POPIOŁY Z ENERGETYKI Zakopane, października 2016 r.

Transkrypt

1

2 POPIOŁY Z ENERGETYKI Zakopane, października 2016 r. Redakcja: Andrzej Kornacki

3 Referaty opublikowano na prawach rękopisu bez poprawek merytorycznych, stylistycznych i redakcyjnych. Odpowiedzialność za ewentualne naruszenie prac autorskich spoczywa na autorach referatów. Wydawca: Polska Unia UPS ul. Czackiego 3/5 pok Warszawa tel biuro@ unia-ups.pl ISBN: Skład: Edyta Kryszkiewicz Druk: Fabryka Druku Sp. z o.o., Warszawa

4 SPIS TREŚCI Paweł Kaźmierczak Europejska Agencja Ochrony Środowiska, Kopenhaga WIĘCEJ Z MNIEJ EFEKTYWNOŚĆ MATERIAŁOWA ZASOBÓW EUROPEJSKICH Zbigniew Chrzanowski EKO-ZEC Sp. z o.o., Poznań NOWE REGULACJE PRAWNE DOTYCZĄCE UPS A PRAKTYKA Tomasz Bień Biko-Serwis Sp. z o.o., Nowiny ALTERNATYWNE TECHNOLOGIE WYTWARZANIA PRODUKTÓW NA BAZIE UPS, PROJEKTOWANE W WYKORZYSTANIEM TECHNOLOGII DEM Maciej Batog Górażdże Cement S.A., Artur Golda Centrum Technologiczne BETOTECH Sp. z o.o. Zbigniew Giergiczny Politechnika Śląska w Gliwicach, Górażdże Cement S.A. POPIÓŁ LOTNY SKŁADNIKIEM BETONU MASYWNEGO NA FUNDAMENTY NOWYCH BLOKÓW ENERGETYCZNYCH.. 65 Jean Diatta Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, Katedra Chemii Rolnej i Biogeochemii Środowiska, Poznań (FITO)-REKULTYWACJA NA BAZIE KOMPONENTÓW Robert Żmuda SBB ENERGY S.A., Opole WPŁYW INSTALACJI DO OGRANICZANIA EMISJI RTĘCI W SPALINACH NA JAKOŚĆ UPS Martyna Tomaszewicz, Jarosław Zuwała Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, Zabrze ANALIZA WŁAŚCIWOŚCI UBOCZNYCH PRODUKTÓW SPALANIA POD KĄTEM ZASTOSOWANIA JAKO PROPPANTY DO PROCESÓW SZCZELINOWANIA HYDRAULICZNEGO. 101 Zbigniew Giergiczny Politechnika Śląska, Górażdże Cement S.A. Mikołaj Ostrowski, Tomasz Baran Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych, Oddział Szkła i Materiałów Budowlanych w Krakowie WPŁYW POPIOŁÓW LOTNYCH KRZEMIONKOWYCH KATEGORII S NA WYBRANE WŁAŚCIWOŚCI KOMPOZYTÓW CEMENTOWYCH

5 Marek Cała 1, Antoni Tajduś 1, Radosław Pomykała 1, Rafał Przystaś 2, Justyna Adamczyk 1, Agnieszka Stopkowicz 1, Waldemar Kępys 1, Daniel Wałach 1, Mateusz Blajer 1, Malwina Kolano 1 1 AGH Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, 2 Tauron Wydobycie S.A. ODPADY ENERGETYCZNE I WYDOBYWCZE JAKO SKŁADNIKI PRODUKTÓW DLA GÓRNICTWA, BUDOWNICTWA I GEOINŻYNIERII Karol Witkowski, Paulina Nowak, Teodora Hyla Dział Badań i Rozwoju EDF Polska NOWE PRODUKTY NA BAZIE POPIOŁÓW LOTNYCH SZANSE I OGRANICZENIA Jan J. Hycnar, Daria Kadlec Ecocoal Consulting Center, Katowice Bogdan Mikołajczyk EES Katowice DOŚWIADCZENIA I MOŻLIWOŚCI ELIMINOWANIA UJEMNEGO ODZIAŁYWANIA SKŁADOWANYCH MATERIAŁÓW SYPKICH I ODPADÓW NA ŚRODOWISKO. 181 Jan J. Hycnar, Daria Kadlec Ecocoal Consulting Center, Katowice Janusz Zdeb, Jarosław Świąder, Stanisław Gruszka TAURON Wytwarzania S.A.; Piotr Pasiowiec Progress Eko Sp z o.o.; Tadeusz Tytko Speed Projekt DOŚWIADCZENIA OCZYSZCZANIA ZAWIESIN WODNYCH OD ZIAREN POPIOŁÓW POWYŻEJ 50 MIKROMETRÓW Danuta Kukielska, Elżbieta Uzunow Instytut Mechanizacji Budownictwa i Górnictwa Skalnego, Warszawa LEKKIE KRUSZYWO SZTUCZNE KOMPLEKSOWE ZAGOSPODAROWANIE ODPADÓW KOMUNALNYCH I PRZEMYSŁOWYCH Bartosz Sarapata, Karol Witkowski EDF Polska S.A. SYNTEZA MATERIAŁÓW AKTYWOWANYCH ALKALICZNIE NA BAZIE POPIOŁÓW LOTNYCH. 215 Leszek Drobek Główny Instytut Górnictwa, Zakład Monitoringu Środowiska, Katowice Jerzy Kanafek CEZ Produkty Energetyczne Polska Spółka z o.o., Chorzów Piotr Pierzyna Politechnika Śląska, Instytut Eksploatacji Złóż, Gliwice ZAGOSPODAROWANIE UPS W KOPALNIACH WĘGLA KAMIENNEGO STAN AKTUALNY, PROGNOZA ZUŻYCIA NA LATA , ASPEKTY TECHNOLOGICZNE I ŚRODOWISKOWE

