Podstawy hydrostrumieniowego wytwarzania quasi-płynnego paliwa węglowo-wodnego

Podobne dokumenty
Badania struktury i charakterystyki przepływu płaskiej strugi wodnej i wodno-ściernej

Realizacje zmiennych są niezależne, co sprawia, że ciąg jest ciągiem niezależnych zmiennych losowych,

2. Tensometria mechaniczna

Układ elektrohydrauliczny do badania siłowników teleskopowych i tłokowych

ZASTOSOWANIE RÓWNANIA NASGRO DO OPISU KRZYWYCH PROPAGACYJI PĘKNIĘĆ ZMĘCZENIOWYCH

POWŁOKI ELEKTROISKROWE WC-CO MODYFIKOWANE WIĄZKĄ LASEROWĄ. 88 Powłoki elektroiskrowe WC-Co modyfikowane wiązką laserową. Wstęp

XB Płytowy, lutowany wymiennik ciepła

Zastosowanie multimetrów cyfrowych do pomiaru podstawowych wielkości elektrycznych

Normy PN-EN 288 (już wycofane) i ich zmodyfikowane

Algorytmy graficzne. Filtry wektorowe. Filtracja obrazów kolorowych

Kodowanie liczb. Kodowanie stałopozycyjne liczb całkowitych. Niech liczba całkowita a ma w systemie dwójkowym postać: Kod prosty

WPŁYW WILGOTNOŚCI NA SZTYWNOŚCIOWE TŁUMIENIE DRGAŃ KONSTRUKCJI DREWNIANYCH

Integralność konstrukcji

Przeguby precyzyjne KTR z łożyskowaniem ślizgowym lub igiełkowym

Uszczelnienie przepływowe w maszyn przepływowych oraz sposób diagnozowania uszczelnienia przepływowego zwłaszcza w maszyn przepływowych

MXZ INVERTER SERIA. Jedna jednostka zewnętrzna może obsługiwać do 8 pomieszczeń. Ograniczenie poboru prądu. Efektywność energetyczna: klasa A

SPLYDRO pompa ciepła powietrze / woda typu split

KOMPLEKSOWE POMIARY FREZÓW OBWIEDNIOWYCH

Modelowanie 3 D na podstawie fotografii amatorskich

Algebra Boola i podstawy systemów liczbowych. Ćwiczenia z Teorii Układów Logicznych, dr inż. Ernest Jamro. 1. System dwójkowy reprezentacja binarna

Wymagania edukacyjne matematyka klasa 2 zakres podstawowy 1. SUMY ALGEBRAICZNE

PODSTAWY BAZ DANYCH Wykład 3 2. Pojęcie Relacyjnej Bazy Danych

WENTYLACJA PRZESTRZENI POTENCJALNIE ZAGROŻONYCH WYBUCHEM MIESZANIN GAZOWYCH

Przegląd programu produkcji Pompy tłoczące Przepływomierze Hydrulika mobilna Hydraulika przemysłowa Pompy zębate KF 0

Przetworniki Elektromaszynowe st. n. st. sem. V (zima) 2018/2019

Projektowanie i bezpieczeństwo

Propozycja przedmiotowego systemu oceniania wraz z określeniem wymagań edukacyjnych (zakres podstawowy)

LASER TREATMENT WITH PREHEATING OF CAST IRON ELEMENTS

Przedmiotowy system oceniania z matematyki wraz z określeniem wymagań edukacyjnych (zakres podstawowy) Klasa II TAK

usuwa niewymierność z mianownika wyrażenia typu

Rozwiązania maj 2017r. Zadania zamknięte

CHEMIA MIĘDZY NAMI U S Z C Z E L K I P R O F I L E

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z MATEMATYKI W KLASIE IIc ZAKRES PODSTAWOWY I ROZSZERZONY

Zawór regulacyjny ZK210 z wielostopniową dyszą promieniową

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA INFRASTRUKTURY 1) z dnia 16 grudnia 2004 r.

Od lewej: piramida Chefrena, Wielki Sfinks, piramida Cheopsa.

ZESZYTY NAUKOWE UNIWERSYTETU SZCZECIŃSKIEGO NR 424 PRACE INSTYTUTU KULTURY FIZYCZNEJ NR

ODŻELAZIACZE i ODMANGANIACZE AUTOMATYCZNE

Materiały pomocnicze do ćwiczeń z przedmiotu: Ogrzewnictwo, wentylacja i klimatyzacja II. Klimatyzacja

Temat I. Warunku współpracy betonu i zbrojenia w konstrukcjach żelbetowych. Wymagania. Beton. Zbrojenie

2. FUNKCJE WYMIERNE Poziom (K) lub (P)

Redukcja układów sił działających na bryły sztywne

TECHNICAL GRZEGORZ Tlę:GOS

Fizyka. Kurs przygotowawczy. na studia inżynierskie. mgr Kamila Haule

Wykład 6 Dyfrakcja Fresnela i Fraunhofera

Wektor kolumnowy m wymiarowy macierz prostokątna o wymiarze n=1 Wektor wierszowy n wymiarowy macierz prostokątna o wymiarze m=1

STYLE. TWORZENIE SPISÓW TREŚCI

ODPORNOŚĆ NA ZUŻYCIE STOPOWYCH KOMPOZYTÓW POWIERZCHNIOWYCH

z dnia 20 czerwca 2005 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie kryteriów bilansowości złóż kopalin Dz. U. Nr 116, poz. 978 z dnia 29 czerwca 2005 r.

