• Wydawnictwo Górnicze Sp. z o. o.
  • ul. Kościuszki 30, 40-048 Katowice
  • tel. 32 428 87 12, 32 428 87 13
  • faks: 32 428 87 00
  • email: wydawnictwo (at) gornicza.com.pl

Wszystkie ceny podane w serwisie zawierają podatek VAT.

KOSZYK
Koszyk jest pusty

Karbo 4 (2014)

Karbo 4 (2014)
Kategorie:CzasopismaKarbo
Cena: 0,00 pln

STRESZCZENIA

PORADA S., CZERSKI G., MAKOWSKA D., DZIOK T., GRZYWACZ P.: Badania kinetyki zgazowania wybranych węgli ditlenkiem węgla w warunkach podwyższonego ciśnienia. Słowa kluczowe: zgazowanie CO2, kinetyka zgazowania, węgiel Celem pracy była analiza kinetyki zgazowania węgla w atmosferze ditlenku węgla pod ciśnieniem 0,6 MPa. Przedmiotem badań były dwa węgle kamienne oraz węgiel brunatny, które zostały poddane zgazowaniu w warunkach izotermicznych w temperaturze 850, 900 i 950°C. W oparciu o otrzymane wyniki pomiarów opracowano krzywe szybkości tworzenia gazowych produktów zgazowania tj. tlenku węgla, wodoru i metanu oraz oszacowano wydajności tych produktów. Określono wpływ temperatury na kinetykę tworzenia tlenku węgla oraz obliczono stałą szybkości reakcji dla każdej z badanych próbek jak również formalne parametry kinetyczne (współczynnik przedwykładniczy oraz energię aktywacji). Krzywe kinetyczne tworzenia gazowych produktów jednoznacznie wskazują na dominującą rolę reakcji tworzenia tlenku węgla i jej zależność od temperatury. Wraz ze wzrostem uwęglenia badanej próbki wzrastała wydajność tlenku węgla. Badane nisko zmetamorfizowane węgle charakteryzują się wysoką reaktywnością w porównaniu do węgla o wyższym stopniu uwęglenia.


MIANOWSKI A., RADKO T., SIUDYGA T.: Mechanizm zgazowania ditlenkiem węgla w aspekcie równań kinetycznych. Słowa kluczowe: reakcja Boudouarda-Bella, mechanizm, faza gazowa, kinetyka, transformacja Laplace’a, typy równań Przeprowadzono analizę kinetyczną reakcji Boudouarda-Bella (B-B) przebiegającą w złożu stałym czynnika zgazowywanego w strumieniu przepływającego CO2 w warunkach izotermicznych. Analiza dotyczyła fazy gazowej, do której w przeciwieństwie do klasycznej teorii Erguna przypisano udział produktu pośredniego. Rozwiązując układ liniowych równań kinetycznych (z wykorzystaniem transformacji Laplace’a) wykazano, że dla czasu zmierzającego do nieskończoności zależność opisująca udział molowy CO od czasu, posiada charakter asymptotyczny. W wyniku prac doświadczalnych otrzymuje się również zależności udziału molowego CO vs. czas wykazujące maksimum. Stosowne równanie uzyskuje się po modyfikacjach przyjętych ścieżek reakcji, jednakże mało prawdopodobnych ze względu na mechanizm zgazowania z udziałem aktywnych centrów reakcji. Uzyskane rozwiązania umożliwiły wyprowadzenie jednego dwuczłonowego równania (68), które obejmuje trzy charakterystyczne przypadki tj. charakter asymptotyczny [CO]∞ < 1 lub [CO]∞ = 1 oraz zależności wykazujące maksimum względem czasu. Propozycja wynika z założenia, że przebieg reakcji/procesu B-B jest wynikiem szybszej, mimo że odwracalnej, reakcji chemicznej w stosunku do wolniejszego procesu degradacji kompleksu tlenowego i desorpcji.