6 Martyna Tomaszewicz, Michalina Kotyczka-Morańska, Jarosław Zuwała Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, Zabrze ANALIZA MOŻLIWOŚCI WYKORZYSTANIA ANALIZY TERMOGRAWIMETRYCZNEJ DO SZYBKIEGO OZNACZANIA STRAT PRAŻENIA W POPIELE LOTNYM Tomasz Szczygielski Politechnika Warszawska, IBS CIMA, Warszawa W KIERUNKU BEZODPADOWEJ ENERGETYKI WĘGLOWEJ UZDATNIANIE MINERAŁÓW ANTROPOGENICZNYCH W PROCESACH ENERGETYCZNYCH Krzysztof Sadowski Pełnomocnik Zarządu ds. Rozwoju, LSA Sp. z o.o., Białystok GOSPODARKA O OBIEGU ZAMKNIĘTYM, A TECHNOLOGIA LSA WYKORZYSTANIA ODPADÓW PALENISKOWYCH Z ENERGETYKI Małgorzata Wilińska Kancelaria Domański Zakrzewski Palinka Sp. k. WSPARCIE B+R W PRZEDSIĘBIORSTWACH, A INNOWACJE W GOSPODARCE O OBIEGU ZAMKNIĘTYM.. 265

7 Paweł Kaźmierczyk Europejska Agencja Ochrony Środowiska, Kopenhaga WIĘCEJ Z MNIEJ EFEKTYWNOŚĆ MATERIAŁOWA ZASOBÓW EUROPEJSKICH Streszczenie menadżerskie raportu Europejskiej Agencji Ochrony Środowiska 1 PODSUMOWANIE WYNIKÓW Ramka S1 Zakres zasobów materiałowych W ślad za konsultacją z Eionet, niniejsze sprawozdanie skupia się głównie na politykach i inicjatywach z zakresu zasobów materiałowych. Zakres ten obejmuje strumienie materiałów wchodzących do danej gospodarki lub z niej wychodzących (biomasa, minerały niemetaliczne, rudy metali i kopalne nośniki energii) jak również surowce wtórne (pochodne z odpadów). W zakresie tym mieszczą się również przekształcenia, jakim podlegają materiały w ciągu swego całego cyklu życiowego, oraz inicjatywy w kierunku zamykania pętli materiałów w kontekście gospodarki o obiegu zamkniętym. Ramka S2 Źródła informacji Dla pozyskania informacji do profili krajowych użyto standardowego zestawu pytań. Analizy w niniejszym sprawozdaniu opierają się wyłącznie na informacjach dostarczonych przez uczestniczące kraje członkowskie EEA, poprzez należące do sieci Eionet Krajowe Ośrodki Referencyjne ds. Gospodarki Wydajnej Zasobowo (KOR) oraz Krajowe Punkty Ogniskowe (KPO). Niniejsze sprawozdanie nie rości sobie pretensji do objęcia wszystkich aspektów wydajności zasobowej, gdyż poszczególne kraje mogą posiadać pokrewne polityki, instrumenty bądź cele, które nie zostały zgłoszone. 1

8 Zbigniew Chrzanowski EKO-ZEC Sp. z o.o., Poznań NOWE REGULACJE PRAWNE DOTYCZĄCE UPS A PRAKTYKA WPROWADZENIE Uboczne Produkty Spalania (UPS) stanowią istotną składową w obiegu materiałowym gospodarki w Polsce. Dzięki wieloletniej pracy ośrodków naukowych, zakładów produkujących i przetwarzających UPS oraz dzięki zaangażowaniu poszczególnych osób wykreowany został stan, w którym UPS-y funkcjonują jako normalne produkty rynkowe, będące jednocześnie ważnym komponentem dla produkcji wielu wyrobów budowlanych. Ale obszar UPS-ów wyróżnia jedna podstawowa cecha, którą jest produkcja tychże UPS w swoistym przesunięciu czasowym względem zapotrzebowania ich końcowych użytkowników. Rolę buforującą wypełniają podmioty branży UPS, których podstawowym zadaniem jest dostarczenie bezpieczeństwa produkcyjnego elektrowni i elektrociepłowni spalających węgle, poprzez odebranie wyprodukowanych UPS i ich zagospodarowanie. Jednocześnie podmioty branży UPS muszą dostarczyć UPS-y o odpowiedniej jakości z zakładów wytwórczych do klientów w czasie oczekiwanym przez klientów. BETON JAKO WYRÓB BUDOWLANY Z dniem 20 lipca 2016 roku Rządowe Centrum Legislacji rozpoczęło procedurę notyfikacji projektu Rozporządzenia Ministra Infrastruktury i Budownictwa w sprawie sposobu deklarowania właściwości użytkowych wyrobów budowlanych oraz sposobu znakowania ich znakiem budowlanym (wersja projektu z dnia 18 lipca 2016 roku). Rozporządzenie to stanowi przeniesienie na polski system prawny jednolitych reguł dla obszaru Unii Europejskiej określonych rozporządzeniem Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) nr 305/2011 z 9 marca 2011 r. ustanawiające zharmonizowane