DZIAŁANIE III.6 ROZWÓJ MIKRO- I MAŁYCH PRZEDSIĘBIORSTW

MATeMAtyka 3 inf. Przedmiotowy system oceniania wraz z określeniem wymagań edukacyjnych. Zakres podstawowy i rozszerzony. Dorota Ponczek, Karolina Wej

Karta oceny merytorycznej wniosku o dofinansowanie projektu konkursowego PO KL 1

Przedmiotowy system oceniania z matematyki wraz z określeniem wymagań edukacyjnych (zakres podstawowy) Klasa II LO

SYSTEM ENERGETYCZNO-NAPĘDOWY JAKO PODSTRUKTURA SYTEMU DYNAMICZNEGO POZYCJONOWANIA JEDNOSTKI OCEANOTECHNICZNEJ

Oznaczenia: K wymagania konieczne; P wymagania podstawowe; R wymagania rozszerzające; D wymagania dopełniające; W wymagania wykraczające

Ćwiczenie 3. Dobór mikrosilnika prądu stałego do układu pozycjonującego

BADANIE ZALEŻNOŚCI PRZENIKALNOŚCI MAGNETYCZNEJ

Wymagania na ocenę dopuszczającą z matematyki klasa II Matematyka - Babiański, Chańko-Nowa Era nr prog. DKOS /02

Karta oceny merytorycznej wniosku o dofinansowanie projektu innowacyjnego testującego składanego w trybie konkursowym w ramach PO KL

Komisja Egzaminacyjna dla Aktuariuszy LII Egzamin dla Aktuariuszy z 15 marca 2010 r. Część I Matematyka finansowa

Maciej Grzesiak. Iloczyn skalarny. 1. Iloczyn skalarny wektorów na płaszczyźnie i w przestrzeni. a b = a b cos ϕ. j) (b x. i + b y

Grażyna Nowicka, Waldemar Nowicki BADANIE RÓWNOWAG KWASOWO-ZASADOWYCH W ROZTWORACH ELEKTROLITÓW AMFOTERYCZNYCH

Opis i analiza metod pomiaru prędkości kątowej. Prądnice tachometryczne.

GWINTOWNIKI MASZYNOWE

system identyfikacji wizualnej forma podstawowa karta A03 część A znak marki

Przepływowe pompy zębate KF

POWLEKANE AZOTKIEM TYTANU GWINTOWNIKI BEZWIÓROWE

Wymagania edukacyjne z matematyki

Wymagania edukacyjne matematyka klasa 2b, 2c, 2e zakres podstawowy rok szkolny 2015/ Sumy algebraiczne

wersja podstawowa (gradient)

Ćwiczenia laboratoryjne z przedmiotu : Napędy Hydrauliczne i Pneumatyczne

Dodatkowe informacje i objaśnienia. Zakres zmian wartości grup rodzajowych środków trwałych, wnip oraz inwestycji długoterminowych Zwieksz Stan na.

Utworzenie optymalnej bazy wzorców w dziedzinie pomiaru parametrów impedancji zespolonych

Temat lekcji Zakres treści Osiągnięcia ucznia

O pewnych zgadnieniach optymalizacyjnych O pewnych zgadnieniach optymalizacyjnych

załącznik nr 3 do uchwały nr V Rady Miejskiej w Andrychowie z dnia 24 lutego 2011 r.

Wymagania edukacyjne z matematyki Klasa IIB. Rok szkolny 2013/2014 Poziom podstawowy

2. Funktory TTL cz.2

ROLE OF CUSTOMER IN BALANCED DEVELOPMENT OF COMPANY

10.3. Przekładnie pasowe

WYMAGANIA I KRYTERIA OCENIANIA Z MATEMATYKI W 3 LETNIM LICEUM OGÓLNOKSZTAŁCĄCYM

PRÓBNA MATURA Z MATEMATYKI Z OPERONEM LISTOPAD ,0. 3x 6 6 3x 6 6,

symbol dodatkowy element graficzny kolorystyka typografia

PROTOTYPOWA LINIA DO ELASTYCZNEGO MONTAŻU DOKUMENTÓW Z ZABEZPIECZENIEM ELEKTRONICZNYM

pobrano z

Ochrona przed przepięciami w sieciach ISDN

OCHRONA PRZECIWPOśAROWA TABORU KOLEJOWEGO WYMAGANIA PRZECIWPOśAROWE DLA MATERIAŁÓW I KOMPONENTÓW

EGZAMIN MATURALNY OD ROKU SZKOLNEGO 2014/2015 MATEMATYKA POZIOM ROZSZERZONY ROZWIĄZANIA ZADAŃ I SCHEMATY PUNKTOWANIA (A1, A2, A3, A4, A6, A7)

