for safe application of UCG by use of driving boreholes both from the surface and by first working through the excavation. The current state of knowledge allows to classify coal beds type from 31 to 33, thickness 1,5 m., as suitable for exploitation with the UCG method which are located in the area of impermeable rocks, not disturbed by faults. In the Upper Silesian Coal Basin the application of the UCG is restrained mostly due to high permeability of sandstones within the rock series (Krakow sandstone series) and abundant faulting; in the Lublin Coal Basin due to low percentage of coal resources in beds of over 1,5 m thick; in Lower Silesian Coal Basin due to predominant occurrence of coking coal and tectonic movements. The current state of knowledge on UCG processes, precludes from considering it as an alternative or a supplement for traditional exploitation methods, given the condition of coal deposits in Poland. However, this method can be applied in particular conditions on a limited scale.

8

Podziemne zgazowanie węgla (PZW) - instalacja badawcza Chinchilla w Australii

Czaja P., Kwaśniewski K., Polak K., Różkowski K.

Przegląd Górniczy

|

2013

|

T. 69, nr 2

131--138

PL

Przykład instalacji badawczej podziemnego zgazowania węgla opracowany i wybudowany przez Linc Energy w miejscowości Chinchilla w stanie Queensland w Australii jest powszechnie cytowany przez wszystkich badaczy tego zagadnienia. Pogłębiona analiza przypadku wraz z wizją lokalną w tym zakładzie badawczym pozwala zwrócić uwagę Czytelników na wiele istotnych i mniej znanych problemów. Gazogenerator tak zwanej piątej generacji Linc Energy na tle czterech poprzednich jego wersji, wykazuje namacalny efekt znaczących nakładów finansowych na wieloletnie badania i równie znaczące usprawnienie technologii stosowanej już od 50 lat między innymi w Uzbekistanie. Instalacja działa w mikro skali. Dziennie zgazowuje się około 100 ton węgla prowadząc precyzyjne obserwacje zarówno zjawisk zachodzących w gazogeneratorze pod ziemią, jak również jego wpływu na otoczenie podziemne i środowisko na powierzchni. Artykuł prezentuje wiele mało znanych informacji, które wzbogacą Czytelnika o nowe wiadomości i doświadczenia związane z technologią podziemnego zgazowaniem węgla.

EN

The example of an UCG pilot plant, which was developed and built by Linc Energy in Chinchilla, Queensland, Australia, is widely quoted by all those who investigate the problem. A thorough case study together with an onsite inspection of that pilot plant made it possible to draw the Readers’ attention to many important but less well-known problems. The Linc Energy gas generator of the so-called fifth generation, compared to its previous versions, demonstrates a tangible impact of the significant funds allocated for many-years-long investigations and an equally important upgrading of technology being in operation for 50 years, among the others, in Uzbekistan. The plant operates on micro scale. Daily, about 100 tons of coal are subject to gasification, which is accompanied by a precise monitoring of both the phenomena occurring in the gas generator under the ground and its impact on the underground surroundings as well as the environment on the surface. This paper gives many pieces of little-known information which may enrich the Reader’s knowledge with new data and experimental results connected with the technology of underground coal gasification process.

9

Zmiany właściwości mechanicznych i termicznych skał podczas procesu podziemnego zgazowania węgla

Małkowski P., Skrzypkowski K.

Cuprum : czasopismo naukowo-techniczne górnictwa rud

|

2013

|

nr 1

67-80

PL

W artykule zaprezentowano wybrane wyniki badań właściwości mechanicznych oraz termicznych skał w aspekcie procesu podziemnego zgazowania węgla. W tym celu próbki skał karbońskich z kopalni "Wieczorek", gdzie planowany jest eksperyment, zostały wyprażone w temperaturach 300°C, 600°C oraz 1000°C, które są charakterystyczne dla strefy utleniania, redukcji oraz pirolizy przy eksploatacji węgla metodą podziemnego zgazowania. Wpływ temperatury na badane skały uwidacznia się zmianami makroskopowymi, a w efekcie także zmianami bardzo wielu parametrów fizycznych, których wybrane wielkości zaprezentowano w artykule. Badanymi wielkościami były między innymi: wytrzymałość na ściskanie, moduł Younga, współczynnik przewodzenia ciepła oraz pojemność cieplna. Wyniki badań zaprezentowano w formie porównania właściwości próbek skał przed i po wyprażeniu w podanych wyżej temperaturach. Na podstawie analizy wyników badań laboratoryjnych oraz literaturowych odnośnie wpływu temperatury na skały, autorzy wykazali graniczne temperatury, dla których następuje istotna zmiana właściwości skał. Otrzymane w trakcie badań termogramy dały także możliwość oceny zakresu temperatur, dla których następują największe zmiany strukturalne. Zaprezentowane wyniki badań zostały opracowane w ramach Zadania Badawczego nr 3 pt.: "Opracowanie technologii zgazowania węgla dla wysokoefektywnej produkcji paliw i energii elektrycznej", które finansowane jest przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju w ramach strategicznego programu badań naukowych i prac rozwojowych "Zaawansowane technologie pozyskiwania energii".

