Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wodór - niebiesko-zielona rewolucja

Gburzyńska Marta, Kwaśniewski Michał

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2023

|

Nr 7-8

2--7

PL

W artykule przedstawiono cele i strategie wodorowe Unii Europejskiej i Polski na lata 2021-2030. Przeanalizowano metody wytwarzania i magazynowania wodoru. Zwrócono szczególną uwagę na możliwości dystrybucji wodoru i problemy związane z tym zagadnieniem. W opracowaniu zawarto również informacje na temat wpływu poszczególnych metod produkcji wodoru na aspekty środowiskowe, ze szczególnym zwróceniem uwagi na emisję dwutlenku węgla. Opisano również projekty związane z transportem i wytwarzaniem wodoru, realizowane przez polskie firmy.

EN

The article presents the hydrogen goals and strategy of the European Union and Poland for 2021-2030. The methods of hydrogen production and storage were analyzed. Particular attention was paid to the possibilities of hydrogen distribution and problems related to this issue. The study also includes information on the impact of individual methods of hydrogen production on environmental aspects, with particular emphasis on carbon dioxide emissions. Projects related to the transport and production of hydrogen implemented by Polish companies are also described.

2

Corrosion Behavior of Hastelloy® C-2000® Ni-Cr-Mo-Fe Alloys in the Entrained-Flow Coal Gasification Syngas Plants

Lee Sungkyu, Kim Min-Jung, Choi Nuri, Hwang Sang Yeon, Chung Seok-Woo, Lee Seung-Kong, Yun Yongseung

Archives of Metallurgy and Materials

|

2020

|

Vol. 65, iss. 2

869--878

EN

A mechanistic exposure experiment was performed on the commercially available and welded Ni-Cr-Mo-Fe alloy samples used in the piping materials of the coal gasification pilot plant. Thermodynamic Ellingham-Pourbaix stability diagrams were constructed to provide insight into the mechanism of the observed corrosion behavior. The thermodynamic inference on the corrosion mechanism was supplemented with the morphological, compositional and microstructural analyses of the exposed samples using scanning electron microscopy, X-ray diffraction and energy-dispersive X-ray spectroscopy analyses. X-ray diffraction result revealed stable corrosion products of NiO, MoNi4 and Cr4.6 MoNi2.1 after accumulated total exposure duration of 139 h to the corrosive atmosphere. Scanning electron microscopy and energy-dispersive X-ray spectroscopy positively identified formation of rather continuous and adherent pre-oxidation corrosion products although extensively peeled-off oxides were finally observed as corrosion scales on the post-exposure alloy samples, which were attributed to the chlorination/oxidation into thin (spalled) oxides.

3

Wpływ technologii suszenia węgla na emisję CO₂ w procesie produkcji wodoru podczas zgazowania węgla

Chmielniak Tomasz, Bigda Joanna, Ściążko Marek, Stępień Leszek

Przemysł Chemiczny

|

2019

|

T. 98, nr 1

138--144

PL

Przeanalizowano wpływ wybranych technologii podsuszania węgla brunatnego na emisję ditlenku węgla z instalacji do produkcji wodoru, zintegrowanej z procesem zgazowania węgla. Analizie poddano dwa warianty podsuszania: (i) z wykorzystaniem gorących spalin oraz (ii) z wykorzystaniem pary wodnej zgodnie z technologią WTA. Dla każdej z nich wykonano pełne symulacje procesowe układów wytwórczych, obejmujące m.in. charakterystykę strumieni procesowych, bilans masowy i energetyczny oraz wyznaczenie zapotrzebowania własnego na energię elektryczną układu. Wszystkie obliczenia wykonano dla węgla o składzie charakterystycznym dla polskich węgli brunatnych wykorzystywanych w energetyce. Przeprowadzona analiza wykazała, że w przypadku węgli o dużej zawartości wilgoci zastosowanie technologii WTA zamiast technologii klasycznej wpływa na wzrost produkcji wodoru oraz istotny spadek względnej emisji CO₂, co przekłada się na wzrost ekonomiki produkcji.

EN

Computer simulation of H₂ production by lignite gasification was performed along with initial drying of the raw material using (i) exhaust gases or (ii) steam, in order to compare amt. of H₂ produced and CO₂ emissions. The method (ii) was more effective.

4

Evaluation of the economic efficiency of hydrogen production by lignite gasification

Kopacz Michał, Kapłan Radosław, Kwaśniewski Krzysztof

Polityka Energetyczna

|

2019

|

T. 22, z. 4

21--35

EN

Hydrogen as a raw material finds its main use and application on the Polish market in the chemical industry. Its potential applications for the production of energy in fuel cell systems or as a fuel for automobiles are widely analyzed and commented upon ever more frequently. At present, hydrogen is produced worldwide mainly from natural gas, using the SMR technology or via the electrolysis of water. Countries with high levels of coal resources are exceptional in that respect, as there the production of hydrogen is increasingly based on gasification processes. China is such an example. There some 68% of hydrogen is generated from coal. The paper discusses the economic efficiency of hydrogen production technologies employing lignite gasification, comparing it with steam reforming of natural gas technology (SMR). In present Polish conditions, this technology seems to be the most probable alternative for natural gas substitution. For the purpose of evaluating the economic efficiency, a model has been developed, in which a sensitivity analysis has been carried out. An example of the technological process of energy-chemical processing of lignite has been presented, based on the gasification process rooted in disperse systems, characteristics of the fuel has been discussed, as well as carbon dioxide emission issues. Subsequently, the assumed methodology of economic assessment has been described in detail, together with its key assumptions. Successively, based on the method of discounted cash flows, the unit of hydrogen generation has been determined, which was followed by a detailed sensitivity analysis, taking the main risk factors connected with lignite/coal and natural gas price relations, as well as the price of carbon credits (allowances for emission of CO2) into account.

