Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Możliwości zastosowania popiołów lotnych ze spalania węgla kamiennego w kotłach wodnych do sekwestracji CO2 na drodze mineralnej karbonatyzacji

100%

Uliasz-Bocheńczyk A.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2008

|

tom Tom 10

567-574

EN

CO2 sequestration via mineral carbonation is one of the reduction methods of anthropogenic emission of CO2. It is based on permanent, and at the same time, ecologically safe CO2 bonding through mineral resources or waste. For CO2 bonding there may be used the alkaline mineral waste, f.ex: fly ash, originating from professional power industry plants - the greatest source of anthropogenic emission of CO2 in Poland. In the article there have been presented the results of examination of carbonation extent for ash aqueous suspension, prepared on the basis of fly ash from hard coal combustion. The findings on carbon dioxide absorption through fresh ash aqueous suspension have been shown, as well as the extent of its bonding in the hardened suspensions. On the basis of thermogravimetric analyses supplemented with phase composition examinations with the use of roentgenographic method and microstructure examinations with the use of a scanning microscope. There has been carried out an analysis of the impact of carbon dioxide insertion on the leachability of the ions: Cl-, SO4, As, total Cr, Cd, Cu, Pb, Hg, S (sulphide), on the basis of results of leachability examinations from ash suspension with water before and after CO2 insertion, as well as the influence of carbon dioxide insertion on pH of leachates and the chemical oxygen demand (COD). It was affirmed as the result of thermogravimetric investigations of ash-water suspension without introduction of CO2, content of CaCO3 was 0.75 %, and in suspensions with introduced CO2, content of CaCO3 was 2.27% [24], which confirms that processes of mineral carbonation takes place. Investigations of leachability showed increased concentration of Zn and the content of chlorides and sulfates in suspensions with introduced CO2. Concentration of determined elements in extracts of ash-water suspensions "clean" and with the addition of CO2 fulfilled standards of PN-G-11011. Sequestration of CO2 via mineral carbonation is an interesting option of limitation of anthropogenic emission of CO2. Use of wastes for bonding CO2 seems particularly interesting. In case of Poland, where production of electric and thermal energy in plants of professional energetics is based on coal incineration, the waste which used for bonding CO2 is produced in large quantities fly ash.

2

Mineral sequestration of CO2 in suspensions containing mixtures of fly ashes and desulphurization waste

100%

Uliasz-Bocheńczyk A.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2010

|

tom T. 26, z. 4

109-118

EN

Mineral sequestration of CO2 in wastewater suspensions is a method which allows both for economic applications of waste and for the reduction of anthropogenic emissions of carbon dioxide at the same time. It can also be used as a method of waste processing which decreases the leaching of some pollutants. The research was conducted using two kinds of aqueous suspensions of fly ashes and desulphurization waste mixtures from the Siersza and Łaziska power plants. A theoretical binding capacity of the mixtures was calculated. The results of research into CO2 binding in aqueous solutions of fly ashes and desulphurization waste mixtures and into the influence of subjecting them to the effects of carbon dioxide on the leachability of pollutants were presented. Based on thermogravimetric research the degree of CO2 binding in the analyzed suspensions was calculated. The research showed an influence of mineral carbonation on the decrease in certain pollutants' leaching from the discussed suspensions subjected to the effects of CO2.

PL

Mineralna sekwestracja CO2 w zawiesinach odpadowo-wodnych jest metodą, która pozwala na równoczesne gospodarcze wykorzystanie odpadów oraz redukcję antropogenicznej emisji ditlenku węgla. Może być również stosowana jako metoda obróbki odpadów, ograniczająca wymywalność z nich niektórych zanieczyszczeń. Badania przeprowadzono na dwóch rodzajach zawiesin wodnych mieszanin popiołów z produktami odsiarczania z El. Siersza i El. Łaziska. Obliczono teoretyczną pojemność związania tych mieszanin. Przedstawiono wyniki badań związania CO2 w zawiesinach wodnych mieszanin popiołów lotnych z odpadami z odsiarczania oraz wpływu poddania ich działaniu ditlenku węgla na wymywalność zanieczyszczeń. Na podstawie badań termograwimetrycznych obliczono stopień związania CO2 w analizowanych zawiesinach. Badania wykazały wpływ mineralnej karbonatyzacji na redukcję wymywalności określonych zanieczyszczeń z omawianych zawiesin poddanych działaniu CO2.

3

Waste used for CO2 bonding via mineral carbonation

100%

Uliasz-Bocheńczyk A.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2007

|

tom T. 23, z. 4

121-128

EN

CO2 sequestration via mineral carbonation is an ecologically safe way of its utilization. Owing to the processes occurring whilst mineral carbonation, CO2 is strongly bonded and stable thermodynamic products come into being, neutral to the environment, in the form of carbonates, that exist naturally in the environment. For CO2 bonding the following natural resources may be employed: olivine as well as mineral waste. The examples of CO2 sequestration by means of mineral carbonation with the application of varied mineral waste have been presented in the article.

PL

Sekwestracja CO2 na drodze mineralnej karbonatyzacji jest bezpiecznym ekologicznie sposobem jego utylizacji. W wyniku procesów zachodzących na drodze mineralnej karbonatyzacji CO2 jest trwale wiązany i powstają termodynamicznie stabilne produkty, obojętne dla środowiska w postaci węglanów naturalnie występujących w środowisku. Do wiązania CO2 mogą być stosowane surowce naturalne takie jak np. oliwiny, ale również odpady mineralne. W artykule przedstawiono przykłady sekwestracji CO2 na drodze mineralnej karbonatyzacji przy zastosowaniu różnych odpadów mineralnych.

