Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Influence of the non-equilibrium state of real gases on their properties

Aliyev Vasif I., Aslanov Jamaladdin N., Nabiev Nadir I., Rahimova Mahluqa S.

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 2

84--95

EN

This scientific work presents a study of areas of application and improvement for the Clapeyron–Mendeleev equation to determine the technological parameters of natural and associated petroleum gas under field conditions. As a result of scientific and practical research and laboratory work, the authors, based on the molecular kinetic theory of gases, developed and improved the Clapeyron– Mendeleev equations of state of real gases by adding some genuine parameters for natural and associated petroleum gases produced from oil and gas condensate fields. In this regard, two additional parameters are introduced in the Clapeyron–Mendeleev equation-relative density and relative velocity of gas: and this, as a new scientific result, helps determine any parameter from the seven included in the equation of state of natural and associated petroleum gases developed by the authors. Continuous technological process according to the system of “production, collection, preparation and transportation of products (oil + gas)”, including, separately in non-equilibrium conditions of “collection, preparation and transportation of gas” due to internal energy, causes a natural change in a wide range of basic technological parameters that contribute to frequent changes in the physical and chemical state of the gas. Therefore, this work establishes that one of the main tasks is to show the composition of natural and associated petroleum gas as a result of irreversible transformations of hydrocarbon and acidic components of its internal energy, as a result of which the gas is characterised by a number of patterns in the composition and distribution of components of various hydrocarbon and heterogeneous compositions (i.e., physically and chemically heterogeneous). In these conditions, a practical calculation of gas facilities (gas treatment point, selection of gas separators, field gas pipelines, compressor stations) is carried out to determine process parameters using the Clapeyron–Mendeleev equation of state for real gases, and the results show large errors. This proves once again that many authors have developed equations of state for real gases based on the results of laboratory studies with single-atomic and laboratory gases (hydrogen, nitrogen, oxygen, carbon dioxide, etc.). However, the authors here carried out laboratory studies with products and associated petroleum gas. According to the results of laboratory studies, the authors recommend an improvement of the equation of state of natural and associated petroleum gases.

PL

W pracy przedstawiono studium obszarów zastosowania i doskonalenia równania Clapeyrona–Mendelejewa do wyznaczania parametrów technologicznych gazu ziemnego i towarzyszącego gazu ropopochodnego w warunkach złożowych. W wyniku badań naukowych i praktycznych oraz prac laboratoryjnych autorzy, w oparciu o molekularną teorię kinetyczną gazów, opracowali i udoskonalili równania stanu gazów rzeczywistych Clapeyrona–Mendeleeva poprzez dodanie niektórych parametrów rzeczywistych dla gazu ziemnego i towarzyszących gazów ropopochodnych wydobywanych ze złóż ropnych i kondensatowych. W związku z tym do równania Clapeyrona– Mendeleeva wprowadzono dwa dodatkowe parametry – gęstość względną i prędkość względną gazu, co, jako nowy wynik naukowy, pozwala na wyznaczenie dowolnego parametru z siedmiu parametrów zawartych w opracowanym przez autorów równaniu stanu gazu ziemnego i towarzyszącego gazu ropopochodnego. Ciągły proces technologiczny zgodnie z systemem „produkcji, odbioru, przygotowania i transportu produktów (ropa + gaz)”, w tym osobno w warunkach nierównowagi „odbioru, przygotowania i transportu gazu”, ze względu na energię wewnętrzną powoduje naturalną zmianę w szerokim zakresie podstawowych parametrów technologicznych, które przyczyniają się do częstych zmian stanu fizykochemicznego gazu. Dlatego też przedmiotowa praca jako jedno z głównych zadań stawia przedstawienie składu gazu ziemnego i towarzyszącego mu gazu ropopochodnego powstałego w wyniku nieodwracalnych przemian węglowodorowych i kwasowych składników jego energii wewnętrznej, w wyniku czego gaz ten charakteryzuje się szeregiem prawidłowości pod względem składu i rozprzestrzenienia poszczególnych składników węglowodorowych (o niejednorodnym składzie pod względem fizycznym i chemicznym). W tych warunkach przeprowadzono praktyczne obliczenia dla instalacji gazowych (punkt uzdatniania gazu, dobór separatorów gazu, gazociągi terenowe, tłocznie) w celu określenia parametrów technologicznych z wykorzystaniem równania stanu Clapeyrona–Mendelejewa dla gazów rzeczywistych. Wyniki wykazują duże błędy. Dowodzi to po raz kolejny, że wielu autorów opracowało równania stanu dla gazów rzeczywistych na podstawie wyników badań laboratoryjnych z gazami jednoatomowymi i laboratoryjnymi (wodór, azot, tlen, dwutlenek węgla itp.). Natomiast obecnie autorzy przeprowadzili badania laboratoryjne z udziałem eksploatowanych węglowodorów i towarzyszącego im gazu ropopochodnego. Na podstawie wyników badań laboratoryjnych autorzy zalecili korektę równania stanu dla gazu ziemnego i towarzyszących mu gazów ropopochodnych.

2

Transforming Bubble Wrap and Packaging Plastic Waste into Valuable Fuel Resources

Sari Mega Mutiara, Inoue Takanobu, Rofiah Rofiah, Septiariva Iva Yenis, Prayogo Wisnu, Suryawan I. Wayan Koko, Arifianingsih Nur Novilina

Journal of Ecological Engineering

|

2023

|

Vol. 24, nr 8

260--270

EN

This study aimed to investigate the potential of plastic waste, specifically bubble wrap and packaging plastic, as a fuel source through pyrolysis process. The samples were analyzed using FTIR and GC-MS. The results showed that both samples contained alkanes and alkenes, with hydrocarbon fractions like those found in gasoline, kerosene, and diesel fuel. The pyrolysis process resulted in hydrocarbon fractions ranging from light to heavy fractions. The bubble wrap sample showed the highest percentage of hydrocarbon fraction in the kerosene range (C10–C13), with an area of 19.23%. In contrast, the packaging plastic sample showed the highest percentage of hydrocarbon fraction in the diesel range (C14–C20), with an area percentage of 19.67%. The calorific value of the pyrolysis products was also determined, with the bubble wrap sample having a higher value than that of gasoline, while the packaging plastic sample had a value close to that of kerosene. The results of this study suggest that plastic waste has the potential to be converted into fuel, which can contribute to sustainable development by reducing dependence on fossil fuels and reducing plastic waste. However, further refinement of the pyrolysis products is needed to meet commercial fuel standards.