ULTRADŹWIĘKOWE BADANIE ODLEWÓW STALIWNYCH WYMAGANIA NORMY EN

Wspomaganie obliczeń za pomocą programu MathCad

Kolektor płaski Hoval IDKM 250 do instalacji w dachu. Dane techniczne. Kolektor płaski IDKM250 IDKM200 G/E. absorpcja α 95% emisja ε 5%

NAPRĘŻENIA HOT SPOT STRESS W POŁĄCZENIACH SPAWANYCH KONSTRUKCJI STALOWYCH

do Regulaminu przyznawania środków finansowych na rozwój przedsiębiorczości w projekcie Dojrzała przedsiębiorczość

WYZNACZNIKI. . Gdybyśmy rozważali układ dwóch równań liniowych, powiedzmy: Takie układy w matematyce nazywa się macierzami. Przyjmijmy definicję:

Technikum Nr 2 im. gen. Mieczysława Smorawińskiego w Zespole Szkół Ekonomicznych w Kaliszu

Anna Malarska. statystyczna analiza danych. wspomagana programem SPSS

PROJEKT BUDOWLANY. Obiekt: Budynek istniejący C Na terenie kompleksu szpitalnego Przy ul. Staszica Stargard Szczeciński

POMIAR, JEGO OPRACOWANIE I INTERPRETACJA

KSZTAŁTOWANIE ŁUKOWO-KOŁOWEJ LINII ZĘBÓW W UZĘBIENIU CZOŁOWYM NA FREZARCE CNC

Transkrypt:

62 MECHANIK NR 9/2014 Podstwy hydrostrumieniowego wytwrzni qusi-płynnego pliw węglowo-wodnego Bsis of hydro-jetting production of qusi-liquid col-wter fuel PRZEMYSŁAW BORKOWSKI JÓZEF BORKOWSKI MICHAŁ BIELECKI WIESŁAW SZADA-BORZYSZKOWSKI* Przedstwiono metodę skutecznej mikronizcji węgl kmiennego przy użyciu wysokociśnieniowej strugi wodnej. Zprezentowno rozkłdy wielkości cząstek węgl po hydrostrumieniowej mikronizcji i ich kwitcyjnej homogenizcji orz wykzno zwielokrotnienie rozwinięci ich powierzchni. Przedstwiono wyniki oceny energochłonności procesu rozdrnini węgl kmiennego w oprcownym młynie hydrostrumieniowym wskzując korzystne wrunki jego prcy (p= 200 MP, Q c = 55 g/s). Oprcowno zrys oryginlnej technologii wytwrzni nowego rodzju qusi-płynnego pliw węglowo-wodnego. SŁOWA KLUCZOWE: wysokociśnieniow strug wodn, młyn hydrostrumieniowy, mikronizcj, węgiel kmienny, pliwo węglowo-wodne. The pper presents method of successive microniztion of hrd col using high-pressure wter jet. The pper presents the method of successive microniztion of hrd col using high-pressure wter jet. Distriutions of micronized col prticles fter hydro-jetting comminution s well s their cvittion homogeniztion tht multiplies surfce expnsion re given in. Energy intensity results of hrd col processing sing on hydro-jetting mill show eneficil conditions of its work (p= 200 MP, Qc= 55 g/s). Finlly one cn find n outline of originl technology of new type qusi-liquid colwter fuel production. KEYWORDS: high-pressure wter jet, hydro-jetting mill, microniztion, hrd col, col-wter fuel. Różne metody przetwrzni węgl n pliw [11, 17] wymgją n ogół jego intensywnego rozdronieni [4], * prof. dr h. inż. Przemysłw Borkowski (porkowski@cuprum.wroc.pl) prof. dr h. inż. Józef Borkowski (jozef.orkowski@tu.koszlin.pl), dr inż. Michł Bielecki (michl.ielecki@tu.koszlin.pl), dr inż. Wiesłw Szd-Borzyszkowski (wieslw.szd-@tu.koszlin.pl) zwnego mikronizcją. Tkie intensywne rozdrninie węgl zwielokrotni powierzchnię włściwą jego mikrocząstek, co intensyfikuje proces jego splni. Jest to zchętą dl tworzeni nowych sposoów mikronizcji węgl [10, 16]. Interesujące efekty wytwrzni miesznki wodno-węglowej zpewni stosownie wysokociśnieniowej strugi wodnej. Jednk oecnie do rozkruszni mteriłów stosowne są przewżnie różne młyny mechniczne, w których cząstki mteriłu są miżdżone i rozcierne, co njczęściej nie jest korzystne ze względu n ich niską sprwność [9]. Wynik to z wielokrotnie większej odporności mteriłów kruchych n nprężeni ściskjące niż n nprężeni rozciągjące [6, 12]. Te osttnie nprężeni powstją w mteriłch między innymi wskutek przenikni wysokociśnieniowej strugi wodnej do ich wnętrz poprzez różne szczeliny. Mechnizm rozdrnini mteriłów wysokociśnieniową strugą cieczy jest rdzo złożony i oejmuje łącznie kilk zjwisk. Strug t uderzjąc w cząstki rozdrninego mteriłu penetruje sitkę ich spękń, wywołując w ich wnętrzu nprężeni rozciągjące [3, 6]. Pod nporem klin hydrulicznego pęknięci te stosunkowo łtwo się rozprzestrzeniją powodując dezintegrcję cząstki tkiego mteriłu. Dltego njrdziej interesujące efekty w rozdrniniu mteriłów zpewni równoczesne zstosownie udru mechnicznego z oddziływniem strugi wodnej [2], co m miejsce w wrunkch prcy młyn hydrostrumieniowego [4]. Zstosownie wysokociśnieniowej strugi wodnej jest korzystne dl dezintegrcji minerłów kruchych [12, 15] w tym szczególnie w odniesieniu do węgl kmiennego [3, 5], w którym skutkuje powstwniem mnogich spękń strukturlnych [18]. Z powyższych względów dokłdnie przenlizowno hydrostrumieniowe sposoy mieleni [8] mteriłów kruchych, zwłszcz węgl w młynch liniowych [13, 14]. Stwrz to możliwość zstosowni lterntywnej technologii włsnej wykorzystującej wysokociśnieniową strugę wodną. Wszystko to owiem umożliwi wytwrznie pliw ze sproszkownego

