Ograniczanie wyników
Czasopisma help
Autorzy help
Lata help
Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 261

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 14 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  pyrolysis
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 14 next fast forward last
EN
Two raw biomass materials from different sources were investigated: aluminosilicate obtained from rice husk and agricultural lignocellulosic waste from kenaf fiber. The properties of the optimal mixing ratio of biochar were investigated by using proximate analysis, ultimate analysis, thermogravimetric analysis, surface area and pore volume determination, Fourier Transform Infrared Spectroscopy analysis, X-ray diffraction, and Scanning Electron Microscopy. According to the proximate analysis, the ash content is increasing while the moisture content fixed carbon and volatile matter decrease. On the basis of the BET characterization finding, the surface area is increased proportionally to the increasing mixing ratio RHB: KFB (0.8:0.2, 0.5:0.5, 0.2:0.8). The SEM images showed that both biochars are suitable sources of blending because of the differences and the availability of good adsorbents. This study indicated that RHB and KFB as pure biochar have a great potential to be applied as adsorbents. However, blending is not giving the desired result to be used as an adsorbent.
PL
W artykule opisano metody zagospodarowania odpadów zgodne z hierarchią postępowania z odpadami oraz gospodarką obiegu zamkniętego. Scharakteryzowano proces pirolizy. Przedstawiono podsumowanie badań mających na celu otrzymanie oleju z pirolizy odpadów zawierających PVC o właściwościach pozwalających na jego gospodarcze wykorzystanie. Analiza obejmuje zarówno procesy stosowane podczas pirolizy jak i metody usuwania HCl z otrzymanego oleju.
EN
The paper includes the information on the waste management in accordance with the waste hierarchy as well as the circular economy. Pyrolysis process was described. A summary of the research aimed at obtaining oil from the pyrolysis of PVC-containing waste with properties that allow its economic use is presented. The analysis covers both processes used during pyrolysis and methods for removing HCl from the obtained oil.
EN
The paper consists the results from the conducted experiment and the mathematical model of it. The presented process is biomass gasification and the modelling is based on complex parameter that is maximum thermodynamic efficiency and use the Gibbs free energy function and Lagrange multiplier. Referring to European Union strategy in terms of energy use it is highly recommended to increase the share of renewable energy in total energy production. The biomass is one of the most important sources of energy. Listed above methods of mathematical calculations let as define the composition of the gas produced and the efficiency that was reached. Also the precision of the model was evaluated. The effect of the work done is the possibility to use it to state the best condition for the process of biomass gasification technology.
PL
Artykuł przedstawia wyniki przeprowadzonego eksperymentu i jego model matematyczny. Przedstawiony proces dotyczy zgazowania biomasy, a modelowanie opiera się na złożonym parametrze, jakim jest maksymalna wydajność termodynamiczna, z wykorzystaniem funkcji energii swobodnej Gibbsa i mnożnika Lagrange'a. Nawiązując do strategii Unii Europejskiej w zakresie zużycia energii, zdecydowanie zaleca się zwiększenie udziału energii odnawialnej w całkowitej produkcji energii. Biomasa jest jednym z najważniejszych źródeł energii. Wymienione powyżej metody obliczeń matematycznych pozwalają określić skład wytwarzanego gazu i osiągniętą wydajność. Oceniono także precyzję modelu. Efektem wykonanych prac jest możliwość określenia najlepszych warunków prowadzenia procesu technologii zgazowania biomasy.
4
Content available remote Charakterystyka termograwimetryczna procesu zgazowania wybranych rodzajów biomasy
PL
Przedstawiono wyniki badań termograwimetrycznych procesu zgazowania w atmosferze CO₂ trocin, łupin orzecha włoskiego, siana oraz kolb oczyszczonych z ziaren kukurydzy. Oznaczono reaktywność surowców, wskazano etapy zgazowania, a także obliczono parametry kinetyczne procesu. Największą energię aktywacji i szybkość reakcji zaobserwowano w przypadku karbonizatu siana (237,2 kJ/mol).
EN
Sawdust, walnut shells, cobs purified from corn grains and hay were gasified under CO₂ by thermogravimetry to det. process stages reactivity of raw materials and kinetic parameters of the gasification stage. The highest activation energy was obsd. by the gasification of hay carbonizate (237.2 kJ/mol) and surprisingly the reaction showed also the highest rate.
PL
Przedstawiono wyniki badań podstawowych właściwości fizyczno-chemicznych stałego produktu procesu pirolizy niskotemperaturowej. Badaniom poddano karbonizaty pochodzące z pirolizy zanieczyszczonych folii, prowadzonej w temp. 425°C, 450°C lub 475°C, oraz karbonizaty pochodzące z pirolizy tworzyw zmieszanych prowadzonej w takich temperaturach. Przeprowadzono badania gęstości nasypowej i wartości opałowej, zawartości chloru, azotu ogólnego, siarki, węgla, wodoru, części lotnych, części palnych oraz popiołu. Oznaczenia przeprowadzono zgodnie z obowiązującymi normami.
