Dr hab. inż. Gabriel Borowski, profesor nadzwyczajny Politechniki Lubelskiej, zajmuje się zagadnieniami przetwarzania odpadów przemysłowych w celu odzysku i zagospodarowania surowców. Założyciel oraz Redaktor naczelny czasopisma Journal of Ecological Engineering oraz Prezes Lubelskiego Oddziału Polskiego Towarzystwa Inżynierii Ekologicznej (PTIE). Metody podwyższania kaloryczności drobnoziarnistych odpadów węglowych Dr inż. Jan J. Hycnar specjalista z zakresu energetyki bazującej na paliwach kopalnych i górnictwa węgla kamiennego, ze szczególnym uwzględnieniem problematyki ekologicznej i odpadów. Działa w ramach Ecocoal Consulting Center w Katowicach na rzecz górnictwa i energetyki, w zakresie optymalizacji ilości, jakości i zagospodarowania ubocznych produktów wydobycia, wzbogacania i spalania węgla. Autor i współautor 5 książek i skryptów, 2 monografii, przeszło 250 publikacji krajowych i zagranicznych oraz 17 patentów. Jan J. Hycnar Gabriel Borowski Metody podwyższania kaloryczności drobnoziarnistych odpadów węglowych Lublin 2016
Serdeczne podziękowania za pomoc w realizacji badań, prób i wdrożeń przedstawionych w naszym opracowaniu, składamy niżej wymienionym osobom: mgr inż. Marian Borowski, mgr inż. Marian Dziwok, dr inż. Roman Foltyn, mgr inż. Andrzej Fraś, dr inż. Bronisław Gaj, mgr inż. Grzegorz Gruszka, mgr Daria Kadlec, mgr Ewa Leśnik, dr inż. Piotr Pasiowiec, mgr inż. Rafał Przystaś, mgr inż. Romuald Rolnik, mgr inż. Krystyna Szulowska, mgr inż. Andrzej Szymkiewicz, prof. dr hab. inż. Barbara Tora, mgr inż. Jerzy Wajs. Jan J. Hycnar Gabriel Borowski
Monografie Politechnika Lubelska Politechnika Lubelska Wydział Inżynierii Środowiska ul. Nadbystrzycka 40B 20-618 Lublin
Jan J. Hycnar Gabriel Borowski Metody podwyższania kaloryczności drobnoziarnistych odpadów węglowych Politechnika Lubelska Lublin 2016
Recenzent: prof. dr hab. inż. Eugeniusz Mokrzycki, Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią Polskiej Akademii Nauk w Krakowie Redakcja techniczna: Gabriel Borowski Publikacja wydana za zgodą Rektora Politechniki Lubelskiej Copyright by Politechnika Lubelska 2016 ISBN: 978-83-7947-207-9 Wydawca: Politechnika Lubelska ul. Nadbystrzycka 38D, 20-618 Lublin Realizacja: Biblioteka Politechniki Lubelskiej Ośrodek ds. Wydawnictw i Biblioteki Cyfrowej ul. Nadbystrzycka 36A, 20-618 Lublin tel. (81) 538-46-59, email: wydawca@pollub.pl www.biblioteka.pollub.pl Druk: Textoprint www.textoprint.pl Elektroniczna wersja książki dostępna w Bibliotece Cyfrowej PL www.bc.pollub.pl Nakład: 50 egz.