MECHANIK NR 9/2014 63 węgl w zwiesinie wodnej [7] lu w tkich cieczch energetycznych o niskiej lepkości jk metnol czy oleje [13]. Celem niniejszego rtykułu jest przedstwienie przydtności metody hydrostrumieniowej do mikronizcji węgl kmiennego w procesie jego przetwrzni n węglowowodne pliw proekologiczne nowej genercji. Hydrostrumieniow metod mikronizcji węgl Ze względu n zlety pliw węglowo-wodnego jego produkcj w wielu krjch stł się fktem od wielu lt. Świdczy o tym również poziom rocznej produkcji tkiego pliw sprzed około ćwierćwiecz w njrdziej wówczs zwnsownych w tym zkresie krjch świt (rys. 1). Węgiel stosowny wówczs w tkich pliwch rozdrnino głównie w młynch mechnicznych. wysokociśnieniowej pompy wodnej typu HDP 164 (p mx =300 MP, Q mx =0,5 dm 3 /s). Do zgęszczni uzyskiwnej w ten sposó zwiesiny węgl stosowno jej odwdninie w hydrocyklonch, pondto używno rotcyjnego homogeniztor kwitcyjnego typu RIA150-WUT (rys. 3). Przy jego użyciu przeprowdzno końcowe ziegi procesu usuwni znieczyszczeń i poprwino jkość homogenizownej zwiesiny węgl, przy których to czynnościch nstępowł dlsz mikronizcj jego cząstek. Rys. 3. Ogólny widok instlcji do homogenizcji zwiesiny zmikronizownego węgl Rys. 1. Roczn produkcj pliw węglowo-wodnego w ltch 90- tych XX w. Włsną koncepcję wytwrzni pliw węglowo-wodnego oprto n hydrostrumieniowym sposoie mikronizcji węgl. Po przenlizowniu konstrukcji stosownych młynów liniowych i przedniu wyrnych modeli, oprcowno włsne rozwiąznie konstrukcyjne młyn hydrostrumieniowego (rys. 2). Zsd jego prcy jest zliżon do iniektorowej głowicy stosownej do wytwrzni wysokociśnieniowej strugi wodnościernej. Jednk w urządzeniu tym zmist mteriłu ściernego podje się mił węgl kmiennego, który jest wstępnie rozdrniny i przyspieszny w dyszy rozdrnijącohomogenizującej. Powstłą w niej strugę wodno-węglową kieruje się n trczę z węglik spieknego, gdzie nstępuje finlne rozdronienie cząstek węgl. Do dń zwrtości poszczególnych frkcji zirnowych rozdronionego mteriłu zstosowno lserowy miernik wielkości cząstek typu Anlysette 22 Micro Tec Plus wykonujący różne nlizy dnych pomirowych. Dzięki wyposżeniu w dw półprzewodnikowe lsery, umożliwi on szyką ocenę wyników uzirnieni dnych próek w zkresie wymirów od 80 nm do 2 mm. Anlizę powierzchni cząstek powstłych w wyniku rozdrnini miłu węglowego przeprowdzno przy użyciu skningowego mikroskopu elektronowego FEI Qunt 200 Mrk II, wyposżonego w nliztor chemiczny EDAX Genesis XM 2i. Korzystno przy tym z oprogrmowni umożliwijącego dokonywni dń ksztłtów i wielkości cząstek węgl (rys, 4). Rys. 4. Ogólny widok rozdronionych cząstek węgl () z ilustrcją sposou określni ich wielkości () Zsdnicze dni efektywności hydrostrumieniowego rozdrnini tk przygotownej ndwy węgl kmiennego przeprowdzno w nstępujących wrunkch: Rys. 2. Widok ogólny () instlcji do mikronizcji węgl orz szczegóły () wudowni młyn hydrostrumieniowego W urządzeniu tym przeprowdzno rozdrninie miłu węglowego o nominlnej zirnistości 2 mm z wydjnością około 50 g/s. Stosowno przy tym wydtek wody zmieniny w zkresie 0,2 0,5 dm 3 /s orz jej ciśnienie ustlne w zkresie 50 300 MP. Do wytwrzni tkiej ilości wody zstosowno hydromonitor zudowny n zie nominlne ciśnienie wody w młynie hydrostrumieniowym: 100, 150, 200 i 250 MP, średnic dyszy wodnej d w =0,6 1,0 mm z rozstępem wymirowym co 0,1 mm, rodzj i średnic dyszy rozdrnijąco-homogenizującej typu Rl2-1: d h = 2,4 mm, odległość wylotu dyszy homogenizcyjnej od trczy rozdrnijącej: s = 10 mm, opcjonlnie stosowno tkże przedłużenie dyszy rozdrnijąco-homogenizującej l = 200 mm.