3

Influence of Sieve Size on Calorific Value and Proximate Properties of Bio-Briquette Composites

Aliah Hasniah, Winarti Indri, Iman Ryan Nur, Setiawan Andhy, Safarina Rizky, Sawitri Asti

Journal of Ecological Engineering

|

2023

|

Vol. 24, nr 7

25--34

EN

This work aimed to observe the influence of calorific value and proximate properties in the fabrication of rice husk (RH) and coffee shell (CS) briquettes composite. Rice and coffee husks contain cellulose, hemicellulose, and lignin. These contents are necessary for the adhesive to bind the briquette (amylose and amylopectin). The raw materials were carbonized at 400 °C for 60 minutes. Variations of sieving size (60, 80, and 100 mesh) and the composition ratio of raw material CS:RH were reviewed to study their effect. Tests of density, moisture content, volatile matter content, ash content, fixed carbon content, shatter index, combustion rate, and calorific value were carried out to determine the optimum composition. The results were obtained with the best quality at a particle size of 60 mesh with the highest calorific value of 17.422 MJ/kg. It showed that the briquettes have good quality and are comparable with the standard briquette.

4

Statistical Analysis of Selected Coal Charateristics and Toxic Compounds for FGX Air-Vibrating Separation

Mijał Waldemar, Niedoba Tomasz, Polek Daria, Baic Ireneusz, Blaschke Wiesław

Inżynieria Mineralna

|

2023

|

no. 2, vol. 1

377--387

EN

Dry beneficiation methods were popular in the first part of the 20th century. In the 1930s, before World War II, dry separators were used more commonly in the United States. Currently, this method is very popular in China, the United States, India, Russia and other places where its implementation is possible. In Poland, by contrast, dry separation still remains uncommon. However, during the last 30 years, dry separators have started to be more commonly used in coal beneficiation. One example of this type of separator might be the FGX air-vibrating separator. This type of separator uses air suspension to separate heavier particles (tailings) from lighter coal grains. The process of dry separation may depend on various parameters, e.g. particle size fraction, air supply, feed parameters, etc.. This paper describes the mathematical model which shows the scope for using this separation method for coal beneficiation. Mathematical models are based on dependencies between calorific value and ash content in the samples tested as well as relations between arsenic, thallium, mercury, lead and other coal characteristics. The latter parameters are of vital importance as Polish emission standards do not have any limits for the elements mentioned above (arsenic, thallium, mercury and lead).

PL

Suche metody wzbogacania były popularne w pierwszej połowie XX wieku. Separatory suche były używane zwłaszcza przed II Wojną Światową w latach 30-ych w USA. Obecnie, metoda ta jest bardzo popularna w Chinach, USA, Indiach, Rosji oraz w innych miejscach, gdzie możliwe jest jej zastosowanie. W Polsce proces ten jest wciąż bardzo mało popularny. Podczas ostatnich 30 lat systemy wzbogacania węgla zaczęły szerzej korzystać z separatorów suchych a przykładem bardzo popularnego urządzenia tego typu jest FGX – wibracyjny stół powietrzny. Ten typ separatora korzysta z zawiesiny powietrznej w celu wydzielenia cięższych ziaren (odpadów) od lżejszych ziaren węgla. Sucha separacja może zależeć od różnych parametrów, tj. klasa ziarnowa, zasoby powietrza, parametry nadawy itp. Artykuł ten opisuje model matematyczny, który pokazuje możliwości zastosowania tej metody separacji przy wzbogacaniu węgla. Modele matematyczne oparte były na zależnościach pomiędzy wartością opałową oraz zawartością popiołu w testowanych próbkach, jak również na relacjach pomiędzy zawartościami arsenu, talu, rtęci, ołowiu i innych charakterystyk węgla. Ostatnie parametry są bardzo ważne ponieważ polskie standardy emisji nie zawierają limitów dla pierwiastków wymienionych powyżej, a więc arsenu, talu, rtęci oraz ołowiu.

5

Proximate Analysis and Calorific Value of Fuel Briquettes from Wood and Coffee Skins Biomass as a Renewable Energy Source

Sukarta I Nyoman, Sastrawidana I Dewa Ketut, Suyasa I Wayan Budiarsa

Ecological Engineering & Environmental Technology

|

2023

|

Vol. 24, iss. 8

293--300

EN

One of the fuels made from biomass are Charcoal briquettes. The biomass used in this study was coffee husk and coffee wood. This study aims to find out the ratio of coffee husk and coffee wood that accordance the briquette standards of the Minister of Energy and Mineral Resources (ESDM) and (Indonesian Nasional Standard) SNI 01-6235-2000. In this research, a comparison was made between coffee fruit skin charcoal and coffee wood charcoal with a ratio of 100:0 (KK1), 75:25 (KK2), 50:50 (KK3), 25:75 (KK4), 0:100 (KK5). The resulting briquettes were tested for their proximate value using a furnace, for the calorific value they were tested using a boom calorimeter. Apart from that, a combustion rate test was also carried out by burning briquettes in a combustion furnace. The results of the analysis of proximate obtained were water content of the briquettes ranging from 3.39–5.91%, all of which in accordance with SNI and also which in accordance with the regulation of ESDM, the ash content that which in accordance with SNI was KK4 and KK5, namely 6.71% respectively. and 6.47% and those that comply with the ESDM Ministerial Regulation are KK3/sub>, KK4 and KK5 with ash content values of 9.62%, 6.71% and 6.47% respectively. Meanwhile, the volatile matter value ranges from 32.31–35.59%, not yet accordance with SNI. for fixed carbon values ranging from 50.1–54.55%, this also does not accordance with SNI. However, for the calorific value of 4536–6723 Cal/g, all of them meet the ESDM Ministerial Regulation, and those that accordance with SNI is KK2, KK3, KK4 and KK5 with calorific values of 5650, 5821, 5866 and 6723 Cal/g respectively. Meanwhile, the combustion rate ranges from 0.341 to 0.711 g/min. Coffee husk waste combined with coffee wood has the potential to be used as fuel briquettes where the KK4 composition has water content, ash content and calorific value that meets SNI and ESDM regulations, even though the volatile matter and fixed carbon values do not yet meet.

