Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analiza składu pierwiastkowego biowęgla z wykorzystaniem spektrometrii ICP-OES i metod chemometrycznych

Kozak Marek

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 9

611--617

PL

W pracy wykonano oznaczenia 20 pierwiastków w próbkach karbonizatów otrzymanych w wyniku pirolizy biomasy stałej pochodzenia roślinnego oraz próbki osadów ściekowych – biomasy stanowiącej uboczny produkt procesu oczyszczania ścieków. Najniższe stężenia pierwiastków oznaczono w karbonizatach biomasy roślinnej otrzymanych z trocin sosnowych, natomiast najwyższe w próbkach karbonizatów osadów ściekowych. Ten ostatni rodzaj odpadów z procesu oczyszczania ścieków zawierał największe stężenia takich składników mineralnych jak: wapień, magnez, żelazo, siarka i fosfor, lecz także metali ciężkich: chromu, miedzi, niklu, molibdenu, ołowiu, wanadu i cynku. W karbonizatach otrzymanych z materiału roślinnego w najwyższych stężeniach oznaczono: potas, wapń, magnez i fosfor – makroelementy niezbędne do prawidłowego zachowania funkcji życiowych roślin. W celu określenia prawidłowości oraz relacji występujących pomiędzy danymi pomiarowymi zastosowano metody chemometryczne. W badaniach wykorzystano analizę wiązkową (ang. cluster analysis), tzn. metodę grupowania badanych próbek w taki sposób, aby obiekty podobne znajdowały się w tej samej grupie. W wyniku przeprowadzenia obliczeń otrzymano cztery skupienia. Dla każdego skupienia obliczono średnie stężenia pierwiastków wchodzących w jego skład oraz sumaryczne stężenie oznaczanych pierwiastków. Skupienia te to dwa składające się z próbek jednego rodzaju i pozostałe dwa, z których każde zawierało dwie różnego rodzaju próbki. Zaobserwowano, że w przypadku próbek biomasy roślinnej (skorupy orzechów włoskich), dla których zastosowano dwa odmienne sposoby ogrzewania, próbki tego samego rodzaju zostały zaklasyfikowane do różnych skupień: pierwszego – po ogrzewaniu tradycyjnym i drugiego – po ogrzewaniu mikrofalowym. W warunkach prowadzenia procesu pirolizy z wykorzystaniem ogrzewania mikrofalowego oznaczono badane pierwiastki w stężeniach 2–4 razy wyższych, niż gdy proces był prowadzony w tej samej temperaturze, ale z użyciem ogrzewania tradycyjnego.

EN

In this work, 20 elements were determined in samples of carbonizates obtained as a result of pyrolysis of solid biomass of plant origin as well as samples of sewage sludge, a by-product of the sewage treatment process. The lowest concentrations of elements were determined in plant biomass chars obtained from pine sawdust, whereas the highest ones in the samples of sewage sludge chars. The latter type of waste from wastewater treatment process contained the highest concentrations of such minerals as: calcium, magnesium, iron, sulfur and phosphorus, but also heavy metals: chromium, copper, nickel, molybdenum, lead, vanadium and zinc. In the pyrolysis chars obtained from plant material, the following macroelements: potassium, calcium, magnesium and phosphorus, necessary for the proper maintenance of plant vital functions, were determined at the highest concentrations. Chemometric methods were employed to determine the regularities and relationships between the measurement data. Cluster analysis, a method of grouping the tested samples in such a way that similar objects are in the same group, was used for the study. As a result of the calculations, four clusters were obtained. For each cluster, the average concentrations of the constituent elements and the total concentration of the determined elements were calculated. Among these clusters were two, consisting of samples of one type and the other two, each containing two different types of samples. It was observed that for samples of plant biomass (walnut shells) for which two different types of heating methods were used, samples of the same type were classified into different clusters: the first (traditional heating) and the second (microwave heating). Under the conditions of the pyrolysis process with the use of microwave heating, the concentrations of the tested elements were determined 2–4 times higher than when the process was carried out at the same temperature, but with the use of traditional heating.

2

Wpływ nanometrycznego karbonizatu z łupin pestek moreli na właściwości mechaniczne kompozytów cementowych

