Katedra Procesów Cieplnych, Ochrony Powietrza i Utylizacji Odpadów

Przedstawiono ograniczenia technologii spalania biomasy kukurydzianej w palenisku fluidalnym. W temp. wyższej niż 720°C złoże kwarcowe ulegało aglomeracji. W temp. powyżej 900°C przy 10-30-proc. nadmiarze powietrza proces odgazowania części lotnych był na tyle intensywny, że w gazach popłomiennych obserwowano 4-proc. stężenie CO i 0,4-proc. stężenie węglowodorów. W zależności od warunków prowadzenia procesu spalania fotosyntetycznych paliw zaazotowanych, proces ten może być źródłem emisji HCN, NH3 i NO. Im wyższa temperatura i intensywniejsze procesy odgazowania, tym stężenia HCN i NH3 są wyższe. Wraz z obniżeniem temperatury i wzrostem ilości tlenu dominującą formą azotu jest postać tlenkowa.

Corn biomass was combusted in a bubbling fluidized bed at 720-950°C to study the process course. At above 720°C, the sand bed agglomeration was obsd. At above 900°C (10- 30% air excess), degasification of volatile components was so intense that concns. of CO and hydrocarbons were 4% and 0.4%, resp. Emissions of HCN, NH3 and NO were also evidenced. The biomass gasification was more intense at higher temps. The concns. of HCN and NH3 increased with the increasing temp. At low temp. and high O2 concn., the NOx were dominant form of N in the off-gas.

The purpose of this article is to present the possibilities of coal shale combustion in furnaces with bubbling fluidized bed. Coal shale can be autothermally combusted in the fluidized bed, despite the low calorie value and high ash content of fuel. Established concentrations of CO (500 ppm) and VOC (30 mg/m3) have indicated a high conversion degree of combustible material during combustion process. Average concentrations of SO2 and NOx in the flue gas were higher than this received from the combustion of high quality hard coal, 600 ppm and 500 ppm, respectively. Optional reduction of SO2 and NOx emission may require the installation of flue gas desulphurization and de-NOx systems.

Określono wskaźniki emisji zanieczyszczeń powstających podczas spalania łupków węglowych w pęcherzowym złożu fluidalnym w zależności od temperatury złoża i granulacji materiału. Korzystne jest spalanie frakcji 1,02-1,2 mm tego materiału w temp. powyżej 900°C. W procesie autotermicznego spalania otrzymano wartości wskaźników porównywalne z wartościami dla węgli bitumicznych. Wartości wskaźników CO, NO, SO2 i CH4 wyniosły odpowiednio 2,6 mg/g, 3,1 mg/g, 8,0 mg/g i 0,03 mg/g.

Coal shale was added to the hot PrH-BuH stream combusted in a bubbling fluidized bed at 800-950°C to det. the temp. and granulation relationships of the hydrocarbon, CH2O, NOx, CO and SO2 contents in the off-gas. The pollutant emission factors were similar to those for bituminous coals. Emission factors for CO, NO, SO2 and CH4, were 2.6 mg/g, 3.1 mg/g, 8.0 mg/g and 0.03 mg/g, resp.

Przedstawiono kierunki unieszkodliwiania halogenopochodnych związków organicznych, szczególną uwagę zwracając na procesy termicznej degradacji. Przeanalizowano istniejące możliwości zatrzymania HCl i HF w komorze spalania. Zaproponowano metodę ograniczenia emisji HCl in situ w procesach spalania przez zastosowanie hydroksyapatytu. W aktywnym chemicznie złożu fluidalnym uzyskano 5-krotne zmniejszenie stężenia HCl w porównaniu ze złożem piaskowym.

A review, with 64 refs., of methods used for elimination of halogens and halogen-contg. compds. from waste gases. CH2Cl2 was added to liq. petroleum gas combusted then in lab. fluidized-bed reactor at 820°C. The fluidized bed consisted of quartz sand or hydroxyapatite (HAp). Use of the HAp resulted in substantial decrease in HCl content in the off-gas. Surprisingly, a high increase in CO content in the off-gas was obsd. The content of converted CH2Cl2 was on the same level in both cases.