6

Spalanie odpadów w ZPTO przy zmniejszonej wartości opałowej

Grabowski Zbigniew

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2022

|

Nr 12

28--33

PL

Biorąc pod uwagę, że dla spalarni, nie tylko odpadów, podstawowym i stałym parametrem technicznym i technologicznym jest pojemność cieplna komory spalania, a nie masa odpadów poddawanych spalaniu, na podstawie aktualnych badań wartości opałowej odpadów dostarczanych do wybranej analizowanej spalarni. W artykule przeanalizowano ilość odpadów, która powinna być spalona, aby praca spalarni odbywała się w warunkach nominalnych (przy założonej w projekcie i pozwoleniu zintegrowanym pojemności cieplnej komory) i uzyskiwano założone w projekcie efekty energetyczne.

EN

Considering that for incineration plants, not only waste, the basic and constant technical and technological parameter is the heat capacity of the combustion chamber, and not the mass of waste subjected to incineration, on the basis of current research on the calorific value of waste delivered to the selected analyzed incineration plant, the article analyzes the amount of waste, which should be incinerated in order for the incineration plant to operate in nominal conditions (at the thermal capacity of the chamber assumed in the design and in the integrated permit) and to achieve the energy effects assumed in the design.

7

Design and development of smokeless stove for a sustainable growth

Nayak Ramesh Chandra, Roul Manmatha K., Roul Prateek Debadarsi

Archives of Thermodynamics

|

2022

|

Vol. 43, no 1

109--125

EN

Air pollution has a serious impact on the health of human beings and is a major cause of death worldwide every year. Out of the many sources of air pollution, the smoke generated from household combustion devices is very dangerous due to the incomplete combustion of fuel. Women from rural areas suffer a lot due to this harmful smoke. Diseases like cancer, throat, and lung infection occur in adults and children due to inhalation of this smoke. The traditional chulha used by rural women is operated by using cow dung, straw, and wood, and the air is blown manually by using small metallic pipes. This paper presents the design and development of an innovative stove to maximize flame temperature and minimize air pollution to overcome the health-related issues of rural women. A smokeless stove is presented, in which wood, straw, and cow dung are taken as primary fuel, and superheated steam as a secondary oxidizer for its operation. In this stove, a forced draft is created by the provision of a small fan, which is operated by solar power thus eliminating the need of creating a forced draft manually by the cook which makes this innovative stove superior to the traditional chulha. Owing to the provision of superheated steam, the flame temperature as well as the burning efficiency increases. The cooking time is reduced due to higher flame temperature as compared to the liquefied petroleum gas stove. The main objective of this work is to minimize air pollution and provide a smoke-free environment to the people using such devices as this innovative stove offers complete combustion of fuel. The flame temperature of the designed stove ranges from 595°C to 700°C and its thermal efficiency is 10–17% higher than that of the traditional chulha. The design of this stove is unique, and its maintenance cost is also much less.

8

Wielkość biomasy odpadowej z produkcji szkółkarskiej i możliwości jej zagospodarowania

Królikowski Kamil, Matłok Natalia

Polish Journal for Sustainable Development

|

2021

|

T. 25, cz. 2

63--68

PL

W pracy zaprezentowano bilans drzewnej biomasy odpadowej z produkcji szkółkarskiej w województwie podkarpaciem w latach 2007-2015. Przeprowadzona analiza wykazała, że produkcja szkółkarska stanowi istotne źródło biomasy, która może być zagospodarowana na cele energetyczne i stanowić alternatywę dla paliw kopalnianych. W badanych okresie sam tylko produkcja drzewek owocowych dostarczyła ponad 5,7 mln kg drzewnej biomasy odpadowej, której potencjał energetyczny wynosił 106238 MJ, przez co stanowiła ona alternatywę dla ponad 248329 kg węgla kopalnianego.

EN

Thesis presents the statement of wood waste biomass from nursery production in the Podkarpacie voivodeship in the years 2007-2015. The conducted analysis showed that the production industry is the basic source of biomass, which can be used for energy purposes and as an alternative to fossil fuels. The fruit trees production period supplied over 5.7 million kg of wood waste biomass which achived the energy potential of 106,238 MJ, that represented alternative to coal energy for over 248,329 kg of hard coal.

9

Dobór wydajności gazów propan-butan dodawanych w celu wspomagania efektywnego spalania gazu ziemnego niskometanowego z użyciem flary

Budak Paweł, Szpunar Tadeusz

Nafta-Gaz

|

2021

|

R. 77, nr 1

26--32

PL

W artykule omówiono zagadnienie spalania gazu ziemnego (będącego mieszaniną gazów) przy użyciu flary w przypadku dużej zawartości w nim składników niepalnych, takich jak azot, hel, dwutlenek węgla itp. Spalanie takich mieszanin we flarze wymaga na ogół wzbogacenia składu mieszaniny przez doprowadzenie do strumienia gazów kierowanych do spalenia dodatkowego strumienia gazów palnych, tak aby skład mieszaniny mieścił się powyżej dolnej granicy palności/wybuchowości. W Polsce do gazów wymagających takiego wzbogacania należy m.in. gaz ze złoża Cychry oraz Sulęcin, w którym zawartość składników niepalnych (azotu) wynosi powyżej 90%, a udział składników palnych jest niski. Zapewnienie całkowitego spalania mieszaniny gazów jest szczególnie istotne w przypadku obecności w niej siarkowodoru, który jest gazem trującym i który należy bezwzględnie zutylizować. Wzbogacenie mieszaniny gazów odbywa się przez wprowadzenie do strumienia gazów kierowanych do flary dodatkowych ilości gazu, na ogół propanu-butanu lub innych gazów palnych. W artykule przedstawiono typową konstrukcję urządzenia do spalania mieszanin gazów stosowanego w przemyśle petrochemicznym i naftowym oraz omówiono przeznaczenie typowych części składowych instalacji. Podano zależność empiryczną pozwalającą na ustalenie palności mieszaniny gazów o podanym składzie zawierającej gazy palne i niepalne. Przedstawiono również algorytm obliczeniowy pozwalający na podanie natężenia przepływu gazu propan-butan, który należy doprowadzić do strumienia gazów, aby mieszanina mogła być efektywnie spalona we flarze. Zaprezentowano wyniki obliczeń dla gazów z dużą zawartością azotu, pochodzących z czterech polskich złóż. Przedstawiony sposób ustalania palności mieszanin gazów lub jej braku oraz natężenia przepływu gazów propan-butan wymaganego do całkowitego spalania tej mieszaniny oparty jest na zależnościach empirycznych i może być pomocny przy planowaniu wspomaganego spalania gazu ziemnego (nienadającego się do zagospodarowania) przy użyciu flary w celu jego utylizacji.