PL

Wodór jako surowiec ma głównie zastosowanie na rynku Polskim w przemyśle chemicznym, jednak coraz częściej są szeroko analizowane i komentowane jego perspektywiczne zastosowania do produkcji energii w układach ogniw paliwowych czy jako paliwa samochodowego. W chwili obecnej na świecie wodór wytwarzany jest głównie z gazu ziemnego przy wykorzystaniu technologii reformingu parowego lub na drodze elektrolizy wody. Wyjątkiem są kraje dysponujące dużymi zasobami węgla, gdzie jego produkcja jest coraz częściej oparta na procesach zgazowania. Takim przykładem są Chiny, gdzie około 68% wodoru wytwarzane jest z węgla. Artykuł porusza tematykę oceny efektywności ekonomicznej technologii produkcji wodoru na drodze zgazowania węgla brunatnego odnosząc ją do technologii reformingu parowego gazu ziemnego (SMR). Aktualnie, w warunkach polskich technologia ta wydaje się być najbardziej prawdopodobną alternatywą substytucji gazu ziemnego. Na potrzeby oceny efektywności ekonomicznej zbudowano model, w którym przeprowadzono analizę wrażliwości, w szczególności zaprezentowano przykładowy proces technologiczny energo-chemicznego przetwarzania węgla brunatnego, bazujący na procesie zgazowania na podstawie układu dyspersyjnego, omówiono charakterystykę paliwa oraz kwestię emisji ditlenku węgla. Następnie szczegółowo opisano przyjętą metodykę oceny ekonomicznej oraz jej kluczowe założenia. Kolejno, bazując na metodzie zdyskontowanych przepływów pieniężnych, wyznaczono jednostkowy koszt wytworzenia wodoru, po czym dokonano szczegółowej analizy wrażliwości, uwzględniając główne czynniki ryzyka, związane z relacją cen węgla i gazu ziemnego oraz ceną pozwoleń na emisje CO2.

5

Examination of steam gasification of coal with physically mixed catalysts

Śpiewak Katarzyna, Czerski Grzegorz, Sopata Agnieszka

Polish Journal of Chemical Technology

|

2019

|

Vol. 21, nr 4

51--57

EN

The aim of this study was to analyse the steam gasification process of ‘Janina’ coal with and without Na-, K- and Ca-catalysts. The catalysts were physically mixed with the coal due to the simplicity of this method, short time of execution and certainty that the amount of catalyst is exactly as the adopted one. The isothermal measurements were performed at 800, 900 and 950°C and a pressure of 1 MPa using thermovolumetric method. The obtained results enabled assessment of the effect of analysed catalysts on the process at various temperatures by determination of: i) carbon conversion degree; ii) yield and composition of the resulting gas; and iii) kinetics of formation reactions of main gas components – CO and H2. The addition of catalysts, as well as an increase in operating temperature, had a positive effect on the coal gasification process – reactions rates increased, and the process time was reduced.

6

Petrographic composition of coal from the Janina mine and char obtained as a result of gasification in the CFB gasifier

Bielowicz Barbara

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2019

|

T. 35, z. 1

99--116

EN

The research was aimed at examining the impact of the petrographic composition of coal from the Janina mine on the gasification process and petrographic composition of the resulting char. The coal was subjected to fluidized bed gasification at a temperature below 1000°C in oxygen and CO2 atmosphere. The rank of coal is borderline subbituminous to bituminous coal. The petrographic composition is as follows: macerals from the vitrinite (61.0% vol.); liptinite (4.8% vol.) and inertinite groups (29.0% vol.). The petrofactor in coal from the Janina deposit is 6.9. The high content of macerals of the inertinite group, which can be considered inert during the gasification, naturally affects the process. The content of non-reactive macerals is around 27% vol. The petrographic analysis of char was carried out based on the classification of International Committee for Coal and Organic Petrology. Both inertoid (34.7% vol.) and crassinetwork (25.1% vol.) have a dominant share in chars resulting from the above-mentioned process. In addition, the examined char contained 3.1% vol. of mineroids and 4.3% vol. of fusinoids and solids. The calculated aromaticity factor increases from 0.75 in coal to 0.98 in char. The carbon conversion is 30.3%. Approximately 40% vol. of the low porosity components in the residues after the gasification process indicate a low degree of carbon conversion. The ash content in coal amounted to 13.8% and increased to 24.10% in char. Based on the petrographic composition of the starting coal and the degree of conversion of macerals in the char, it can be stated that the coal from the Janina deposit is moderately suitable for the gasification process.