Sisman Mehmet, Teomete Egemen, Yanik Jale, Malayoglu Ugur, Tac Gozde Duman

Cement Wapno Beton

|

2023

|

R. 28, nr 1

2--15

PL

Waloryzacja odpadów rolniczych jest ważna zarówno pod względem ekonomicznym jak i środowiskowym. Celem pracy było zbadanie możliwości wykorzystania karbonizatu z pestek moreli jako wypełniacza do poprawy właściwości mechanicznych zaprawy i wspomagania sekwestracji CO2. Karbonizat został wyprodukowany w wyniku pirolizy łupin pestek moreli w temperaturze 500°C. Karbonizat o wymiarach mniejszych niż 500 nm otrzymano w procesie wysokoenergetycznego mielenia kulowego. Do określenia morfologii ziaren karbonizatu użyto skaningowego mikroskopu elektronowego. Krbonizat w różnych procentach objętościowych [0,00-0,04-0,06-0,08-0,12-0,15%] dodawano do zaprawy. Zaprawę formowano w beleczki o wymiarach 40x40x160 mm. Po dojrzewaniu w wodzie w temperaturze 20°C przez 28 dni wykonano badania wytrzymałości na ściskanie i zginanie. Mieszanka zawierająca 0,04% objętości nanometrycznego karbonizatu wyróżniała się wzrostem wytrzymałości na zginanie i ściskanie odpowiednio o 5% i 15%, a jej energia pękania przy zginaniu i ściskaniu wzrosła odpowiednio o 98% i 38% w stosunku do zaprawy referencyjnej. Ponadto, w mieszance o zawartości 0,12% objętości nastąpił wzrost wytrzymałości na zginanie i ściskanie odpowiednio o 32% i 11%. Natomiast wzrost energii pękania przy zginaniu i ściskaniu wyniósł odpowiednio 52% i 25% w porównaniu z zaprawą referencyjną. Wyjaśniono mechanizmy wpływu nanometrycznego karbonizatu na płynięcie, wytrzymałość i energię pękania. Ziarna karbonizatu mostkują pęknięcia, odwracają je, działają jako miejsca nukleacji hydratacji, wzmacniają matrycę przez jej porowatą strukturę i rozwijają wewnętrzne twardnienie, co prowadzi do wzrostu wytrzymałości i energii pękania. Badanie to wykazuje, że karbonizat produkowany z łupiny pestek moreli ma potencjał do wykorzystania jako mieszanina sekwestrująca węgiel w celu poprawy efektywności zaprawy, a tym samym wykorzystania odpadów jako materiału budowlanego, przyczyniając się do rozwoju gospodarki i ochrony środowiska.

EN

Valorization of agricultural wastes is important both economically and environmentally. This study aimed to investigate the use of biochar as a filler to improve the mechanical properties of mortar and to help sequestrate CO2. The biochar was produced by pyrolysis of apricot kernel shell at 500°C. Nanobiochar particles with dimensions less than 500 nm were obtained by high-energy ball milling process. Scanning electron microscope was used for determining the morphology of nanobiochar. The nanobiochar at different volume percentages [0.00-0.04-0.06-0.08-0.12-0.15%] was added to mortar. The mortar was casted into 40x40x160 mm molds. After water curing at 20°C for 28 days, compressive strength and flexural strength tests were performed. The mixture containing 0.04% nanobiochar by volume had an increase in flexural and compressive strengths by 5% and 15% respectively, while its fracture energies for flexure and compression increased by 98% and 38% respectively compared to the reference mortar. Furthermore, the mixture having 0.12% volume had an increase in flexural and compressive strengths by 32% and 11%, respectively, while the increase in fracture energies for flexure and compression was 52% and 25%, respectively, compared to the reference mortar. The mechanisms of nanobiochar effect on flow, strength, and fracture energy were enlightened. The nanobiochars bridge the cracks, divert the cracks, act as hydration nucleation sites, enhance the matrix by its porous structure, and developed internal curing that led to increase in strength and fracture energy. This study suggests that the biochar produced from the apricot kernel shell has the potential to be used as a carbon sequestering mixture to improve performance of mortar and thereby utilizing waste as a construction material, contributing to the economy and environment.

3

Analiza możliwości zastosowania palników plazmowych do spalania paliw nietypowych

Pawlak-Kruczek Halina, Mączka Tadeusz, Ostrycharczyk Michał, Baranowski Marcin, Czerep Michał, Sadowski Krzysztof, Hulisz Patryk

Rynek Energii

|

2022

|

Nr 1

28--33

PL

Problem spalania koksików powstających np. z niezupełnego spalania pyłu węglowego i/lub biomasy wymaga specjalnych warunków z powodu niskiej reaktywności koksików. Koksiki te charakteryzują się dużą zawartością substancji mineralnych i brakiem części lotnych, co między innymi powoduje, że mają wysoką temperaturę zapłonu i względnie stałą szybkość spalania w szerokim zakresie temperatur cząstek. Analiza termograwimetryczna dla różnych szybkości nagrzewu pokazała, że ze wzrostem szybkości nagrzewania do temperatury zapłonu jest możliwe uzyskanie zupełnego spalania. Takie warunki nagrzewu koksików gwarantuje zarówno plazma mikrofalowa jak i łukowa. Wstępne badania w reaktorze przepływowym potwierdziły oczekiwania co do stopnia wypalenia. Kolejno w pracy przedstawiono badania nad zastosowaniem palnika plazmowego do spalania koksików.

EN

The problem of minimizing high content of char in fly ash obtained under incomplete combustion of coal or biomass requires special conditions due to the low reactivity of coke. These coke are characterized by a high content of mineral substances and the low concentration of volatile matter, which means high ignition temperature and relatively constant combustion rate in a wide range of particle temperatures. Thermogravimetric analysis for different heating rates shows that with the increase of the heating rate to the ignition temperature, it is possible to obtain complete combustion of analysed fuel. Such conditions for heating the char are guaranteed by both microwave and arc plasma. Initial experimental tests in the flow reactor confirmed the expectations regarding the degree of burnout. In the paper research on the use of a plasma burner for coke is presented.