EN

The paper discusses the problems related to the burning of gas mixtures containing flammable and non-flammable gases using a flare. Before being burned, such a gas mixture must be “enriched” with other flammable gases before it can be directed to the flare. In the case of some Polish gas reservoirs such as Cychry or Sulęcin, the composition of the gas mixture doesn’t make it possible to burn it using the flare because the content of inflammable components is too high and the gas mixture is inflammable. The gas from the reservoirs mentioned above contains above 90 percent of nitrogen and small percentages of flammable components. Sometimes, besides nitrogen, the gas mixture contains other inflammable gases like carbon dioxide, helium, and oxygen. Usually, the propane/butane is used for that purpose. The possibility of burning the gas mixture using the flare is particularly important if the toxic gases are present in the mixture – hydrogen sulfide in particular. The propane/butane gases are added to the stream of gas mixture meant for burning using a special appliance. The typical arrangement of a gas-burning installation (i.e. the flare) is shown and the destination of its components is discussed. The empirical formula is provided which allows us to recognize if the gas mixture is flammable or not. The composition of the gas mixture must be known to calculate the propane/butane flow rate, including percentages of flammable and inflammable components. The algorithm constructed for calculating the propane/butane flow rate is presented, which must be maintained to assure the flammability of the gas mixture destined for burning using the flare. The results of the calculations for four gas mixtures from the Polish gas reservoirs are provided. The presented method of determining the flammability of gas mixtures (or its inability to be burned) and the flow rate of the propane/butane mixture required for complete combustion is based on empirical relationships, which are provided in the paper and may be helpful in planning the assisted combustion of low methane gases (not suitable for further use) using a flare.

10

The Possibility of Using Winter Oilseed Rape (Brassica napus L. var. Napus) for Energy Purposes

Siemek Jakub, Macuda Jan, Łukańko Łukasz, Nowak Jakub, Zając Tadeusz

Problemy Ekorozwoju

|

2020

|

Vol. 15, nr 1

169--177

EN

Biomass is an important element in the energy balance in the world and plays a large role in efforts to reduce greenhouse gas emissions, and by this is a sustainable source of energy. One method of using biomass is through co-firing with hard coal and lignite in order to generate electricity. An important factor promoting the use of biomass in European Union countries is the fact that CO2 emissions from combustion are not included in the sum of emissions from fuel combustion, in accordance with the principles established in the emission trading system EU ETS. The aim of our research was to examine the possibility of using winter oilseed rape for energy purposes, grown in three research centres located in southern Poland. Two varieties of winter oilseed rape, Adam and Poznaniak, were used during laboratory tests. Analyses were carried out for siliques, seeds, and the main and lateral stem. As part of the study, the calorific value and heat of combustion were determined for 20 samples of winter oilseed rape. The highest values were obtained for seeds, while the lowest were obtained for stems. The calculated values of carbon dioxide emissions factor for the analysed samples were in most cases above 100 kg/GJ and were much higher than the emission during hard coal combustion. In addition, as part of the study, the biomass moisture, amount of ash generated in the combustion process, and the content of volatile compounds as well as carbon and sulphur were determined.

PL

Biomasa jest istotnym elementem w bilansie energetycznym na świecie i odgrywa dużą rolę w działaniach na rzecz redukcji emisji gazów cieplarnianych, stanowiąc zrównoważone źródło energii. Jednym ze sposobów użycia biomasy jest jej współspalanie z węglem kamiennym i brunatnym w celu wytwarzania energii elektrycznej. Ważnym czynnikiem promującym wykorzystanie biomasy w państwach Unii Europejskiej jest fakt, że emisja CO2 z jej spalania nie wlicza się do sumy emisji ze spalania paliw, zgodnie z zasadami ustalonymi w systemie handlu uprawnieniami EU ETS. Celem badań było zbadanie możliwości wykorzystania rzepaku ozimego do celów energetycznych, wychodowanego w trzech lokalizacjach Polski południowej. Do badań wykorzystane zostały dwa gatunki rzepaku ozimego Adam i Poznanianki, analizy wykonano dla łuszczyny, nasion, łodygi głównej i bocznej. W ramach przeprowadzonych badań określona została wartość opałowa oraz ciepło spalanie dla 20 próbek rzepaku ozimego. Najwyższe wartości zostały uzyskane dla ziaren rzepaku, natomiast najniższe dla łodyg. Obliczone wartości emisji dwutlenku węgla dla badanych próbek w większości przypadków wynosiły powyżej 100 mg/kJ i były dużo większe niż emisja podczas spalania węgla kamiennego i brunatnego. Dodatkowo w ramach badania oznaczono wilgotność biomasy, ilość powstałego w procesie spalania popiołu oraz oceniono zawartość części lotnych oraz węgla i siarki. Ponadto w ramach badania wykonano pomiary wilgotność biomasy, ilość wytworzonego popiołu w procesie spalania oraz określono zawartość związków lotnych oraz węgla i siarki.