XX

Celem badań była analiza wpływu składu petrograficznego węgla z kopalni Janina na proces zgazowania i skład petrograficzny powstałego karbonizatu. Węgiel poddano zgazowaniu w reaktorze fluidalnym w temperaturze poniżej 1000°C oraz w atmosferze tlenu i CO2. Stopień uwęglenia wyjściowego węgla to granica między węglem brunatnym twardym błyszczącym a węglem kamiennym. Skład petrograficzny przedstawia się następująco: dominują macerały z grupy witrynitu (61,0% obj.); a z grupy liptynitu i inertynitu stanowią odpowiednio o 4,8% obj. i 29,0% obj. Petrofactor w węglu ze złoża Janina wynosi 6,9. Wysoka zawartość macerałów z grupy inertynitu, którą można uznać za obojętną podczas zgazowania, ma naturalny wpływ na proces. Zawartość niereaktywnych macerałów wynosi około 27% obj. Analiza petrograficzna karbonizatu została przeprowadzona w oparciu o klasyfikację International Committee for Coal and Organic Petrology. Składniki inertoid (34,7% obj.) i crassinetwork (25,1% obj.) mają dominujący udział w karbonizacie powstałym w procesie zgazowania. Ponadto badany węgiel zawierał 3,1% obj. mineroidów i 4,3% obj. fusinoidów i solid. Obliczony współczynnik aromatyczności wzrasta z 0,75 w węglu do 0,98 na karbonizacie. Konwersja węgla wynosi 30,3%. W karbonizacie znajduje się około 40% obj. składników o niskiej porowatości, co wskazuje na niski stopień konwersji węgla. Zawartość popiołu w węglu wynosiła 13,8% i wzrosła do 24,10% w karbonizacie. Na podstawie składu petrograficznego wyjściowego węgla i stopnia konwersji macerałów w karbonizacie można stwierdzić, że węgiel ze złoża Janina jest umiarkowanie odpowiedni do procesu zgazowania.

7

Petrographic composition of char from the gasification of coal from the Wieczorek Mine after combustion

Maciejończyk Natalia, Bielowicz Barbara

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2019

|

T. 35, z. 2

69--86

EN

The aim of the paper is the petrographic characterization of coal from the Wieczorek mine and the residues after its gasification. The coal was subjected to gasification in a fluidized bed reactor at a temperature of about 900°C and in an atmosphere of oxygen and CO2. The petrographic, proximate, and ultimate analysis of coal and char was performed. The petrographic composition of bituminous coal is dominated by macerals of the vitrinite group (55% by volume); macerals of inertinite and liptinite groups account for 23% and 16.0%, respectively. In the examined char, the dominant component is inertoid (41% vol.). Mixed dense and mixed porous account for 10.9% and 13.5% vol., respectively. In addition, the examined char also contained unreacted particles such as fusinoids, solids (11.3% vol.), and mineroids (5.1% vol.). The char contains around 65% vol. of low porosity components, which indicates a low degree of carbon conversion and is associated with a low gasification temperature. The char was burned and the resulting bottom and fly ashes were subjected to petrographic analysis. Their composition was compared with the composition of ashes from the combustion of bituminous coal from the Wieczorek mine. Bottom ashes resulting from the combustion of bituminous coal and char did not differ significantly in the petrographic composition. The dominant component was mineroid, which accounted for over 80% vol. When it comes to fly ash, a larger amount of particles with high porosity is observed in fly ash from bituminous coal combustion.

PL

Celem postawionym w poniższej pracy była charakterystyka petrograficzna węgla z kopalni Wieczorek oraz pozostałości po jego zgazowaniu. Węgiel poddano zgazowaniu w reaktorze fluidalnym w temperaturze około 900°C oraz w atmosferze tlenu i CO2. Wykonano analizy petrograficzne, technologiczne i chemiczne węgla i karbonizatu. W składzie petrograficznym badanego węgla kamiennego przeważały macerały z grupy witrynitu (55% obj.), z kolei macerały z grupy inertynitu i liptynitu stanowiły odpowiednio 23 i 16,0% obj. W badanym karbonizacie dominującym składnikiem był inertoid (41% obj.). Składniki zaliczane do typów mixed dense i mixed porous stanowiły odpowiednio 10,9 i 13,5% obj. Ponadto, badany karbonizat zawierał cząstki nieprzereagowane, takie jak fusinoid i solid (11,3% obj.) oraz mineroid (5,1% obj.). W karbonizacie znajdowało się około 65% obj. składników o niskiej porowatości, co wskazuje na niski stopień konwersji węgla i jest związane z niską temperaturą zgazowania. Następnie karbonizat poddano spalaniu, a powstałe popioły denne i lotne były przedmiotem badań petrograficznych. Porównano ich skład ze składem popiołów ze spalania węgla kamiennego z kopalni Wieczorek. Popioły denne ze spalania karbonizatu i węgla kamiennego nie różniły się znacząco pod względem składu petrograficznego. Ich dominującym składnikiem był mineroid, który stanowił ponad 80% obj. W przypadku popiołów lotnych, większa liczba cząstek o dużej porowatości była obserwowana w popiołach pochodzących ze spalania węgla kamiennego.