MALIK T., LISZKA M., ZIĘBIK A.: Koncepcja układu elektrociepłowni zintegrowanej ze zgazowaniem węgla w reaktorze z recyrkulacją CO2. Słowa kluczowe: IGCC, CCS, kogeneracja, ciepło odpadowe W ostatnim czasie coraz więcej uwagi przywiązuje się do zgazowania węgla w reaktorach fluidalnych. W artykule zaprezentowano koncepcję kogeneracyjnego układu pracującego w oparciu o fluidalny reaktor zgazowania. Układy IGCC (ang.: Integrated Gasification Combined Cycle) produkujące elektryczność pracują głównie w oparciu o reaktory strumieniowe i można stwierdzić, że są to układy dojrzałe technologicznie. Skład syngazu generowanego w reaktorze fluidalnym z recyrkulacją CO2, różni się od składu syngazu generowanego w reaktorach strumieniowych. Konieczny jest zatem dobór struktury układu energetycznego dostosowany do pracy z fluidalnym reaktorem zgazowania. Autorzy przedstawili również koncepcję integracji procesów termodynamicznych oraz wykorzystania ciepła odpadowego, która prowadzi do podwyższenia atrakcyjności wskaźników termodynamicznych kogeneracyjnego układu IGCC. Ciepło w układzie produkowane jest w wymienniku za kotłem odzyskowym, w chłodnicy syngazu, w chłodnicach międzystopniowych kompresorów tlenu, powietrza i CO2, jak również w wymienniku ciepłowniczym zasilanym parą z upustu turbiny oraz w kotle szczytowym. Model symulacyjny prezentowanej koncepcji został wykonany w programie Thermoflex, a wyniki symulacji pozwoliły na obliczenie wskaźnika EUF (ang.: Energy Utilization Factor) oraz sprawności egzergetycznej układu. Uzyskane wyniki wskazują na wysoki wskaźnik EUF. Wskaźnik EUF dla kogeneracyjnego układu IGCC wyniósł około 90 %. Sprawność egzergetyczna brutto układu kogeneracyjnego wyniosła blisko 38,21 %. Taka różnica wynika z faktu, że egzergia wyprodukowanego ciepła jest niska, przez co jej udział w produktach układu jest znikomy. Na wysoki wskaźnik EUF wpływ ma jednocześnie kilka czynników, a są nimi realizacja gospodarki skojarzonej poprzez wytwarzanie ciepła w wymienniku zasilanym z upustu ciepłowniczego turbiny parowej, produkcja ciepła grzejnego w oparciu o niskotemperaturowe ciepło odpadowe układu oraz zastosowanie kotła szczytowego. Prezentowany w artykule wariant układu z kotłem szczytowym może być ofertą dla nowych systemów ciepłowniczych, gdyż oprócz pokrywania szczytowego zapotrzebowania na ciepło pełnić może rolę rezerwowego źródła ciepła.


KLIMANEK A., ADAMCZYK W., SZLĘK A., BIAŁECKI R.: Mezoskalowe modele przepływów wielofazowych w złożach fluidalnych. Słowa kluczowe: złoża fluidalne, numeryczna mechanika płynów, przepływy wielofazowe, Euler-Euler, Euler-Lagrange, DDPM, KTGF W pracy przedstawiono popularne podejścia wykorzystywane do modelowania hydrodynamiki złóż fluidalnych. Omówiono w skrócie modele ujmujące skale zjawisk na poziomie pojedynczych ziaren oraz modele globalne pół-empiryczne i niskowymiarowe operujące często w skalach rzędu całego układu i często w stanie ustalonym. Szczególną uwagę poświęcono modelom mezoskalowym, opartym na zastosowaniu oprogramowania numerycznej mechaniki płynów. W tym przypadku omówiono podejście Euler-Euler oraz Euler-Lagrange o akronimie DDPM. Szczegółowo omówiono równania rozwiązywane w tych przypadkach oraz modele domykające pozwalające na uwzględnienie oddziaływań międzyfazowych oraz odziaływań pomiędzy ziarnami w fazie rozproszonej. Przedstawiono wyłącznie popularne modele interakcji międzyziarnowych bazujące na kinetycznej teorii przepływu materii granularnej (KTGF). Istnieje szereg zalet modelu hybrydowego Euler-Lagrange DDPM, które, wraz ze wzrostem liczby zastosowań tego ciągle rozwijanego podejścia, mogą spowodować, że stanie się on narzędziem w modelowaniu złóż fluidalnych w skali mezo.