4

Wiązanie CO2 w żużlach hutniczych na drodze mineralnej karbonatyzacji. Część 1: Metody wiązania CO2 na drodze bezpośredniej i pośredniej karbonatyzacji

100%

Uliasz-Bocheńczyk A.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2008

|

tom T. 24, z. 1

79-86

PL

Zwiększona emisja CO2 oraz jego negatywny wpływ na zmiany klimatyczne spowodowały intensyfikację badań dotyczących sekwestracji, czyli wychwytywania i utylizacji ditlenku węgla. Jedną z metod utylizacji CO2 jest jego wiązanie na drodze mineralnej karbonatyzacji. Metoda ta polega na wiązaniu CO2 w minerałach naturalnych lub odpadach. Jest to metoda bezpieczna ekologicznie, ponieważ C02 jest trwale wiązany, a powstałe w wyniku reakcji węglany nie mają negatywnego wpływu na środowisko naturalne. Mineralna karbonatyzacja może być przeprowadzana metodą bezpośrednią, w której minerał lub odpad poddawany jest bezpośrednio karbonatyzacji lub pośrednią, w której składniki reaktywne są wstępnie ekstrahowane z matrycy mineralnej, a następnie poddawane reakcji z CO2. Mineralna karbonatyzacja jest interesującą opcją dla redukcji CO2 przy zastosowaniu odpadów, szczególnie tych, które powstają u znaczących emitentów ditlenku węgla. Odpady mają tę przewagę nad stosowaniem surowców naturalnych do wiązania CO2, że nie ponosi się kosztów związanych z ich pozyskaniem. Dodatkową zaletą stosowania odpadów jest fakt, że karbonatyzacja przy ich zastosowaniu jest procesem szybszym niż w przypadku zastosowania naturalnych minerałów. Do wiązania CO2 mogą być stosowane stałe nieorganiczne odpady alkaliczne zawierające CaO i MgO w formie, która może reagować z CO2. Odpadami, takimi są m.in. żużle z hutnictwa żelaza i stali, które stanowią potencjalny materiał do sekwestracji ditlenku węgla na drodze mineralncj karbonatyzacji. Obecnie większość badań dotycząca mineralnej karbonatyzacji przy zastosowaniu żużli hutniczych skierowana jest na opracowanie metody sekwestracji, która byłaby jak najmniej energochłonna i pozwalałaby na gospodarcze wykorzystanie produktów reakcji z CO2. Jednym z najbardziej obiecujących kierunków badań jest określenie możliwości zastosowania mineralnej karbonatyzacji do wytwarzania węglanu wapnia z żużli za pomocą kwasu octowego. W artykule omówiono przegląd opracowanych dotąd możliwości i metod wiązania CO2 przez żużle z hutnictwa żelaza i stali na drodze mineralnej karbonatyzacji bezpośredniej i pośredniej.

EN

The increasing CO2 emission and its negative impact on climate changes has led to the intensification of researches on sequestration, i.e. capture and utilization of carbon dioxide. One of CO2 utilization methods is its bonding via mineral carbonation. This method rests on bonding of CO2 in natural minerals or wastes. It is an ecologically safe method as CO2 is permanently bonded, and carbonates originating in the reaction do not influence negatively natural environment. Mineral carbonation may be carried out via direct method with the minerals or wastes undergoing direct carbonation or indirect, with the reactive components pre-extracted from mineral matrix, and then treated with CO2. Mineral carbonation is an interesting option to reduce CO2 by using wastes, in particular, those produced by significant emissioners of carbon dioxide. When the wastes are employed in mineral carbonation, they are used economically. The advantage of wastes usage for CO2 bonding over natural resources is that there are not any costs involved with their acquisition. An additional advantage of wastes usage is the fact that carbonation becomes a faster process compared with natural resources use. For CO2 bonding the permanent inorganic alkaline wastes containing CaO and MgO can be used, in the form which reacts with CO2. Such types of wastes include among others slags from iron and steel industry, which constitute potential material for carbon dioxide sequestration via mineral carbonation. Nowadays, most of researches on mineral carbonation with the use of metallurgical slags are aimed at elaborating a sequestration method which is least power-consuming and allows economic usage of CO2 reaction products. One of the most promising research directions is determination of possibilities of mineral carbonation use for calcium carbonate production from steel slags with the employment of acetic acid. In the article, there has been presented a review of possibilities and methods, worked out up to the present moment, of CO2 bonding through slags from iron and steel industry via direct and indirect mineral carbonation.

5

Wpływ dodatków mineralnych i domieszki Addiment 1H na własności świeżych mieszanin stosowanych w górnictwie podziemnym do uszczelniania i wypełniania pustek

100%

Uliasz-Bocheńczyk A.

Górnictwo / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

|

1999

|

tom R. 23, z. 2

109-121

PL

Specyficzne warunki panujące w górotworze powodują konieczność poszukiwania sposobów kształtowania właściwości technologicznych świeżych i stwardniałych mieszanin, tak aby mogły one spełniać zróżnicowane w szerokim zakresie wymagania stawiane mieszaninom uszczelniającym i wypełniającym stosowanym w górnictwie podziemnym. W artykule przedstawiono wpływ dodatków mineralnych oraz chemicznej domieszki firmowej na kształtowanie się cech użytkowych świeżych mieszanin uszczelniających i wypełniających sporządzanych na bazie odpadów energetycznych jakimi są popioły lotne i popioły lotne z produktami odsiarczania.

EN

Specific conditions prevalent in the formation cause necessity research of manners formation of technological propriety recent and hardened mixtures, so that canned they to realize diverse in wide range of requirement placed to mixtures making water-tight and filling practical in underground mining. In the article one introduced influence of additions mineral and chemical of a firm admixtures on formation oneself of useful features of recent mixtures making water-tight and filling prepared on base of waste material energetistic which one are swift ashes and swift ashes with products of desulphurization.

6

Wpływ dodatków mineralnych i domieszki ADDIMENT IH 1 na własności stwardniałych mieszanin stosowanych w górnictwie podziemnym do uszczelniania i wypełniania pustek

100%

Uliasz-Bocheńczyk A.

Górnictwo / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

|

1999

|

tom R. 23, z. 3

141-152

PL

Stwardniałe mieszaniny stosowane do uszczelniania i wypełniania pustek podziemnych powinny charakteryzować się szeregiem odpowiednich własności, takich jak: wysoka wytrzymałość, niska przepuszczalność itd. W artykule przedstawiono wpływ dodatków mineralnych i domieszki firmowej ADDIMENT na własności mieszanin popiołowo-wodnych. Wprowadzenie dodatków mineralnych i domieszki poprawia własności mieszanin popiołowo-wodnych, tak że spełniają one wymagania stawiane mieszaninom uszczelniającym i wypełniającym pustki stosowanym w górnictwie podziemnym.