4

Adsorption of the petrochemical pollutants released at the small vehicle-service facilities on the coal refinery sludge/pyrocarbon compositions

Fedoryak Mariya, Boruk Olena, Boruk Sergiy, Winkler Igor

Inżynieria Mineralna

|

2021

|

no. 1

61--66

EN

It has been proven that the use of coal-like adsorbents with the mosaic and hydrophobic surface structure is efficient in cleaning the wastewater from a wide range of pollutants under the condition of their uncontrolled release from various small enterprises. is range includes such environmentally dangerous agents as petrochemicals and other pollutants formed at car filling, carwash stations or other similar facilities. Technical pyrocarbon and the coal refinery sludges are readily available waste materials with high porosity, which exhibit some adsorption activity and can be utilized in water/wastewater treatment solutions. en the adsorbents can be either disposed of at the landfill areas or incinerated as components of some secondary fuels. e highest adsorption performance is achieved for the sorbent mixture of the refinery sludges and technical pyrocarbon with the ratio of the components 4:1. If the wastewater is flowing through this composition, the degree of petrochemicals removal reaches 75-80% for the mixture sludge/ technical pyrocarbon, while the pure pyrocarbon ensures the removal degree of 15-20% only. ough adsorption efficiency under stationary conditions (keeping the adsorbent and the wastewater in contact inside some decontamination pond/vessel for at least 24 h) is higher, this option is hard-to-realize for a small car service/wash station. As an alternative, comparatively small wastewater cleaning cartridges filled with the 4:1 mixture of coal sludge and technical pyrocarbon can be recommended for preliminary decontamination of the wastewater formed at such enterprises before their discharge to the local municipal sewerage lines.

PL

Wykazano, że zastosowanie adsorbentów węglopochodnych o mozaikowej, hydrofobowej strukturze powierzchni skutecznie oczyszcza ścieki z szerokiej gamy zanieczyszczeń. Adsorbowane są niebezpieczne dla środowiska substancje takie jak produkty petrochemiczne i inne zanieczyszczenia powstające na stacjach paliw, myjniach samochodowych lub innych podobnych obiektach. Techniczny karbonizat węglowy i szlamy z rafinerii węgla są łatwo dostępnymi materiałami odpadowymi o wysokiej porowatości, które wykazują pewną aktywność adsorpcyjną i mogą być wykorzystywane do oczyszczania wody/ścieków. Następnie adsorbenty mogą być albo składowane na składowiskach odpadów, albo spalane jako składniki niektórych paliw wtórnych. Najwyższą wydajność adsorpcji uzyskuje się dla mieszaniny sorbentów z osadów rafineryjnych i karbonizatu technicznego o stosunku składników 4:1. Jeżeli ścieki przepływają przez tę kompozycję, stopień usunięcia petrochemikaliów osiąga 75-80% dla mieszaniny osad/karbonizat techniczny, podczas gdy czysty karbonizat zapewnia stopień usunięcia tylko 15-20%. Chociaż wydajność adsorpcji w warunkach stacjonarnych (utrzymywanie adsorbentu i ścieków w kontakcie w naczyniu dekontaminacyjnym przez co najmniej 24 godziny) jest wyższa, ta opcja jest trudna do zrealizowania w przypadku małych stacji obsługi/myjni samochodowych. Jako alternatywę można polecić stosunkowo niewielkie wkłady do oczyszczania ścieków wypełnione mieszaniną mułu węglowego 4:1 i technicznego karbonizatu do wstępnego odkażania powstających w tego typu przedsiębiorstwach ścieków przed ich odprowadzeniem do lokalnych miejskich sieci kanalizacyjnych.

5

Wpływ wstępnego utlenienia karbonizatów węgla kamiennego t. 31 tlenem powietrza i kwasem azotowym na rozwinięcie struktury porowatej produktów ich aktywacji parą wodną

Czechowski Franciszek, Błądek Henryk

Górnictwo Odkrywkowe

|

2021

|

R. 62, nr 4

4--16

PL

Węgiel kamienny rozdrobniony do ziarna < 0,2 mm (kopalnia Wesoła, Górnośląskie Zagłębie Węglowe) oraz otrzymane karbonizaty wyjściowe w temperaturach 500, 700 i 900°C wstępnie utleniono tlenem powietrza oraz 65% kwasem azotowym. Scharakteryzowano ilościowo-jakościowe zmiany wydzielanych tlenków węgla podczas utleniania węgla i karbonizatów kwasem azotowym. Węgiel i karbonizaty oraz stałe produkty ich wstępnego utlenienia granulowano z lepiszczem smoły drzewnej. Węgiel i karbonizaty wyjściowe oraz utlenione, jak też ich odpowiedniki granulowane, karbonizowano wtórnie w temperaturze 900°C oraz aktywowano parą wodną do określonego ubytku masy. Rozwinięcie struktury porowatej karbonizatów wtórnych oraz aktywatów określono w oparciu o ich zdolność sorpcyjną ditlenku węgla i par benzenu. Stwierdzono, że na rozwinięcie struktury porowatej aktywatów wpływ ma rodzaj czynnika utleniającego użytego do wstępnego utlenienia węgla i karbonizatów oraz końcowa temperatura karbonizacji. Wstępne utlenienie węgla i karbonizatów tlenem powietrza prowadzi do stopniowego obniżania się parametrów struktury porowatej aktywatów wraz ze wzrostem końcowej temperatury karbonizacji węgla. Przeciwny kierunek zmian rozwinięcia struktury porowatej aktywatów stwierdzono dla odpowiednich materiałów wstępnie utlenionych kwasem azotowym. Wartości parametrów struktury porowatej aktywatów otrzymanych z utlenionych kwasem azotowym karbonizatów 700 i 900°C przewyższają odpowiednie wartości dla aktywatu otrzymanego z nieutlenionego karbonizatu 900°C. Większą mikroporowatość wykazują aktywaty otrzymane z karbonizatów utlenionych kwasem azotowym. Tendencje zmian parametrów struktury porowatej odpowiadających sobie aktywatów pylistych i granulowanych są zbieżne.