KWAŚNIEWSKI K., KOPACZ M., GRZESIAK P., KAPŁAN R.: Ocena efektywności ekonomicznej wybranych technologii zgazowania węgla. Słowa kluczowe: zgazowanie węgla, miary i ocena efektywności ekonomicznej W artykule przedstawiono metodykę oceny technologii zgazowania węgla w warunkach polskich. Metodyka ta obejmuje dobór metod i narzędzi oceny z zakresu efektywności ekologicznej, technicznej i ekonomicznej. W szczególności publikacja prezentuje podejście autorów do oceny efektywności ekonomicznej dużego zbioru wariantów technologicznych w ramach naziemnego zgazowania węgla. Istotnym elementem tej metodyki jest prezentowany standard oceny, który przedstawia krótką charakterystykę danego wariantu technologicznego oraz identyfikuje kluczowe parametry efektywności ekonomicznej i ryzyka. W publikacji zaprezentowano również uwarunkowania oraz przesłanki doboru określonych metod, narzędzi i związanych z nimi – mierników (wskaźników), tak by możliwe było skuteczne przeprowadzenie procesu oceny, następnie uszeregowanie ocenianych technologii od najbardziej perspektywicznych do najmniej efektywnych. Praca zawiera również zestawienie wyników wstępnej oceny wybranych technologii zgazowania węgla ukierunkowanych na wytwarzanie energii elektrycznej, metanolu i wodoru.


TOMASZEWICZ G., CZAPLICKI A., SOBOLEWSKI A.: Zastosowanie CO2 jako czynnika zgazowującego w procesie zgazowania węgla w cyrkulującym złożu fluidalnym. Słowa kluczowe: zgazowanie węgla, złoże fluidalne, CO2, gaz syntezowy W Instytucie Chemicznej Przeróbki Węgla opracowywana jest w skali pilotowej technologia zgazowania węgla wykorzystująca CO2 jako czynnik zgazowujący. W niniejszej pracy przedstawiono wyniki eksperymentalne z badań węgla kamiennego „Wieczorek” oraz węgla brunatnego „Bełchatów”. Badania te wykazują, że zastosowanie CO2 w reaktorze zgazowania już w zakresie temperatur 800-900°C przynosi pozytywny efekt. Gaz procesowy opuszczający reaktor zgazowania zawiera w swoim składzie dwukrotnie więcej tlenku węgla, gdy stosuje się dodatek CO2, niż w przypadku zgazowania powietrznego. Badania eksperymentalne potwierdziły wyniki modelowania termodynamicznego zgazowania węgla z zastosowaniem CO2 jako czynnika zgazowującego. Potwierdzono również wpływ stopnia uwęglenia paliwa na podatność na zgazowanie z zastosowaniem CO2. Węgiel „Bełchatów”, z uwagi na większą reakcyjność, generuje więcej tlenku węgla w gazie procesowym oraz więcej gazu procesowego w przeliczeniu na jednostkowy kilogram dozowanego niż bardziej zmetamorfizowany węgiel kamienny „Wieczorek”.


CHOMIAK M., TRAWCZYŃSKI J.: Wysokotemperaturowe odsiarczanie gazu ze zgazowania węgla. Słowa kluczowe: adsorbent, siarkowodór, zgazowanie węgla, adsorpcja H2S Zgazowanie stałych i ciekłych surowców stanowi potencjalnie atrakcyjne źródło energii i surowców dla przemysłu. Nie rozwiązanym problemem tej technologii jest brak możliwości wysokotemperaturowego odsiarczania gazu, bez potrzeby jego schładzania. W pracy opisano rezultaty badań regenerowalnych sorbentów H2S z gorącego gazu ze zgazowania węgla. Sorbenty zawierające tlenki cynku i tytanu i domieszkowane tlenkami kobaltu bądź niklu oraz sorbenty zawierające tlenki żelaza i cynku, poddano cyklicznym testom odsiarczania/regenercji. Spośród materiałów cynkowo-tytanowych, najkorzystniejsze właściwości wykazuje sorbent z dodatkiem tlenku kobaltu (AZTCo) – adsorbuje on większą ilość H2S niż sorbent cynkowo-tytanowy i wykazuje mniejszą podatność do tworzenia siarczanów w trakcie regeneracji. Dodatek tlenku niklu znacząco zwiększa pojemność sorpcyjną (10 gS/100g sorbentu) jednak sorbent szybko ulega dezaktywacji wskutek tworzenia depozytu węglowego na powierzchni ziarna oraz siarczanów podczas regeneracji. Zmniejszeniu tworzenia siarczanów i odtwarzaniu struktur typu tlenków mieszanych, sprzyja wyższa temperatura regeneracji (650°C). Sorbenty cynkowo-żelazowe ulegają dezaktywacji w temperaturach >450°C. Spośród przebadanych sorbentów, promowany tlenkiem kobaltu materiał cynkowo-tytanowy, posiada najkorzystniejsze właściwości fizykochemiczne i sorpcyjne, a zarazem pozbawiony jest wad innych rozpatrywanych tu materiałów sorpcyjnych.


