Wpływ składu osadów ściekowych na zapłon mieszanin pyłowo-powietrznych

• Autorzy: Hrycaj, G. , Król, K. , Ferens, W. , Rybak, W.

Warianty tytułu

EN

Influence of composition of sewage sludge on air-dust blends ignition

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Gwałtowny rozwój sieci kanalizacyjnej, wzrost ilości oczyszczalni ścieków oraz modernizowanie istniejących obiektów sprawia, że w Polsce dynamicznie rośnie ilość produktu ubocznego oczyszczania ścieków, którym jest osad ściekowy. Jednym z preferowanych sposobów utylizacji osadów jest utylizacja termiczna, która może być przeprowadzana min. za pomocą tzw. współspalania z węglem kamiennym bądź brunatnym w paleniskach pyłowych istniejących kotłów pyłowych energetyki zawodowej. Aby proces współspalania był prowadzony wydajnie i bez szkody dla instalacji kotłowej należy poszerzyć wiedzę na temat zapłonu mieszanin pyłowo-powietrznych zawierających osady ściekowe, ponieważ zapłon mieszaniny pyłowej może mieć zasadniczy wpływ na sprawność kotła oraz jego uciążliwość dla środowiska naturalnego. Zjawisko zapłonu węgli kamiennych i brunatnych jest dostatecznie poznane [1,2], natomiast w chwili obecnej brak jest wiedzy na temat zapłonu osadów ściekowych traktowanych jako paliwo oraz mieszanin paliwowych zawierających osady ściekowe. Wyznaczanie charakterystyk zapłonu przeprowadzono na stanowisku badawczym szczegółowo opisanym w pracy [1]. W niniejszej pracy wyznaczono charakterystyki temperaturowo-czasowe, ponadto uzyskano minimalne czasy zapłonu oraz czasy zapłonu dla temperatury 650°C dla trzech różnych osadów ściekowych oraz ich mieszanin z wybranym węglem kamiennym i węglem brunatnym, w trzech różnych proporcjach wagowych. Poszukiwano związku pomiędzy właściwościami fizykochemicznymi badanych osadów ściekowych (analiza techniczna, analiza elementarna, kaloryczność, szybkość odgazowania i spalania pozostałości koksowej) - wynikającymi z ich źródła pochodzenia, a zapłonem utworzonej z nich chmury pyłowo-powietrznej. Wykazano, że źródło pochodzenia osadu ściekowego oraz technologia oczyszczania ścieków mają znaczący wpływ na minimalną temperaturę oraz czas indukcji zapłonu chmury pyłowo-powietrznej.

EN

Intensive growth of sanitation systems size, number of sewage treatment plants and modernization of the existing sewage treatment plants causes dynamic increase of the amount of produced sewage treatment by-product – sewage sludge. One of the preferred utilization methods is thermal degradation, which should be conducted by co-firing with lignite, or bituminous coals in existing pulverized-fuel fired furnaces. It is necessary to broaden knowledge concerning combustion of dust-air mixtures including sewage sludge for securing the efficient and safe co-firing, because ignition has essential impact on boiler efficiency. Ignition phenomenon of bituminous and lignite coals is already well known [1, 2], but there is a lack of knowledge about ignition of sewage sludge and sludge-coal blends. Determination of ignition characteristics was conducted on device, which is described in detail in paper [1]. Time versus temperature characteristics were obtained in this work, also minimal temperatures of ignition and time of ignition in 650° were measured for three various sewage sludge and their blends with chosen bituminous and lignite coal in three different mass shares. Correlations between fuel proprieties of examined sewage sludge (as proximate analysis, ultimate analysis, calorific value, devolatization and char combustion rate) and behaviour of dust-air cloud during ignition were evaluated. Influence of the origin of sewage sludge and sewage treatment technology on minimal temperature of ignition and ignition delay were demonstrated.

Słowa kluczowe

PL

osady ściekowe; proces współspalania; utylizacja termiczna

• Czasopismo: Archiwum Spalania
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 8, nr 1-2
• Strony: 9-18
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Hrycaj, G.

autor

Król, K.

autor

Ferens, W.

autor

Rybak, W.

• Politechnika Wrocławska, Instytut Techniki Cieplnej i Mechaniki Płynów, Zakład Inżynierii i Technologii Energetycznych Wybrzeże Wyspiańskiego 27 50-370 Wrocław, tel. [phone],

Bibliografia

• [1] Cisowski R., Zapłon mieszaniny pyłowo-powietrznej. Rozprawa doktorska, Politechnika Wrocławska, Wrocław 2004
• [2] Moroń W., Charakterystyki spalania mieszanin węglowych. Rozprawa doktorska, Politechnika Wrocławska, Wrocław 2005
• [3] Werther J., Ogada T., Sewage sludge combustion. Progress in Energy and Combustion Science 25 (1999) 55-116
• [4] Shizumu T., Toyono M., Emissions of NOx and N2O during co-combustion of dried sewage sludge with coal in a circulating fluidized bed combustor, Fuel 86 (2007) 2308-2315
• [5] Lopes H., Gulyurtlu I., Cabrita I., Control of pollutants during FBC combustion of sewage sludge, Ind. Eng. Chem. Res. (2004) 5540-5547
• [6] Leckner B., Amand L.-E., Lucke K., Werther J., Gaseous emissions from co-combustion of sewage sludge and coal/wood in fluidized bed, Fuel 83 (2004) 477-486
• [7] Hrycaj G., Król K., Moroń W., Ferens W., Spalanie osadów ściekowych, Archiwum Spalania 6 (2006) 143-151