9 Tomasz Bień Biko-Serwis Sp. z o.o., Nowiny ALTERNATYWNE TECHNOLOGIE WYTWARZANIA PRODUKTÓW NA BAZIE UPS, PROJEKTOWANE Z WYKORZYSTANIEM TECHNOLOGII DEM Projektowanie urządzeń do materiałów sypkich opiera się do dziś głównie na doświadczeniu ludzi oraz wieloletnich testach. Przewidzenie zachowania się materiałów sproszkowanych jest o tyle trudne, że należy rozpatrywać je zarówno w stanie fluidyzacji jak i sypkim, kiedy wykazują cechy wspólne dla płynów i ciał stałych. Z tego względu utrudnione jest modelowanie przepływów materiałów sypkich, szczególnie jeśli doda się do tego takie cechy, jak kleistość, elektrostatyka czy wpływ wycierania. Próby wprowadzenia przybliżeń syntetycznych w formie równań w programach CAE (jak Ansys czy Fluent) najczęściej nie sprawdzały się w praktyce. Konieczne było ujęcie analityczne, w którym analizowany jest wpływ każdej cząstki na inną, biorącą udział w badaniu, a także na każdą zewnętrzną geometrię. Podstawową metodą badawczą w projekcie jest analiza elementów dyskretnych DEM (Discrete Elements Method), opracowana w 1971 i od 1979 używana do analizy mechaniki materiałów sypkich. Ze względu na duże wymagania mocy obliczeniowej dopiero od ok. 10 lat jest stosowana szerzej. W dużym uproszczeniu analizie podlega ruch oraz siły działające na każdą cząstkę w określonej częstotliwości. Symulacja obejmuje często setki tysięcy cząstek o różnym kształcie i właściwościach. BIKO-SERWIS jest prawdopodobnie jedyną polską firmą wykorzystującą badania DEM do analizy zachowania się materiałów sypkich. Optymalne wykorzystanie materiałów UPS wymaga z kolei indywidualnego podejścia do budowania instalacji je przerabiających. Wielość zastosowań, mieszanek i form produktów końcowych powoduje, że urządzenia procesowe powinny pełnić wiele funkcji, zapewniając możliwość produkcji różnych produktów końcowych. W tym celu niezastąpione jest modelowanie z wykorzystaniem metody DEM, która analitycznie obrazuje

10 Batog Maciej Górażdże Cement S.A. Golda Artur Centrum Technologiczne BETOTECH Sp. z o.o. Giergiczny Zbigniew Politechnika Śląska w Gliwicach, Górażdże Cement S.A. POPIÓŁ LOTNY SKŁADNIKIEM BETONU MASYWNEGO NA FUNDAMENTY NOWYCH BLOKÓW ENERGETYCZNYCH STRESZCZENIE Przedstawiono wytyczne do projektowania składu betonów masywnych z uwzględnieniem konieczności obniżenia ciepła wydzielanego podczas procesu hydratacji, jak i zapewnienia odpowiednich właściwości roboczych dla mieszanki betonowej w odpowiednio długim okresie. Dokonano analizy wpływu, zarówno składników betonu (cementu, popiołu lotnego krzemionkowego) na właściwości istotne dla konstrukcji masywnych. 1. WPROWADZENIE Nakłady inwestycyjne w infrastrukturę energetyczną w Polsce, jakie mają miejsce w ostatnim okresie czasu, sprawiły, że betony masywne znajdują częściej zastosowanie w praktyce budowlanej. W przypadku betonów masywnych niezwykle ważna jest znajomość wpływu poszczególnych etapów wykonywania elementu, począwszy od projektu mieszanki betonowej, a skończywszy na pielęgnacji na właściwości mechaniczne oraz trwałościowe konstrukcji. Podstawowy problem w zabudowie konstrukcji (obiektów) masywnych dotyczy rozkładu temperatur w elemencie. Temperatura zabudowanego betonu, po przekroczeniu wartości progowych, może doprowadzić do powstania