BABIŃSKI P., ŁABOJKO G., KRZTOŃ A., ŁAMACZ A.: Termokatalityczna konwersja związków smołowych w gazie ze zgazowania węgla. Słowa kluczowe: zgazowanie węgla, konwersja, smoły, kataliza Scharakteryzowano rodzaje smół otrzymywanych w różnych typach zgazowania węgla. Omówiono główne metody usuwania składników smołowych z gazów procesowych. Przetestowano katalizator niklowy w formie wytłoczek i pastylek osadzony na tlenku ceru i cyrkonu w skali laboratoryjnej oraz wielkolaboratoryjnej. Testy katalityczne reakcji reformingu parowego toluenu i 1-metylonaftalenu katalizatorów kondycjonowanych w gazie rzeczywistym ze zgazowania węgla wykazały że ich aktywność jest zachowana, badania termograwimetryczne pokazały niewielką ilość depozytów węglowych ulegających spaleniu w temperaturze do 350°C. Badania wykazały, że optymalna temperatura dla rozkładu związków smołowych wynosi 800°C, a stosunek nadmiaru pary wodnej H2O/C powinien wynosić 2,4. Eksperymenty w skali wielkolaboratoryjnej potwierdziły skuteczność termokatalitycznego usuwania związków smołowych z modelowego gazu syntezowego w temperaturze 900°C przy czasie przebywania wynoszącym 3s. Obecność katalizatora podnosi również wydajność H2 i CO będących pożądanymi składnikami gazu syntezowego.


BABIŃSKI P., ŁABOJKO G., KRZTOŃ A., ŁAMACZ A.: Rozdział gazu ze zgazowania węgla na strumienie wodoru i ditlenku węgla metodą chemicznej pętli tlenkowej. Słowa kluczowe: wodór, ditlenek węgla, pętla tlenkowa, gaz syntezowy, rozdział Przedstawiono zasady działania spalania i reformingu autotermicznego w pętli chemicznej. Omówiono przemysłowe technologie separacji wodoru stosujące pętlę chemiczną. Zdefiniowano wymagania dotyczące nośników tlenu w celu ich zastosowania w pętli chemicznej. Przedstawiono nową koncepcję rozdziału gazu syntezowego ze zgazowania węgla na strumienie czystego wodoru i ditlenku węgla przy użyciu pętli chemicznej w reaktorze fluidalnym.


ROBAK J., IGNASIAK K., JANUSZ M., HAPANOWICZ J., ULBRICH R.: Badania przepływu skoncentrowanych węglowych paliw zawiesinowych w rurociągu poziomym. Słowa kluczowe: zawiesiny węglowo-wodne, transport hydrauliczny, opory przepływu W transporcie hydraulicznym, którego przykładem jest przesyłanie węglowych paliw zawiesinowych w instalacjach rurociągowych, istotnym problemem jest minimalizowanie oporów przepływu, wpływających na jego ekonomiczną efektywność. W artykule przedstawiono metodykę i wyniki badań eksperymentalnych, dotyczących pomiarów oporów przepływu zawiesin węglowo-wodnych w rurociągu poziomym o określonej geometrii przy różnych objętościowych natężeniach przepływu. Zmierzono spadki ciśnienia samych zawiesin oraz zawiesin z dodatkiem powietrza, a uzyskane wyniki prac eksperymentalnych porównano z wynikami uzyskanymi na drodze obliczeń teoretycznych. W wyniku wprowadzenia do płynącej zawiesiny strumienia powietrza uzyskano efekt redukcji oporów przepływu – efekt ten uzależniony był od właściwości zawiesiny, natężenia jej przepływu oraz udziału masy powietrza w płynącej substancji. Dobra zgodność wyników eksperymentalnych z teoretycznymi potwierdziła prawidłowość przyjętej metody przewidywania oporów przepływu zawiesin węglowych.