8

Comparison of eddy dissipation concept and finite-rate/eddy dissipation models in case of coal gasification in a two-stage entrained flow gasifier and their relation to the experimental results

Mularski J., Modliński N., Pawlak-Kruczek H.

Rynek Energii

|

2018

|

Nr 4

97--106

EN

In this paper, a CFD tool – Ansys Fluent 17.2 was applied to obtain a 3-D operational model of a 200 td-1 pilot-scale gasifier that was tested in Japan. The gasifier is an up-flow co-current reactor comprising combustor and reductor separated by a throat. For the modelling procedure, the Eulerian-Lagrangian method has been used. Euler approach describes the gas phase processes, whereas Lagrange describes the solid phase. The aim of this paper is at first to compare simulation results of two turbulence-chemistry interaction procedures available in Ansys Fluent and their impact on coal gasification and secondly to compare obtained results with the experiment.

PL

W tej pracy zastosowano program CFD – Ansys Fluent 17.2, aby otrzymać model 3D pilotażowej zgazowarki MHI 200 t/d, która była testowana w Japonii. Jest to reaktor współprądowy typu up-flow zawierający komorę spalania oraz reduktor oddzielone od siebie przez gardziel. Do otrzymania modelu zastosowano podejście Lagrange’a-Eulera. Faza dyspersyjna opisywana jest metodą Lagrange’a, natomiast faza ciągła – gazowa metodą Eulera. Celem tego badania było porównanie dwóch modeli opisujących wzajemne interakcje między kinetyką reakcji a turbulencją pod kątem całego procesu zgazowania oraz zestawienie uzyskanych wyników z wynikami eksperymentalnymi.

9

Dziesięciolecie Zakładu Technologii Energetycznych

Król M., Strzelecki M., Wojciechowski K., Barańska-Buslik A.

Cuprum : czasopismo naukowo-techniczne górnictwa rud

|

2018

|

nr 4

133--145

PL

W roku 2018 minęło 10 lat od powstania Zakładu Technologii Energetycznych. W artykule przedstawiono obszar działalności badawczo-rozwojowej Zakładu na podstawie kluczowych projektów zrealizowanych w ostatniej dekadzie. Obecnie potencjał badawczy zakładu obejmuje takie obszary, jak: przetwarzanie i zarządzanie energią, rozwiązania niskoemisyjne, technologia chemiczna, analiza przestrzenna, analiza formalnoprawna inwestycji, geologia, geofizyka, geoinformatyka i zarządzanie procesowe.

EN

In 2018, 10 years have passed since the establishment of the Department of Energy Technologies. The article presents the scope of research and development activities on the basis of key projects implemented in the past decade. At present, the research potential of the department includes such areas as: energy conversion and management, low-E solutions, chemical technology, spatial analysis, formal and legal analysis of investments, geology & geophysics, formal and legal investment analysis, waste management, geoinformatics and process management.

10

Symulacja numeryczna zgazowania węgla w ciśnieniowym reaktorze fluidyzacyjnym z użyciem ditlenku węgla

Bigda J., Popowicz J.

Przemysł Chemiczny

|

2017

|

T. 96, nr 3

617--620

PL

Przedstawiono numeryczny model zgazowania węgla w ciśnieniowym reaktorze z cyrkulującym złożem fluidalnym CFB (circulating fluidized bed) przy użyciu CO₂ jako utleniacza. Model uwzględnia procesy suszenia, odgazowania węgla, zgazowania karbonizatu oraz reakcje wtórne w fazie gazowej. Do predykcji procesu zgazowania węgla zastosowano program wykorzystujący numeryczną mechanikę płynów do modelowania układów o wysokiej koncentracji cząstek stałych w ośrodku płynnym, z uwzględnieniem wymiany ciepła i masy CPFD (computational particle fluid dynamics). Bazując na eksperymentalnych danych pomiarowych parametrów procesu zgazowania wę-gla w reaktorze o wydajności 100 kg/h, znajdującego się w Centrum Czystych Technologii Węglowych (CCTW) w Instytucie Chemicznej Przeróbki Węgla (IChPW), przeprowadzono walidację modelu. Uzyskano dobrą zgodność pomiędzy obliczonymi i rzeczywistymi parametrami procesowymi.

EN

A 3-dimensional numerical model was developed on basis of Eulerian-Lagrangian computational particle fluid dynamics to simulate the CO₂ gasification of coal in a fluidized bed gasifier. Coal drying, pyrolysis as well as homogeneous and heterogenous reactions were taken into consideration. The model was verified with exptl. data from a pilot plant (coal capacity 50-200 kg/h) gasification reactor. A good agreement of calcd. and exptl. data was achieved.

11

Model procesowy demonstracyjnej instalacji produkcji metanolu zintegrowanej ze zgazowaniem węgla przy użyciu ditlenku węgla : wyniki strategicznego programu badań

Chmielniak T., Ściążko M., Popowicz J., Szczypiński T., Bigda J., Sobolewski A.