EN
Two types of plastic wastes, foils and plasic bags as well as materials from the recycling of worn-out vehicles were processed by low-temp. pyrolysis at 425°C, 450°C, 475°C. The carbonizates were tested for the contents of C, Cl, N, S and H. Their bulk d., heat of combustion, calorific value, volatile and flammable parts and ash content were detd.
PL
Celem badań była analiza przewodności elektrycznej biowęgla uzyskanego z materiału organicznego metodą pyrolizy. W celu wykonania pomiarów właściwości elektrycznych biowęgla, zbudowano prototypowe urządzenie. Oprócz pomiarów właściwości elektrycznych umożliwia ono m.in. pomiar gęstości właściwej dowolnej próbki materiału sypkiego. W rozpatrywanym przypadku po napełnieniu komory roboczej i zagęszczeniu proszku otrzymywano pastylkę węglową. Dla niej określano pomiarami bezpośrednimi właściwości elektryczne tj.: spadek napięcia przy przepływie prądu przez próbkę (prąd stały i przemienny), oporność rezystora węglowego, wartość prądu przepływającego przez rezystor, indukcyjność oraz pojemność. Ponadto przy pomocy oscyloskopu rejestrowano charakterystyki dynamiczne napięcia w odniesieniu do prądu przemiennego przepływającego przez rezystor węglowy. Stwierdzono, że badanym próbkom można przypisać cechy obiektu elektronicznego o charakterze pojemnościowym.
XX
The aim of the research was to analyze the electrical conductivity of the obtained coal from organic material by pyrolysis. In order to take measurements of the electrical properties of the biochar, a prototype device was built. In addition to measurements of electrical properties, it enables measurement of the specific density of any sample of bulk material. In the case under consideration, after filling the working chamber and concentrating the powder, a carbon pellet was obtained. For it, direct electrical properties were determined by direct measurements, it is: voltage drop at the current flow through the sample (direct and alternating current), resistance of the carbon resistor, value of current flowing through the resistor, inductance and capacity. In addition, the dynamic characteristics of the voltage with respect to the alternating current flowing through the carbon resistor were recorded using the oscilloscope. It has been noted that capacitive features can be attributed to the test samples.
EN
Sewage sludge is considered as a biomass due to its biodegradability. Legal conditions in the European Union prohibit sewage sludge storage. Therefore, there is a need to develop thermal methods for sewage sludge treatment. The most common way to date has been combustion. However, this process has a lot of disadvantages associated primarily with environmental harmfulness and the immediate need to use the heat produced. Pyrolysis and gasification are considered the most promising methods of sludge management. They have many advantages over combustion. However, it is difficult to tell which method is more likely to be widely used. Therefore, the paper presents a critical comparison of the solar pyrolysis process and gasification in the fixed bed of municipal sewage sludge. The analysis of the process parameters and combustible properties of the gaseous fuels obtained was analysed.
PL
Osady ściekowe są uważane za biomasę ze względu na swą biodegradowalność. Warunki prawne w Unii Europejskiej zabraniają składowania osadów ściekowych, dlatego istnieje potrzeba rozwoju termicznych metod wykorzystania osadów ściekowych. Dotychczas najczęstszym sposobem jest spalanie. Proces ten ma jednak wiele wad związanych przede wszystkim ze szkodliwością dla środowiska i natychmiastową potrzebą wykorzystania wytworzonego ciepła. Piroliza i zgazowanie są uważane za najbardziej obiecujące metody zagospodarowania osadów. Mają wiele zalet w porównaniu do spalania. Trudno jednak stwierdzić, która metoda będzie częściej stosowana, dlatego w artykule przedstawiono porównanie procesu pirolizy słonecznej i zgazowania w złożu nieruchomym komunalnego osadu ściekowego. Przeanalizowano wpływ parametrów procesu na właściwości palne otrzymanych gazów procesowych.
EN
The processes of the interaction of carbon material (thermoanthracite pouring) with a gas-air mixture in a heat chamber were studied while heating to 800–850°C. The influence of temperature, oxygen and carbon dioxide concentration on the formation efficiency of carbon monoxide, carbon dioxide, hydrogen and methane was determined. A pilot plant was created, which provided heating of the carbon material at the indicated temperatures and regulating the supply of air and carbon dioxide. It was found that a noticeable oxidation of the carbon material in the heat chamber in the presence of oxygen or carbon dioxide occurs at the temperatures above 500°C. Significant concentrations of carbon monoxide were formed at temperatures of 600–800°C. It was shown that when using gas mixtures with an oxygen content of 7–21% minimum concentrations of carbon monoxide are formed at an oxygen content of 14%. At temperatures above 500°C, the formation of hydrogen and methane in gas flows was noted. The methane yield increased with the decreasing oxygen content.