GRYCOVA B., KOUTNÍK I., PRYSZCZ A., KALOČ M.: Ocena produktów z procesu pirolizy przefermentowanego osadu. Słowa kluczowe: piroliza, fermentat, chromatografia gazowa, warunki procesu Produkty uzyskane z biogazowni to oprócz powstającego biogazu, także osad przefermentowany, który może być stosowany jako nawóz. Ze względu na wymogi prawne, które musi spełniać powstający osad przefermentowany, żeby się nadawał do nawożenia, będzie trzeba zaprojektować i ocenić inne alternatywne metody wykorzystania osadu przefermentowanego. W wypadku niemożliwości wykorzystania osadu przefermentowanego do użytków rolnych, piroliza jest jednym z procesów termicznych, który może być ewentualnie stosowany w celu wykorzystania energii z materiału pofermentacyjnego. W artykule przedstawiono wstępne eksperymenty laboratoryjne pirolizy rożnych suszonych osadów przefermentowanych. Po procesie pirolizy przeprowadzono bilans masy otrzymanych produktów pirolitycznych, dalej przeprowadzono off-line analize gazu pirolitycznego i na koniec przeprowadzono ocene produktów stałych i ciekłych uzyskanych podczas procesu pirolitycznego. Bilans masy procesu pirolitycznego został określony przez poszczególne ważenie uzyskanych produktów stałych i ciekłych. Ilość powstających gazów pirolitychnych doliczono do 100 %. W produktach ciekłych była określona zawartość organicznej i wodnej fazy, dalej przeprowadzono analize elementarną (węgiel, wodór, azot, wraz z zawartością chloru) i określono wartość opałową. Gaz z procesu pirolitycznego został odebrany przy różnych temperaturach do 1 l szklannych pojemników na próbki i następnie był skład gazu pirolitycznego analizowany za pomocą chromatografii gazowej (metan, etylen, propan, wodór i tlenek węgla). Stężenie wodoru było w zakresie od 20–40 % objętościowych.


PONIKIEWSKA K., ŚLIWIŃSKA A.: „Ślad wodny” procesu podziemnego zgazowania węgla. Słowa kluczowe: podziemne zgazowanie węgla, „ślad wodny”, cykl życia W artykule obliczono „ślad wodny” (water footprint) procesu podziemnego zgazowania węgla (PZW), który jest wskaźnikiem zużycia zasobów wody w procesie wytwarzania gazu z węgla w wyniku jego zgazowania. Na obliczony wskaźnik składa się niebieski i szary „ślad wodny”. Niebieski „ślad wodny” dotyczy zużycia wody, a szary „ślad wodny” emisji zanieczyszczeń do wód słodkich. Ocena „śladu wodnego” została wykonana z perspektywy cyklu życia i obejmowała bezpośredni i pośredni wpływ ocenianej instalacji technologicznej na zasoby wodne. Jako bezpośrednie zużycie wody uwzględniono dopływ wód z otoczenia do georeaktora oraz zużycie wody uzupełniającej w obiegu chłodzącym gaz. Uwzględniono również wpływy pośrednie, które są związane z eksploatacją instalacji, ale mają miejsce poza jej granicami. W ramach wpływów pośrednich wliczono zużycie i zanieczyszczenie wody związane z produkcją energii elektrycznej zużywanej w instalacji PZW oraz z oczyszczaniem kondensatu powstającego w trakcie procesu PZW w oczyszczalni ścieków. W artykule zaproponowano również wartości dopuszczalne i naturalne poziomów zanieczyszczeń – wybór tych wartości ma wpływ na uzyskane wyniki szarego „śladu wodnego”. Określono całkowity „ślad wodny” procesu PZW oraz „ślad wodny” poszczególnych elementów łańcucha produkcyjnego PZW. Analiza uzyskanych wyników pozwoliła stwierdzić, że bezpośredni wpływ instalacji PZW na zasoby wodne jest relatywnie niski w porównaniu z wpływem pośrednim. Zmniejszenie „śladu wodnego” może być osiągnięte dzięki dokładnej ocenie hydrogeologii złoża w celu uniknięcia dużego dopływu wody słodkiej w okolicę georeaktora. Zdecydowanie najwyższy wpływ bezpiecznie eksploatowanej instalacji PZW na środowisko wodne wynika ze zużycia energii elektrycznej. Na tej podstawie można wnioskować, że ograniczenie „śladu wodnego” procesu PZW jest osiągalne poprzez ograniczenie zużycia energii elektrycznej. Wyniki przedstawione w artykule potwierdzają jak ważna jest maksymalizacja efektywności energetycznej procesu PZW z punktu widzenia jednej z kategorii wpływu na środowisko – zubożenia zasobów wody.

Wiedziałeś, o tym, że używasz starej wersji przeglądarki Internet Explorer? Zaktualizuj przeglądarkę teraz!