EN

Bituminous coal powdered to grain size < 0.2 mm (the Wesoła mine, the Upper Silesian Coal Basin) and obtained carbonizates at the temperatures of 500, 700 and 900°C, were preliminarily oxidized with air oxygen and 65% nitric acid. The quantitative and qualitative changes of the released carbon oxides during the oxidation of coal and carbonizates with nitric acid were characterized. Coal and carbonizates as well as solid products of their preliminary oxidation were granulated with a wood tar binder. The raw and oxidized coal and carbonizates and their granulated counterparts were secondary carbonized at the temperature of 900°C and further activated with steam to a specified value of weight loss. The development of the porous structure of the secondary carbonizates and the activates was assessed on the basis of their sorption capacity towards carbon dioxide and benzene vapors. It was found that the development of the activates porous structure is influenced by the type of oxidizing agent used for the preliminary oxidation of the coal and carbonizates as well as the final carbonization temperature. Preliminary oxidation of coal and carbonizates with air oxygen leads to a gradual decrease of the activates porous structure parameters with the increase of the final coal carbonization temperature. The opposite trend of the activates porous structure development was found for the corresponding materials preliminarily oxidized with nitric acid. The values of the porous structure parameters of the activates obtained from oxidized with nitric acid carbonizates 700 and 900°C exceed the corresponding values for the activate obtained from preliminarily non-oxidized carbonizate 900°C. Greater microporosity demonstrate activates obtained from chars oxidized with nitric acid. The trends in the porous structure parameters changes of the corresponding powdery and granular activates are convergent.

6

Usuwanie oleju z karbonizatu pochodzącego z pirolizy zużytych opon samochodowych

Przerwa Damian, Grzywacz Przemysław, Krzak Mateusz, Porada Stanisław

Przemysł Chemiczny

|

2020

|

T. 99, nr 11

1640--1642

PL

Przedstawiono wyniki badań usuwania oleju zawartego w karbonizacie pochodzącym z pirolizy opon samochodowych w procesie destylacji z parą wodną. Wykazano dużą skuteczność tego procesu. Przedstawiono wyniki ilości usuniętego oleju w zależności od parametrów procesu: temperatury i czasu przebywania.

EN

Oils were removed from waste tires carbonizates by steam distillation in batch system at 450°C and for 20 min. The final content of the oil in the carbon black was below 0.02%.

7

Wykorzystanie karbonizatu z drewna iglastego jako paliwa zastępczego w procesie spiekania rud żelaza

Niesler Marian, Stecko Janusz, Stelmach Sławomir

Journal of Metallic Materials

|

2020

|

Vol. 72, no. 4

2--14

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań wykonanych w Łukasiewicz - IMŻ, przy współpracy Instytutu Chemicznej Przeróbki Węgla, nad wykorzystaniem karbonizatu z drewna iglastego jako paliwa zastępczego w procesie spiekania rud żelaza. Stwierdzono, że biorąc pod uwagę wydajność produkcyjną, zużycie paliwa oraz właściwości powstałego spieku udział badanego karbonizatu nie powinien przekraczać 10% mas. w sumie paliwa. Przy stosowaniu badanego karbonizatu obniżała się zawartość FeO w spieku. Spiek posiadał lepszą wytrzymałość ISO T niż przy stosowaniu samego koksiku. Równocześnie ścieralność spieku ISO A zmniejszała się ze wzrostem udziału karbonizatu w sumie paliwa. Stosowanie badanego karbonizatu może bardzo pozytywnie wpływać zarówno na wytrzymałość spieku, jak i jego właściwości redukcyjne.

EN

The article presents the results of tests carried out at Łukasiewicz - IMŻ, in cooperation with the Institute for Chemical Processing of Coal, on the use of biochar from coniferous wood as a substitute fuel in the iron ore sintering process. It was found that, considering productivity, fuel consumption and properties of the obtained sinter, the content of the tested biochar should not exceed 10 wt% in total fuel. When using the tested biochar, the content of FeO in the sinter decreased. The sinter was characterised by better ISO T strength than when using only coke breeze. At the same time, the grindability of the ISO A sinter decreased with the increase in the content of the biochar in the total fuel. The use of the tested biochar can have a very positive effect on both the sinter strength and its reducing properties.