9
Content available remote Właściwości sorpcyjne karbonizatów z pozostałości węglowej z pirolizy opon
PL
Scharakteryzowano właściwości strukturalne dwóch prób węgla popirolitycznego otrzymanego w wyniku niskotemperaturowej pirolizy opon samochodowych. Próby węgli popirolitycznych różniły się warunkami prowadzenia procesu pirolizy. Materiał węglowy z pirolizy opon poddano karbonizacji i zbadano zmiany strukturalne oraz oceniono ich zdolności sorpcyjne w stosunku do związków modelowych: benzenu, p‑chlorofenolu, błękitu metylenowego oraz czerwieni Kongo. Otrzymane karbonizaty wykazały dużą zdolność sorpcyjną benzenu z roztworu wodnego sięgającą 98%.
EN
Structural properties of two samples of pyrolytic carbon obtained as a result of low‑temperature pyrolysis of car tires were characterized. The tests of pyrolytic carbon differed in conditions of pyrolysis process. Carbon material from the pyrolysis of tires was carbonized and structural changes were examined and their sorption properties were assessed in relation to model compounds: benzene, p‑chlorophenol, methylene blue and Congo red.The obtained carbonizates showed high sorption capacity of benzene from aqueous solution reaching 98%.
EN
There is general agreement that primary pyrolysis products of end-of-life tyres should be valorised toimprove the economics of pyrolysis. In this work, tyre pyrolysis char (TPC) is produced in a pyrolysispilot plant designed and built at our home university. The produced TPC was upgraded to tyre-derivedactivated carbon (TDAC) by activation with CO2, and then characterised using stereological analysis(SA) and nitrogen adsorption at 77 K. SA showed that the grains of TPC and TDAC were quasi-spherical and slightly elongated with a 25% increase in the mean particle cross-section surface area forTDAC. The textural properties of TDAC demonstrated the BET and micropore surface areas of 259 and70 m2/g, respectively. Micropore volume and micropore surface area were 5.8 and 6.7 times higher forTDAC than TPC at2nm, respectively. Then-hexane adsorption was investigated using experimentsand modelling. Eight adsorption isotherms along with three error functions were tested to model theadsorption equilibrium. The optimum sets of isotherm parameters were chosen by comparing sum ofthe normalized errors. The analysis indicated that the Freundlich isotherm gave the best agreementwith the equilibrium experiments. In relation to different activated carbons, the adsorption capacityof TDAC forn-hexane is about 16.2 times higher than that of the worst reference material and 4.3times lower than that of the best reference material. In addition, stereological analysis showed thatactivation with CO2did not change the grain’s shape factors. However, a 25% increase in the meanparticle cross-section surface area for TDAC was observed.
EN
The aim of any industrial plant, which is dealing in the energy sector, is to maximise the revenue generation at the lowest production cost. It can be carried out either by optimizing the manpower or by improving the performance index of the overall unit. This paper focuses on the optimisation of a biomass power plant which is powered by G50 hardwood chips (Austrian standard for biomass chips). The experiments are conducted at different operating conditions. The overall effect of the enhanced abilities of a reactor on the power generation is examined. The output enthalpy of a generated gas, the gas yield of a reactor and the driving mechanism of the pyrolysis are examined in this analysis. The thermal efficiency of the plant is found to vary from 44 to 47% at 400°C, whereas it is 44 to 48% for running the same unit at 600°C. The transient thermal condition is solved with the help of the lumped capacitance method. The thermal efficiency of the same design, within the constraint limit, is enhanced by 5.5%, whereas the enthalpy of the produced gas is magnified by 49.49% through nonlinear optimisation. The temperature of biomass should be homogenous, and the ramping rate must be very high. The 16% rise in temperature of the reactor is required to reduce the mass yield by 20.17%. The gas yield of the reactor is increased by up to 85%. The thermal assessment indicates that the bed is thermally thin, thus the exterior heat transfer rate is a deciding factor of the pyrolysis in the reactor.
EN
This paper shows the possibility that the mineral coal existing in the mining basins of northern Spain have a high added value. This would facilitate its future use in different fields such as new materials, nanotechnology, energy use in situ, coal bed methane, enhanced coal bed methane and coalmine methane.An analytical study of mineral coal samples is carried out. The samples come from two deposits loca-ted in coal basins of the Cantabrian Mountains. The duly prepared samples are subjected to an activation process. Within this transformation, different treatments are applied to different sub-samples. Some of the sub-samples suffer a previous demineralization by successive attacks with acids, followed by oxidation and pyrolysis. Finally, all of them are activated with CO2 and H2O(steam).The carbonaceous products resulting from each treatment are characterised. The results show that all the pre-treatments used were positive for the textural development of the materials. Likewise, proper management of the processes and of the different operating variables allows the procurement of carbo-naceous materials with a “tailor-made” structural development of the coal type. This material receives the name “activated” and can be employed in specific processes.