11 Jean Diatta Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, Katedra Chemii Rolnej i Biogeochemii Środowiska, Poznań (FITO)-REKULTYWACJA NA BAZIE KOMPONENTÓW Z UBOCZNYCH PRODUKTÓW SPALANIA STRESZCZENIE Uboczne produkty spalania (UPS) stanowią, z racji procesu technologicznego, mineralnym tworem o zróżnicowanej konsystencji i postaci. Ten aspekt jest podstawą ukierunkowania ich dalszego użytkowania, przetwarzania lub składowania. Kierunek przetwarzanie jest coraz bardziej promowany ze względów gospodarczych, przyrodniczych i społecznych. Regulacje formalno-prawne ukierunkowują te zagadnienia. Fito-rekultywacja daje wiele korzyści wynikających z umiejętnego tworzenia substratów / komponentów na bazie UPS oraz ich zastosowania jako podłoża czynne biologicznie. Te z kolei służą do dynamicznej, zintegrowanej i pro-ekologicznej rekultywacji terenów niekorzystnie przekształconych (zdegradowanych) według własnej koncepcji MaxGreen. Tę koncepcję uzupełniono i wzbogacono w aspekt tzw. Green Zysk, co w istocie rzeczy wspiera podstawę pakietu o Obiegu Zamkniętym (Circular Economy Package tzw. CEP). WSTĘP Produkcja energii zarówno elektrycznej jak i cieplnej jest od zawsze związana z wytwarzaniem wtórnych materiałów, które można sklasyfikować jako stałe, płynne i gazowe. Z racji procesów technologicznych, spalanie węgla kamiennego i brunatnego oraz biomasy pochodzenia roślinnego generuje przeważnie mineralne odpady określane jako Uboczne Produkty Spalania (UPS), [Gajda i in., 2002; Pyssa, 2005; Przekopowska, 2011; Wacławowicz 2011; Szymańska, 2013; Hycnar i in., 2014]. Ta różnorodność...

12 Robert Żmuda SBB Energy S.A., Opole WPŁYW INSTALACJI DO OGRANICZANIA EMISJI RTĘCI W SPALINACH NA JAKOŚĆ UPS 1. Wprowadzenie Jak podaje Światowa Organizacja Zdrowia [1] kontakt nawet z niewielką ilością rtęci znajdującej się w powietrzu, wodzie i glebie powoduje poważne zagrożenie dla życia i zdrowia oraz groźbę nieprawidłowego rozwoju płodu. Rtęć powoduje zaburzenia w pracy układu nerwowego, oraz trawiennego. Działa także toksycznie na płuca, nerki, oczy i skórę. WHO zalicza rtęć do dziesięciu najgroźniejszych substancji toksycznych. Zatrucia rtęcią mają groźne konsekwencje społeczne, wpływają też na stan środowiska. Rtęć jest akumulowana w organizmach przez całe ich życie. Dotyczy to nie tylko ludzi, ale także zwierząt i roślin. Taki stan rzeczy powoduje, że leczenie zatruć rtęcią jest niezwykle trudne. Jedyną sensowną polityką jest redukcja emisji rtęci do otoczenia. Największym antropogenicznym źródłem emisji rtęci jest spalanie paliw kopalnych, przy czym głównym źródłem są elektrownie spalające węgiel brunatny. Rtęć uwalniana jest ze spalanego węgla jako rtęć elementarna, która przepływając przez poszczególne sekcje kotła w kontakcie z fluorowcami (chlorki, bromki, fluor) przekształca się w rtęć utlenioną Hg 2+ oraz częściowo jest adsorbowana przez popiół lotny. Istniejące w innych krajach normy (Chiny, USA, a także propozycje wynikające ze spotkania z Sevilli z czerwca 2015 [2]) różnicują dopuszczalne stężenia rtęci w zależności od typu spalanego paliwa, wprowadzając dla węgla kamiennego wyższe wymagania. Zgodnie z zaproponowaną dyrektywą Parlamentu Europejskiego [3] dotyczącą ograniczenia emisji rtęci dla bloków energetycznych >300 MWt na poziomie 1 µg/nm 3 co niewątpliwie będzie stanowić znaczne wyzwanie ze względu na zawartość rtęci w Polskich węglach. Na rys. 1 pokazano średnie zwartości rtęci w węglu kamiennym oraz brunatnym dla kilku wybranych polskich kopalń [5].

13 Martyna Tomaszewicz Jarosław Zuwała Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, Zabrze ANALIZA WŁAŚCIWOŚCI UBOCZNYCH PRODUKTÓW SPALANIA POD KĄTEM ZASTOSOWANIA JAKO PROPPANTY DO PROCESÓW SZCZELINOWANIA HYDRAULICZNEGO STRESZCZENIE Przeprowadzono szczegółowe badania w celu oceny możliwości zagospodarowania ubocznych produktów spalania jako proppantów w procesie szczelinowania hydraulicznego. Szczegółowo scharakteryzowano 6 próbek UPS-ów, tj. popiołu lotnego, popiołu lotnego fluidalnego, stałych odpadów z wapniowych metod odsiarczania, piasków ze złóż fluidalnych, żużli i mikrosfer. Określono skład chemiczny i fazowy, zinterpretowano mikrostrukturę, rozkład uziarnienia oraz gęstość kierując się zakresem normy ISO Dodatkowo badania uzupełniono o analizę struktury porowatej przy pomocy sorpcji fizycznej i porozymetrii rtęciowej, chcąc ocenić możliwości sorpcyjne i przepuszczalność badanych 6 próbek UPS-ów. Z punktu widzenia bezpośredniego zastosowania jako proppant odpowiednie uziarnienie wykazują 3 grupy UPS-ów żużel, piaski ze złóż fluidalnych i mikrosfera. Tę ostatnią próbką eliminują: zbyt niska gęstość rzeczywista i ujawniona w wyniku analizy porozymetrycznej niska wytrzymałość mechaniczna. Obie próbki popiołów lotnych charakteryzowały się zbyt dużym rozdrobnieniem i próbki te powinny zostać wykorzystane do badania wytwarzania proppantów poprzez granulację i spiekanie. 1. WPROWADZENIE Polska jest jednym z czołowych producentów tzw. ubocznych produktów spalania (UPS) w Europie (około 20 mln ton rocznie), co wynika...