EN

Hardened practical mixtures to making water-tight and of filling of underground emptinesses should be characterized with row suitable properties, such as: high endurance, low penetrability etc. In article one introduced influence of additions mineral and of a firm admixtures ADDIMENT on properties of mixtures fly ashes with water. Introduction of additions mineral and admixtures improves properties of mixtures fly ashes with water, so that realize they requirements placed to mixtures making water-tight and filling emptinesses practical in underground mining.

7

Mineralna sekwestracja CO2 przy zastosowaniu zawiesin wodnych wybranych popiołów lotnych ze spalania węgla brunatnego

100%

Uliasz-Bocheńczyk A.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2011

|

tom T. 27, z. 1

145-153

PL

Popioły lotne ze spalania węgla brunatnego są odpowiednim materiałem do sporządzania zawiesin dla wiązania CO2 na drodze mineralnej karbonatyzacji. Ze względu na ich ograniczone wykorzystanie gospodarcze, mineralna sekwestracja CO2, jako etap technologii CCS dla elektrowni spalających węgiel brunatny, może być dobrym sposobem ich zagospodarowania. Do badań mineralnej sekwestracji CO2 wykorzystano popioły lotne ze spalania węgla brunatnego w Elektrowni Pątnów charakteryzujące się wysoką zawartością tlenku wapnia i wolnego CaO. Badania składu fazowego zawiesin potwierdziły zachodzenie procesu karbonatyzacji, któremu uległ cały wodorotlenek wapnia zawarty w 'czystych' zawiesinach popiołowych. Stopień związania CO2 określono na podstawie badań termograwimetrycznych, stwierdzając wzrost zawartości CaCO3 w zawiesinach po wprowadzeniu do nich ditlenku węgla. Konsekwencją karbonatyzacji jest również obniżenie pH zawiesiny. W badanych zawiesinach stwierdzono zmniejszenie wymywalności wszystkich zanieczyszczeń. Uzyskane wyniki porównano z rezultatami wcześniej przeprowadzonych badań popiołów z tej samej elektrowni, ale różniących się składem chemicznym. Badania potwierdziły, że zawiesiny wodne popiołów ze spalania węgla brunatnego w Elektrowni Pątnów, niezależnie od ich składu, charakteryzują się wysokim stopniem karbonatyzacji.

EN

Fly ashes from the combustion of lignite coal are suitable materials for the creation of suspensions in which CO2 is bound by mineral carbonation. Considering their limited economic uses, mineral sequestration, as a stage of the CCS technology in lignite coal power plants, can be a way of recycling them. Mineral sequestration of CO2 was researched using fly ashes from the combustion of lignite coal in the Pątnów power plant, distinguished by a high content of CaO and free CaO. Research into phase composition confirmed the process of carbonation of the whole calcium hydroxide contained in pure suspensions. The degree of CO2 binding was determined on the basis of thermogravimetric analysis. A rise in the content of CaCO3 was found in the suspensions after subjecting them to the effects of carbon dioxide. Following carbonation the pH is lowered. A reduction in the leaching of all pollutants was discovered in the studied ashes. The results obtained were compared to earlier research of ashes from the same power plant but with a different chemical composition. Research confirmed that water suspensions of ashes from the combustion of lignite coal in the Pątnów power plant are distinguished for a high degree of carbonation.

8

Właściwości zaczynów uszczelniających żużlowo-alkalicznych w budownictwie podziemnym

100%

Uliasz-Bocheńczyk A.

Przegląd Górniczy

|

2005

|

tom T. 61, nr 1

29-34

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań parametrów technologicznych świeżych zaczynów uszczelniających żużlowo-alkalicznych aktywowanych węglanem sodu i modyfikowanych dodatkami mineralnymi, takimi jak: popioły lotne, cement portlandzki i bentonit.

EN

Results of researeh on technological properties of fresh seal alkalineslag gouts activated by sodium carbonate and modified by mineral additions such as: fly ashes, portland cement and bentonite are presented.

9

Biomasa jako paliwo w energetyce

63%

Uliasz-Bocheńczyk A. , Mokrzycki E.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2015

|

tom Tom 17, cz. 2

900--913

EN

Depletion of conventional fuels and the requirements of the European Union energy policy make the Polish power industry must use more and more renewable energy. The current Directive 2009/28/EC of the European Parliament and of the Council of 23 April 2009 on the promotion of the use of energy from renewable sources and amending and subsequently repealing Directives 2001/77/EC and 2003/30/EC (Text with EEA relevance), recommend establishing mandatory national targets, according to which the in 2020. 20% of energy will come from renewable sources in the Community. This is primarily acquired energy from biomass. The professional power plants can be used in co-firing biomass direct, indirect and parallel. For co-firing of biomass can be used pulverized or fluidized boilers. However, as in the case of each fuel, biomass burning causes pollution and waste generation. Currently in the power industry there are produced only two types of co-incineration of waste: fly ash from peat and untreated wood (10 01 03), bottom ash and fly ash from co-incineration other than those mentioned in 10 01 16 (10 01 17). Wastes from the combustion of biomass, particularly in the form of fly ash can be used in many industries. Using fly ash from biomass in the industry, as in the case of all energetic wastes, may pose a problem related to their variable properties, depending mainly on the type of biomass, as well as in the case of the primary fuel and the type of cofiring boiler. Fly ash from the combustion of biomass is mainly spherical glassy particles of different dimensions, and their basic chemical components are SiO2, CaO and K2O. These ashes contain less vitreous phase consisting mainly of SiO2 and Al2O3. The article presents the amount of biomass used in the power industry. Consumption of biomass growing in both the heat and power plants using coal and lignite in 2012, the power plants and biomass power plants, biomass consumption was – 10 748 339 GJ. Also shows the emissions from the combustion of biomass in the power industry, number and a brief description of the waste generated from the combustion of biomass. The main directions of using the wastes from the biomass combustion biomass are being presented – the building materials industry, agriculture, waste water treatment.

10

Paliwa alternatywne - energetyczne wykorzystanie odpadów w piecach cementowych

63%

Mokrzycki E. , Uliasz-Bocheńczyk A.