Przemysł Chemiczny

|

2017

|

T. 96, nr 3

621--625

PL

Zaprezentowano konfigurację i model procesowy układu produkcji metanolu zintegrowanego z rozwijaną w IChPW technologią zgazowania węgla w złożu fluidalnym przy wykorzystaniu ditlenku węgla. Model procesowy instalacji produkcji metanolu obejmuje główne węzły technologiczne układu: suszenie i zgazowanie węgla, oksy-spalanie karbonizatu, konwersję metanu i smół, usuwanie H₂S i CO₂ z gazu, syntezę metanolu i sprężanie CO₂ oraz układy kotła odzyskowego i turbiny parowej. Model wykorzystano do obliczeń procesowo-bilansowych i opracowania projektu technologicznego demonstracyjnej instalacji zgazowania węgla przy wykorzystaniu CO₂.

EN

The developed model included drying lignite, its gasification with CO₂/O₂ mixt. In a circulating fluidized bed reactor, oxy-combustion of the produced char, syngas processing (conversion of MeH and tars, H₂ enrichment, removal of H₂S, CO₂ and Hg, MeOH synthesis, compression of sepd. CO₂, S recovery), heat recovery and power generation. The model was used to prep. the process heat and mass balance sheets and to develop a technol. design of a demonstration plant together with feasibility study of com. scale plant.

12

Identyfikacja parametrów określających podatność węgli brunatnych na zgazowanie

Tomaszewicz M., Tomaszewicz G., Babiński P., Zuwała J.

Przemysł Chemiczny

|

2017

|

T. 96, nr 7

1578--1584

PL

Zaprezentowano właściwości węgli obecnie wykorzystywanych przez PGE GiEK SA oraz pochodzących z perspektywicznych złóż planowanych do wykorzystania po 2025 r. Przeprowadzono charakterystykę podatności na zgazowanie karbonizatów, uzyskanych z węgli brunatnych, względem ditlenku węgla. Stwierdzono, że dla danej temperatury reakcyjność karbonizatów rosła wraz ze wzrastającą powierzchnią właściwą i indeksem katalitycznym węgli macierzystych.

EN

Lignite samples were pyrolyzed under N at 1000°C for 30 min and then gasified with CO2 at 900-950°C in a lab. bench reactor equipped with gas flow meters and an exhaust gas analyzer. The reactivity was detd. by changes of reaction rate, conversion degree as well as kinetics of reaction. The reactivity of lignite chars at const. temp. increased with increasing their sp. surface area and with an increase of alky. index of the parent lignites.

13

Legnicki węgiel brunatny to skarb czy przekleństwo dla tej Ziemi? cz.II

Kasztelewicz Z., Tajduś A., Ptak M.

Przegląd Techniczny : Gazeta Inżynierska

|

2017

|

nr 11-12

11--15

PL

W artykule przedstawiono analizę obecnego i przyszłego stanu branży węgla brunatnego w Polsce z pokazaniem ewentualnych scenariuszy rozwoju w horyzoncie czasowym do 2050 r. Omówiono stan zasobów węgla brunatnego w rejonie Legnicy wraz z podaniem uwarunkowań co do jego przyszłościowego wykorzystania w energetyce i w zgazowaniu naziemnym. Autorzy zwracają się z apelem do stron odpowiedzialnych za ewentualne przyszłościowe decyzje co do zagospodarowania bardzo bogatych legnickich złóż węgla brunatnego, a w tym o racjonalną analizę problemu zbudowania „drugiej nogi biznesowej” dla KGHM Polska Miedź S.A. i Dolnego Śląska.

EN

The article presents an analysis of a current and future state of brown coal trade in Poland and possible scenarios of its development to 2050. It is a write-up of the state of brown coal deposits in the region of Legnica with information about factors of using it in the future in the power industry and in the ground gasification. The authors make an appeal to Sides responsible for future decisions concerning the development of very rich deposits of brown coal from Legnica and a rational analysis of the problem for building “the second business leg” for KGHM Polska Miedź S.A. and Lower Silesia.

14

Legnicki węgiel brunatny to skarb czy przekleństwo dla tej Ziemi? cz.I

Kasztelewicz Z., Tajduś A., Ptak M.

Przegląd Techniczny : Gazeta Inżynierska

|

2017

|

nr 9-10

29--33

PL

W artykule przedstawiono analizę obecnego i przyszłego stanu branży węgla brunatnego w Polsce z pokazaniem ewentualnych scenariuszy rozwoju w horyzoncie czasowym do 2050 r. Omówiono stan zasobów węgla brunatnego w rejonie Legnicy wraz z podaniem uwarunkowań co do jego przyszłościowego wykorzystania w energetyce i w zgazowaniu naziemnym. autorzy zwracają się z apelem do stron odpowiedzialnych za ewentualne przyszłościowe decyzje co do zagospodarowania bardzo bogatych legnickich złóż węgla brunatnego, a w tym o racjonalną analizę problemu zbudowania „drugiej nogi biznesowej” dla KGhM Polska Miedź S.a. i Dolnego Śląska.

EN

The article presents an analysis of a current and future state of brown coal trade in Poland and possible scenarios of its development to 2050. It is a write-up of the state of brown coal deposits in the region of Legnica with information about factors of using it in the future in the power industry and in the ground gasification. The authors make an appeal to Sides responsible for future decisions concerning the development of very rich deposits of brown coal from Legnica and a rational analysis of the problem for building “the second business leg” for KGhM Polska Miedź S.a. and Lower Silesia.