Spalanie paliw, w tym paliw ze źródeł odnawialnych, związane jest z emisją gazowych związków zawierających chlor. Wykonano badania sprawdzające możliwość odwracalnego procesu sorpcji/desorpcji chlorowodoru w stacjonarnym złożu fluidalnym podczas spalania substancji zawierających chlor. Jako źródło chloru zastosowano dichlorometan. Proces termicznego rozkładu DCM przeprowadzono w złożu piaskowym, a następnie w złożu piaskowym z dodatkiem biohydroksyapatytu. W obu seriach pomiarowych temperatura procesu wynosiła 930°C, współczynnik nadmiaru powietrza 1,3, a stężenie DCM 2900 ppm. Za pomocą analizatora FTIR monitorowano stężenia następujących związków chloru w gazach poprocesowych: HCl CH2Cl3, CH3Cl, CHCl3, CCl4, COCl2. Dominującym związkiem chloru w gazach był HCl. Metodą XRD przeanalizowano biohydroksyapatyt przed procesem termicznej dekompozycji DCM, odebrany ze złoża w trakcie procesu, oraz po zakończeniu dozowania DCM i procesu termicznej dekompozycji chloroapatytu w 1050°C. Zawartość chloroapatytu w analizowanych próbkach wynosiła odpowiednio 10, 53 oraz 18%. Analiza XRF wykazała następujące stosunki molowe Ca:P:Cl w próbkach: 1,12:0,41:0,01, 1,01:0,36:0,09, 1,10:0,40:0,05. Przeprowadzone badania wykazały możliwość wykorzystana biohydroksyapatytu jako materiału sorpcyjnego w stosunku do gazowego chlorowodoru powstającego w gazach spalinowych podczas utylizacji materiałów organicznych zawierających chlor.

Combustion of fuels, including renewable fuels, is associated with emissions of various gaseous compounds containing chlorine. The reversible sorption / desorption of hydrogen chloride. in a fluidized bed reactor, while combustion of Cl-containing substances, was carried out. Dichloromethane (DCM) was used as the source of chlorine. DCM thermal decomposition in a sand bed and then in a fluidized bed containing hydroxyapatite was investigated. In both series: process temperature was 930oC. the air excess 1.3, the concentration of DCM 2900 ppm. The concentration of components containing chlorine such as HCl CH2Cl2,CH3Cl, CHCl3, CCl4, COCl2 in the flue gases were monitored by FTIR analyzer. The main chlorine product was HCl. Samples of the hydroxyapatite before the process of thermal decomposition of DCM, taken from the bed during the process, and after the thermal decomposition of chlorapatite at 1050oC were analyzed by X-ray diffraction (XRD). The content of chlorapatite in the analyzed samples was respectively 10, 53 and 18%. X-ray fluorescence (XRF) analysis showed the molar ratio of Ca:P:Cl was: 1.12:0.41:0.01, 1.01:0.36:0.09, 1.10:0.40;0.05 respectively. The hydroxyapatite can be used as an absorbent of the HCl(g) during combustion of materials containing chlorine.

Przedstawiono wyniki badań procesu mineralizacji odpadowego materiału kostnego. Proces przeprowadzono w reaktorze ze stacjonarnym złożem fluidalnym. Określono wpływ materiału złoża na przebieg spalania gazu płynnego (LPG). Ze względu na rozwiniętą powierzchnię właściwą oraz możliwą obecność organicznych form fosforu, badany materiał wykazuje działanie inhibicyjne. Produktem mineralizacji był popiół zawierający 74% biohydroksyapatytu. W wyniku tego procesu powierzchnia właściwa materiału zmniejszyła się z 14 m2/g do 3 m2/g, a zawartość węgla organicznego, wodoru i azotu zmniejszyła się o odpowiednio 95%, 42% i 83%.

Calcinated meat-bone meal was mineralized in lab. fluidized bed reactor by combustion of liq. petroleum gas at 300–1000°C to produce hydroxyapatite. After mineralization, the hydroxyapatite content in the product was 74%. The sp. surface of the raw material was decreased from 14 m2/g down to 3 m2/g. The C, H and N contents were decreased by 95%, 42% and 83%, resp. The product exhibited an inhibitory action on the gas combustion.

The process of thermal decomposition of dichloromethane (DCM) and chlorobenzene (MCB) during the combustion in an inert, bubbling fluidized bed, supported by LPG as auxiliary fuel, have been studied. The concentration profiles of C6H5CI, CH2Cl2, CO2, CO, NOx, COCl2, CHCl3,CH3Cl, C2H2, C6H6, CH4 in the flue gases were specified versus mean bed temperature.