8

Morphology of carbon materials obtained by low-temperature pyrolysis of non-biodegradable organic waste

Doliński Adam

Inżynieria Powierzchni

|

2019

|

nr 2

39--47

EN

The results of the study on the morphology of carbon char produced by carbonization of IR – SBR elastomer, the commonly used for vehicle tires material, have been presented against the background of known carbonaceous materials. The genesis of the second generation of carbon materials has been presented. Four recognized morphological forms of the studied carbon char have been characterized. Three of them belong to the family of cellular carbons with a turbostratic structure and an extended specific surface area. The fourth isolated morphological form has a non-porous lamellar structure and is characterized by the properties, which are untypical for the known forms of carbon char, such as: hydrophobicity, strong light absorption, and a supposed tendency to oscilla-tion under the influence of exposition on light.

PL

Wyniki badań morfologii karbonizatu wytworzonego w wyniku karbonizacji elastomeru IR – SBR, powszechnie stosowanego materiału opon pojazdów samochodowych przedstawiono na tle znanych materiałów węglowych. Przedstawiono genezę materiałów węglowych drugiej generacji. Scharakteryzowano cztery rozpoznane formy morfologiczne badanego karbonizatu. Trzy z nich należą do rodziny węgli komórkowych o strukturze turbostratycznej i rozbudowanej powierzchni właściwej. Czwarta wyodrębniona forma morfologiczna ma nieporowatą strukturę płytkową i charakteryzuje się nietypowymi dla znanych form karbonizatu właściwościami, jak hydrofobowość, silne pochłanianie światła, domniemana skłonność do drgań pod wpływem światła.

9

Wybrane zagadnienia badań nad materiałami węglowymi

Doliński A.

Inżynieria Powierzchni

|

2018

|

nr 1

61--74

PL

Przedstawiono wybrane kierunki badań nad wytwarzaniem materiałów węglowych, koncentrując się na dwóch perspektywicznych technologiach: wytwarzaniu węgla heksagonalnego z fazy gazowej i karbonizacji/grafityzacji materiałów organicznych. Zaprezentowano obecne i przewidywane zastosowania materiałów węglowych, a także mechanizm karbonizacji/grafityzacji wielkocząsteczkowych materiałów organicznych. Podkreślono znaczenie odpadów poużytkowych jako surowca do otrzymywania materiałów węglowych do różnorodnych zastosowań.

EN

Selected paths of research on the manufacturing of carbon materials have been presented, focusing on two prospective technologies: the production of hexagonal carbon from the gaseous phase and the carbonization/graphitization of organic materials. Present and prospective applications of carbon materials and a mechanism of carbonization/graphitization of high-molecular organic materials have been presented. The importance of post-consumer waste as a raw material for obtaining carbon materials for various applications has been emphasized.

10

Effect of thermal conditions of pyrolysis process on the quality of biochar obtained from vegetable waste

Molenda J., Swat M., Osuch-Słomka E.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2018

|

T. 21, nr 3

289--302

EN

An effective way of managing natural waste, including waste from the agri-food industry or products that are economically useful can be offered by production of biochar. Biochar is used not only as an energy product, but also as a sorption material for e.g. groundwater treatment, sewage treatment, as well as biogas valorization. Therefore, the aim of the study was to determine the effect of the conditions of cascade heating of selected types of vegetable waste in carbon dioxide on the microstructure and chemical composition of the obtained biochar. Wheat straw, corn waste in the form of dried leaves and stems, as well as flax shives and cherry stones were subjected to pyrolysis. Cascading temperature conditions were programmed for a total time of 100 minutes, including 15 minutes of final heating at 500°C in one variant and at 700°C in the other. After final heating, the products were left in the pyrolytic chamber to cool down spontaneously to room temperature. The biochar samples were next subjected to microscopic examinations coupled with X-ray microanalysis (SEM/EDS) and infrared spectral examination (FTIR). It was found that the pyrolysis yielded biochar in the amount from 26 to 32.3% of the initial charge mass, depending on the conditions of the process and the type of waste. Furthermore, the differences observed in the chemical structure of the surface of the biochar concerned mainly the occurrence of organic oxygen functional groups whose type depends on the pyrolysis temperature. An increase in the temperature of pyrolysis leads to a decrease in the oxygen content of the products obtained, which results in a relative increase in the proportion of char in the product. Biochar obtained at temperatures of up to 500°C contains aromatic rings and quinone groups, whereas those obtained at higher temperatures (up to 700°C) have ether groups embedded mainly in aliphatic cyclic groups.