15

Prognozowanie skutków wystąpienia stanu awaryjnego w procesie przewietrzania wyrobiska górniczego w warunkach rozszczelnienia georeaktora PZW

Janoszek T.

Przegląd Górniczy

|

2017

|

T. 73, nr 4

5--18

PL

Zaprezentowano wyniki badań modelowych dotyczące prognozowanych skutków wystąpienia stanu awaryjnego w sieci wentylacyjnej kopalni głębinowej, wywołanego rozszczelnieniem georeaktora podziemnego zgazowania węgla. Symulacje numeryczne prowadzono z wykorzystaniem narzędzi informatycznych, takich jak VentGraph, w którym wykonano analizę numeryczną procesu przewietrzania sieci wentylacyjnej kopalni, Ansys-Fluent, który posłużył do wykonania numerycznej symulacji procesu podziemnego zgazowania węgla oraz w programie VEX, który umożliwił wykonanie prognozowanych skutków wybuchu składników gazu procesowego, w analizowanej geometrii wyrobiska kopalni. Badania modelowe zakładały prowadzenie procesu zgazowania masy węglowej, przy udziale tlenu i powietrza, jako czynnika zgazowującego pokład węgla, w stanie ustalonym w przedziale czasu 24 godzin. W obliczeniach numerycznych uwzględniono scenariusz wystąpienia stanu awaryjnego w sieci wentylacyjnej kopalni głębinowej, spowodowanego rozszczelnieniem georeaktora. Symulacje numeryczne prowadzono z zamiarem identyfikacji rozkładu zmian, szukanych składników gazu procesowego w strumieniu powietrza niezależnego.

EN

The results of model tests about the effects of an emergency state in the underground mine ventilation network, caused by unsealing of the underground coal gasification georeactor, were presented. Numerical simulations were done with the use of software such as VentGraph, which was used to calculate the ventilation of mine network, Ansys-Fluent that was used to perform the numerical simulation of underground coal gasification process and software VEX which allowed to calculate the effects of the emission of the gas components in the analyzed mine workings geometry. The coal gasification process was performed with the participation of oxygen and air as a gasification agent, in a steady state condition in the time interval of 24 hours. The numerical calculations were simulated for the scenario of a state of emergency in underground mine ventilation network. Numerical simulations were performed with the intention to identify changes of the syngas components in an air stream.

16

Uwarunkowania rozwoju technologii zgazowania węgla dla wytwarzania energii w Polsce

Kryzia D.

Nowa Energia

|

2017

|

nr 2

62--64

PL

Rozwój technologii zgazowania węgla w Polsce dla wytwarzania energii uwarunkowany jest wieloma czynnikami. Jednym z takich czynników jest niekorzystna struktura wiekowa krajowych jednostek wytwórczych, która wymusza realizację nowych inwestycji, w tym takich które wykorzystują technologie zgazowania węgla. Sprzyjają temu rosnące wymagania dotyczące ochrony środowiska przyrodniczego i ograniczenia w zakresie emisji gazów cieplarnianych.

17

Reactivity of chars gasified in a fixed bed reactor with the potential utilization of excess process heat

Cempa M., Smoliński A.

Journal of Sustainable Mining

|

2017

|

Vol. 16, iss. 4

156--161

EN

The aim of the work presented in this paper was to determine the reactivity of chars and their selection for further research purposes concerning coal gasification processes with the utilization of process excess heat. Char reactivity can be defined as the ability of coal to react with such reactants as steam, oxygen or carbon dioxide. Reactivity determines reaction rates and therefore it is a decisive factor relating to the efficiency of combustion and gasification processes. In light of the above, reactivity may be regarded as an important parameter to be considered in the design and operation of the industrial systems of coal processing. The experimental work was conducted by means of a thermogravimetric analyzer (TGA) at temperature ranges of 700, 800 and 900 °C, with oxygen as a gasifying agent. The parameters of maximum reactivity Rmax as well as of 50% of the conversion reactivity R50 were calculated. The times tmax and t50 necessary for attaining the maximum reactivity Rmax and 50% conversion reactivity R50 were also determined. The correlation between the experimentally determined values of Rmax, R50, tmax and t50,additionally the physico-chemical parameters of the coals were examined by means of PCA analysis.

18

Metodyka badań składu ziarnowego próbek węgla do procesu zgazowania

Krawczykowski D.

Inżynieria Mineralna

|

2017

|

R. 18, nr 1

227--232

PL

Artykuł dotyczy problemu wyboru właściwej metody pomiaru uziarnienia paliw węglowych przeznaczonych do naziemnego zgazowania w różnych typach reaktorów. Dokonano przeglądu technik pomiarowych wraz z określeniem uwarunkowań do ich stosowania. Uziarnienie węgli przeznaczonych do zgazowania badano w klasach ziarnowych dostosowanych do odpowiednich technologii zgazowania. Wyniki analiz granulometrycznych poddano aproksymacji i ocenie statystycznej. Wykazano możliwości aplikacyjne dla dwóch standardowych metod: analizy sitowej – dla grubo uziarnionych węgli zgazowywanych w reaktorze ze złożem stałym, przesuwnym lub fluidalnym oraz dyfrakcji laserowej – dla drobno uziarnionych węgli zgazowywanych w technologiach z reaktorem strumieniowym.

