W pracy przeanalizowano proces spalania pojedynczych ziaren węgla w mieszaninie O2/CO2 oraz dla porównania w powietrzu. Określono oddziaływanie stężenia tlenu w zakresie 20÷40% na proces spalania węgla brunatnego i trzech typów węgli kamiennych w temperaturze 850°C. Przeanalizowano rozkład temperatury na powierzchni i wewnątrz ziarna, ubytek jego masy, czas zapłonu, czas spalania części lotnych oraz całkowity czas spalania różnych typów węgli. Dodatkowo określono wpływ temperatury w komorze paleniskowej oraz średnicy ziarna na proces spalania węgla w mieszaninie O2/CO2.
XX
Combustion process of single coal particles in O2/CO2 mixtures is analyzed in this paper. The effect of oxygen concentration on combustion process of brown coal and three hard coals is determined. Detailed comparisons of temperature profiles, mass loss, ignition time, devolatilization time and char combustion time have been made for solid fuel particles burnt in air and various O2/CO2 mixtures. Oxygen enriched combustion was found to increase significantly the temperature in the centre of coal particles and to reduce the char burnout time. The ignition and devolatilization times decreased with an increase in the oxygen concentration.
W procesie spalania paliw stałych następuje rozpad ziaren węgla na mniejsze fragmenty. Podczas rozpadu ziarna węgla następuje skokowy wzrost powierzchni spalania, co prowadzi do skrócenia całkowitego czasu spalania ziarna oraz poprawy skuteczności spalania, poprzez lepszą wymianę masy i ciepła. W artykule określono mechanizmy procesu fragmentacji ziaren węgla podczas spalania w atmosferze wzbogaconej tlenem. Wyznaczono również prawdopodobieństwo i stopień fragmentacji pierwotnej oraz wtórnej dla czterech różnych typów węgli oraz przeanalizowano wpływ temperatury w komorze paleniskowej i średnicy ziarna na proces termicznego rozpadu.
EN
Brown and hard coal particles undergo fragmentation during combustion process i.e. the decomposition of coal into a small pieces. It causes increase of combustion surface and accelerates combustion process. Results of experimental investigations of thermal fragmentation for four different types of coals during oxygen-enriched air combustion are presented in this paper. Probability and degree of fragmentation are determined. The effects of coal rank, temperature in combustion chamber and particle size on fragmentation have been also determined.
Spalanie tlenowe (oxy-combustion) jest jedną z nowych technologii, umożliwiających jednoczesną produkcję energii elektrycznej i wychwytywanie dwutlenku węgla. Technologia ta różni się od konwencjonalnych metod tym, iż spalanie paliwa zachodzi w mieszaninie tlenu i recyrkulowanych spalin, zamiast w powietrzu. Do charakterystyki procesu spalania tlenowego węgla brunatnego i kamiennego przeprowadzono liczne analizy termograwimetryczne (TG) z termiczną analizą różnicową (DTA) wraz z analizą składu wydzielających się produktów gazowych (EGA) w zakresie temperatur od 20 stC do 1000 stC przy szybkości nagrzewania 50 stC/min. Z krzywych TG, DTG i DTA otrzymanych w procesie spalania paliw w powietrzu i w mieszaninach O2/CO2 wyznaczono poszczególne etapy spalania oraz charakterystyczne parametry m.in. temperaturę zapłonu, temperaturę wypalenia paliwa, reaktywność oraz całkowity czas spalania. Dodatkowo przeanalizowano proces pirolizy węgli w atmosferze N2 i CO2 w zakresie temperatur od 20 stC do 1300 stC przy szybkości nagrzewania 50 stC/min.