EN
Graphitic carbon nitride (g-C3 N4 ) is an attractive photocatalyst, however, its practical photocatalytic applications are still faced with huge challenges. The aim of this research is to identify the correlation between synthetic conditions and properties of the g-C3 N4 and derive an optimum synthesis condition for improving photocatalytic activities of the g-C3 N4. In this study, novel and versatile g-C3 N4 nanosheets were synthesized by the simple thermal pyrolysis of urea. In the synthesis process, the pyrolysis temperature and the heating rate, which can have the most significant influence on the structures and properties of g-C3 N4, were set as variables, and the effects were systematically investigated. When synthesized at a relatively high temperature, the amount of material being synthesized is reduced, however it has been found to represent optical properties suitable for highly efficient photo-catalyst by the increase in the thickness and defects formed in the g-C3 N4nanosheets. The photocatalytic degradation experiment of MB dyes indicated that the highest degradation of 95.2% after the reaction for 120 min was achieved on the g-C3 N4 nanosheets synthesized at 650°C.
14
Content available Rubber waste management
EN
The issue of rubber waste management, among others, due to the intensively developing branch of road transport, and hence a large number of manufactured car tyres, is particularly important for the sustainable development paradigm. Tyres are used not only in internal combustion cars, but also in electric cars, which are considered more ecological. Worn car tyres are not the only type of rubber waste; however, due to the scale of production, they occur most often. The article discusses laws related to this group of waste and methods of its recovery and recycling. All discussed methods of disposal of rubber waste have been characterised in terms of their advantages and disadvantages. An innovative, newly designed pyrolytic installation has also been discussed.
EN
The purpose of the work is a technical and technological justification for the creation of an industrial production of a multifunctional silica-carbon material from rice husk. The proposed method involves thermal processing (pyrolysis) of rice husk at a temperature of 600-650 ° C to produce silica-carbon material and pyrolysis gas. The silica-carbon contains 48-53% C, 37-40% SiO2 and 10-15% hydrocarbons, it is non-toxic, non-flammable and non- explosive. Pyrolysis gas contains, % mass: CH4 - 35; СО - 20; H2 - 5, CO2 - 27; H2O - 10; N2 - 3, and has a calorific value of about 12500kJ / m3. The pyrolysis gas is used as an energy fuel. It is burned in a heat generator, and its combustion products with a temperature of more than 900 ° C are used to heat the pyrolysis reactor. The main elements of the thermal processing (pyrolysis) unit of the rice husk are selected. A circuit diagram of the apparatus is shown, the main ones being a rotating pyrolysis reactor, a pyrolysis gas combustion apparatus, and a silica-carbon cooling apparatus. The material and thermal balances of the process of pyrolysis of rice husk are fulfilled. The output of silica-carbon from rice husks is 33.3%, and of pyrolysis gas 66.7%. According to the heat engineering calculation, the amount of heat at the combustion of pyrolysis gas is 1.8 times higher than necessary value for heating the rice husks in the reactor. Excess heat is supposed to be sent to heat water in the heat exchanger and use it for domestic needs. The industrial module for industrial use is designed for processing 5000 tons of rice husks a year to produce 1750 tons of silica-carbon is offered. Silica-carbon is a polyfunctional material and can be used as a filler of elastomers and carbon structural materials, and also as a fodder additive in poultry farming. Considering the great demand for Kazakhstan and the world in this material, the creation of its production is very topical.