PL

Efektywnym sposobem zagospodarowania odpadów naturalnych, w tym pochodzących z przemysłu rolno-spożywczego, na produkty użyteczne gospodarczo może być wytwarzanie biowęgli. Znajdują one zastosowanie nie tylko jako produkt energetyczny, ale także jako materiał sorpcyjny, wykorzystywany m.in. do uzdatniania wód gruntowych, oczyszczania ścieków, a także waloryzacji biogazu. W związku z powyższym celem przeprowadzonych prac było określenie wpływu warunków kaskadowego ogrzewania wybranych odpadów roślinnych w atmosferze ditlenku węgla na mikrostrukturę i budowę chemiczną powstających biowęgli. Pirolizie poddano słomę pszeniczną, odpady kukurydziane w postaci wysuszonych liści i łodyg, a także paździerze lniane i pestki wiśni. Kaskadowe warunki temperaturowe zaprogramowano na łączny czas 100 minut, w tym 15-minutowe wygrzewanie końcowe w jednym wariancie w temperaturze 500°C, a w drugim wariancie w temperaturze 700°C. Po końcowym wygrzewaniu pozostawiano produkty w komorze pirolitycznej do samoistnego wystudzenia do temperatury pokojowej. Otrzymane biowęgle poddano następnie badaniom mikroskopowym sprzężonym z mikroanalizą rentgenowską (SEM/EDS) oraz badaniom spektralnym w podczerwieni (FTIR). Stwierdzono, że w wyniku pirolizy otrzymuje się biowęgiel w ilości od 26 do 32,3% początkowej masy wsadu, zależnej od warunków prowadzenia procesu oraz rodzaju odpadów. Natomiast obserwowane różnice w budowie chemicznej powierzchni otrzymywanych biowęgli dotyczą w głównej mierze występowania tlenoorganicznych grup funkcyjnych, których typ jest zależny od temperatury procesu pirolizy. Wzrost temperatury pirolizy prowadzi do obniżenia zawartości tlenu w otrzymywanych produktach, co powoduje relatywne zwiększenie udziału węgla w produkcie. Biowęgle otrzymywane w temperaturach do 500°C posiadają w swej strukturze pierścienie aromatyczne oraz ugrupowania chinonowe, natomiast otrzymywane w wyższych temperaturach (do 700°C) posiadają ugrupowania eterowe wbudowane głównie w alifatyczne ugrupowania cykliczne.

11

Waloryzacja metodami mechanicznymi karbonizatu z pirolizy zużytych opon samochodowych

Krzywda R., Wąsowski T., Wrzesińska B., Gradoń L.

Przemysł Chemiczny

|

2017

|

T. 96, nr 2

444--447

PL

Zastosowanie karbonizatu z odpadów gumowych jako substytutu sadzy technicznej do napełniania elastomerów wymaga jego rozdrobnienia do rozmiarów ziaren poniżej 45 μm. We wstępnych badaniach mielenia wykorzystano laboratoryjny młyn kulowy, następnie przemysłowy młyn udarowy z klasyfikatorem pneumatycznym oraz młyn strumieniowy. Stwierdzono, że rozdrabnianie karbonizatu do zastosowania go jako napełniacza elastomerów można z powodzeniem przeprowadzić, wykorzystując młyn udarowy z wbudowanym klasyfikatorem. Jest to rozwiązanie bardziej ekonomiczne niż użycie młyna strumieniowego. Przedstawiono również wyniki brykietowania zmielonej sadzy popirolitycznej z wykorzystaniem jako lepiszcza ciężkich frakcji oleju popirolitycznego. Istotnym problemem w zagospodarowaniu karbonizatu z pirolizy opon jest wysoka zawartość siarki oraz innych zanieczyszczeń mineralnych. W badanej sadzy popirolitycznej stwierdzono nierównomierną dystrybucję tych zanieczyszczeń pomiędzy frakcje drobnoi gruboziarnistą. Klasyfikacja sadzy wg rozmiarów ziaren może tym samym być potencjalnym sposobem usunięcia z niej części domieszek mineralnych.

EN

Carbonizate from rubber tyre pyrolysis was characterized by detn. of grain size distribution (sieve anal.), grinded in a lab. ball planetary mill and in jet and impact mills, pelletized optionally in presence of pyrolytic residue, sepd. into fine and coarse fractions and then demineralized with HCl soln. The size classification of raw carbonizate was found as a cheap and efficient method for the redn. of mineral contaminants in the bulk product.

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

Ocena możliwości zastosowania karbonizatu z opon jako zamiennika części paliwa stałego w procesie spiekania rud żelaza

Stecko J., Niesler M., Gierad D., Nowak M., Stelmach S.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2017

|

T. 69, nr 3

39--44

PL

W artykule przedstawiono ocenę możliwości zastosowania karbonizatu ze zużytych opon samochodowych, jako zamiennika części koksiku w procesie spiekania rud żelaza. Przeprowadzono laboratoryjne próby spiekania, z udziałem do 20% mas. karbonizatu w sumie paliwa. Stwierdzono, że wraz ze wzrostem udziału karbonizatu w mieszance spiekalniczej pogarsza się wydajność procesu. Udział karbonizatu w mieszance spiekalniczej nie powinien przekraczać 10% mas.

EN

This article presents the assessment of the possibility to replace the part of coke breeze in the iron ore sintering process by chars from used tyres utilization. Laboratory sintering experiments were carried out, with up to 20 wt.% char in sintering mix. It was found that with the increase of the char proportion in the sinter mix, the productivity of sinter decreases. The share of char in the sinter mix should not exceed 10 wt.%.

14

Interpretation of gas permeability of anisotropic structure of skeletal deposit

Wałowski G.