14 Zbigniew Giergiczny Politechnika Śląska, Górażdże Cement SA Mikołaj Ostrowski, Tomasz Baran Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych, Oddział Szkła i Materiałów Budowlanych w Krakowie WPŁYW POPIOŁÓW LOTNYCH KRZEMIONKOWYCH KATEGORII S NA WYBRANE WŁAŚCIWOŚCI KOMPOZYTÓW CEMENTOWYCH Słowa kluczowe: Cement, popiół lotny krzemionkowy, popiół lotny krzemionkowy kategorii S STRESZCZENIE W niniejszym artykule analizowano właściwości frakcji popiołu lotnego krzemionkowego spełniające wg normy PN-EN Popiół lotny do betonu Część 1, kryteria miałkości dla popiołu kategorii S. Badano wpływ frakcji tych popiołów na właściwości fizykochemiczne zapraw cementowych w zakresie cech charakterystycznych będących przedmiotem oceny zgodności wg normy PN-EN Oznaczono miałkość, wytrzymałość na ściskanie, wskaźniki aktywności, zawartość węgla organicznego, uziarnienie oraz opis morfologiczny SEM/EDS. Wykazano, że separacja popiołu powoduje poprawę właściwości fizykochemicznych cementów popiołowych. Podobne efekty technologiczne uzyskano dla frakcji ziarnowych popiołu lotnego selektywnie odebranych z poszczególnych sekcji elektrofiltra. 1. WSTĘP Popiół lotny krzemionkowy jest produktem spalania węgla kamiennego w zakładach energetyki zawodowej. Skład popiołu i jego właściwości kwalifikują go jako dodatek mineralny dla potrzeb przemysłu...

15 Marek Cała 1, Antoni Tajduś 1, Radosław Pomykała 1, Rafał Przystaś 2, Justyna Adamczyk 1, Agnieszka Stopkowicz 1, Waldemar Kępys 1, Daniel Wałach 1, Mateusz Blajer 1, Malwina Kolano 1 1 AGH Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie 2 Tauron Wydobycie S.A. ODPADY ENERGETYCZNE I WYDOBYWCZE JAKO SKŁADNIKI PRODUKTÓW DLA GÓRNICTWA, BUDOWNICTWA I GEOINŻYNIERII Słowa kluczowe: odpady wydobywcze, popioły, kruszywa, mieszaniny wiążące STRESZCZENIE Efektywne zagospodarowanie odpadów wydobywczych jest dla polskich kopalń węgla kamiennego kluczowym elementem działań w zakresie ograniczania niekorzystnego oddziaływania na środowisko. Z powodu rosnących ograniczeń prawno-finansowych drastycznie kurczą się możliwości składowania tego typu materiałów. Coraz chętniej odpady wydobywcze wykorzystywane są w geoinżynierii oraz budownictwie, szczególnie drogowym i hydrotechnicznym. W branżach tych wysokie wymagania jakościowe dotyczące właściwości stosowanych materiałów zmuszają zakłady górnicze do wytwarzania produktów mieszanin wiążących lub spoiwowo-kruszywowych o określonych parametrach. Ich składnikami są bardzo często odpady energetyczne zwykle popioły lotne. W artykule opisano program badań mieszanin wiążących oraz spoiwowo-kruszywowych wytwarzanych z odpadów z przeróbki węgla kamiennego oraz odpadów energetycznych popiołów lotnych i żużli fluidalnych, powstających w zakładach Grupy Tauron. WSTĘP Eksploatacja węgla kamiennego powoduje powstanie odpadów, których źródłem są roboty górnicze związane z udostępnianiem i urabianiem pokładów, jak również procesy jego wzbogacania oraz procesy przetwórcze...