Przedstawiono wyniki badań procesu termicznego rozkładu dichlorometanu i chlorobenzenu w czasie spalania LPG w inertnym, stacjonarnym złożu fluidalnym. Dodanie do mieszanki palnej organicznych związków chloru wpływa na mechanizm i kinetykę procesu spalania, powodując istotne zwiększenie stężenia CO i NOx w spalinach. Stwierdzono, że stopień konwersji badanych chloropochodnych wynosił 92–100%, gdy średnia temperatura złoża zmieniała się w zakresie od 900°C do temperatury płynięcia materiału złoża.Przedstawiono wyniki badań procesu termicznego rozkładu dichlorometanu i chlorobenzenu w czasie spalania LPG w inertnym, stacjonarnym złożu fluidalnym. Dodanie do mieszanki palnej organicznych związków chloru wpływa na mechanizm i kinetykę procesu spalania, powodując istotne zwiększenie stężenia CO i NOx w spalinach. Stwierdzono, że stopień konwersji badanych chloropochodnych wynosił 92–100%, gdy średnia temperatura złoża zmieniała się w zakresie od 900°C do temperatury płynięcia materiału złoża.

CH2Cl2 and PhCl were added (900–5350 ppm) to liq. Petroleum gas combusted in fluidized sand bed under lab. conditions to study formation the Cl-contg. org. compds., CO and NOx in flue gas. The conversion of CH2Cl2 and PhCl added was 92–100% at above 900°C. An increased contents of CO and NOx were also obsd.

Recycling of wasted bleaching earth by combustion in the fluidised bed reactor has been studied. Bentonite sorbent used in the experiment contained high amount of fuel nitrogen and therefore it was possibility of significant nitrogen oxides emission. First goal to obtain in the experiment was an effective recycling of wasted bleaching earth which makes a possibility of its usage in bleaching processes. Second goal was proper conducting of regeneration process to obtain NOx emission at possible lowest level. In order to achieve this reburning technology has been applied to reduce nitrogen oxides emission. Purification level of regenerated material exceeded 97%. Obtained reduction of NOx concentration was 56.6%. of NOx concentration was 56.6%.

Opisano badania zmodernizowanego ciągu technologicznego instalacji do spalania osadów ściekowych. Aby nie zwiększać kosztów instalacji zaproponowana technologia powinna umożliwiać maksymalną redukcję szkodliwych substancji, bez konieczności budowy kosztownych instalacji oczyszczania gazów odlotowych. W latach 2000-2009 długość sieci kanalizacyjnej uległa podwojeniu z 51,1 tys. km do 100,5 tys. km. W 2009 roku 64,2% ludności korzystało z 3 152 komunalnych oczyszczalni ścieków, wśród których 909 to oczyszczalnie miejskie, w tym 448 oczyszczalni obsługujących miasta poniżej 10 tys. mieszkańców. Ilość osadów ściekowych w przeliczeniu na suchą masę w roku 2008 wynosiła 567,3 tys. Mg i w porównaniu z rokiem 2000 wzrosła o ponad 50%. Na terenie Polski 84% komunalnych oczyszczalni ścieków to obiekty obsługujące niewielkie jednostki osadnicze. Ponad 2 200 oczyszczalni zlokalizowanych jest na terenach wiejskich. Coraz większy udział wyprodukowanych osadów ściekowych będzie musiał zostać przetworzony termicznie. Korzystnym rozwiązaniem wydaje się rozszerzenie ciągu technologicznego lokalnych oczyszczalni ścieków o blok przetwarzający energię zawartą w osadzie, w postać energii możliwą do wykorzystania na terenie zakładu.

Przedstawiono metodę termicznego przekształcania odpadowych elektronicznych obwodów drukowanych, realizowaną w reaktorze z chemicznie obojętnym złożem fluidalnym. Pozostałą po wypaleniu substancji polimerowych niepalną część odpadów poddano dwustopniowej ekstrakcji w środowisku zasadowym (30-proc. KOH) oraz kwaśnym (95-proc. H2SO4). Przedstawiono udziały masowe wybranych metali w próbkach stałych po procesie spalania oraz po kolejnych etapach roztwarzania. Uzyskano wysoki stopień wyekstrahowania metali z materiału wyjściowego, mieszczący się w granicach od 90% (dla Ti) do ponad 97% dla innych metali.

Fourteen printed circuits were disintegrated and co-combusted in fluidized-sand quartz reactor (diam. 96 mm, height 400 mm) with PrH-PrMe mixts. The combustion gases were analyzed for O2, NO, NO2, SO2, CO, CO2 and volatile org. compds. The solid residues were analyzed for 11 metals after extn. with concd. KOH and H2SO4 solns. High recovery degree (from 90.56% for Ti up to 99.96 for Ni) was achieved.