64 MECHANIK NR 9/2014 W zleżności od potrze licz prlelnych pomirów wynosił od 15 do 30 pró, ich uśrednione wyniki stnowiły podstwę oceny nlizownych wielkości. Skuteczność hydrostrumieniowej mikronizcji węgl W celu uzyskni wysokiej sprwności procesu splni węgl nleży stosowć odpowiednie jego rozdronienie. N podstwie przeprowdzonych dń rozdrnini miłu węgl kmiennego, stwierdzono istotny wpływ ciśnieni wysokociśnieniowej strugi wodnej. Przykłdowe rozkłdy wielkości rozdronionych cząstek węgl kmiennego ilustrują wykresy zmieszczone n rys. 5. Jednk dl zpewnieni odpowiedniej jednorodności zwiesiny węglowo-wodnej orz jej stilności (okresu trwłości ez oznk sedymentcji) zlecn jest wielkość cząstek węgl rzędu 20 µm [4, 5]. Z powyższych względów podczs ziegów odwdnini tkiej zwiesiny węgl w hydrocyklonch usuw się z niej znieczyszczeni. Z kolei w dlszych opercjch technologicznych do ujednorodnini tej zwiesiny używno rotcyjnego homogeniztor kwitcyjnego. W urządzeniu tym, dzięki występowniu intensywnej kwitcji, oprócz homogenizcji zwiesiny węgl nstępo 250 MP, wydjność tego procesu wzrosł do nieco powyżej 41 g/s. c d Rys. 5. Rozkłdy cząstek węgl kmiennego rozdronionego w młynie hydrostrumieniowym przy ciśnieniu strugi wodnej: 100 MP, 150 MP, c 200 MP, d 250 MP Wzrost ciśnieni strugi wodnej wpływ korzystnie n wydjność i skuteczność rozdrnini mteriłów. Istotny w tym jest zrysowujący się pewien trend zleżności wpływu ciśnieni strugi wodnej n skuteczność rozdrnini i wydjność procesu hydrostrumieniowego mieleni, które zilustrowno n rys. 6. Zwiększenie ciśnieni strugi wodnej wpływ korzystnie n proces hydrostrumieniowego rozdrnini. Odyw się to z sprwą zwiększni wydtku wody i wzrostu prędkości cząstek mteriłu, więc ich energii. Wrz ze wzrostem ciśnieni strugi wodnej, zwiększ się wydjność procesu rozdrnini. Przy ciśnieniu 100 MP, wydjność hydrostrumieniowego rozdrnini wynosi około 28 g/s, ntomist przy mksymlnym ciśnieniu wody Rys. 6. Wpływ ciśnieni strugi () i średnicy dyszy wodnej () n skuteczność rozdrnini węgl kmiennego orz wydjność procesu jego mieleni w młynie hydrostrumieniowym Z przeprowdzonych tu nliz możn wywnioskowć, że zstosownie dyszy wodnej o większej średnicy otworu również wpływ korzystnie n proces hydrostrumieniowego rozdrnini. Powoduje to wzrost wydtku wody przyczynijący się do usprwnieni mechnizmów rozdrnini węgl kmiennego przez to i zwiększeni wydjności procesu jego mieleni. Potwierdzją to konkretne zleżności wzrostu wydjności procesu rozdrnini w funkcji średnicy otworu dyszy wodnej, przedstwione n rys. 6. Przykłdowo, dl dyszy wodnej o średnicy Ø0,6 mm, wydjność procesu wynosi 35,7 g/s, zś dl Ø0,7 mm jest on równ 38,4 g/s. Kolejne zwiększnie średnicy do Ø0,8 mm powoduje spodziewny wzrost do poziomu 40,0 g/s, w przypdku dyszy o otworze o średnicy Ø0,9 mm, średni wydjność procesu wynosi 40,5 g/s. Mksymln średnic otworu dyszy wodnej Ø1,0 mm, skutkuje osttecznie uzyskniem wydjności o wrtości niecłe 42,3 g/s. Jk wynik z powyższych dń, w procesie hydrostrumieniowego rozdrnini kilkumilimetrowe cząstki zwykłego miłu węglowego zostją stosunkowo łtwo zmikronizowne poniewż w tk dynmicznych wrunkch w węglu kmiennym powstje sieć spękń strukturlnych [18]. Istotnym czynnikiem decydującym o stopniu mikronizcji węgl okzło się ciśnienie strugi wodnej. Jednk, jk n potrzey pliw typu CWS (ng. col-wter slurry), ilość wody zużywnej w procesie rozdrnini węgl jest zyt duż. Dltego w celu uzyskni tkiego pliw konieczne jest odfiltrowywnie uroku poprzez system odpowiednich hydrocyklonów. Zchownie włściwych proporcji w tym względzie, jk również wielkość uzyskiwnych cząstek węgl i rozwinięcie ich powierzchni włściwej, są czynnikmi decydującymi o efektywności procesu splni tkiego pliw.