16 Karol Witkowski Paulina Nowak Teodora Hyla Dział Badań i Rozwoju EDF Polska NOWE PRODUKTY NA BAZIE POPIOŁÓW LOTNYCH SZANSE I OGRANICZENIA STRESZCZENIE Wdrożenie nowych norm emisji przemysłowych wymaga budowy instalacji oczyszczania spalin (odsiarczanie i odazotowywanie), dostosowania kotłów oraz ogólnych systemów utrzymania. Działania te mogą znacząco wpływać na ilości i jakość ubocznych produktów spalania (ups). Właściwa strategia zarządzania ups-ami jest sposobnością do obniżania kosztów wspomnianych zmian i zwiększania konkurencyjności rynkowej. Dział Badań i Rozwoju EDF Polska S.A. we współpracy z EDF Ekoserwis Sp z o.o. prowadzi projekt badawczy skupiający się na waloryzacji i zarządzaniu popiołami lotnymi. Celem głównym jest opracowanie nowych metod przetwarzania tego materiału i dywersyfikacji sposobów zagospodarowania ups. Pierwszym etapem projektu była charakteryzacja popiołów lotnych wytwarzanych w jednostkach EDF Polska S.A. W oparciu o pomiary parametrów popiołów lotnych (miałkość, całkowita zawartość węgla organicznego, zawartość NH 3, skład granulometryczny) określono zmienność popiołu lotnego w oparciu o miejsce pochodzenia próbki (kocioł, strefa elektrofiltru itp.). Dalsze działania w ramach projektu skupiały się na próbach waloryzacyjnych popiołu lotnego. W ich wyniku przygotowano i przeanalizowano różne frakcje popiołu lotnego. Szczegółowa analiza fizykochemiczna tych produktów dostarczyła informacji na temat możliwych sposobów ich zastosowania. Na podstawie informacji zebranych podczas projektu określiliśmy możliwe kierunki zagospodarowania zwaloryzowanych popiołów lotnych, jako ultra-drobnoziarnistego dodatku do betonu, substratu w syntezie materiałów aktywowanych alkalicznie (AAM), geopolimerów, zeolitów itp.

17 Jan J. Hycnar 1, Bogdan Mikołajczyk 2, Daria Kadlec 1 1 Ecocoal Consulting Center Katowice 2 EES Katowice DOŚWIADCZENIA I MOŻLIWOŚCI ELIMINOWANIA UJEMNEGO ODZIAŁYWANIA SKŁADOWANYCH MATERIAŁÓW SYPKICH I ODPADÓW NA ŚRODOWISKO Słowo kluczowe: pylenie, przeciwdziałanie pyleniu, zabezpieczanie składowisk odpadów paleniskowych STRESZCZENIE Warunki atmosferyczne i właściwości fizyko-chemiczne materiałowo sypkich są naturalnymi przyczyną zanieczyszczania środowiska pyłami i gazami toksycznymi oraz migracją erodowanych materiałów i ekstraktów wymywanych składników. Wszystkie te problemy występują w energetyce spalającej paliwa kopalne i często stosujących najlepsze dostępne techniki (BAT) wytwarzania energii cieplnej i elektrycznej. Przedstawiany materiał stanowi analizę dotychczasowych przemysłowych doświadczeń i sposobów rozwiązywania tych skomplikowanych problemów dla środowiska. 1. WPROWADZENIE Po 40 latach od opracowania i wdrożenia technologii zabezpieczania składowisk odpadów paleniskowych przed pyleniem, w ostatnich latach, prasa i środki komunikacji informują i protestują na występujące zaskakujące zapylenia terenów wokół składowisk odpadów paleniskowych [1, 2] rysunek 1....

18 Jan J. Hycnar 1, Janusz Zdeb 2, Jarosław Świąder 2, Stanisław Gruszka 2, Piotr Pasiowiec 3, Tadeusz Tytko 4, Daria Kadlec 1 1 Ecocoal Consulting Center 2 TAURON Wytwarzania S.A. 3 Progress Eko Sp z o.o. 4 Speed Projekt DOŚWIADCZENIA OCZYSZCZANIA ZAWIESIN WODNYCH OD ZIAREN POPIOŁÓW POWYŻEJ 50 MIKROMETRÓW Słowa kluczowe: oczyszczanie wód z obiegu wodno-popiołowego; odśrodkowe sita odwadniające, hydrotransport popiołów, hydrowzbogacanie popiołów STRESZCZENIE Tradycyjnym sposobem oczyszczaniem wód z hydrotransportu popiołów lotnych, żużli i ich mieszanin jest koagulacja cięższych ziaren i flotacja lżejszych od wody ziaren w osadnikach (składowiskach) lub komorach odwadniających. Dla zintensyfikowania procesu oczyszczania wód nośnych i pełnego wydzielania popiołów z zawiesin wodnopopiołowych, z bieżącej produkcji i wtórnego zagospodarowania popiołów ze składowisk, przeanalizowano warunki i skuteczność zastosowania odśrodkowych sit odwadniających. Badania prowadzono na przemysłowym odśrodkowym sicie odwadniającym z 100 μm szczelinami, uzyskując 90 % usuwanie ziaren > 50 μm z nadawy, przy jednostkowej wydajności procesu filtracji 17 m 3 h/m WPROWADZENIE Problem oczyszczania zawiesin wodnych od ziaren popiołowych i żużlowych jest powszechnie znany i towarzyszy układom hydroodpopielania w szeregu elektrowniach i elektrociepłowniach oraz...