EN
Oxy-fuel combustion is suggested as one of new promising technologies for capturing CO2 from power plants. In an oxy-fuel combustor, the combustion of coal basically occurs in an atmosphere of O2/CO2. This experimental study aims to identify the differences in combustion behaviour of two Polish coals (brown and hard) in air and O2/CO2 environments using thermogravimetry analysis (TGA), differential thermal analysis (DTA) and evolved gas analysis (EGA). The pyrolysis experiments were performed with 100% N2 and 100% CO2. A non-isothermal temperature program, which consisted of heating around 14 mg of the sample at the rate of 50 stC/min, from 20 stC up to 1300 stC, was employed. Combustion behaviour of tested fuels in air and oxy-fuel condition show that burning process is slightly delayed in oxy-fuel condition compared to air condition at the same oxygen levels.
The combustion of coal in mixture of pure O2 and recycled flue gas is one variant of a novel combustion approach called oxy-fuel combustion. Conventional boilers use air for combustion in which the nitrogen from the air (approximately 79% by volume) dilutes the CO2 concentration in the flue gas. The capture of carbon dioxide from such dilute mixtures using amine stripping is relatively expensive. The recycled flue gases mainly consist of CO2 and H2O and are used to create combustion conditions similar to those of air. Spherical coal particles of 10 mm in diameter were combusted in the mixtures of O2/CO2 in a 10 kW bench scale unit at a temperature of 700-85O°C.
W pracy przeanalizowano oddziaływanie stężenia tlenu w mieszaninie O2/CO2 na przebieg procesu spalania paliw zawiesinowych, utworzonych z różnych typów węgli. Dla porównania pomiary przeprowadzono również w strumieniu powietrza. Spalanie tlenowe jest postrzegane współcześnie jako jeden z głównych kierunków rozwoju zero emisyjnych technologii energetycznych. Również badania spalania zawiesinowych paliw węglowo-wodnych nabierają coraz większego znaczenia, szczególnie w naszym kraju ze względu na niekorzystny bilans paliwowy, zdominowany przez węgiel kamienny i brunatny. W ramach pracy wykonano pomiary przebiegu zmian temperatury na powierzchni i w środku paliwa zawiesinowego, ubytku jego masy, czasu i temperatury zapłonu paliwa za pośrednictwem części lotnych wydzielających się z zawiesiny oraz wyznaczono całkowity czas procesu. Od Redakcji: Artykuł został wydrukowany ponownie, ponieważ w poprzednim zeszycie (Vol.11 (2011) nr 1-2) podczas opracowania redakcyjnego wstawiono do tekstu niewłaściwe rysunki. Redakcja przeprasza autorów za pomyłkę.
EN
Combustion process of coal-water slurries in O2/CO2 mixtures is analyzed in this paper. The combustion in oxygen is one from the zero - emission energetic technologies, From second side, the necessity to undertake the research of coal-water combustion in our country results from the fuel structure of the Polish power industry where 97% of electric energy is produced from coal. The effect of oxygen concentration on combustion process of coal-water slurries, made from different types of coals, is determined, Detailed comparisons of fuels temperatures, mass loss, ignition time, devolatilization time and char combustion time have been made for coal-water slurries combusted in air and various O2/CO2 mixtures.
W pracy przestawiono wyniki badań eksperymentalnych procesu fragmentacji czterech różnych typów węgli podczas spalania w temperaturze 850°C w mieszaninach O2/CO2 oraz dla porównania w powietrzu. Wyznaczono mechanizmy fragmentacji dla trzech węgli kamiennych (typu 31.1, 32.1 i 32.2) i węgla brunatnego, jak również określono oddziaływanie podwyższonych koncentracji tlenu na proces fragmentacji. Wyznaczono prawdopodobieństwo i stopień fragmentacji w wyniku szoku termicznego, fragmentacji pierwotnej oraz wtórnej dla badanych węgli. Przeanalizowano także wpływ typu węgla, średnicy ziaren oraz temperatury w komorze spalania na proces fragmentacji.
EN
Results of experimental investigation of the fragmentation process for four different types of coals during combustion in air and O2/CO2 mixtures are presented in this paper. The mechanisms of fragmentation for three hard coals and one brown coal are determined. Probability and degree of fragmentation due to thermal shock, primary fragmentation and secondary fragmentation are also determined. The effects of coal rank, temperature in combustion chamber and particle size on fragmentation have been also determined.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.