Gospodarka Paliwami i Energią

|

2001

|

tom nr 10

17-20

PL

Ustawa Prawo Energetyczne, jak również "Założenia polityki energetycznej Polski do 2020 roku" zobowiązują gminy do racjonalizacji wykorzystania różnych paliw, w tym również niekonwencjonalnych odnawialnych źródeł energii. Do niekonwencjonalnych źródeł energii od kilku lat zaliczane są również paliwa alternatywne. Paliwami alternatywnymi mogą być odpady komunalne i przemysłowe lub ich mieszaniny w stanie stałym oraz ciekłym. Paliwa te charakteryzują się znaczną wartością opałową i mogą być stosowane w zakładach energetycznych lub przemysłowych. Szczególnie predysponowany do stosowania paliw alternatywnych jest przemysł cementowy. Zastosowanie paliw alternatywnych pozwala na ograniczenie zużycia paliw pierwotnych oraz powoduje zmniejszenie ilości ekologicznie uciążliwych odpadów.

EN

Legal Act Energy Policy as well as "Assumptions of Energy Policy for Poland to 2020" predicts, among others, tasks connected with rationalization of different fuels use for communes including use of renewable energy sources. For several years alternative fuels have been considered as sustainable fuels. Alternative fuels can consist of communal and industrial wastes in liquid or solid state. These fuels have significant caloritic value and can be applied to power production and industrial facilities. Industry that is especially suitable for alternative fuel use is cement industry. Application of alternative fuels reduces use of conventional fuels and wastes generation.

11

Ograniczenia w stosowaniu do paliw alternatywnych z odpadów w cementowniach

63%

Mokrzycki E. , Uliasz-Bocheńczyk A.

Gospodarka Paliwami i Energią

|

2002

|

tom nr 4

20-22

PL

Stosowanie paliw alternatywnych w cementowniach niesie ze sobą korzyści ekologiczne i ekonomiczne zarówno dla zakładu jak i dla społeczeństwa. Jednak wykorzystywanie tych paliw napotyka pewne ograniczenia. Przedstawiono główne ograniczenia technologiczne i ekologiczne związane ze stosowaniem paliw z odpadów w cementowniach.

EN

Usage of alternative fuels in cement plants carries ecological and economic advantages both for industry plant and for societies. However using these fuels meets certain limitations. The article presents main technological and ecological limitations connected with usage of fuels from wastes in cement plants.

12

Kinetyczny model sekwestracji dwutlenku węgla w wodnych roztworach wybranych odpadów przemysłowych

63%

Świnder H. , Uliasz-Bocheńczyk A.

Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko / Główny Instytut Górnictwa

|

2010

|

tom nr 4

75-85

PL

Wiązanie CO2 w zawiesinach odpadowo-wodnych przez mineralną karbonatyzację jest jedną z metod ograniczania emisji dwutlenku węgla. Mineralna karbonatyzacja (mineralna sekwestracja) CO2 w zawiesinach popiołowo-wodnych jest procesem złożonym. Na podstawie badań pochłaniania CO2 przez zawiesiny wodne popiołów fluidalnych z Elektrociepłowni Tychy SA opracowano model kinetyczny sekwestracji dwutlenku węgla. Model ten, opisujący kinetykę sekwestracji CO2, jest próbą określenia szybkości reakcji zachodzących w poszczególnych etapach sekwestracji dwutlenku węgla, prowadzących do jego trwałego związania i utworzenia stabilnych, w założonych warunkach, produktów. Skład fazowy zawiesin popiołowo-wodnych, ich współzależność w stanach równowagowych przy wprowadzaniu CO2 pozwala na postawienie tezy, że wyniki badań popiołów lotnych z Elektrociepłowni Tychy SA będzie można odnieść do innych odpadów przemysłowych (popiołów lotnych, odpadów z suchego i półsuchego odsiarczania spalin, żużli hutniczych, pyłów z instalacji pieców cementowych), w których występują takie same lub podobne składy fazowe.

EN

Binding of CO2 by mineral carbonation in aqueous waste suspensions is a method of reducing the emissions of carbon dioxide. Mineral carbonation (mineral sequestration) of CO2 in aqueous ash suspensions is a complex process. Research on CO2 absorption in aqueous suspensions of fluidized ashes from a heat and power plant in Tychy served as a base to prepare a kinetic model of carbon dioxide sequestration. The model, which shows the kinetics of CO2 sequestration, is an attempt at determining the speed of reactions taking place at each stage of carbon dioxide sequestration, leading towards its permanent binding and the creation of products which are stable in the assumed conditions. The phase composition of aqueous ash solutions and their interdependence on each other in equilibrium conditions on introducing CO2 makes it possible to argue that the results of research on fly ashes in the Tychy power plant may be transferred to other industrial waste (fly ashes, waste from dry and semi-dry desulphurization of flue gases, steel slag, cement kilns dusts), where the same or similar phase compositions appear.

13

Wpływ CO2 i spalin na właściwości technologiczne zawiesin odpadów energetycznych

63%

Uliasz-Bocheńczyk A. , Mokrzycki E.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2014

|

tom Tom 16, cz. 1

279--289

EN

Any activity connected with the limitation of anthropogenic CO2 emission is called the CCS technology (Carbon Capture and Storage or Carbon Capture and Sequestration) and consists of three steps: CO2 capture, CO2 transportation, and storage or utilization. The process of mineral carbonation, or in other words, mineral sequestration of CO2 can be used as the last step of the CCS technology. This process bases on the reaction of CO2 with metal oxides which results in insoluble carbonates occurrence and heat is emitted. The carbon dioxide binds by using selected natural raw materials or waste, mainly in the form of suspensions. The mineral sequestration of CO2 with use of waste seems to be the most interesting. In this method the waste do not have to be pretreated, as it is in the case of natural raw materials. Waste does not generate any cost of output on the contrary to raw materials. The mineral sequestration may be also the way to utilize the commercially unexploited or partly exploited waste. The process of mineral sequestration of CO2 with use of waste was examined in the direct way with use of suspension. However, the problem how to manage the suspension used in the sequestration is still discussed. The literature on this subject suggests to introduce CO2 into the suspension technology. In this case the technological parameters of suspension may change. The article shows the influence of CO2 on the properties of fresh waterwaste suspension made from selected energy waste.