19 Danuta Kukielska Elżbieta Uzunow Instytut Mechanizacji Budownictwa i Górnictwa Skalnego Warszawa LEKKIE KRUSZYWO SZTUCZNE KOMPLEKSOWE ZAGOSPODAROWANIE ODPADÓW KOMUNALNYCH I PRZEMYSŁOWYCH STRESZCZENIE Przedstawiono unijne podejście do problemy bezpieczeństwa surowcowego w UE. Zaprezentowano nową strategię zrównoważonego gospodarowania zasobami zgodnie z zasadą zamkniętego łańcucha wartości. Omówiono sposoby stabilizacji odpadów komunalnych. Przedstawiono innowacyjną metodę zagospodarowania tych odpadów w wyniku, której uzyskuje się pożądany produkt rynkowy lekkie kruszywo sztuczne. WSTĘP Europejska Polityka Surowcowa wyrażona m.in. w Strategii Innowacyjności i Efektywności Gospodarki kładzie duży nacisk na pełne wykorzystanie surowców wtórnych. Normy PN-EN jako specyfikacje techniczne dla wyrobów budowlanych dopuszczają kruszywo produkowane z różnorodnych surowców, w tym z surowców wtórnych jeśli są to pełnowartościowe wyroby. Szacowana baza zasobowa surowców wtórnych, które są potencjalnie możliwe do wykorzystania, jest porównywalna z bazą surowców naturalnych do produkcji kruszyw. Złoża surowców naturalnych, ich poszukiwanie i wydobycie coraz częściej jest utrudnione przez konkurencyjne sposoby użytkowania gruntów (np. program Natura 2000) oraz wiele regulacji w zakresie ochrony środowiska (np.: ustawa o odpadach, ustawa prawo ochrony środowiska...

20 Bartosz Sarapata, Karol Witkowski EDF Polska S.A. SYNTEZA MATERIAŁÓW AKTYWOWANYCH ALKALICZNIE NA BAZIE POPIOŁÓW LOTNYCH STRESZCZENIE Geopolimer to termin obejmujący klasę nowoczesnych, nieorganicznych, amorficznych, syntetycznych polimerów glinokrzemianów o specyficznym składzie i właściwościach. Większość metod syntezy geopolimerów opiera się na procesie, w którym rozdrobniony i wysuszony materiał pucolanowy mieszany jest z wodnym roztworem krzemianów, do którego dodaje się zasadę, np. wodorotlenek sodu lub potasu. Tak wytworzona pasta, w ciągu kilku godzin tężeje do twardej masy. Proces polimeryzacji, jest gwałtowny, dzięki czemu obserwuje się szybki narost własności wytrzymałościowych, których końcowe wartości dla tak wytworzonego betonu mogą być 2-3 krotnie wyższe od klasycznego betonu. Wykonano formulacje geopolimerów na czterech rodzajach popiołów lotnych, stosując różne stosunki roztworów alkaicznych do popiołu. Próbki poddawano pielęgnacji, a następnie wygrzewano w piecu. Przyjęta metodologia syntezy próbek składała się z mieszania substratów, odlewanie, zagęszczanie, następnie pielęgnacja i wygrzewanie. Czasy pielęgnacji i wygrzewania były różne, od 0h do 72h. Wyniki uzyskane z analizy gotowych próbek, po 3, 7 i 28 dniach od wytworzenia, potwierdziły wyniki literaturowe. Zaobserwowano szybki przyrost wytrzymałości na ściskanie i zginanie. Zbadano również wpływ różnych dodatków do mieszanki. Zmiana składu mieszanki skutkowała różnym narostem własności próbek. Dodatek żużla wielkopiecowego pozwala wyeliminować konieczność stosowania procesu wygrzewania, zwiększa wytrzymałość na ściskanie, umożliwiając uzyskanie materiałów przewyższających parametrami materiały uzyskane przy stosowaniu tradycyjnego cementu.

21 Leszek Drobek Główny Instytut Górnictwa, Zakład Monitoringu Środowiska,Katowice Jerzy Kanafek CEZ Produkty Energetyczne Polska Spółka z o.o.,chorzów Piotr Pierzyna Politechnika Śląska, Instytut Eksploatacji Złóż,Gliwice ZAGOSPODAROWANIE UPS W KOPALNIACH WĘGLA KAMIENNEGO STAN AKTUALNY, PROGNOZA ZUŻYCIA NA LATA , ASPEKTY TECHNOLOGICZNE I ŚRODOWISKOWE STRESZCZENIE Uboczne Produkty Spalania (UPS) węgla kamiennego od lat 50-tych ubiegłego wieku stanowią nieodłączny element towarzyszący eksploatacji węgla kamiennego w Polsce. Główne kierunki zagospodarowania odpadów energetycznych w podziemnych wyrobiskach górniczych obejmują: likwidację i wypełnianie (doszczelnienie) zrobów zawałowych, izolację pól pożarowych i metanowych, wykonywanie pasów podsadzkowych i korków izolacyjnych, wypełnianie pustek poeksploatacyjnych, likwidację zbędnych wyrobisk korytarzowych, starych szybów i szybików oraz wykorzystanie jako komponent podsadzki hydraulicznej. Od kilku lat obserwuje się systematyczny spadek ilości UPS zagospodarowanych w podziemiach kopalń, co bezpośrednio wiąże się ze spadkiem wielkości wydobycia węgla kamiennego w tym okresie czasu. WPROWADZENIE Początki zagospodarowania odpadów energetycznych w kopalniach węgla kamiennego w Polsce sięgają lat pięćdziesiątych. Wtedy to w KWK...