11

Influence of the Virginia Fanpetals Cultivation Method on Calorific Value, Content and Dynamics of Macronutrient Uptake

Możdżer Ewa, Siwek Hanna, Włodarczyk Małgorzata, Bury Marek, Kitczak Teodor

Journal of Ecological Engineering

|

2020

|

Vol. 21, nr 5

120--128

EN

A one-factor field experiment was carried out in 2016–2019 at the Experimental Station in Lipnik near Stargard. The aim of the study was the cultivation of Virginia fanpetals in two systems of sowing and planting, determining the impact of the cultivation system on the yield quantity, calorific value, moisture, content and dynamics of the macronutrient uptake by Virginia fanpetals, calculation of the relationship between the yield and NPK intake, calorific value and yield as well as the analytical moisture content. Studies have shown that the method of establishing the plantation (sowing, planting) did not have any significant impact on the calorific value of Sida. A statistical analysis indicated that the method of establishing the plantation (sowing, planting) did not have a significant impact on the formation of the nitrogen, phosphorus and potassium contents in the biomass, while it was significant for magnesium and sulfur. More macroelements was contained in the Virginia fanpetals biomass from sowing compared to planting. The total uptake of macronutrients by the Virginia fanpetals biomass was higher in the planting cultivation system. In the system of planting cultivation, in the first year of plantation operation, higher dynamics of the N, P, K, Mg and S uptake by the Virginia fanpetals biomass compared to the sowing system was found. A correlation analysis showed very high degree of correlation between the size of Virginia fanpetals biomass yield as well as the nitrogen and phosphorus uptake.

12

Analysis of selected quality features of wood pellets

Gorzelany Józef, Zardzewiały Miłosz, Murawski Piotr, Matłok Natalia

Agricultural Engineering

|

2020

|

Vol. 24, No. 1

25--34

EN

The article presents an analysis of the energy, mechanical and chemical properties of pellets made of wood material. According to the manufacturer, wood pellets were made of hard wood shredded to fractions approx. 1 mm thick and up to 3-4 mm long, and of a waste source - sawdust. Measurements of the selected properties were carried out on pellets with a diameter of 6 and 8 mm. Mechanical durability, humidity, crumble rate, ash quantity, calorific value were determined, as well as macronutrient and heavy metals content. The calorific value of pellets, with moisture content from 7.48% to 6.76% and ash content from 0.31% to 0.55%, ranged from 17.71-19.18 MJ·kg-1 , which testified to the beneficial energy use of the tested raw material. Based on the conducted research, it was found that the mechanical properties of pellets made of both sawdust and hard wood predispose them for use as boiler fuel. The tested materials met high quality standards for wood pellets used for non-industrial and industrial purposes.

PL

W artykule przedstawiono analizę właściwości energetycznych, mechanicznych oraz chemicznych peletów wytworzonych z surowca drzewnego. Pelety wg. informacji producenckich wyprodukowano z twardego drewna rozdrobnionego do frakcji o grubości około 1 mm i o długości do 3-4 mm oraz z surowica odpadowego-trocin. Pomiary wybranych właściwości przeprowadzono na peletach o średnicy 6 i 8 mm. Określono trwałość mechaniczną, wilgotność, straty okruszenia, ilość popiołu, wartość opałową oraz zawartość makroskładników i metali ciężkich. Wartość opałowa peletów o zawartości wilgotności od 7,48% do 6,76% i zawartości popiołu od 0,31% do 0,55% była w zakresie od 17,71-19,18 MJ·kg-1 i świadczyła o korzystnym wykorzystaniu energetycznym badanego surowca. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że właściwości mechaniczne peletów wytworzonych zarówno z trocin jak i z twardego drewna predysponują je do zastosowania jako paliwo kotłowe. Badane materiały spełniały wysokie jakościowe normy obowiązujące dla peletów drzewnych stosowanych do celów nieprzemysłowych i przemysłowych.

13

Jakość węgla handlowego PGG S.A. dla odbiorców rynku komunalno-bytowego

Maczuga Renata, Cebo Wojciech

Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji

|

2019

|

Vol. 8, iss. 1

348--357

PL

Poprawa jakości powietrza wiąże się z między innymi z stosowaniem wysokiej jakości paliw węglowych dla celów grzewczych. Jakość węgla nie rozwiązuje problemu bez stosowania odpowiednich nowoczesnych instalacji cieplnych szczególnie w sektorze komunalno-bytowym. Jednakże stosowanie węgla opałowego wysokiej jakości jest właściwym działaniem w kierunku ochrony powietrza. System nadzoru jakości produkowanego węgla realizowany jest w PGG S.A. przez Działy Kontroli Jakości i jest zgodny z obowiązującymi normami technicznymi i przepisami prawa. W ramach Zintegrowanego Systemu Zarządzania funkcjonują procedury jakościowe implementujące rozwiązania formalno-prawne i określające zasady nadzoru jakości produkcji w PGG S.A. W swojej ofercie produktowej PGG S.A. posiada węgiel wysokiej jakości dedykowany na rynek komunalno-bytowy. To wysokiej jakości węgiel odpowiadający wymaganiom EKO (Qir ≥ 24 000 kJ/kg) i spełniający wymagania obowiązujących w tym zakresie przepisów prawa.

EN

The improvement of air quality is associated, among others, with the use of high quality carbon fuels for heating purposes. The quality of coal does not solve the problem without the use of appropriate modern thermal installations, especially in the municipal sector. However, the use of high-quality heating coal is an appropriate action in the direction of air protection. PGG S.A. has a system for monitoring and controlling the quality of coal, providing coal for the needs of customers with an installation up to 1 MW. The quality control system for the produced coal is carried out at PGG S.A. by the Quality Control Department and complies with the applicable technical standards and legal regulations. As part of the Integrated Management System, there are quality procedures implementing formal and legal solutions and defining the principles of quality control of production at PGG S.A. In its product offer PGG S.A. has high-quality coal dedicated to the communal housing market. It is a high quality coal corresponding to the requirements of eco coal (Qir ≥ 24,000 kJ/kg) and fulfills the requirements of applicable laws in this area.