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2017

|

Vol. 62, nr 2

122--124

EN

In the paper results of experiments on hydrodynamic assessment of gas flow through backbone (skeletal) porous materials with an anisotropic structure are presented. The research was carried out on materials of different petrographic characteristics and origin of process (char). The study was conducted for a variety of hydrodynamic conditions with the use of air. As the basis for the hydrodynamics of gas flow through porous material we assumed a gas stream as a result of pressure forcing such flow. The results of measurements indicate a clear effect of the type of material on the gas permeability, and additionally - as a result of their anisotropic internal structure - a significant effect of the flow direction on the value of gas stream.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań doświadczalnych w zakresie oceny hydrodynamiki przepływu gazu przez sztywne (szkieletowe) materiały porowate o anizotropowej strukturze. Badania odniesiono do materiałów o zróżnicowanej charakterystyce petrograficznej, pochodzenia procesu termicznego (karbonizaty). Badania prowadzono dla różnych warunków hydrodynamicznych z wykorzystaniem powietrza. Za podstawę oceny hydrodynamiki przepływu gazu przez złoża i materiały porowate przyjęto strumień gazu, jaki wynika z nadciśnienia wymuszającego ten przepływ. Wyniki pomiarów wskazują na wyraźny wpływ rodzaju materiału na gazoprzepuszczalność, a dodatkowo – co wynika z ich anizotropowej struktury wewnętrznej - na wyraźny wpływ kierunkowości przepływu na wartość strumienia gazu.

15

Organic Compounds in Pyrolytic Carbon

Ruzickova J., Raclavska H., Zmijkova D., Raclavsky K., Sassmanova V.

Inżynieria Mineralna

|

2017

|

R. 18, nr 1

83--88

EN

The content of organic compounds in char affects its ecotoxicity. The chemical composition of pyrolysis carbon was studied in carbon prepared by torrefaction of spruce wood and pyrolysis of wood pellets, tyres and TetraPak. Organic compounds present in biochar and char were investigated with respect to assessment of suitability for agricultural applications. Char and biochar samples were analysed by method of pyrolysis gas chromatography with mass spectrometric detection. The identified compounds were aromatic hydrocarbons, polycyclic aromatic hydrocarbons, furans, benzofurans, substances containing phenol, benzepolycarboxyl acids, and substances of biogenic origin (fragments of cellulose, hemicellulose, protein, etc.). Relatively higher concentrations of compound fragments from biocomponents are associated with biochar from wood pellets. Organic compounds which are potentially toxic and carcinogenic for living organisms (PAHs, benzofurans and aromatic hydrocarbons) have higher concetrations in char from synthetic materials (scarp tyres, TetraPak) compared with biochar.

PL

Zawartość związków organicznych w stałej pozostałości po pirolizie wpływa na jej ekotoksyczność. Skład chemiczny karbonizatu po pirolizie zbadano w produktach toryfikacji drewna świerkowego, granulatu drzewnego, opon i opakowań typu TetraPak. Związki organiczne występujące w karbonizacie zostały zbadane pod katem zastosowania rolniczego. Próbki poddano analizie chromatograficznej metodą chromatografii gazowej z detekcją spektrometryczną masową. Zidentyfikowane związki to węglowodory aromatyczne, policykliczne węglowodory aromatyczne, furan, benzofuran, substancje zawierające fenol, kwasy benzepolikarboksylowe, substancje pochodzenia biogennego (fragmenty celulozy, hemicelulozy, białek i innych). Relatywnie wyższe stężenia biokomponentów są związane z karbonizatem z peletów. Związki organiczne, które są potencjalnie toksyczne i rakotwórcze dla organizmów żywych (WWA, benzofurany i węglowodory aromatyczne) mają wyższe stężenie w karbonizacie z materiałów syntetycznych (opony, Tetrapaki) w porównaniu z biowęglem.

16

Ecotoxicity of Pyrolytic Carbon Produced by Pyrolysis of Municipal and Industrial Waste

Cernecka J., Skrobankova H., Raclavska H., Heliova K., Bendova M.

Inżynieria Mineralna

|

2017

|

R. 18, nr 1

119--124

EN

The samples of pyrolytic carbon from Burgau Waste Pyrolysis Plant (Germany) produced by pyrolysis of municipal, industrial and special waste were monitored in terms of ecotoxicity. Collembola (springtails) were selected for reproductive bioassay. After 28 days’ incubation of juveniles, the value of EC50 was determined for selected metals. The study indicates the lowest sensitivity of Folsomia candida to iron (1.689 mg/kg dry matter correspond to EC50). The relative sensitivity for other metals can be expressed in form of a series: Fe < Zn = Cu < Pb < Mn < Ni = Cd. The highest sensitivity was found for cadmium (1.2 mg/kg dry matter). Pyrolytic carbon from MPA Burgau contains high concentrations of chlorides, which cause inhibition of reproduction of Folsomia candida and therefore represent a limiting factor for determination of ecotoxicity of heavy metals in Folsomia candida. The index of acute toxicity EC50 was obtained for concentration of 500 mg/kg chlorides in dry matter.

PL

Próbki karbonizatu z Burgau Waste Pyrolysis Plant (Niemcy) wytwarzanego podczas pirolizy odpadów komunalnych, przemysłowych i specjalnych były badane pod kątem ekotoksyczności. Do badań biologicznych rozmnażania wybrano Collembola (skoczogonki). Po 28 dniach inkubacji młodych, ustalono wartość EC50 dla wybranych metali. Badanie wykazało najniższą wrażliwość Folsomia candida na żelazo (1,689 mg/kg suchej masy w stosunku do EC50). Relatywna wrażliwość na inne metale może zostać zaprezentowana jako Fe < Zn = Cu < Pb < Mn < Ni = Cd. Najwyższą wrażliwość stwierdzono dla kadmu (1,2 mg/kg suchej masy). Karbonizat z MPA Burgau zawiera wysokie stężenia chlorków, które powodują zahamowanie reprodukcji Folsomia candida a zatem jest ograniczonym wskaźnikiem ekotoksyczności metali ciężkich. Wskaźnik toksyczności ostrej EC50 otrzymano dla stężenia 500 mg/kg chlorków w suchej masie.