MECHANIK NR 9/2014 65 wł ostteczn mikronizcj jego cząstek. Przykłdowe efekty tkiego mimowolnego oddziływni ziegów homogenizcyjnych, przedstwiono n rys. 7. Rys. 7. Rozkłdy wielkości cząstek węgl kmiennego po hydrostrumieniowej mikronizcji i kwitcyjnej homogenizcji Z nlizy tych wykresów wynik, że zjwisko kwitcji występujące podczs homogenizowni zwiesiny węgl powoduje głęszą mikronizcję cząstek węgl. Njwiększy efekt uzyskuje się jednk w pierwszym ziegu homogenizcji, kiedy to kwitcj poniekąd dokńcz rozdrninie tych cząstek węgl, których wytrzymłość zostł powżnie nruszon podczs mikronizcji przeiegjącej w młynie hydrostrumieniowym. Dltego kolejny wyrźniejszy efekt mikronizcji cząstek węgl uzyskuje się dopiero po wielokrotnym przejściu zwiesiny przez tki homogeniztor, co ilustruje wykres rozkłdu cząstek uzyskny po dziesięciu tkich ziegch. zintensyfikowni skuteczności splni tego nowego rodzju pliw. Energochłonność mikronizcji węgl W koncepcji wytwrzni pliw węglowo-wodnego nowej genercji nie możn jednk pomijć ilości energii, jką nleży wydtkowć n tki sposó mikronizcji węgl. Ilustruje to rys. 9 przedstwijący zleżność jednostkowej energochłonności hydrostrumieniwego sposou mikronizcji węgl w funkcji ciśnieni wody. Okzuje się, że wrz z wzrostem ciśnieni wody zwiększ się jednostkowe zużycie energii procesu mieleni, przez co przy mksymlnym ciśnieniu wodnej (250 MP), wydtkowno pond trzykrotnie więcej energii niż przy ciśnieniu 100 MP. Stwrz to potrzeę poszukiwni innych rozwiązń mksymlizujących efektywność rozdrnini mteriłów, które pozwolą n oniżenie ciśnieni strugi wodnej, zmniejszjąc zrzem energochłonność tkiego procesu. Możn to osiągnąć poprzez ingerencję w prmetry geometryczne smego młyn hydrostrumieniowego, w tym zwłszcz średnicę otworu dyszy wodnej. Morfologi zmikronizownych cząstek węgl Dronozirnistość uzyskiwnych cząstek węgl wrunkuje zwiększenie powierzchni włściwej tych cząstek, co intensyfikuje proces ich splni. Z dń mikroskopowych wynik jednk, że hydrostrumieniow mikronizcj węgl powoduje specyficzny rozwój powierzchni powstjących cząstek. Ich powierzchni często przyjmuje postć postrzępionych lmelek dodtkowo zwielokrtnijących sumryczną powierzchnię czynną tych cząstek. Przykłdy morfologii tkich cząstek, skłdjących się n nowy rodzj pliw z węgl kmiennego, przedstwiono n rys. 8. Rys. 9. Wpływ ciśnieni strugi () i średnicy dyszy wodnej () n jednostkową energochłonność procesu mieleni węgl kmiennego w młynie hydrostrumieniowym Rys. 8. Orzy SEM cząstek węgl kmiennego o różnym stopniu rozwinięci ich powierzchni Szcunkowe wyniki symulcji przeprowdznej dl lmelkowej morfologii cząstek węglowych powstjących podczs rozdrnini wysokociśnieniową strugą wodną wykzują, że ich rzeczywist powierzchni wzrst 10000 30000 rzy, w szczególnych przypdkch nwet rzędu 100000 krotnie, w stosunku do powierzchni włściwej cząstek zwykłego miłu węglowego, stosownego do rozdrnini. Świdczy to o potencjlnych możliwościch Zwiększenie średnicy otworu dyszy wodnej wpływ n wzrost wydtku wody i w konsekwencji pociąg z soą zwiększenie energochłonności procesu mieleni hydrostrumieniowego (rys. 9). Dltego n mielenie węgl z wykorzystniem dyszy wodnej o średnicy otworu Ø1,0 mm, trze wydtkowć pond dwukrotnie więcej energii niż przy użyciu dyszy o średnicy Ø0,6 mm. Po przenlizowniu wyników tych dń i uwzględnieniu większości istotnych kryteriów oceny, wyrno dyszę o średnicy Ø0,7 mm, jko wrtość centrlną dl tego prmetru. Wyrno ją głównie ze względu n njlepszy stosunek wielkości rozdronionych cząstek orz wydjności procesu mieleni względem ilości energii zużywnej w tkim procesie. Otrzymywnie pliw węglowo-wodnego Stosownie wysokociśnieniowej strugi wodnej do wytwrzni qusi-płynnego pliw węglowo-wodnego typu CWS jest korzystne tkże ze względów ekonomicznych i ezpieczeństw procesu. Procedurę wytwrzni tkiej zmikronizownej zwiesiny węglowej przedstwiono n rys. 10.