EN

The paper concerns the problem of selection of a proper method of measuring coal fuels particle size distribution prepared for ground gasification in various types of reactors. The review of measuring techniques was done together with determining conditions to their application. The coal particle size distribution destined to gasification process was examined in particle size fractions adapted to appropriate gasification technologies. The results of granulometric analyzes were then approximated and evaluated statistically. The application possibilities were found for two standard methods: sieve analysis – for coarse particles of coal being gasified in solid, moving or fluidized bed reactor and laser diffraction – for fine particles of coal being gasified in technologies based on stream reactor.

19

Clean Coal Technologies – a chance for Poland’s energy security. Decision-making using AHP with Benefits, Opportunities, Costs and Risk Analysis

Sobczyk E. J., Wota A., Kopacz M., Frączek J.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2017

|

T. 33, z. 3

27--48

EN

The comprehensive use of available domestic energy resources, mainly coal and lignite, is the basis for the development of Poland’s economy and energy security due to the country’s large resource base. The implementation of clean coal technologies (CCT) is a necessary condition for maintaining coal’s leading position in Poland. Coal gasification technologies are seen as potentially attractive for the Polish economy, both for the chemical sector as well as for the mining sector. Working on the commercial implementation of coal gasification technologies, which ensures the effective substitution of scarce hydrocarbon fuels, will be a challenge to Polish industrial policy and support for CCT. This paper presents an analysis of coal gasification technologies using the decision support procedures, BOCR and SWOT analyses. These procedures helped determine the ranking of technologies and the types of development strategies plausible for the analysed technological variants. Taking into consideration the conditions of the Polish economy, the highest-ranking technologies included those aimed towards the production of methanol with the geological sequestration of carbon dioxide (CCS). In the case of underground coal gasification, it was found that the technology is not yet ready for implementation on a commercial scale and investment is subject to very high risk.

PL

Perspektywa wyczerpywania się naturalnych zasobów paliw węglowodorowych, jak też wysokie ceny tych nośników z jednej strony, z drugiej zaś gwałtowny wzrost zużycia energii i ograniczenia ekologiczne, spowodowały powrót do koncepcji szerokiego wykorzystania węgla nie tylko jako nośnika energii, ale również jako surowca dla przemysłu chemicznego. Paliwo to jednak, w całym procesie od wydobycia, poprzez spalanie, do wykorzystania zawartej w nim energii, stwarza liczne problemy związane z wymogami ochrony środowiska. Tradycyjne metody wydobycia i spalania węgla stoją w sprzeczności z zasadami polityki zrównoważonego rozwoju. Procesom wydobywczym i przetwórczym węgla w energię lub inny surowiec dla różnych gałęzi przemysłu, towarzyszy degradacja terenów górniczych, produkcja odpadów i zanieczyszczonych wód oraz emisja szkodliwych gazów do atmosfery. Zabezpieczenie dostaw energii połączone z troską o ochronę środowiska stało się motorem napędowym programów dla technologii czystego węgla. Czyste technologie węglowe (CTW) mają na celu minimalizację negatywnego wpływu procesu przemysłowego przetwarzania węgla na środowisko, takich jak emitowanych do atmosfery znacznych ilości ditlenku węgla, cząstek stałych, tlenków azotu i siarki. Takimi technologiami są m.in. podziemne i naziemne zgazowanie węgla. [...]

20

Application of multi-parameter data visualization by means of multidimensional scaling to evaluate possibility of coal gasification

Jamróz D., Niedoba T., Surowiak A., Tumidajski T., Szostek R., Gajer M.

Archives of Mining Sciences

|

2017

|

Vol. 62, no. 3

445--457

EN

The application of methods drawing upon multi-parameter visualization of data by transformation of multidimensional space into two-dimensional one allow to show multi-parameter data on computer screen. Thanks to that, it is possible to conduct a qualitative analysis of this data in the most natural way for human being, i.e. by the sense of sight. An example of such method of multi-parameter visualization is multidimensional scaling. This method was used in this paper to present and analyze a set of seven-dimensional data obtained from Janina Mining Plant and Wieczorek Coal Mine. It was decided to examine whether the method of multi-parameter data visualization allows to divide the samples space into areas of various applicability to fluidal gasification process. The “Technological applicability card for coals” was used for this purpose [Sobolewski et al., 2012; 2013], in which the key parameters, important and additional ones affecting the gasification process were described.