14

Możliwości zastosowania odpadów energetycznych do mineralnej sekwestracji CO2

63%

Uliasz-Bocheńczyk A. , Mokrzycki E.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2011

|

tom Tom 13

1591-1603

PL

Do badań stopnia sekwestracji ditlenku węgla wykorzystano wybrane odpady energetyczne charakteryzujące się wysoką zawartością CaO i wolnego CaO, tj.: popioły ze spalania węgla kamiennego i węgla brunatnego w kotłach konwencjonalnych, popioły ze spalania węgla kamiennego i brunatnego w kotłach fluidalnych, mieszaniny popiołów lotnych i odpadów stałych z wapniowych metod odsiarczania gazów odlotowych oraz odpady z odsiarczania metodą półsucha. Z przeprowadzonych badań wynika, że: 1. Wybrane odpady energetyczne są potencjalnie interesującym materiałem do wiązania CO2 na drodze mineralnej karbonatyzacji. 2. Maksymalnymi teoretycznymi pojemnościami związania CO2, obliczonymi za pomocą wzoru Steinoura, charakteryzują się: odpady z półsuchej metody odsiarczania z El. Siersza (34,93%), mieszanina popiołów lotnych z odpadami z odsiarczania z El. Rybnik (19,94%), natomiast najmniejszymi: popiół lotny ze spalania węgla kamiennego w Ec. Lublin (5,58%) i popiół fluidalny ze spalania węgla kamiennego w El. Jaworzno (7,62%). 3. Najwyższą zawartość kalcytu stwierdzono w zawiesinie z popiołem ze spalania węgla brunatnego w El. Pątnów (11,36%), a najniższą w zawiesinach z mieszaniną popiołów lotnych z odpadami z odsiarczania z El. Rybnik (0,38%). 4. Na bazie uzyskanych zawartości kalcytu, obliczono stopień karbonatyzacji dla badanych zawiesin. Najwyższy stopień związania CO2 stwierdzono dla zawiesin wodnych z popiołami lotnymi ze spalania węgla brunatnego w El. Pątnów (12,82%), a najniższy dla zawiesin z mieszaniną popiołów lotnych z odpadami z odsiarczania z El. Rybnik (0,43%). 5. Uwzględniając istotny aspekt przy analizie wykorzystania odpadów energetycznych do procesów mineralnej karbonatyzacji, jakim jest wpływ CO2 na zmianę pH i wymywalność zanieczyszczeń należy stwierdzić, że w przypadku zawiesin wodnych badanych odpadów energetycznych występuje redukcja wartości pH z 12÷13 do 8÷9 oraz obniżenie wymywalności niektórych pierwiastków ciężkich, takich jak: Cr, Pb, Zn, As i Cu.

EN

Mineral carbonation using energy waste may be an interesting option in the CCS technology. Taking into consideration the fact that the power industry is the biggest producer of carbon dioxide and at the same time of waste which may potentially be used to bind CO2, mineral sequestration can be an interesting option as the last stage of the CCS technology. Mineral sequestration using energetic waste is most often carried out as direct carbonation of aqueous waste suspensions - CO2. The article presents possible applications of chosen energetic waste in CO2 binding based on earlier research carried out by the authors. The paper describes suspension carbonation for waste such as: ashes from conventional boilers and fluidized beds from the combustion of bituminous and lignite coal, mixes of fly ashes with the products of semidry methods of flue gases' desulphurization, as well as waste from semidry methods of flue gases' desulphurization. All the kinds of waste presented in the article were characterized by a high content of CaO (between 5 and 50%) and free CaO (between 1 and 10%). The main product of carbonation in the studied suspensions was calcite. The content of calcite in the suspensions and the degree of carbonation (CO2 binding) was calculated based on thermogravimetric research. The highest degree of carbonation was found in suspensions containing ashes from the combustion of lignite coal in conventional boilers in the Pątnów power plant and the lowest degree in suspensions including mixes of fly ashes with waste from desulphurization in the Rybnik power plant. Mineral sequestration was not only presented by means of the degree of carbonation (CO2 binding), but also through the influence of CO2 on the phase composition of the studied aqueous waste suspensions. The influence of CO2 on waste leaching and on pH changes in aqueous waste suspensions was also pre-sented shortly. The basic carbonation reaction which results in the creation of calcite causes a lowering of pH. In the studied case of aqueous suspensions of energy waste it is a reduction of pH value from 12-13 to ca. 8-9. The carbonation process therefore causes a decrease in the leaching of some pollutants, which is described shortly in the paper. Because of this, mineral carbonation may be suggested as a method of some energy waste processing aimed at decreasing its leaching for later economic applications.

15

Możliwości gospodarczego wykorzystania odpadów z kotłów fluidalnych

63%

Piotrowski Z. , Uliasz-Bocheńczyk A.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2008

|

tom T. 24, z. 2/1

73-85

PL

Technologię spalania w złożu fluidalnym polska energetyka zawodowa zaczęła stosować w połowie lat dziewięćdziesiątych ubiegłego wieku. Spalanie w kotłach fluidalnych spowodowało pojawienie się nowych rodzajów odpadów. Ze względu na specyficzne właściwości odpadów z kotłów fluidalnych ich zastosowanie w szeregu przemysłach jest obecnie ograniczone. Potencjalnie istnieje jednak wiele możliwości ich wykorzystania. Najważniejszym kierunkiem zagospodarowania popiołów fluidalnych w Polsce jest górnictwo podziemne, które umożliwia masowe wykorzystanie tych odpadów w różnych technologiach górniczych. Innym kierunkiem gospodarczego wykorzystania popiołów fluidalnych jest produkcja cementów, w których mogą spełniać rolę regulatora czasu wiązania, superpucolany lub kompleksowego dodatku pucolanowo-siarczanowego. W przemyśle materiałów budowlanych popioły te mogą być również stosowane jako dodatek do wytwarzania betonów, ale przy zastosowaniu odpowiednich plastyfikatorów lub po ich wcześniejszym zmieleniu. Popioły te mogą również znaleźć gospodarcze zastosowanie w procesach odsiarczania spalin w energetyce zawodowej oraz w rolnictwie i leśnictwie do odkwaszania, nawożenia i melioracji gleb. Odpady fluidalne mogą być stosowane z powodzeniem w geotechnice jako wypełniacz do mas bitumicznych, do wykonywania zaczynów iniekcyjnych, jako czynnik stabilizujący podłoże w pracach drogowych i inżynieryjnych oraz do budowy nasypów.