14

Blends of hard coal sludge with pulverized lignite as alternative energy raw materials

Klojzy-Karczmarczyk Beata, Mazurek Jan, Wiencek Marek, Feliks Jacek

Polityka Energetyczna

|

2019

|

T. 22, z. 3

83--98

EN

Hard coal sludge is classified as group 01 waste or it is a by-product in the production of a hard coal with variable energy importance. Pulverized lignite is not waste but a final product of drying and the very fine pulverization of lignite with a high calorific value. The study comprised the basic material before granulation such as coal sludge (PG SILESIA) and pulverized lignite (LEAG) as well as their prepared blends after the granulation on a pipe vibration granulator designed at AGH. The pulverized lignite of the LEAG company shows a low sulfur contents. In the analyzed samples its average content (Stot d) is 0.61%. An average value of this parameter in the analyzed coal sludge samples is 0.55%. The addition of pulverized lignite does not have a significant impact on the total content of sulfur and of analyzed toxic elements (Hg, As, Cd, Cr, Co, Cu, Mn, Ni, Pb, Sb, Tl, and W) in the samples. The calorific value of coal sludge falls within the range of 11.0−12.4 MJ/kg (on a dry basis). For the coal sludge and pulverized lignite blends the calorific value clearly increases to values of 14.8−17.7 MJ/kg (on dry basis). The calorific value slightly decreases in the case of granulation with the CaO additive. Such values increase the possibilities of application in the commercial power sector. It is possible to state that all sludge and pulverized lignite blends are susceptible to granulation. The drop strength of the fresh pellets is satisfactory and the averaged value is around 4. After seasoning the drop strength of blends definitely falls, on average by 30%, except for pellets made of pure coal sludge. So the addition of pulverized lignite hinders the possibilities of granulation as compared with pure coal sludge.

PL

dukcji surowca, często o niskiej wartości opałowej. Pył węgla brunatnego nie jest odpadem, ale produktem wyjściowym suszenia i bardzo drobnego mielenia węgla brunatnego o wysokiej wartości opałowej. W pracy badaniami objęto materiał podstawowy przed procesem granulowania, czyli muły węglowe (PG SILESIA) i pył węgla brunatnego (LEAG) oraz ich mieszanki po procesie granulowania na grudkowniku wibracyjnym konstrukcji AGH. Pyły węgla brunatnego firmy LEAG wykazują niskie zawartości siarki. Jej średnia zawartość w analizowanych próbkach (Stot d) wynosi 0,61%. Średnia wielkość tego parametru w analizowanych mułach węglowych wynosi 0,52%. Dodatek pyłu węgla brunatnego nie ma znaczącego wpływu na całkowitą zawartość w próbkach siarki oraz analizowanych pierwiastków toksycznych (Hg, As, Cd, Cr, Co, Cu, Mn, Ni, Pb, Sb, Tl, W). Wartość opałowa mułów węglowych mieści się w granicach 11,0−12,4 MJ/kg (w stanie suchym). Dla mieszanin mułu węglowego z pyłami węgla brunatnego wartość opałowa zdecydowanie wzrasta do wielkości 14,8−17,7 MJ/kg (w stanie suchym). Obserwuje się nieznaczne obniżenie wartości opałowej w przypadku granulowania z dodatkiem CaO. Takie wartości zwiększają możliwości zastosowania w energetyce zawodowej. Wszystkie mieszanki mułów z pyłami węgla brunatnego są podatne na proces grudkowania (granulowania). Wytrzymałość na zrzuty grudek świeżych jest zadawalająca, a wartość uśredniona kształtuje się na poziomie 4. Po sezonowaniu próbek odporność na zrzuty mieszanek zdecydowanie maleje, średnio o 30% z wyjątkiem grudek wykonanych z czystego mułu węglowego. Dodatek analizowanych pyłów węgla brunatnego utrudnia zatem procesy grudkowania w stosunku do czystych mułów węglowych.

15

Floristic diversity, yielding and calorific value of plant communities with dominant native grass species

Grzelak Mieczysław, Gaweł Eliza, Gajewski Piotr, Kaczmarek Paweł, Majchrzak Leszek

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2019

|

Vol. 64, nr 2

25--28

EN

Studies on floristic diversity, yielding and calorific value of biomass of communities with a dominance of 10 native grass species were conducted in the years 2013-2018 over an area of 180 ha in the Noteć River valley in the Trzcianka–Wieleń– Krzyż Wielkopolski stretch. The species composition, the percentage shares of the dominant species and the other plant groups were investigated in these plant communities. Moreover, habitat conditions, yielding and fodder value were determined. The calorific value, heat of combustion, ash content and moisture content in a dry biomass were recorded. Results indicate that the investigated communities differ in terms of habitat conditions, floristic composition, as well as yielding and fodder value of the sward. Moreover, harvested plant biomass characterised by high calorific value and heat of combustion as well as low ash content, thus facilitating pellet production for energy generation.

PL

Badania nad różnorodnością florystyczną, plonowaniem oraz wartością energetyczną biomasy zbiorowisk z dominacją 10 gatunków rodzimych traw, przeprowadzono w latach 2013-2018 w dolinie Noteci, na odcinku Trzcianka–Wieleń–Krzyż Wlkp., na obszarze o powierzchni 180 ha. Określono skład botaniczny zbiorowisk, procentowy udział dominanta oraz pozostałych grup roślinnych. Ponadto określono warunki siedliskowe, plonowanie oraz wartość użytkową. Zbadano wartość energetyczną, ciepło spalania, zawartość popiołu i wilgotność w suchej masie. Otrzymane wyniki wskazują, że badane zbiorowiska różnią się uwarunkowaniami siedliskowymi składem florystycznym, a także pod względem plonowania i wartości użytkowej runi. Ponadto, zebraną masę roślinną cechuje wysoka wartość energetyczna i ciepło spalania oraz niska zawartość popiołu, co umożliwia produkcję z niej peletu dla celów energetycznych.

16

Testing properties of sewage sludge for energy use

Król Karol, Iskra Krzysztof, Ferens Wiesław, Miodoński Jan M.

Environment Protection Engineering

|

2019

|

Vol. 45, nr 4

61--73

EN

The properties of sewage sludge in the context of their further energy use have been examined. For this purpose, 34 samples of sewage sludge from municipal sewage treatment plants from the area of Lower Silesia with a capacity higher than the 2000 population equivalent (PE) with separate sludge management were tested. As part of the study, tests were made to determine the technological usefulness of fuels and their elemental composition, i.e., technical analyses and elemental analyses. The obtained results show a large diversity of basic physicochemical properties of the tested sewage sludge. The share of volatile components important for energetic use ranged from 38.4 to 59.8 wt. %. The content of carbon (C) in the mass of tested sewage sludge ranged from 22.4 to 39.2 wt. %, which means that they have a lower content of elemental carbon compared to solid fuels. The higher heating value (HHV) of sewage sludge ranged from 9.3 to 17.4 MJ/kg dry mass.