PL

Metody służące do wizualizacji złożonych, wielowymiarowych danych poprzez transformację przestrzeni wielowymiarowej do dwuwymiarowej umożliwiają prezentację tych danych na ekranie komputera. Tym samym są przystępnym instrumentem analizy zbiorów danych, pozwalającym wykorzystać połączenie naszego wzroku z mocą naszej osobistej sieci neuronowej (mózgu) do wyodrębnienia z danych cech, których zauważenie przy pomocy innych metod może być bardzo trudne. W artykule zastosowano jedną z takich metod – skalowanie wielowymiarowe – w celu sprawdzenia, skuteczności tej metody do analizy próbek węgla ze względu na jego przydatność do procesu zgazowania w kotle fluidalnym. W tym celu pobrano próbki dwóch węgli, z KWK „Wieczorek” (węgiel typu 32) oraz ZG „Janina” (węgiel typu 31.2), które następnie miały być poddane testom pod względem ich przydatności do zgazowania. Każda z próbek została zbadana ze względu na cechy, których określone poziomy są kluczowe oraz wskazane w kontekście procesu zgazowania według „Karty przydatności węgli do zgazowania” (Sobolewski et al., 2012; 2013). Każdy z węgli został rozdzielony na osadzarce pierścieniowej (10 pierścieni, uziarnienie węgla 0-18 mm) w wyniku czego powstało pięć warstw (po 2 pierścienie każda). Następnie każda z warstw została rozsiana na 10 klas ziarnowych. Tak otrzymane produkty zostały poddane technicznej oraz chemicznej analizie (ogółem 50 próbek z ZG „Janina” oraz 49 próbek z KWK „Wieczorek” – klasa ziarnowa 16-18 mm w tej drugiej kopalni nie została uzyskana i pomiar był niemożliwy do zrealizowania. Tym samym otrzymano takie parametry do analizy jak: zawartość siarki, zawartość wodoru, zawartość azotu, zawartość chloru, zawartość węgla organicznego, ciepło spalania oraz zawartość popiołu. W wyniku przeprowadzonych badań oraz porównania ich z wymogami prezentowanymi w „Karcie przydatności węgli do zgazowania” okazało się, że tylko 18 próbek spełnia wszystkie wymogi, z czego aż 17 pochodziło z KWK „Wieczorek”. Postanowiono poddać ocenie wszystkie próbki bardziej złożonej obserwacji – wielowymiarowej analizie danych za pomocą skalowania wielowymiarowego. W rozdziale 3 przedstawiono szczegółowo zastosowaną metodologię analizy wraz z opisem algorytmu. Następnie, w rozdziale 4 przedstawiono wyniki obserwacji przeprowadzonych za pomocą opracowanego w tym celu programu komputerowego, napisanego w języku C++. Rysunki 1-3 przedstawiają sytuację, gdzie dane reprezentujące próbki węgla mniej lub bardziej przydatne do zgazowania zaczynają tworzyć podgrupy. Proces grupowania został przedstawiony etapowo, tzn. rys. 1 prezentuje sytuację wyjściową, Rys. 2 sytuację przy bardzo małej wartości parametru ITER = 5, zaś Rys. 3 najlepszy możliwy widok, otrzymany przy wartości parametru ITER = 340. Widać na tym rysunku, że obrazy punktów reprezentujących próbki węgla bardziej oraz mniej podatnego na zgazowanie zajmują osobne podobszary. Widać, że na całym obszarze rysunku, podobszary te można łatwo od siebie odseparować. Przez to możemy na podstawie tego rysunku stwierdzić, że skalowanie wielowymiarowe pozwala podzielić przestrzeń próbek na obszary o różnej przydatności do procesu zgazowania fluidalnego. Dzięki temu analizując następne, nieznane próbki możemy poprzez ich wizualizację zakwalifikować je do grupy bardziej podatnych na zgazowanie lub mniej podatnych na zgazowanie. Ważne jest to szczególnie dlatego, ponieważ w analizowanej sytuacji próbki węgla bardziej podatnego na zgazowanie zajmują wnętrze siedmiowymiarowego prostopadłościanu – co jest znacznym uproszczeniem. Wynika to bezpośrednio z faktu, iż przyjęte warunki określające przynależność do tej grupy („Karta przydatności Technologicznej węgla”) to proste nierówności przy pomocy których łatwo można sprawdzić taką przynależność. W rzeczywistości, może się jednak okazać, że obszar przynależności może mieć znacznie bardziej skomplikowany kształt. Wtedy na podstawie większej ilości próbek, których przynależność do klasy węgla bardziej podatnego na zgazowanie zostanie stwierdzona empirycznie, można będzie próbować przy pomocy skalowania wielowymiarowego uzyskać podział przestrzeni na obszary reprezentujące próbki węgla bardziej oraz mniej podatnego na zgazowanie. Rys. 4 przedstawia podobny podział, ale bez wzięcia pod uwagę parametru „zawartość chloru”. Również i w tym przypadku próbki węgla mniej lub bardziej podatnego na zgazowanie tworzą wyraźne podgrupy. Przy pominięciu parametru „zawartość chloru” już 78 próbek (37 z ZG „Janina” oraz 41 z KWK „Wieczorek”) z analizowanych 99-ciu spełniałoby wymogi zawarte w „Karcie przydatności węgla do zgazowania”. Rys. 5 przedstawia inne podejście do analizowanych próbek węgla. Tym razem za kryterium podziału przyjęto pochodzenie węgla z KWK „Wieczorek” lub ZG „Janina”, bez rozpatrywania ich w kontekście przydatności do zgazowania. Również i tym razem okazało się, że zastosowana metodologia pozwala stwierdzić możliwość efektywnego rozdzielenia, a tym samym prawidłowego rozpoznania analizowanych próbek węgla. Tym samym dowiedziono, że metoda skalowania wielowymiarowego może być bardzo przydatnym narzędziem podczas wieloparametrycznej analizy próbek różnego typu węgli.