EN

Fluidized bed combustion technology has been employed in Polish professional power industry since the mid 1990s. Combustion in fluidized bed boilers has brought to life some new types of waste. Due to particular fluidized bed boiler waste properties, its use in different industries is currently limited. However, there are a lot of possibilities of its use. The most important trend in fluidized ash management in Poland is underground mining, which allows the mass use of this waste in various technologies. Another tendency of economic use of fluidized ash is cement production, with the function of bonding time regulator, superpozzolan or comprehensive pozzolanic-sulfate addition. In the industry of building materials this ash may be also used as an addition in concrete production, but with the employment of appropriate plasticizers or after prior grinding. This ash may be economically used in the processes of desulphurization of fumes in professional power industry as well as in agriculture and forestry, for deacidification, fertilization and amelioration of soil. Fluidized waste may be successfully used in geotechnics as an asphalt filier, for slurry injection, as a factor stabilizing the foundation during road works and engineer works as well as in embankment works. The possibilities of economic use of fluidized bed boilers waste have been presented in the article.

16

Technologia CCS dla przemysłu cementowego

63%

Uliasz-Bocheńczyk A. , Deja J.

|

tom R. 5, nr 11

136-145

PL

Przemysł cementowy jest jednym z większych przemysłowych emitentów CO2, w skali światowej emisja ta jest szacowana na ok. 5%. Wysoka emisja dwutlenku węgla związana jest z technologią produkcji cementu. Podstawowymi źródłami emisji CO2 z przemysłu cementowego są: proces kalcynacji surowca oraz spalanie paliw. Działaniami mającymi na celu ograniczenie emisji CO2 zalecanymi przez BAT dla przemysłu cementowego, są: ograniczenie zużycie paliwa, dobór surowców o niskiej zawartości związków organicznych oraz paliw o niskim udziale węgla do wartości opałowej. Redukcję emisji CO2 można również uzyskać poprzez poprawę sprawności energetycznej procesu produkcji cementu oraz stosowanie jako surowców i dodatków do produkcji cementu odpadów w ilościach maksymalnie dopuszczalnych przez obowiązujące normy. Od dłuższego czasu prowadzone są również badania nad zastosowaniem dla cementowni technologii CCS (Carbon Capture and Storage). Prowadzone są prace przede wszystkim nad doborem najbardziej efektywnej metody wychwytywania CO2. Proponowane jest zastosowanie wychwytywania po spalaniu i spalanie w atmosferze tlenu. Jednak metody te są obecnie bardzo kosztowne. Należy podkreślić, że oprócz kosztów wychwytywania, przy wprowadzaniu technologii CCS, należy również uwzględnić koszty sprężania, transportu i składowania (w tym monitoringu) CO2. Problemem pozostaje również znalezienie odpowiedniego miejsca do składowania lub utylizacja wychwyconego CO2. W artykule przedstawione zostaną metody wychwytywania CO2 proponowane do wykorzystania ich w cementowniach oraz szacowane koszty ich stosowania. Przemysł cementowy w Polsce jest znaczącym producentem cementu w Europie, ale wiąże się to z emisją dużych ilości CO2. Cementownie od wielu lat starają się różnymi drogami zredukować emisję dwutlenku węgla na drodze technologicznej. Ograniczenia technologiczne powodują, że emisja CO2 może być redukowana tylko do pewnego stopnia. Metodą, która potencjalnie może obniżyć emisję CO2 jest wprowadzenie technologii CCS. Artykuł analizuje możliwość wprowadzenia technologii CCS w polskich cementowniach.

EN

The cement industry is one of the biggest issuer of CO2, this emission is estimated at about 5% worldwide. The high emission of carbon dioxide is connected with the technology of cement production. The basic sources of CO2 emission from the cement industry are: the raw material decarbonization process and fuels combustion. According to BAT, there are some actions which may cause the significant limitation of CO2 emission. They are as followed: limitation of fuels used, choosing raw materials containing small amount of organic compounds, and fuels of high calorific value with the low share of pure carbon. The reduction of carbon dioxide emission can be achieved also by improving the watt-hour efficiency of cement production process and by using wastes as raw materials and additives in amounts limited by currently applicable standards and norms. The researches on using the CCS (Carbon Capture and Storage) technology for cement plants have been carried out recently. These researches are mainly focused on choosing the most efficient method of CO2 capture. The methods of: post-combustion capture and oxy-fuel combustion in oxygen atmosphere are ones of the offers. Unfortunately, these methods are very costly nowadays. It should be pointed out that besides of the capture costs, while implementing the CCS technology, the costs of CO2 compressing, transportation and storage (including the monitoring) should be taken into consideration as well. It is also problematic to find an appropriate place for CO2 storage or its utilization after capturing. The article presents methods of CO2 capturing, suitable for cement plants and estimated costs of their implementation. The cement industry in Poland is a significant producer in Europe, but it is connected with the emission of huge amount of CO2. For many years the cement plants have been doing their best to find the ways of limiting the emission of carbon dioxide on the technological basis. Technological limitation makes it possible to reduce the CO2 emission only to certain level. The method, which can potentially reduced the CO2 emission, is introducing the CCS technology. The article analyses the potentials of CCS technology implementation in polish cement plants.

17

A thermodynamic model of CO2 sequestration in aqueous solutions of selected waste

63%

Uliasz-Bocheńczyk A. , Cempa M.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2010

|

tom T. 26, z. 4

119-131

EN

Mineral sequestration using mineral waste is an interesting attempt at combining the solving of two important ecological problems: the reduction of anthropogenic emissions of CO2 by permanent binding and a fuller use of waste with restricted economic applications. The waste used to bind CO2 by way of mineral sequestration should have a high content of CaO and free CaO. Fly ashes from fluidized beds seem interesting in terms of preparing aqueous suspensions to be used in mineral sequestration of CO2. The article presents the results of modelling of the processes occuring in aqueous suspensions as exemplified by suspensions prepared on the basis of fluidized ashes from the power plant in Tychy subjected to the effects of CO2. The selection of these suspensions was based on the results of previous research. The thermodynamic model presented in the article is an attempt to identify the kind and order of occurrence of chemical reactions leading to permanent binding of carbon dioxide observed in aqueous ash suspensions subjected to the effects of CO2. The elaborated model confirmed both the complexity of themineral sequestration process in this kind of waste and the results of research conducted by other authors.