17

Novel thermal method for determining properties of compressed natural gas

Heinrich Stephan, Hien Marcus, Knittel Thorsten, Muggli Josef

Combustion Engines

|

2019

|

R. 58, nr 1

54--60

EN

The article describes a new method for obtaining fuel properties, derived from the thermal properties of natural gas fuel mixtures. By measuring the thermal conductivity and the dynamic response with the help of a heated Micro Electro Mechanical System (MEMS), input values for a mathematical correlation are obtained which predict the calorific value of the gas. In this paper the fundamentals of the theoretical gas properties, the sensor operation and the first results on a gas test bench are presented.

18

Coal sludge and their mixtures as prospective energy resources

Klojzy-Karczmarczyk B., Mazurek J., Wiencek M.

Polityka Energetyczna

|

2018

|

T. 21, z. 3

137--150

EN

: The new legislative provisions, regulating the solid fuel trade in Poland, and the resolutions of provincial assemblies assume, inter alia, a ban on the household use of lignite fuels and solid fuels produced with its use; this also applies to coal sludge, coal flotation concentrates, and mixtures produced with their use. These changes will force the producers of these materials to find new ways and methods of their development, including their modification (mixing with other products or waste) in order to increase their attractiveness for the commercial power industry. The presented paper focuses on the analysis of coal sludge, classified as waste (codes 01 04 12 and 01 04 81) or as a by-product in the production of coals of different types. A preliminary analysis aimed at presenting changes in quality parameters and based on the mixtures of hard coal sludge (PG SILESIA) with coal dusts from lignite (pulverized lignite) (LEAG) has been carried out. The analysis of quality parameters of the discussed mixtures included the determination of the calorific value, ash content, volatile matter content, moisture content, heavy metal content (Cd, Tl, Hg, Sb, As, Pb, Cr, Co, Cu, Mn, Ni, and W), and sulfur content. The preliminary analysis has shown that mixing coal sludge with coal dust from lignite and their granulation allows a product with the desired quality and physical parameters to be obtained, which is attractive to the commercial power industry. Compared to coal sludge, granulates made of coal sludge and coal dust from lignite with or without ground dolomite have a higher sulfur content (in the range of 1–1.4%). However, this is still an acceptable content for solid fuels in the commercial power industry. Compared to the basic coal sludge sample, the observed increase in the content of individual toxic components in the mixture samples is small and it therefore can be concluded that the addition of coal dust from lignite or carbonates has no significant effect on the total content of the individual elements. The calorific value is a key parameter determining the usefulness in the power industry. The size of this parameter for coal sludge in an as received basis is in the range of 9.4–10.6 MJ/kg. In the case of the examined mixtures of coal sludge with coal dust from lignite, the calorific value significantly increases to the range of 14.0–14.5 MJ/kg (as received). The obtained values increase the usefulness in the commercial power industry while, at the same time, the requirements for the combustion of solid fuels are met to a greater extent. A slight decrease in the calorific value is observed in the case of granulation with the addition of CaO or carbonates. Taking the analyzed parameters into account, it can be concluded that the prepared mixtures can be used in the combustion in units with flue gas desulfurization plants and a nominal thermal power not less than 1 MW. At this stage of work no cost analysis was carried out.

PL

Wprowadzane nowe przepisy legislacyjne, regulujące w naszym kraju obrót paliwami stałymi oraz uchwały sejmików poszczególnych województw zakładają między innymi zakaz stosowania w gospodarstwach domowych jako paliwa węgla brunatnego oraz paliw stałych produkowanych z jego wykorzystaniem, a także mułów i flotokoncentratów węglowych oraz mieszanek produkowanych z ich wykorzystaniem. Zmiany te będą wymuszały na producentach tych materiałów znalezienie nowych sposobów i metod ich zagospodarowania, m.in. poprzez modyfikację (mieszanie z innymi produktami lub odpadami) w celu wzrostu ich atrakcyjności dla energetyki zawodowej. Praca obejmuje swoją analizą muły węglowe, klasyfikowane jako odpad o kodzie 01 04 12 i 01 04 81 lub jako produkt uboczny w produkcji węgla kamiennego o zróżnicowanym znaczeniu energetycznym. Podjęto wstępne badania pozwalające na wykazanie zmian ich parametrów jakościowych poprzez sporządzanie mieszanek na bazie mułów węglowych węgla kamiennego (PG SILESIA) z pyłami węglowymi z węgla brunatnego (LEAG). W ramach analizy parametrów jakościowych sporządzonych mieszanek badano wartość opałową, zawartość popiołu, zawartość części lotnych, zawartość wilgoci całkowitej oraz zawartość metali ciężkich (Cd, Tl, Hg, Sb, As, Pb, Cr, Co, Cu, Mn, Ni, W) i siarki. Badania wstępne pokazały, że w wyniku mieszania mułów węglowych z pyłem węglowym z węgla brunatnego, a następnie ich granulowania, istnieje możliwość powstania produktu o odpowiednich parametrach jakościowych i fizycznych, atrakcyjnych dla energetyki zawodowej. W porównaniu do samych mułów węglowych, granulaty sporządzone z mułu i pyłu węglowego z węgla brunatnego z dodatkiem zmielonego dolomitu lub bez, charakteryzują się wzrostem zawartości siarki do 1–1,4% Jest to nadal zawartość akceptowalna dla paliwa stałego w niektórych przypadkach w energetyce zawodowej. W odniesieniu do próbki podstawowej mułu węglowego obserwowany wzrost zawartości poszczególnych składników toksycznych w próbkach mieszanek jest niewielki i można stwierdzić, że dodatek pyłu węglowego z węgla brunatnego czy węglanów nie ma znaczącego wpływu na całkowitą zawartość poszczególnych pierwiastków. Parametrem decydującym o przydatności w energetyce zawodowej jest wartość opałowa. Wielkość tego parametru dla mułów węglowych w stanie roboczym mieści się w granicach 9,4–10,6 MJ/kg. W przypadku przygotowanych mieszanin mułu węglowego z pyłami z węgla brunatnego wartość opałowa zdecydowanie wzrasta do wartości 14,0–14,5 MJ/kg (w stanie roboczym). Takie wartości zwiększają możliwości zastosowania w energetyce zawodowej i spełniają w szerszym zakresie wymagania stawiane dla jakości paliw stałych. Obserwuje się nieznaczne obniżenie wartości opałowej w przypadku granulowania z dodatkiem CaO lub węglanów. Biorąc pod uwagę analizowane parametry można stwierdzić, że przygotowane mieszanki mogą znaleźć zastosowanie w instalacjach do spalania paliw stałych z odsiarczaniem spalin o nominalnej mocy cieplnej nie mniejszej niż 1 MW. Na tym etapie pracy nie prowadzono analizy kosztowej przedsięwzięcia.

