Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Zastosowanie spektroskopii w podczerwieni do badań węgli i materiałów węglowych

100%

Strójwąs A.

|

2016

|

tom Nr 3-4

48--56

PL

Celem niniejszej pracy było podsumowanie aktualnego stanu wiedzy na temat wykorzystania spektroskopii w podczerwieni do badania węgli i materiałów węglowych. Spektroskopia w podczerwieni jest jedną z najbardziej przydatnych metod stosowanych w analizie instrumentalnej do badań węgli i materiałów węglowych. Pozwala w sposób nieniszczący badać strukturę chemiczną charakteryzowanych obiektów. Metoda ta daje możliwość wykazania obecności struktur węglowodorowych (aromatycznych i alifatycznych) i ugrupowań heteroatomowych (głównie tlenowych) jak również wykrywania obecności minerałów. Obecnie jest jedną z najskuteczniejszych technik umożliwiających scharakteryzowanie węgla, a tym samym jest niezwykle ważna przy opracowaniu procedur przetwarzania węgla (spalania, produkcji koksu itp.). Omówiono trzy techniki spektroskopii IR: technikę odbicia rozproszonego DRIFT – Diffuse Reflectance Infrared Fourier Transform Spectroscopy, technikę spektroskopii fotoakustycznej PAS – Photoacoustic Spectroscopy oraz technikę osłabionego całkowitego odbicia ATR – Attenuated Total Reflectance. W pracy szczególną uwagę zwrócono na zmiany zachodzące w trakcie procesów uwęglenia i pirolizy. Przedstawione powyżej wyniki badań wskazują, że ugrupowania występujące w organicznej masie węgli mogą zasadniczo wpływać na ich właściwości. Dlatego też analiza przebiegu zmian zawartości tych ugrupowań przy wykorzystaniu spektroskopii w podczerwieni może przyczynić się do dokładniejszego poznania przemian strukturalnych zachodzących podczas procesów takich jak piroliza czy uwęglenie.

EN

The aim of this work was to summarize the current knowledge on the use of infrared spectroscopy to study coals and coal materials. Infrared spectroscopy is one of the most useful methods of instrumental analysis used in research on coals and coal materials. It allows non-destructively to study the chemical structure of the characterized objects. This method provides a possibility to reveal the presence of hydrocarbon structures (aromatic and aliphatic) and heteroatomic functions (mainly oxygenated), as well as to detect the presence of minerals. Currently it is one of the most powerful techniques for coal characterization and thus it is of paramount importance in the elaboration of various procedures of coal processing (combustion, coke production processes, etc.). Three techniques of IR spectroscopy have been discussed: DRIFT – Diffuse Reflectance Infrared Fourier Transform Spectroscopy, PAS – Photoacoustic Spectroscopy and ATR – Attenuated Total Reflectance. In this work special attention has been paid to the changes occurring during coalification and pyrolysis. The above presented results of the studies suggest that the moieties occurring in the organic mass of coals can fundamentally affect their properties. Therefore the analysis of the course of changes in the content of these moieties using infrared spectroscopy can contribute to a more thorough understanding of the structural changes occurring during the processes like coal pyrolysis or coalification.

2

Transient one-dimensional model of coal carbonization in a stagnant packed bed

84%

Polesek-Karczewska S. , Kardaś D. , Grucelski A. , Stelmach S. , Wardach-Święcicka I.

|

tom Vol. 34, no. 2

39--51

EN

In the present paper, the one-dimensional model for heat and mass transfer in fixed coal bed was proposed to describe the thermal and flow characteristics in a coke oven chamber. For the purpose of the studied problem, the analysis was limited to the calculations of temperature field and pyrolytic gas yield. In order to verify the model, its theoretical predictions for temperature distribution during wet coal charge carbonization were compared with the measurement results found in the literature. In general, the investigation shows good qualitative agreement between numerical and experimental data. However, some discrepancy regarding the temperature characteristics at the stage of evaporation was observed.

3

Ewolucja paleotermicza utworów karbońskich niecki wałbrzyskiej: wyniki modelowań stopnia uwęglenia

84%

Botor D.

|

2008

|

tom z. 286

15-24

PL

W celu rekonstrukcji historii uwęglenia w niecce wałbrzyskiej wykonano modelowania termicznej dojrzałości substancji organicznej zawartej w utworach karbońskich za pomocą programu PetroMod. Uzyskane wyniki modelowań utworów karbońskich niecki wałbrzyskiej wskazują że utwory te osiągnęły maksymalne wartości paleotemperatur (wynoszące od 83 do 270 °C) w Stefanie i/lub wczesnym permie. W skali regionalnej utwory karbońskie nie były już później poddane tak wysokim temperaturom. Obliczony paleostrumień cieplny dla wybranych profili niecki wałbrzyskiej waha się od 120 mW\m2 do 147 mW\m2. Powyższa wielkość jest ponad dwukrotnie większa od współczesnej średniej wartości strumienia cieplnego w tym basenie. Powyższe wysokie temperatury doprowadziły do uwęglenia pokładów węgli utworach górnokarbońskich. Uwęglenie nastąpiło w efekcie znacznej subsydencji osadów górnokarbońskich przy wysokim strumieniu cieplnym zdeterminowanym rozwojem intruzji magmowych, chociaż ich bezpośredni wpływ (metamorfizm kontaktowy) odgrywał znikomą rolę w skali regionalnej.