EN

The article presents the selected test results of mechanical and thermal properties of rocks in the aspect of underground coal gasification process. For this purpose, samples of carboniferous rocks from the "Wieczorek" Mine, where the experiment is planned, were heated at the temperatures of 300°C, 600°C and 1000°C, which are characteristic of the oxidation, reduction and pyrolysis zones during exploitation with the underground gasification method. The impact of temperature on the rocks analysed is visible in macroscopic changes, and as a result, also in changes to many physical parameters, selected properties of which have been presented in this article. Properties analysed included: compressive strength, Young module, thermal conductivity coefficient and specific heat capacity. The results of the tests have been presented as a comparison of properties of rock samples before and after heating at the aforementioned temperatures. On the basis of the analysis of laboratory test results and data from literature as regards temperature impact on rocks, the authors have pointed to limit temperatures for which a material change to rock properties occurs. Thermograms obtained during the tests have also allowed for assessing the range of temperatures for which the greatest structural changes in rocks take place. The test results presented in the paper have been developed within Research Task No. 3 "Developing a technology of coal gasification for high efficient production of fuels and electric power", financed by The National Centre for Research and Development under strategic research and development programme "Advanced Technologies for Energy Generation."

10

Wykorzystanie sorpcji membranowej do równoczesnej separacji CO2 i wilgoci w technologii UCG/IGCC : studium zagadnienia

Szafran R. G., Nowak J.

Przemysł Chemiczny

|

2012

|

T. 91, nr 11

2212--2218

PL

Omówiono aspekty ekonomiczne i techniczne separacji CO₂ z gazu syntezowego w kontekście technologii energetycznych wykorzystujących układ bloku gazowo-parowego ze zintegrowanym podziemnym zgazowaniem węgla UGC/IGCC. Zaprezentowano nową koncepcję jednoczesnej separacji CO₂, związków siarki i wilgoci z paliwa gazowego przed jego spaleniem, wykorzystującą kontaktory membranowe.

EN

Economic and techn. aspects of the sepn. of CO₂ from synthesis gas for energy prodn. in integrated gasification combined cycle and by underground coal gasification were taken into consideration. A new concept for simultaneous sepn. of CO₂, S compds. and moisture from the fuel gas (prior to combustion) by a membrane process was outlined. Selective sepn. of acid gas components in the membrane contactor resulted in redn. of plant size and improving the CO₂ stream quality necessary for its sequestration in a single-stage system.

11

Unconventional technologies of coal seams extraction and processing

Vasyuchkov Yu, F.

Archives of Mining Sciences

|

2008

|

Vol. 53, no 2

215-220

EN

Methods of conventional technologies of coal mining provide natural fuel and coke basic industrial regions. World extraction of the coal has achieved 6 billons tones. In the conventional modern machines and mechanized complexes are used. The power industrial infrastructure has created. But the industry is characterized the shortages. These ones include high labour-intensive, high energy capacity, high social hazard and very much volurne of the empty rocks. Further development of coal industry in the conventional methods may be continued at the expense of the extensive ways. It is means the further development of the coal industry will require the increase of the shortages. Real alternative may be development of the unconventional the technologies in the coal industry as it is done in the ore production industry - for instance, many hundreds of thousands tones are extracted with unconventional microbiotechnological methods. In this report the new view on the development and principles of the unconventional technologies in the coal industry is done. The ways of the technologies use on coal fields are carries out. The conceptual scheme of the unconventional technologies is done.

PL

Technologie konwencjonalne stosowane w górnictwie węglowym dostarczają naturalny nośnik energii - również nośnik koksujący, do głównych ośrodków przemysłowych. Światowe wydobycie węgla osiąga ok. 6 mld ton rocznie. Nowoczesne górnictwo węgla jest wysoce zmechanizowane, wyposażone w zaawansowane kompleksy wydobywcze. Jednakże przemysł górniczy charakteryzuje się istotnymi, funkcjonalnymi wadami. Do nich można zaliczyć: duże nakłady pracy, wysoką energochłonność, wysoki stopień zagrożenia, wydobywanie wraz z węglem znacznej ilości skał płonych. Dalszy rozwój górnictwa, przy stosowaniu konwencjonalnych metod, może się odbywać przy znacznie wyższych kosztach, co oznacza powiększenie wad funkcjonalnych górnictwa. Alternatywą może być rozwój niekonwencjonalnych technologii w górnictwie węglowym, podobnie jak to się dzieje w górnictwie rud miedzi. Przykładem jest wydobywanie rud przy użyciu mikro biotechnologicznych metod. W artykule zarysowano zasady niektórych niekonwencjonalnych technologii (technologie podziemnego zgazowania węgla), które mogą być użyte w górnictwie węglowym. Zamieszczono schematy ideowe metod (rys. 1,2 i 3).