17

Zagospodarowanie energetyczne odpadów fermentacyjnych oraz węgla brunatnego

Kufka D., Pleśniak Ł.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2017

|

R. 58, nr 1

45--52

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczące możliwości zagospodarowania odpadów pofermentacyjnych oraz węgla brunatnego z wykorzystaniem metody pirolitycznej konwersji do karbonizatów. Wykazano, że zastosowanie tej metody pozwala uzyskać produkty o znacznie lepszej jakości, niż surowce, z których są wytwarzane. Tego typu podejście do kwestii zagospodarowania surowców odpadowych otwiera nowe możliwości ich powtórnego użycia w wielu gałęziach gospodarki, ze szczególnym uwzględnieniem energetyki i rolnictwa.

EN

The paper presents the results of studies on the potential utilization of the fermented wastes and lignite by using of the pyrolytic conversion to chars. It has been shown that the application of this method enables the production of high quality residue, when compared to the source material. This kind of waste management approach, opens up new opportunities for reuse of wastes in many areas of the economy, with particular emphasis on energy and agriculture.

18

Usuwanie metali nieżelaznych z wykorzystaniem właściwości sorpcyjnych wybranych karbonizatów

Górnictwo Odkrywkowe

|

2017

|

R. 58, nr 1

53--61

PL

W publikacji przedstawiono wyniki badań, w których przeprowadzono eksperymenty testujące właściwości sorpcyjne karbonizatów na rzeczywistych próbkach gleb, pobranych z miejsc skażonych metalami nieżelaznymi. W ramach prac wytwarzano mieszaniny testowe, w których wykorzystywano toksyczne podłoże oraz karbonizaty wytworzone z pelletu sosnowo-świerkowego i słomy. Przeprowadzone badania pozwoliły na weryfikację tezy dotyczącej oczyszczania środowiska za pomocą karbonizatów.

EN

This publication presents the study, in which experiments were carried out to test the sorption properties of chars on soil samples, collected from places contaminated with non-ferrous metals. As a part of the work, test mixtures were prepared using toxic soil and chars made from pine and spruce pellets, as well as from straw. The study allowed to verify the thesis on environmental purification by means of chars.

19

Ograniczenie emisji tlenków siarki powstałych podczas spalania paliwa z karbonizatów otrzymanych w wyniku pirolizy gumy

Żmuda W. A., Grzywacz P., Wojciechowski A., Doliński A., Krzak M.

Przemysł Chemiczny

|

2016

|

T. 95, nr 5

975--977

PL

Karbonizaty powstałe w wyniku procesu pirolizy opon, mogą mieć szerokie zastosowanie. Po zbrykietowaniu mogą służyć jako paliwo bezdymne, cechujące się niższą emisją cząstek stałych w porównaniu z węglem kamiennym. Problemem w użyciu pirokarbonizatu ze zużytych opon jako paliwa jest stosunkowo wysoka zawartość związków siarki, która po spaleniu jest emitowana w postaci szkodliwych tlenków do atmosfery. Przedstawiono metody ograniczania emisji tlenków siarki, powstałych w wyniku spalenia paliwa formowanego na bazie karbonizatu pozyskanego z rozkładu termicznego opon samochodowych. Za optymalną metodę odsiarczania uznano znane z przemysłu energetycznego odsiarczanie suchymi sorbentami wapniowymi. Dodatek wodorotlenku wapnia oraz węglanu wapnia do karbonizatu spowodował obniżenie zawartości SO2 w spalinach.

EN

CaCO3 and Ca(OH) 2 were added (up to 10%) to tire rubber carbonizates used as solid fuels. The addn. resulted in a decrease of SO2 content in flue gases and in an increase in ash content in the fuel.

20

Temperature induced development of porous structure of bituminous coal chars at high pressure

Howaniec N.

Journal of Sustainable Mining

|

2016

|

Vol. 15, iss. 3

120--124

EN

The porous structure of chars affects their reactivity in gasification, having an impact on the course and product distribution of the process. The shape, size and connections between pores determine the mechanical properties of chars, as well as heat and mass transport in thermochemical processing. In the study the combined effects of temperature in the range of 973e1273 _K and elevated pressure of 3 MPa on the development of porous structure of bituminous coal chars were investigated. Relatively low heating rate and long residence time characteristic for the in-situ coal conversion were applied. The increase in the temperature to 1173 _K under pressurized conditions resulted in the enhancement of porous structure development reflected in the values of the specific surface area, total pore volume, micropore area and volume, as well as ratio of the micropore volume to the total pore volume. These effects were attributed to the enhanced vaporization and devolatilization, as well as swelling behavior along the increase of temperature and under high pressure, followed by a collapse of pores over certain temperature value. This proves the strong dependence of the porous structure of chars not only on the pyrolysis process conditions but also on the physical and chemical properties of the parent fuel.