EN

In order to reconstruct thermal history of the coal-bearing Carboniferous strata in the Wałbrzych Coal Basin numerical modeling of thermal maturity has been performed by PetroMod software. Paleoheat flow of 120-147 mW/m2 was calculated for the time of maximum burial (Late Carboniferous to Early Permian). Maximum paleotemperatures of the Carboniferous rocks ranged between 83 (top of the Carboniferous) and 270 °C (bottom of the Carboniferous). Based on this modeling it can be shown that coalification of organic matter contained in Carboniferous rocks was achieved in the Latest Carboniferous to the Early Permian times. It was likely caused both high heat flow related to magmatic activity and high subsidence rate in this basin.

4

Wiek uwęglenia utworów górnokarbońskich w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym w świetle datowań apatytów za pomocą metody trakowej i helowej

67%

Botor D.

|

2014

|

tom T. 30, z. 1

85--104

PL

Przeprowadzono datowania za pomocą metody trakowej i helowej dla apatytów z utworów karbońskich w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym w celu określenia ram czasowych procesów uwęglenia. Pomierzone centralne wieki trakowe apatytów mieszczą się w przedziale od 259±11 (późny perm) do 103±6 milionów lat (wczesna kreda), a średnia długość traków waha się od 11,7±0,2 do 13,7±0,1 μm. Wszystkie wieki trakowe są młodsze od wieku stratygraficznego analizowanych próbek, wskazując znaczne zaawansowanie procesów diagenetycznych. Próbki z zachodniej i środkowej części GZW mają wieki trakowe od późnego permu do środkowego/późnego triasu (259±11 do 214±10 mln lat). Jednomodalne rozkłady długości traków i ich średnie wartości wskazują na pojedyncze, względnie szybkie zdarzenie postwaryscyjskiego wychładzania do temperatury poniżej 60°C, co jest zgodne ze znaczną erozją postinwersyjną utworów górnokarbońskich po fazie asturyjskiej. W pozostałej części mezozoiku następowało wolniejsze wychładzanie. Próbki ze wschodniej i NE części GZW mają wieki trakowe od późnego triasu do wczesnej kredy (210±10 do 103±6 milionów lat). Charakteryzuje je względnie krótsza średnia długość traków i wyższe odchylenia standardowe, a także w przypadku części próbek bimodalny i/lub mieszany charakter rozkładów długości. Jest to razem wskazówką bardziej złożonej historii termicznej, z długim okresem przebywania w PAZ i możliwym drugim zdarzeniem termicznym. Wieki helowe apatytów w całym basenie są wczesnokredowe (144,1±11 do 108,1±8milionów lat), wskazując raczej na wolne postwaryscyjskie wychładzanie lub możliwe mezozoiczne podgrzanie karbonu do temperatury nie większej niż 60–70°C, które spowodowało częściową dyfuzję helu i odmłodzenie wieków helowych, ale równocześnie nie spowodowało znaczącego zabliźniania traków na większości obszaru GZW. Jedynie w NE części GZW podgrzanie mezozoiczne mogło być nieco wyższe, do temperatury 70–85°C, powodując odmłodzenie wieków trakowych, zwłaszcza przy długim okresie przebywania w PAZ. Mezozoiczny impuls termiczny był przypuszczalnie spowodowany cyrkulacją gorących roztworów związaną z procesami ekstensji. Powyższe zakresy temperatur i czas ich występowania świadczą, że uwęglenie materii organicznej w GZW nastąpiło zasadniczo z końcem okresu karbońskiego.

EN

The apatite fission track and helium dating were used to provide a temporal framework for the coal rank data in the Upper Silesia Coal Basin. Measured apatite fission–track (AFT) central ages from sandstones and tonsteins in the USCB range from 259±11 (Permian) to 103±6 Ma (Early Cretaceous), with mean track lengths ranging from 11.7±0.2 to 13.7±0.1 μm. All AFT ages are younger than sample stratigraphic ages, indicating substantial post–depositional annealing. Samples from the western and central part of the USCB yield AFT ages of Permian to Late Triassic (259±11 to 214±10 Ma). Mean track lengths and unimodal track length distributions of these samples are indicative of a single relatively rapid Variscan cooling event to below 60°C consistent with erosion during the Asturian inversion of the basin. This was followed by slower cooling during the Mesozoic. The samples from the eastern and NE part of the USCB have AFT ages from Late Triassic to Early Cretaceous (210±10 Ma to 103±6 Ma). The relatively shorter mean track length and higher standard deviation, combined with a bimodal and/or mixed fission track length distribution in some samples, is indicative of amore complex thermal history with possibly a thermal event separated by a prolonged period in the PAZ. Apatite helium ages of samples from across the basin range from 144.1±11 to 108.1±8Ma (Early Cretaceous) indicating rather slow, post–Variscan inversion cooling or the possible mid–Mesozoic re–heating where temperatures reached only to 60–70°C. It was high enough for partial He loss from the apatite but not enough to anneal fission tracks in the most areas of the USCB. Only in the NE part of the USCB Mid–Mezozoic re-heating could be able to increase temperature to ~70–85°C causing partially resetting AFT (particularly during long stay in PAZ). Mid–Mesozoic re–heating would be caused by a hot fluid circulation related to extensional tectonic development. The timing and temperature range from thermochronological analysis imply that major coalification processes occurred in the latest Carboniferous period.