22 Martyna Tomaszewicz Michalina Kotyczka-Morańska Jarosław Zuwała Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, Zabrze ANALIZA MOŻLIWOŚCI WYKORZYSTANIA ANALIZY TERMOGRAWIMETRYCZNEJ DO SZYBKIEGO OZNACZANIA STRAT PRAŻENIA W POPIELE LOTNYM STRESZCZENIE Przeprowadzono wstępne badania mające na celu określenie możliwości wykorzystania analizy termograwimetrycznej do szybkiego oznaczania strat prażenia w próbce popiołu lotnego. Badania te były prowadzone w odniesieniu do procedury określonej normą amerykańską ASTM D Analiza przebiegu krzywych termograwimetrycznych pozwoliła na modyfikację programu temperaturowego, tak by końcowy wynik był osiągany w czasie krótszym niż 30 minut. Uzyskane zależności ujawniły, że czas oznaczenia ma istotny wpływ na końcowy wynik, a oznaczana wartość LOI rośnie wraz z wydłużaniem czasu analizy. Jest to z dużą pewnością efekt przebiegu reakcji transformacji składników mineralnych. W oparciu o uzyskane dane można jednoznacznie stwierdzić, że analiza termograwimetryczna pozwala na szybkie oznaczenie strat prażenia popiołów lotnych. Wykorzystanie tej techniki zamiast metody klasycznej może przyczynić się do zwiększenia ich stopnia zagospodarowania lub/i ograniczenia kosztów związanych z ich zwrotem w przypadku, gdy nie spełniają kryteriów określonych przez odbiorców. WPROWADZENIE Oznaczenie strat prażenia (ang. LOI loss-on-ignition) od wielu już lat służy określeniu zawartości niespalonego węgla (w postaci odgazowanego karbonizatu, koksiku) w popiele lotnym. Parametr ten jest...

23 Tomasz Szczygielski Politechnika Warszawska, IBS CIMA W KIERUNKU BEZODPADOWEJ ENERGETYKI WĘGLOWEJ UZDATNIANIE MINERAŁÓW ANTROPOGENICZNYCH W PROCESACH ENERGETYCZNYCH 1. TYTUŁEM WSTĘPU Energetyka węglowa w przyszłości będzie bezodpadowa albo jej nie będzie! Przesłanki do tego zawarte są w polityce, programach i regulacjach unijnych, które omawiałem w publikacjach i prezentacjach w dwóch ubiegłych latach. Jest kluczowa dla naszego kraju więc wszyscy powinniśmy dołożyć starań aby oprócz prądu i ciepła wytwarzała także surowce i materiały do budownictwa. Powinny to być grupy produktów takie jak spoiwa pucolanowe i hydrauliczne, wypełniacze mineralne, kruszywa, nawozy i sztuczna gleba. Ich produkcja powinna być definiowana normami technicznymi i potrzebami rynkowymi. Modyfikacja własności ubocznych produktów spalania (UPS) powinna być dokonywana, w miarę możliwości technicznych, w ramach procesów energetycznych, rozszerzonych o komponent bezodpadowej energetyki węglowej (BEW). Obecne potrzeby krajowe na produkty, które pochodzą z uzdatniania UPS są znacznie większe niż podaż, jaka może powstać na bazie obecnie wytwarzanych UPS. Regulacji rynku dokonać musi rząd i jego agendy, szczególnie te odpowiedzialne za normalizację techniczną. Nie ma więc barier rynkowych, a konieczność wdrożenia nowych procesów technologicznego uzdatniania UPS jest szansą na innowacyjność w energetyce węglowej. Jako kraj możemy być liderem, jeśli nasze utarte schematy myślowe nie okażą się barierą nie do pokonania. Antycypacja, a nie reaktywne działanie w stosunku do UPS jest niezbędne....

24 dr inż. Krzysztof Sadowski Pełnomocnik Zarządu ds. Rozwoju, LSA Sp. z o.o., Białystok GOSPODARKA O OBIEGU ZAMKNIĘTYM, A TECHNOLOGIA LSA WYKORZYSTANIA ODPADÓW PALENISKOWYCH Z ENERGETYKI Komisja Europejska obiera kurs w kierunku circular economy, w którym odpady powinny być zagospodarowywane, a nie składowane. W ten nurt doskonale wpisuje się białostocka spółka LSA produkująca kruszywo z odpadów powstałych w elektrociepłowni. Firmy wytwarzające energię starają się wdrożyć zasadę zrównoważonego rozwoju. Próbują pogodzić chęć postępu z potrzebami rynku i z przepisami ochrony środowiska. Szczególnie trudne jest to w tym ostatnim przypadku, gdzie kwestie regulowane są przepisami prawa zarówno unijnego jak i krajowego, a także ograniczone kosztami wszelkich opłat środowiskowych. Dlatego podejmowane są działania, by nie przekraczać ani nie naruszać warunków korzystania ze środowiska i nie płacić kar pieniężnych. Aby dostosować się do nowych przepisów wytwórcy od kilku lat wdrażają różnego rodzaju inwestycje. Od kilku lat realizowane są projekty w celu poprawy efektywności produkcji oraz dostosowania urządzeń...

25