PL
Celem pracy jest techniczne i technologiczne uzasadnienie stworzenia przemysłowej produkcji wielofunkcyjnego materiału krzemionkowo-węglowego z łuski ryżowej. Proponowana metoda polega na obróbce termicznej (piroliza) łuski ryżowej w temperaturze 600-650°C w celu wytworzenia materiału krzemionkowo-węglowego i gazu pirolizacyjnego. Krzemionka - węgiel zawiera 48-53% C, 37-40% SiO2 i 10-15% węglowodorów, jest nietoksyczna, niepalna i niewybuchowa. Gaz pirolityczny zawiera (% masowy): CH4 - 35; SO - 20; H2 - 5, CO2 - 27; H2O - 10; N2 - 3 i ma wartość opałową około 12500kJ/m3. Gaz z pirolizy jest wykorzystywany jako paliwo energetyczne. Jest on spalany w generatorze ciepła, a jego produkty spalania o temperaturze powyżej 900°C są wykorzystywane do ogrzewania reaktora do pirolizy. Opisane są główne elementy jednostki przetwarzania termicznego (pirolizy) łuski ryżu. Pokazano schemat aparaturowy, z których głównym elementem jest obracający się reaktor do pirolizy, aparat do spalania gazu do pirolizy oraz urządzenie do chłodzenia materiału krzemionkowo-węglowego. Spełnione jest bilans materiałowy i cieplny procesu pirolizy łuski ryżowej. Wydajność krzemionki węglowej z łusek ryżu wynosi 33,3%, a gazu pirolitycznego 66,7%. Zgodnie z obliczeniami inżynierii cieplnej, ilość ciepła przy spalaniu gazu pirolitycznego jest 1,8 razy większa, niż wartość niezbędna do ogrzania łusek ryżu w reaktorze. Nadmiar ciepła ma być przekazywany do wody grzewczej w wymienniku ciepła i wykorzystywany na potrzeby gospodarstwa domowego. Moduł przemysłowy do użytku przemysłowego przeznaczony jest do przetwarzania 5000 ton łusek ryżu rocznie w celu wyprodukowania 1750 ton krzemionki i węgla. Krzemionka węglowa jest materiałem wielofunkcyjnym i może być stosowana jako wypełniacz elastomerów i węglowych materiałów konstrukcyjnych, a także jako dodatek paszowy w hodowli drobiu. Biorąc pod uwagę duży popyt na ten materiał w Kazachstanie i na świecie, stworzenie jego produkcji jest bardzo aktualne.
16
Content available remote Żywica mocznikowo-formaldehydowa : wady i zalety
PL
Przedstawiono dwa oblicza żywicy mocznikowo- formaldehydowej (UF) – jako substancji chemicznej szeroko wykorzystywanej w wyrobach drewnopochodnych oraz jako zanieczyszczenia chemicznego, gdy wyrób ten staje się odpadem. Analizę oparto na badaniach termograwimetrycznych TG/MS/FTIR oraz kalorymetrycznych DSC. Proces pirolizy obejmował wyznaczenie zmian masy, określenie efektów cieplnych oraz identyfikację lotnych produktów rozkładu. Żywica UF ma szerokie zastosowanie jako materiał wiążący w produktach drewnopochodnych, z tego powodu wyniki jej analizy zestawiono z wynikami analizy odpadu panelu podłogowego. Wskazano dobre i złe strony stosowania żywicy UF oraz jej wpływ na tworzenie się produktów lotnych w procesie pirolizy paneli podłogowych. Pokazano również położenie tej substancji na diagramie Van Krevelena, analizując możliwość jej termicznego rozkładu jako metody zagospodarowania odpadu niebezpiecznego.
EN
A com. urea formaldehyde resin was studied for thermal decompn. by thermogravimetry and calorimetry to det. thermal effects, mass loss and compn. of volatile products. The process was recommended for utilization of the resinbased wastes.
PL
Celem badań było porównanie wyników termicznego rozkładu materii organicznej przy zastosowaniu różnych metod badawczych. Eksperymenty wykonano dla oceny metod interpretacyjnych w charakterystyce potencjału generacyjnego skał macierzystych. Badania przeprowadzono dla próbek łupków menilitowych, uznanych na podstawie wieloletnich badań geochemicznych za dobrej jakości skały macierzyste. Próbki reprezentowały warstwy menilitowe jednostki śląskiej, pobrane z karpackich odsłonięć powierzchniowych. Badania przy zastosowaniu znanych metod: pirolizy Rock-Eval (RE), metody termograwimetrycznej i kalorymetrycznej (TG/DSC) oraz metody pirolizy połączonej z analizą chromatografii gazowej (PY-GC), były wykonywane na tych samych próbkach – zarówno na próbkach skalnych, jak i na wyizolowanym kerogenie. Takie zintegrowane badania nie były dotychczas prowadzone na żadnym materiale skalnym. Zastosowane metody badawcze wykazały znaczną porównywalność otrzymanych wyników. Znaleziono szereg korelacji pomiędzy parametrami z poszczególnych metod, między innymi: ilości węglowodorów wydzielonych podczas PY-GC w przedziale temperatur 300–650°C, a parametrem S2 z RE oraz ubytkiem masy w analizie TG w tym samym przedziale temperatur; wartości S2 próbek skalnych oraz kerogenu z ubytkiem masy w efekcie pirolizy z analizy TG/DSC w temperaturach z zakresu 300–650°C; wartości temperatury maksimum piku S2 (Tpk2) próbek skalnych z temperaturą maksymalnego ubytku masy podczas analizy TG; zawartości węgla rezydualnego (RC) z analizy RE próbek skały i kerogenu z ubytkiem masy w efekcie spalania rezydualnej materii organicznej z analizy TG/DSC w temperaturach z zakresu 650– 1050°C. Ubytek masy, oznaczony podczas analizy termograwimetrycznej, zestawiony z procentowym udziałem poszczególnych frakcji węglowodorowych, w których znaczący udział mają frakcje C9+ potwierdza ropotwórczy charakter substancji organicznej zawartej w warstwach menilitowych. Badania porównawcze metod pirolitycznych: Rock Eval, TG/DSC oraz PY-GC dowiodły kompatybilności wyników uzyskanych wszystkimi metodami. Każda z metod ponadto umożliwia pozyskanie wzajemnie uzupełniających się informacji odnośnie zawartości TOC, stopnia dojrzałości termicznej, jak i typu generowanych węglowodorów oraz innych niewęglowodorowych związków. Przeprowadzone testy oraz wykonane korelacje pokazały celowość stosowania zespołu metod termicznych dla pozyskania kompletnych informacji dotyczących skał macierzystych.