Przedstawiono wyniki badań mających na celu sprawdzenie wpływu modyfikacji procesu odmagnezowania koncentratu cynkowego na szybkość utleniania zawartego w nim ZnS. Badania wykonano w warunkach zbliżonych do tych, w jakich proces utleniania ZnS jest przeprowadzany w praktyce przemysłowej. Stwierdzono, że szybkość utleniania w znacznym stopniu zwiększa się wskutek wprowadzonych zmian w procesie odmagnezowania blendy cynkowej. W wyniku przeprowadzonej optymalizacji sposobu przygotowania próbek blendy uzyskano prawie dwukrotny wzrost stałej szybkości procesu utleniania przeprowadzanego w warunkach, w których o jego szybkości decyduje dyfuzja tlenu od strumienia gazów, poprzez warstwę graniczną, do wnętrzna ziarna.

The paper discusses the possibility of applying the reversible reaction CaCO3 - CaO + CO2 in cyclic capture and release of CO2 directly inside a fluidised bed combustor. This would cause lowering CO2 emissions to the atmosphere, thanks to obtaining energy from burning fossil fuels. Observations made on the effect of introducing an additional external stream of CO2 on the efficiency of the chemical capture process are described. It is implied that CO2 derived from the fuel can be temporarily retained within the bed to be released later at a higher concentration. The proposed method of burning fuel in a chemically active fluidised bed could be an available method leading to CO2 isolation from flue gases and to its eventual sequestration.

The paper presents the results of an analysis of the changes of the mass and amounts of organic substances and combustible elements in a biodegradation process. The prepared sample of organic waste constituted the material used for the tests. The composting process was being carried out for 9 weeks in field conditions. The samples for analyses were collected every 7 days. The content of a biodegradable fraction was determined according to the procedure described in the standard of PN - EN 15169: 2007 "Characterization of waste-Determination of loss on ignition in waste, sludge and sediments". Reduction of the mass of the organic waste during the composting process amounted to 35%. A significant content of organic fraction (about 60-70% after 9 weeks) remains in the composted waste; and the content of combustible elements is reduced (by about 30%.)

The paper presents the results of the disposal of packaging waste from two companies: Tetra Pak and Combibloc, carried out in a fluidized bed boiler of rated thermal power 0.5 MW. The material introduced into the fluidized bed boiler underwent thermal and mechanical degradation in a sand bed of the temperature between 750 and 850°C. The process proceeds auto-thermally, without the need of additional fuel. The appropriately chosen fluidization parameters caused the separation of the solid products of combustion from the deposit material. Presence of aluminum, part of it in an un-oxidized form, was confirmed in separated dust. The gaseous products of combustion contained the traces of oxides of nitrogen and sulfur, mainly originating from the remnants of food products contained in the packaging. However, the concentration of these oxides met the requirements of emission standards.

Zaprezentowano wyniki badań redukcji tlenku azotu(II) w spalinach powstających w palenisku z pęcherzowym atmosferycznym złożem fluidalnym z wykorzystaniem technologii reburningu. Przy zmniejszeniu współczynnika nadmiaru powietrza w strefie nad złożem do wartości 1,0 uzyskano stopień konwersji tlenku azotu(II) do azotu ok. 50%, przy dalszym obniżaniu ilości powietrza w mieszance palnej stopień konwersji tlenku azotu(II) wzrósł do ok. 70%. Uzyskana redukcja pozwala na dotrzymanie standardów określonych przepisami.

PrH was burned with air O2 in fluidized bed reactor on quartz sand (air excess 1.25-1.28) to study the redn. of NO with PrH in the reburning zone (air excess 0.92-1.28). Use of reburning system resulted in the conversion of 58-67% of NO to N2 at air excess 0.97-1.00 and short residence time (0.2-0.3 s)

This study presents the use of fluidised bed combustion to produce thermal energy, aluminium recovery and the reduction of the Tetra Pak and Combibloc packaging waste stream. Fluidisation and the pneumatic transport, which take place in the same apparatus, allow recovering bits of the aluminium foil from the combustion zone. The limited time spent in the high temperature zone leads to a high content of free metal in the solids separated in the ash trap and cyclone. Other solid products are practically chemically inert and may be disposed in a landfill of municipal or inert wastes.

Dr inż.
Małgorzata OLEK

Publikacje

Wykładane przedmioty

Dr inż.Małgorzata OLEK

Publikacje

Wykładane przedmioty

Dr inż.
Małgorzata OLEK