PL

Mineralna sekwestracja przy zastosowaniu odpadów mineralnych jest interesującą próbą połączenia dwóch ważnych problemów ekologicznych: redukcji antropogenicznej emisji CO2 poprzez jego trwałe wiązanie oraz pełniejszego wykorzystania odpadów o ograniczonym zastosowaniu gospodarczym. Do wiązania CO2 poprzez mineralną sekwestrację powinny być stosowane odpady o wysokiej zawartości CaO i wolnego CaO. Interesującymi odpadami do sporządzania zawiesin wodnych do zastosowania ich dla mineralnej sekwestracji CO2 są popioły fluidalne. W artykule przedstawiono wyniki modelowania dotyczące procesów zachodzących w zawiesinach wodnych na przykładzie zawiesin sporządzonych z popiołem fluidalnym z Ec. Tychy poddanych działaniu CO2. Zawiesiny te wybrano na podstawie wyników wcześniejszych badań. Przedstawiony w artykule model jest próbą identyfikacji rodzaju i kolejności reakcji chemicznych w wodnych zawiesinach popiołowych poddanych działaniu CO2 prowadzących do trwałego wiązania ditlenku węgla. Wykonane modelowanie potwierdziło złożoność procesu mineralnej sekwestracji oraz wyniki badań innych autorów.

18

Mineralna karbonatyzacja przy zastosowaniu surowców naturalnych –metodą redukcji CO2?

63%

Uliasz-Bocheńczyk A. , Mokrzycki E.

|

2014

|

tom T. 30, z. 3

99--110

PL

Mineralna karbonatyzacja jest jedną z metod ograniczania antropogenicznej emisji CO2. Metoda ta polega na wykorzystaniu naturalnego zjawiska wiązania ditlenku węgla przez surowce naturalne lub beton. Od pojawienia się w 1990 r. w NATURE pierwszej publikacji dotyczącej mineralnej sekwestracji CO2, prowadzone są badania nad wykorzystaniem zjawiska wiązania ditlenku węgla. W wyniku procesu ditlenek węgla wiązany jest w stałej formie, co powoduje, że metoda ta jest bezpieczna ekologicznie. Dodatkowo w wyniku reakcji, która jest egzotermiczna, uwalnia się ciepło, które może być potencjalnie wykorzystane. Proces ten może być stosowany jako ostatni etap technologii CCS (Carbon Capture and Storage). Mineralna karbonatyzacja może być realizowana jako metoda in-situ i ex-situ. Mineralna sekwestracja proponowana jest i badana zarówno dla surowców mineralnych, jak i odpadów. W Polsce szczególnie interesującą opcją jest zastosowanie do wiązania CO2 na drodze mineralnej karbonatyzacji odpadów energetycznych o wysokiej zawartości CaO i ograniczonym wykorzystaniu gospodarczym. Do wiązania CO2 przeanalizowano oprócz odpadów energetycznych również żużle hutnicze i pyły z pieców cementowych. Drugą opcją prowadzenia mineralnej karbonatyzacji jest stosowanie surowców naturalnych. Do mineralnej sekwestracji CO2 mogą być potencjalnie stosowane minerały, takie jak: oliwin, serpentyn czy talk. W artykule przedstawiono możliwości zastosowania surowców mineralnych do obniżenia emisji ditlenku węgla. Przeanalizowano również surowce mineralne występujące w Polsce, które potencjalnie mogą być stosowane do sekwestracji CO2 w ramach procesu ex situ i in situ. Artykuł jest wstępną analizą możliwości wykorzystania tego typu surowców do wiązania CO2 w Polsce.

EN

Mineral carbonation is one possible approach to reducing anthropogenic CO2 emissions. This method involves the use of a natural phenomenon of carbon dioxide causing CO2 to bond with natural or concrete materials. Since the appearance of the first publication on the mineral sequestration of CO2 (in 1990 in Nature), research has been conducted into making use of the carbon dioxide bond. The objective was to bind carbon dioxide into a solid form, a method rendering it environmentally safe. In addition, as a result of the reaction being exothermic, heat is released which can potentially be used. This process may be employed as the last step of CCS (Carbon Capture and Storage). Mineral carbonation can be implemented as a method both in situ and ex situ. Mineral sequestration is proposed and has been tested for both minerals and waste. In Poland, a particularly interesting option is the binding of CO2 through mineral carbonation of energy waste with a high content of CaO and limited economic use. Binding of CO2 has also been analyzed with use of the metallurgical slag and dust from cement kilns. Another option for mineral carbonation is the use of natural raw materials. To bind CO2 through mineral carbonation, minerals such as olivine, serpentine, and talc can be applied. This paper is a preliminary analysis presenting the possibility of using mineral raw materials to reduce carbon dioxide emissions. It also analyzes minerals occurring in Poland which can potentially be used to sequester CO2 in ex situ and in situ processes.

19

Gospodarka pierwotnymi nośnikami energii w Polsce a ochrona środowiska przyrodniczego

63%

Mokrzycki E. , Uliasz-Bocheńczyk A.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2009