EN
The aim of the research was to compare the results of the thermal decomposition of organic matter using different research methods. Experiments were carried out to assess interpretation methods in the characterization of the generation potential of source rocks. The research was conducted for samples of Menilite shales, recognized on the basis of long-term geochemical studies as good quality source rocks. The samples represented the Menilite Beds of the Silesian Unit, taken from the outcrops in the Carpathians. Research using known methods: Rock-Eval pyrolysis (RE), thermogravimetric and calorimetric methods (TG/DSC), and pyrolysis methods combined with gas chromatography analysis (PY-GC), were performed on the same samples- both on rock samples, as well as isolated kerogen. Such integrated studies have so far not been conducted on any rock material. The applied research methods showed a significant comparability of the results obtained. A number of correlations were found between the parameters from individual methods, including: the amount of hydrocarbons separated during PY-GC in the temperature range of 300–650°C, and the parameter S2 from RE, and mass loss in the TG analysis in the same temperature range; S2 values of rock samples and kerogen with weight loss as a result of pyrolysis from TG/DSC analysis at temperatures in the range of 300–650°C; temperature values of the maximum peak S2 (Tpk2) of rock samples with the maximum mass loss temperature during TG analysis; residual carbon content (RC) from RE analysis of rock and kerogen samples with a mass loss as a result of burning residual organic matter from TG/DSC analysis at temperatures in the range of 650–1050°C. The mass loss determined during thermogravimetric analysis, combined with the percentage share of individual hydrocarbon fractions, in which the C9+ fraction is significant, confirms the high petroleum potential of the organic substance contained in the Menilite Beds. Comparative studies of pyrolytic methods: Rock Eval, TG/DSC and PY-GC have proved the compatibility of the results obtained with all methods. Each of the methods also makes it possible to obtain mutually complementary information relating to the TOC, the degree of thermal maturity and type of generated hydrocarbons and other non-hydrocarbon compounds. The conducted tests and performed correlations showed the usefulness of a set of thermal methods to obtain complete information on source rocks.
PL
Urządzenia pozwalające poddawać próbkę procesowi pirolizy w precyzyjnie określonych warunkach to pirolizery. Mogą one być łączone z różnymi aparatami, takimi jak chromatografy gazowe (z detektorami FID), spektrometry masowe oraz izotopowe spektrometry masowe. Zestawy GC-IRMS pozwalają na uzyskanie wartości δ13C poszczególnych związków z mieszaniny bez konieczności fizycznego jej rozdziału (rozdział następuje dzięki kolumnie chromatograficznej). Połączenie zestawu GC-IRMS z pirolizerem w układzie on-line pozwala na określanie składu izotopowego produktu pirolizy, a w zasadzie poszczególnych związków chemicznych produktu pirolizy. Praca przedstawia wyniki analiz produktów pirolizy próbki łupku sylurskiego. Otrzymywane produkty pirolizy to: metan, eten, etan, propylen, propan, 1-buten, n-butan oraz ditlenek węgla. Wykorzystana aparatura to spektrometr masowy Delta V Advantage firmy Thermo Scientific wraz z chromatografem Trace GC Ultra (kolumna kapilarna HP-PLOT Q, 30 m) i pirolizerem Pyroprobe 6150 (temperatura pirolizy 1000C, izoterma 30 sekund). Układ połączony on-line za pośrednictwem ConFlo IV. Metodyka Py-GC-IRMS oznaczeń składu izotopowego węgla gazowych produktów pirolizy została skalibrowana i sprawdzona poprzez ocenę powtarzalności i liniowości. Charakter oznaczeń składu izotopowego nie pozwala na określenie: granicy oznaczalności, granicy wykrywalności oraz obciążenia metody. Wszystkie wartości względnych odchyleń standardowych są poniżej pięciu procent (najniższe dla metanu: 0,6%), co jest wynikiem zadowalającym i potwierdzającym, że metoda daje powtarzalne rezultaty. Na podstawie przeprowadzonych badań uznano, że liniowość nie powinna być oceniana dla tej metody, a brak spełnienia kryterium liniowości nie świadczy o gorszych wynikach.