66 MECHANIK NR 9/2014 Do mikronizcji miłu węglowego o nominlnej wielkości cząstek #2 mm używno młyn hydrostrumieniwego włsnej konstrukcji, w którym wystrczy stosowć zwężony zkres ciśnieni wody (150-200 MP). Ndmir zużywnej wody technologicznej odwirowywno w filtrch hydrocyklonowych uzyskując optymlną proporcję pomiędzy cieczą zmikronizownym węglem, którego w tkim pliwie powinno yć około 45 55 %. Niekiedy do tkiego pliw węglowo-wodnego wprowdz się tkże około 1 2% dodtków stilizujących. Anliz wyników dń hydrostrumieniowej metody rozdrnini węgl kmiennego przy użyciu wysokociśnieniowej strugi wodnej, pozwl n sformułownie nstępujących wniosków o ogólniejszym chrkterze: Wzrost ciśnieni strugi wodnej i średnicy dyszy wodnej zwiększ skuteczność rozdrnini węgl kmiennego (określną zmniejszniem się średnich wymirów cząstek) orz wydjność tego procesu przeprowdznego w oprcownym młynie hydrostrumieniowym. Podczs rozdrnini wysokociśnieniową strugą wodną sumryczn powierzchni cząstek węglowych wzrst 10000 30000 rzy, w stosunku do powierzchni włściwej ndwy (zwykłego miłu węglowego). Zwiększnie ciśnieni strugi wodnej i średnicy dyszy wodnej powoduje wzrost jednostkowej energochłonności procesu mieleni węgl kmiennego w młynie hydrostrumieniowym. N podstwie niniejszych dń ustlono, że njkorzystniejsze wrunki rozdrnini węgl kmiennego występują dl d w=0,7 mm i p=200 MP. W tkich wrunkch średni wymir cząstki ā=74,8 µm zś wymir 50= 28 35 µm, z kolei wydjność procesu rozdrnini Q c=38,4 g/s ntomist jego jednostkow energochłonność E=1,125 MJ/kg. W procesie wytwrzni qusi-płynnego pliw węglowowodnego nowej genercji, istotne znczenie m rozmir cząstek węgl w pliwie. W korzystnych wrunkch rozdrnini węgl njczęściej uzyskuje się cząstki o wymirch 50= 28 35 µm, które po kwitcyjnej homogenizcji osiągją wielkość 50= 20 23 µm. Powyższe dne świdczą, iż zstosownie wysokociśnieniowej strugi wodnej do rozdrnini węgl kmiennego jest efektywne. Oprcowny zrys technologii wytwrzni qusipłynnego pliw węglowo-wodnego zostł sprwdzony eksperymentlnie stosownie ziegów hydrocyklonowego odwdnini otrzymywnej zwiesiny węglowej i poddwnie jej kwitcyjnej homogenizcji są korzystne. Uwzględnijąc powyższe wrunki wytwrzni qusipłynnego pliw węglowo-wodnego orz dotychczsowe próy jego splni rokują sznsę n wykorzystnie węgl jko qusi-płynnego pliw stosownego w kotłch grzewczych średniej mocy, mogących zsilć komunlne osiedl mieszkniowe, nwet do zsilni stcjonrnych silników Diesl dużej mocy. LITERATURA Rys. 10. Schemt wytwrzni qusi-płynnego pliw węglowowodnego Tego rodzju pliwo może yć używne do zsilni dużych stcjonrnych silników wysokoprężnych. Dltego dl zpewnieni sprwnej prcy tkich urządzeń, zwłszcz ich pomp pliwowych i wtryskiwczy (podonych do stosownych w silnikch Diesl), węgiel użyty w tego rodzju pliwie musi yć pozwiony znieczyszczeń i mieć niską zwrtość popiołu orz wysoką zwrtość części lotnych. Istotne są tu również wielkość orz ksztłt cząstek węgl co wpływ n włsności fizyczne i reologiczne tego pliw. Przygotowne w ten sposó pliwo chrkteryzuje się lepkością się w zkresie 1,2 2,5 mm 2 /s orz gęstością zwierjąc się w grnicch 1100 1200 kg/m 3 gdyż zpewniją one korzystne wrunki jego splni [1]. Podsumownie 1. Borkowski J., Szd-Borzyszkowski W.: Możliwości i konsekwencje zstosowni zwiesiny węglowo-wodnej jko pliw lterntywnego do zsilni silników Diesl. Autousy, 6, 2014. 