19

Analysis of the possibility of obtaining thermal energy from combustion of selected cereal straw species

Herkowiak M., Adamski M., Dworecki Z., Waliszewska B., Pilarski K., Witaszek K., Niedbała G., Piekutowska M.

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2018

|

Vol. 63, nr 4

68--72

EN

Wheat, corn and rapeseed straw can be used as a raw material for the production of biofuels used to generate heat energy. Due to the growing interest in renewable fuels, including straw, it is reasonable to test the energy suitability of these fuels. The aim of the study was to compare the combustion heat and calorific value of particular straw species. The most important parameters enabling comparison of the above mentioned fuels were determined, which include: humidity, combustion heat and calorific value. The moisture content of individual wood samples was: 6.32% for wheat straw, 8.40% for corn straw and 8.49% for rapeseed straw. The analysis showed that the moisture content of the straw samples tested was at a similar level. Combustion heat analysis allowed to obtain the following results: 16.10 MJ⋅kg-1 for wheat straw, 16.60 MJ⋅kg1 for rapeseed straw and 17.30 MJ⋅kg-1 for maize straw. The highest combustion heat was observed for corn straw. The same parameter for rapeseed straw was lower by 0.7 MJ⋅kg-1 than for maize straw. The lowest combustion heat of 16.10 MJ⋅kg-1 was observed for wheat straw. The calorific value of the samples tested was: 14.80 MJ⋅kg-1 for wheat straw, 15.30 MJ⋅kg-1 for rapeseed straw and 16.10 MJ⋅kg-1 for maize straw. The highest calorific value was found for corn straw. The calorific value of wheat straw was lower by about 9%, while rapeseed straw was lower by about 5% in comparison to maize straw. On the basis of the conducted research and literature data concerning the yields of straw of various cereal species, the amount of energy possible to obtain per hectare of cultivation was estimated. With the yield per hectare for: wheat straw 3.2 Mg d.m., rapeseed straw 3.3 Mg d.m., maize straw 12.5 Mg d.m. can be obtained for: wheat straw 47.36 GJ⋅ha-1 , rapeseed straw 50.49 GJ⋅ha-1 , maize straw 201.25 GJ⋅ha-1 .

PL

Słoma pszenna, kukurydziana oraz rzepakowa może stanowić surowiec do produkcji biopaliw wykorzystywanych na cele pozyskiwania energii cieplnej. W związku z rosnącym zainteresowaniem paliwami odnawialnymi, w tym słomą zasadnym jest badanie przydatności energetycznej tych paliw. Celem badań było porównanie ciepła spalania oraz wartości opałowej poszczególnych gatunków słomy. Określono najważniejsze parametry umożliwiające porównanie wyżej wymienionych paliw, do których zaliczamy: wilgotność, ciepło spalania oraz wartość opałową. Wilgotność poszczególnych próbek drewna wynosiła: 6,32% dla słomy pszennej, 8,40% dla słomy kukurydzianej, oraz 8,49% dla słomy rzepakowej. Przeprowadzona analiza wykazała, że wilgotność badanych próbek słomy była na podobnym poziomie. Badanie ciepła spalania umożliwiło uzyskanie następujących wyników: 16,10 MJ⋅kg-1 dla słomy pszennej, 16,60 MJ⋅kg-1 dla słomy rzepakowej oraz 17,30 MJ⋅kg-1 dla słomy kukurydzianej. Najwyższe ciepło spalania zaobserwowano dla słomy kukurydzianej. Ten sam parametr dla słomy rzepakowej był o 0,7 MJ⋅kg-1 niższy niż dla słomy kukurydzianej. Najniższym ciepłem spalania 16,10 MJ⋅kg-1 charakteryzowała się słoma pszenna. Wartość opałowa badanych próbek wynosiła: 14,80 MJ⋅kg-1 dla słomy pszennej, 15,30 MJ⋅kg-1 dla słomy rzepakowej oraz 16,10 MJ⋅kg-1 dla słomy kukurydzianej. Najwyższą wartością opałową charakteryzowała się słoma kukurydziana. Wartość opałowa słomy pszennej była niższa o około 9%, natomiast słomy rzepakowej niższa o około 5% w porównaniu do słomy kukurydzianej. Na podstawie przeprowadzonych badań oraz danych literaturowych dotyczących wielkości plonów słomy różnych gatunków zbóż oszacowano ilość możliwej do uzyskania energii z jednego hektara uprawy. Przy plonie z jednego hektara dla: słomy pszennej 3,2 Mg s.m., słomy rzepakowej 3,3 Mg s.m, słomy kukurydzianej 12,5 Mg s.m. można uzyskać dla: słomy pszennej 47,36 GJ⋅ha-1 , słomy rzepakowej 50,49 GJ⋅ha-1 , słomy kukurydzianej 201,25 GJ⋅ha-1 .

20

Proximate Analysis and Calorific Value of Pellets in Biosolid Combined with Wood Waste Biomass

Sukarta I. N., Sastrawidana I. D. K., Ayuni N. P. S.

Journal of Ecological Engineering

|

2018

|

Vol. 19, nr 3

185--190

EN

In this study, biosolid and wood waste biomass were used as fuel by turning them into fuel pellets. The purpose of making fuel pellets with various compositions was to compare the type of biosolid pellets and wood waste in terms of proximate testing. The benefits of making biosolid pellets can reduce the landfill waste that contributes to the environmental pollution. The results of this research showed the highest water content that is equal to 10.07% was found in the wood waste pellets with the composition of (90:10; the highest ash content, amounting to 33.19% was found in the pellets with the composition of (50:50); the highest value of volatile substances (74.05%) was contained in pellets with the composition (90:10); the highest value of solid carbon (10.13%) was found in the pellets with the composition of (80:20) Meanwhile, the highest calorific value was exhibited by the pellets with the composition of wood waste and biosolid (90:10), equalling 3.822 cal/g.