EN
Devices allowing to perform a pyrolysis process under precisely defined conditions are pyrolyzers. They can be combined with various apparatus such as gas chromatographs (with FID detector), mass spectrometers and isotopic mass spectrometers. The GC-IRMS kits allow to obtain δ13C values of individual compounds from the mixture without the necessity of physical separation (the separation takes place in the chromatographic column). The combination of the on-line GC-IRMS kit with the pyrolyzer allows to determine the isotopic composition of the pyrolysis product (the individual chemical compounds of the pyrolysis product). The paper presents the results of analyses of the Silurian shale pyrolysis products. The pyrolysis products obtained are: methane, ethene, ethane, propylene, propane, 1-butene, n-butane and carbon dioxide. The apparatus used is a Thermo Scientific Delta V Advantage mass spectrometer with a Trace GC Ultra chromatograph (HPPLOT/Q capillary column, 30 m) and Pyroprobe 6150 pyrolyzer (pyrolysis temperature 1000°C, isothermal 30 seconds). The Py-GC-IRMS methodology for determining the carbon isotopic composition of pyrolysis gas products has been calibrated and verified by evaluating repeatability and linearity. The nature of isotopic composition determinations does not allow to determine: the limit of quantification, the limit of detection and the method bias. All values of relative standard deviations are below five percent (the lowest for methane 0.6%), which is satisfactory and confirms that the method is reproducible. Linearity should not be evaluated for this method, and the lack of fulfillment of the linearity criterion does not indicate worse results.
PL
Celem niniejszej pracy jest przedstawienie szybkiej metody oceny typu wolnych węglowodorów, występujących w profilu otworu, wykorzystującej jako narzędzie pirolizę połączoną z chromatografią gazową (Py-GC). Metoda ta, jako alternatywa dla dotychczas stosowanych – pirolizy Rock-Eval i ekstrakcji rozpuszczalnikowej, mogłaby służyć do typowania poziomów do bardziej szczegółowych badań. W tym celu wykonano badania porównawcze rdzeni pochodzących ze strefy akumulacji ropy naftowej w utworach dolomitu głównego na Niżu Polskim. Wyniki eksperymentów Py-GC prowadzonych w 350°C z detekcją desorbowanych związków na detektorze płomieniowo-jonizacyjnym (Py-GC/FID) dowiodły pozytywnej korelacji z ilością wolnych węglowodorów (S1) uwalnianych w 300°C podczas pirolizy Rock-Eval oraz zawartością ekstrahowalnej substancji organicznej (ESO). Metoda Py-GC/FID ma jednak tę przewagę nad pozostałymi dwiema metodami, że otrzymany chromatogram pokazuje dystrybucję desorbowanych węglowodorów i umożliwia obliczenie niektórych wskaźników geochemicznych, co pozwala na wstępną charakterystykę akumulacji. Ocenę przydatności metody w aspekcie charakterystyki uwalnianych produktów przeprowadzono, wykonując dla kilku badanych rdzeni analizy chromatograficzne GC-FID frakcji nasyconej ekstraktu bitumicznego i obliczając na ich podstawie wskaźniki geochemiczne. Wyniki porównania wykazały generalnie podobieństwo dystrybucji węglowodorów, a dla niektórych próbek również zgodność obliczonych wskaźników. Na tej podstawie należy uznać, że dystrybucja produktów desorpcji Py-GC/FID skał w 350°C pozwala na uzyskanie części informacji dostarczanych przez analizę chromatograficzną GC-FID frakcji nasyconej ekstraktu bitumicznego bez konieczności wstępnej preparatyki chemicznej materiału rdzeniowego, co znacznie skraca czas i obniża koszty analizy. Dystrybucja desorbowanych węglowodorów w korelacji z wynikami pirolizy Rock-Eval może stanowić narzędzie typowania poziomów do szczegółowej charakterystyki geochemicznej. Procedura poszerza zakres badań geochemicznych o kolejną metodę wnoszącą wkład do rozpoznania basenów naftowych.