SPIS TREŚCI 1 WPROWADZENIE... 7 2. ZAGADNIENIA ZWIĄZANE Z OBNIŻANIEM ZAWODNIENIA DROBNOZIARNISTYCH ODPADÓW WĘGLOWYCH... 16 2.1. Problematyka uwodnienia odpadów węglowych... 16 2.2. Urządzenia filtracyjne... 16 2.3. Doziarnianie nadawy do filtracji... 19 2.4. Stosowanie środków powierzchniowoczynnych... 26 2.5. Odwadnianie zawiesin wodno-mułowych w porowatych zbiornikach elastycznych... 27 2.6. Stosowanie chemicznych środków odwadniających... 30 3. GRANULOWANIE DROBNOZIARNISTYCH ODPADÓW WĘGLOWYCH... 34 3.1. Wprowadzenie... 34 3.2. Wybór technologii przeróbki mułów węglowych... 34 3.3. Ustalenie warunków granulowania mułów węglowych... 36 3.4. Założenia techniczne dla instalacji granulowania mułów węglowych.. 43 3.5. Instalacje granulowania mułów węglowych za pomocą mieszalników intensywnego działania... 48 4. BRYKIETOWANIE DROBNOZIARNISTYCH WĘGLI Z BIOMASĄ 52 4.1. Wprowadzenie... 52 4.2. Charakterystyka mułów węglowych z Bogdanki... 54 4.3. Badania laboratoryjne brykietów węglowych z biomasą... 56 4.4. Przemysłowe próby brykietowania drobnoziarnistego węgla... 65 5. TECHNOLOGIE ZWIĘKSZANIA ZAWARTOŚCI SUBSTANCJI WĘGLOWEJ... 69 5.1. Wprowadzenie... 69 5.2. Selektywne wydzielanie drobnoziarnistych odpadów węglowych z odcieków obiegów wodnych zakładów wzbogacania węgla... 69 5.3. Wydzielanie frakcji bogatych w węgiel z drobnoziarnistych odpadów węglowych... 72 5.3.1. Stosowanie przesiewaczy typu Stack Sizer... 74 5.3.2. Stosowanie sit łukowych i odśrodkowych sit odwadniających 75 5.3.3. Stosowanie sit z tekstylną przegrodą filtracyjną... 82 5.4. Metody głębokiego wzbogacania drobnoziarnistych odpadów węglowych... 83 5.4.1. Flotacja odpadów drobnoziarnistych węgla... 83 5.4.2. Aglomeracja olejowa... 86 5
5.4.3. Odzysk węgla w wirówkach o dużych wartościach sił odśrodkowych... 88 5.4.4. Technologie chemicznego odsiarczania i demineralizacji węgla 93 6. ZAGADNIENIA EKSPLOATACJI DROBNOZIARNISTYCH ODPADÓW WĘGLOWYCH DEPONOWANYCH W OSADNIKACH... 97 6.1. Problematyka zawiesin wodno-mułowych... 97 6.2. Technologie składowania drobnoziarnistych odpadów z procesów wydobywania i wzbogacania surowców mineralnych... 100 6.3. Technologie wydzielania koncentratów węglowych z depozytów drobnoziarnistych odpadów... 104 7. PRZYKŁADY ENERGETYCZNEGO WYKORZYSTANIA DROBNOZIARNISTYCH FRAKCJI WĘGLOWYCH... 110 7.1. Możliwości wykorzystania drobnoziarnistych frakcji węglowych 110 7.2. Suspensje węglowo-wodne jako paliwa zawiesinowe... 111 7.2.1. Badania i próby produkcji suspensji węglowo-wodnej... 113 7.2.2. Właściwości fizykochemiczne suspensji węglowo-wodnej... 115 7.2.3. Kierunki stosowania suspensji węglowo-wodnych... 117 7.2.4. Aspekty ekonomiczne i ekologiczne stosowania suspensji węglowo-wodnych... 119 7.3. Zastosowanie drobnoziarnistych odpadów węglowych do opalania palenisk fluidalnych kotłów i pieców... 120 7.3.1. Wymagania dotyczące paliw do palenisk fluidalnych... 121 7.3.2. Rozpowszechnienie kotłów fluidalnych zagranicą i w kraju... 128 7.3.3. Zagraniczne doświadczenia stosowania palenisk fluidalnych.. 130 7.3.4. Krajowe doświadczenia stosowania palenisk fluidalnych... 133 8. PODSUMOWANIE I WNIOSKI... 136 Literatura... 138 Spis rysunków... 150 Spis tabel... 163 Streszczenie... 155 Summary... 156 6