|

tom Tom 11

104-131

EN

At present, the progress of civilization depends upon the energy demand. This results in the increasing use of energetic resources, especially primary energy carriers: hard coal and lignite, oil and natural gas. Global resources of primary energetic resources (in 2005) were estimated at 900 mld ton (1 ton = 42 GJ). Within the structure of reserves of fossil energetic resources, solid resources (hard coal and lignite) amount to about 540 mld ton, which constitutes about 60% of the global resources. Global hard coal resources are estimated at about 431 mld ton. The USA has the greatest resources of hard coal - about 112.3 mld ton (about 26%), just before China - over 62 mld ton (over 14%). Hard coal in Poland can be found in 136 deposits, however, only 47 of them are managed. Poland has about 43 mld ton of balanced stocks of hard coal, with 16 mld ton of managed deposits, while industrial reserves (extraction resources) constitute only 4.2 mld ton. The extraction of hard coal in Poland in 2007 amounted to about 82.8 mln ton. Global lignite resources amount to about 417 mld ton. The greatest reserves of this carrier belong to the USA - about 130.5 mld ton (more than 31%) and Russia - about 108 mld ton (26%). The efficient resources of lignite in Poland amount to about 1.9 mld ton. The extraction takes place in the four lignite mines (Adamów, Bełchatów, Konin and Turów) and in 2007 amounted to 59.6 mln ton. The evidenced global reserves of oil constitute about 160 mld toe (19% of global reserves). The distribution of these resources is very uneven. More than 60% of oil reserves is located in the Middle East, with the three countries - Saudi Arabia, Iran and Iraq owning about 42% of the global reserves. In Poland, the oil resources have been recorded in 84 deposits and amount to about 23 mln ton, where about 20 mln ton are managed deposits, and about 15 mln ton - industrial resources. The oil extraction in Poland in 2007 amounts to 700.5 thous. ton, including: Polish Plain - 465 thous. ton, Baltic Shelf - 191 thous. ton, the Carpathian Mountains - 26.2 thous. ton and Carpa-thian Foreland - 18.3 thous. ton. Global natural gas reserves are estimated at about 161 mld toe (about 19% of primary global resources). The unconventional reserves of natural gas (among others - hydrates) are also estimated at about 280 mld toe. The greatest evidenced resources of natural gas occur in the Middle East (more than 40%) as well as in Russia (about 32% of global reserves). In Poland natural gas can be found in 263 deposits, out of which 181 deposits are managed. The balance stocks amount to about 139 mld m3 , with about 108 mld m3 of the gas in managed deposits. The extraction of natural gas in Poland in 2007 amounted to 5.18 mld m3, including: Polish Plain - 3 333.9 mln m3, Carpathian Foreland - 1 798.23 mln m3, the Carpathian Mountains - 30.3 mln m3 , Baltic Shelf - 21.01 mln m3. The methane recorded reserves of coal deposits in 51 deposits have been estimated at 99 mld m3, including 30 deposits in operational areas - 33 mld m3. There are numerous forecasts for national electric energy demand made by various institutions and authors. All of them (until 2030) assume electric energy production on the basis of primary stable energy carriers, thus, hard coal and lignite. These carriers are burdensome for the environment, since they are characterized by excessive greenhouse gases emission. The growing demand for direct energy, in accordance with ecological conditions, will require the use of clean technologies as well as disposal and deposition of CO2 - that is, CCS technologies (Carbon Capture and Storage). Since Poland joined the European Union in 2004, we have to face and prepare for all the changes which the European Commission has planned for the EU countries. The essential issue is the reduction of greenhouse gases, especially carbon dioxide. There are many technologies allowing to capture CO2 from the stream of gases, and consequently, its sequestration by means of storage in the oceans, deep geological layers or mineral carbonation. In 2006 the EU-27 emitted greenhouse gases in the total amount of more than 5.14 mld ton of CO2 equivalent. The greatest emittant of greenhouse gases in the power economy is the power industry, which emitted 1.59 mld ton of CO2 equivalent. The emission of greenhouse gases in Poland amounted to 400.5 mln ton of CO2 equivalent, out of which 330 mln ton is CO2 emission. The international community - the UN, the EU and many developed countries - already in 1990s (and earlier), intended to counteract the negative impact of green-house gases and dust emission. The problem of the environment protection is presently a matter of great importance, as far as the strategy of global economy development. It has been the subject-matter of numerous conventions, protocols, conferences, directives, regulations and etc. Polish power industry and energo-chemical industry in 2008 were entitled to emit about 201 mln ton of CO2 (additional in the reserves for the new investments). In the next years coming Poland will not be able to meet the granted emission limits.

20

Wpływ mineralnej karbonatyzacji na wymywalność zanieczyszczeń

63%

Uliasz-Bocheńczyk A. , Piotrowski Z.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2009

|

tom Tom 11

1083-1092

EN

Mineral sequestration is one of the methods of reducing the anthropogenic emission of CO2. Sequestration of CO2 via mineral carbonation is an ecologically safe method, since the ongoing processes result in products that are thermodynamically stable and neutral to the environment, in the form of carbonates, while the process of mineral carbonation through CO2 bonding in natural mineral resources and concrete is a phenomenon occurring in nature. At the same time, it may be used to reduce the leachability of impurities from waste. The employment of mineral carbonation in order to reduce the leachability of impurities from fly ash seems particularly interesting, as, at present, the ash is scarcely used in economy. Thus, CO2 reduction may be limited as well as leachability of impurities from waste, partly solving the problem of its deposition. The literature on leachability of fly ash after its prior mineral carbonation has been reviewed in the paper. The conditions of performing the process of carbonation by different authors have also been presented. The authors have shown the findings on three selected fly ash types from Polish power industry prior to and after their carbonation. The process of carbonation was carried out at a research station assembled specially for this purpose. The impact of mineral carbonation use on leachability of impurities from ash-aqueous suspensions has been presented. In the paper, the findings on leachability of the following chemical impurities have been revealed: Zn, Cu, Pb, Ni, As, Hg, Cd, Cr, Cl-, SO4 -2 from ash-aqueous suspensions, with compositions based on fly ash from hard coal combustion in Jaworzno and Lublin heat and power plants, from lignite combustion in Bełchatów power plant, as well as pH and chemical oxygen demand (COD) in leachates from ash-aqueous suspensions. The insertion of CO2 caused the reduction of leachability of Zn, Cu, Cr in case of all the three researched ash types. The obtained results have been compared with the requirements of PN-G-11011 standard 'Materials for solidified stowage and groutingof cavings' in the Regulation of Minister of Environment, 29th November 2002, on requirements to meet while entry to waters or soil of sewage, as well as on substances specifically harmful for the water environment and the Regulation of Minister of Environment, 27th November 2002, on conditions that surface waters employed as the sourceof drinking water are subject to. The findings on leachability only in certain cases do not meet the requirements of PN-G-11011 standard as well as the previously mentioned Regulations. The method of mineral carbonation is particularly interesting, since it may be used not only for CO2 sequestration, but also for limiting the leachability of ash from waste incineration, which may soon become, due to its amounts caused by increasing waste mass, the waste difficult to manager and which, above all, will be landfilled. This article is a preliminary publication signalizing the idea of leaching stabilization by mineral carbonation.