EN
The purpose of this work was to present a quick method for assessing the type of free hydrocarbons occurring in the borehole profile, using pyrolysis combined with gas chromatography (Py-GC) as a tool. This method, as an alternative for the previously used – Rock Eval pyrolysis and solvent extraction – could be used to select levels for more detailed research. For this purpose, comparative tests were carried out of cores originating from the oil accumulation zone in the Main Dolomite formations in the Polish Lowlands. The results of Py-GC experiments carried out at 350ºC with the detection of desorbed compounds on the flame ionization detector (Py-GC/FID) showed a positive correlation with the amount of free hydrocarbons (S1) released at 300ºC during Rock-Eval pyrolysis and the content of extractable organic substance (ESO). However, the Py-GC/FID method has the advantage over the other two methods in that the resulting chromatogram shows the distribution of desorbed hydrocarbons and makes it possible to calculate some geochemical indicators, allowing the preliminary characterization of accumulation. The assessment of the method’s usefulness in terms of the characteristics of released products was carried out by performing GC-FID chromatographic analyses of the saturated fraction of bituminous extract for several tested cores and calculating the geochemical indices on their basis. The results of the comparison generally demonstrated a similarity of hydrocarbon distribution, and for some samples also compliance with the calculated indices. On this basis, it should be considered that the distribution of Py-GC/FID desorption products of rocks at 350ºC allows obtaining part of the information provided by GC-FID chromatographic analysis of the saturated fraction of the bituminous extract without the need for chemical pre-treatment of the core material, which significantly reduces the time and costs of analysis. The distribution of desorbed hydrocarbons in correlation with the results of Rock Eval pyrolysis can be a tool for selecting levels for detailed geochemical recognition. The procedure extends the scope of geochemical research with another method contributing to the recognition of oil basins.
PL
W obrębie polskiej części Karpat zewnętrznych – w jednostce śląskiej występują warstwy istebniańskie, które mogą stanowić źródło generacji węglowodorów wypełniających pułapki złożowe. Przeprowadzono geochemiczną analizę substancji organicznej rozproszonej w utworach istebniańskich. Badaniom poddano 23 próbki pochodzące z trzech otworów: Draganowa-1, Osobnica-136, Osobnica-138. Badania prowadzone były na próbkach skalnych oraz wyseparowanym kerogenie. Próbki poddane zostały analizie pirolitycznej Rock-Eval, analizie elementarnej kerogenu oraz jego pirolizie sprzężonej z chromatografią gazową (PY-GC), a także badaniom biomarkerów. Na podstawie badań Rock-Eval oraz analizy elementarnej kerogenu stwierdzono, że substancja organiczna występująca w warstwach istebniańskich zawiera kerogen III typu. Dojrzałość termiczna materii organicznej osiągnęła zakres okna ropnego przy wartościach Tmax z zakresu 425–438°C. Zawartość węgla organicznego rozproszonego w badanych skałach waha się w przedziale od 0,20% do 6,62%. Na podstawie wykonanych badań wytypowano poziom charakteryzujący się najlepszymi parametrami w kontekście macierzystości. Są nim dolne warstwy istebniańskie górnej kredy z otworu Draganowa-1, dla których średnia zawartość węgla organicznego TOC wynosi 2,72%. Badania PY-GC wskazały na mieszany charakter generacyjny kerogenu, który może produkować lekkie, jak i ciężkie węglowodory. Badania biomarkerów potwierdzają zmienny charakter substancji organicznej z przewagą materiału lądowego oraz z obecnością substancji morskiej. Wskaźnik CPI wskazuje na niską jej dojrzałość. Duża zmienność w składzie bituminów może dowodzić istnienia procesów migracyjnych, które zachodziły w obrębie warstw istebniańskich. Różnice te w próbce pobranej z facji piaszczystej mogą świadczyć o jej zbiornikowym charakterze, co w połączeniu z bliskim sąsiedztwem skały macierzystej korzystnie wpływa na przetrwanie wygenerowanych węglowodorów.
EN
Within the Silesian unit there are Istebna Beds which can be an additional source of the hydrocarbons filling the reservoir traps. The present work is focused on the geochemical analysis of organic matter dispersed in the Istebna deposits. 23 samples from three wells: Draganowa-1, Osobnica-136 and Osobnica-138 were analyzed. The research was carried out on rock samples and isolated kerogen. Rock-Eval pyrolytic analysis, elemental analysis, pyrolysis coupled with gas chromatography (PY-GC) and biomarker analysis were used to provide data. Based on the Rock-Eval analysis and the elemental analysis, it was found that the organic matter present in the Istebna Beds contains type III kerogen. Thermal maturity of organic matter achieved the oil window and Tmax values range from 425°C to 438°C. The organic carbon content dispersed in the studied rocks varies between 0.20 and 6.62%. Based on the performed research the horizon with the best maturity parameters were selected. These are the Lower Istebna Beds of the Upper Cretaceous from the Draganowa-1 well, for which the average content of total organic carbon is 2.72%. The PY-GC analysis pointed to the mixed character of the kerogen, which can produce light as well as heavy hydrocarbons. Studies of biomarkers confirm the variable nature of organic matter with the predominance of terrestrial material and the presence of marine matter. The CPI indicator indicates low maturity of organic matter. The high variability in the composition of bitumens may indicate the existence of migration processes that occurred within the Istebna Beds. These differences in the sample of the sandy facies may indicate its reservoir character, which in combination with the close vicinity of the source rock favorably affects the preservation of the generated hydrocarbons.
first rewind previous Strona / 14 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.