2. Borkowski P., Borkowski J.: Col comminution with high pressure wter jet. In ook F. H. Trie (editor), Wter Jetting (ISBN: 978 1 85598 121 8). BHR Group Ltd. Crnfield, UK. 141-146, 2010. 3. Borkowski P., Borkowski J.: High-pressure wter jet ppliction for col conversion into new genertion fuel. In ook: Unconventionl nd Hydrojetting Technologies. Monogrph of UHJT Istitute (ISSN 0239-7129). Koszlin, 43-54, 2009. 4. Borkowski P., Borkowski J., Bielecki M.: Col disintegrtion using high pressure wter jet. Technicl Gzette, 19 (2), 367-372, 2012. 5. Borkowski P., Borkowski J., Bielecki M.: Technicl spects of col disintegrtion using high pressure wter jet, Journl of Mechine Engineering, 12 (2), 7-19, 2012. 6. Borkowski P., Borkowski J., Mzurkiewicz M., Lsko S.: Col microniztion utilizing with high-pressure wter jet. Unconventionl nd HydroJetting Technologies. Monogrph of UHJT Istitute (ISSN 0239-7129), Koszlin, 511-518, 2009. 7. Col Wter Slurry Technology. Tngshn Keyun Environmentl Protection Technology & Equipment Co. Ltd. 2003. 8. Cui L., An L., Gong W.: Optimizing process prmeters of high pressurewter jet mill. The 8th Pcific Rim Interntionl Conference on Wter Jet Technology. Qingdo, Chin. 138-145, 2006. 9. Cui L., An L., Gong W: Effects of process prmeters on the comminution cpility of high pressure wter jet mill. Interntionl Journl of Minerl Processing, 81 (2), 113 121, 2006. 10. Gong W., An L., Cui L., Liu Y., Xie G.: Desulfuriztion of col sed on high pressure wter jet comminution. 2005 WJTA Americn Wterjet Conference. Houston, Texs. 3B-2, 2005. 11. Klnk M.: Perspektywy wykorzystni węgl w Polsce w spekcie czystych technologii węglowych. Gospodrk Surowcmi Minerlnymi, 23 (2), 27-33, 2007. 12. Mzurkiewicz M.: Method of creting ultr-fine prticles of mterils using high pressure mill. US Ptent No. 638.649, 2001. 13. Mzurkiewicz M.: Apprtus for comminution of solid mterils using processor-controlled fluid jet. US Ptent No. 643,5435, 2002. 14. Mei F., Weili G., Yufn C.: A new type of high pressure wter jet mill. 10th Americn Wterjet Conference. Houston, Texs. 31, 1999. 15. Mei F., Xiodong X., Yufn C., Shuhong X.: Mic prticle size dimension distriution fter wter jet comminuting. 10th Americn Wterjet Conference. Houston, Texs. 32,1999. 16. Micronized col-wter fuel slurry for reciprocting comustion engines. US Ptent No. 4335684. 17. Rok J., Ignsik K., Muzyk R.: Pliwo zwiesinowe z polskich węgli energetycznych do procesu zgzowni. Przegląd Górniczy, 7, 61-66, 2013. 18. Sheng F., Hong L., Xiong D.: Reserch on ultrfine comminution of minerls y thermlly ssisted high pressure wter jet. 2007 Americn WJTA Conference nd Expo. Houston, Texs. 5-C, 2007.