ORIGINAL PAPER
Blends of hard coal sludge with pulverized lignite as alternative energy raw materials
More details
Hide details
1
Mineral and Energy Economy Research Institute, Polish Academy of Science, Poland
2
EP Coal Trading Polska S.A. Czechowice-Dziedzice, Poland
3
AGH University of Science and Technology, Poland
Submission date: 2019-08-06
Final revision date: 2019-08-27
Acceptance date: 2019-08-27
Publication date: 2019-09-27
Corresponding author
Beata Klojzy-Karczmarczyk
Mineral and Energy Economy Research Institute, Polish Academy of Science, Wybickiego 7a, 31-261, Krakow, Poland
Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal 2019;22(3):83-98
KEYWORDS
TOPICS
ABSTRACT
Hard coal sludge is classified as group 01 waste or it is a by-product in the production of a hard
coal with variable energy importance. Pulverized lignite is not waste but a final product of drying
and the very fine pulverization of lignite with a high calorific value. The study comprised the basic
material before granulation such as coal sludge (PG SILESIA) and pulverized lignite (LEAG) as
well as their prepared blends after the granulation on a pipe vibration granulator designed at AGH.
The pulverized lignite of the LEAG company shows a low sulfur contents. In the analyzed samples
its average content (Stot
d) is 0.61%. An average value of this parameter in the analyzed coal sludge
samples is 0.55%. The addition of pulverized lignite does not have a significant impact on the
total content of sulfur and of analyzed toxic elements (Hg, As, Cd, Cr, Co, Cu, Mn, Ni, Pb, Sb, Tl,
and W) in the samples. The calorific value of coal sludge falls within the range of 11.0−12.4 MJ/kg
(on a dry basis). For the coal sludge and pulverized lignite blends the calorific value clearly increases
to values of 14.8−17.7 MJ/kg (on dry basis). The calorific value slightly decreases in the case of granulation with the CaO additive. Such values increase the possibilities of application in
the commercial power sector. It is possible to state that all sludge and pulverized lignite blends are
susceptible to granulation. The drop strength of the fresh pellets is satisfactory and the averaged
value is around 4. After seasoning the drop strength of blends definitely falls, on average by 30%,
except for pellets made of pure coal sludge. So the addition of pulverized lignite hinders the possibilities
of granulation as compared with pure coal sludge.
METADATA IN OTHER LANGUAGES:
Polish
Mieszanki mułów węgla kamiennego z pyłami węgla brunatnego jako alternatywne surowce energetyczne
muły węglowe (węgla kamiennego), pyły węgla brunatnego, granulowanie, (grudkowanie), parametry jakościowe, wartość opałowa
Muły węgla kamiennego klasyfikowane są jako odpady z grupy 01 lub są ubocznym produktem w produkcji
surowca, często o niskiej wartości opałowej. Pył węgla brunatnego nie jest odpadem, ale produktem
wyjściowym suszenia i bardzo drobnego mielenia węgla brunatnego o wysokiej wartości opałowej. W pracy
badaniami objęto materiał podstawowy przed procesem granulowania, czyli muły węglowe (PG SILESIA)
i pył węgla brunatnego (LEAG) oraz ich mieszanki po procesie granulowania na grudkowniku
wibracyjnym konstrukcji AGH. Pyły węgla brunatnego firmy LEAG wykazują niskie zawartości siarki.
Jej średnia zawartość w analizowanych próbkach (Stot
d) wynosi 0,61%. Średnia wielkość tego parametru
w analizowanych mułach węglowych wynosi 0,52%. Dodatek pyłu węgla brunatnego nie ma znaczącego
wpływu na całkowitą zawartość w próbkach siarki oraz analizowanych pierwiastków toksycznych (Hg,
As, Cd, Cr, Co, Cu, Mn, Ni, Pb, Sb, Tl, W). Wartość opałowa mułów węglowych mieści się w granicach
11,0−12,4 MJ/kg (w stanie suchym). Dla mieszanin mułu węglowego z pyłami węgla brunatnego wartość
opałowa zdecydowanie wzrasta do wielkości 14,8−17,7 MJ/kg (w stanie suchym). Obserwuje się nieznaczne
obniżenie wartości opałowej w przypadku granulowania z dodatkiem CaO. Takie wartości zwiększają
możliwości zastosowania w energetyce zawodowej. Wszystkie mieszanki mułów z pyłami węgla brunatnego
są podatne na proces grudkowania (granulowania). Wytrzymałość na zrzuty grudek świeżych jest
zadawalająca, a wartość uśredniona kształtuje się na poziomie 4. Po sezonowaniu próbek odporność na
zrzuty mieszanek zdecydowanie maleje, średnio o 30% z wyjątkiem grudek wykonanych z czystego mułu
węglowego. Dodatek analizowanych pyłów węgla brunatnego utrudnia zatem procesy grudkowania w stosunku
do czystych mułów węglowych.
REFERENCES (15)
1.
[Online]
http://www.instalacjebudowlane... – Energy value of coal, gas, oil and other fuels (Wartość energetyczna węgla, gazu, oleju i innych paliw) [Accessed: 2018-07-23] (in Polish).
3.
[Online]
https://www.lignoplus.de/pyl-w... – LignoPlus. A strong fuel alternative from refined lignite (Silna alternatywa paliwowa z uszlachetnionego węgla brunatnego) [Accessed: 2019-07-21] (in Polish).
4.
Banaszewski et al. 2001 – Banaszewski, T., Kobiałka, R., Baran, J., Filipowicz, A. and Feliks, J. 2001. Novel vale vibratory pelleter (Wibracyjny grudkownik rynnowy). PL 350979 Polska, 30 11 2001 (in Polish).
5.
Banaszewski, T. 1994. Vibration balling (Grudkownik wibracyjny). Patent PL no. 173892 Polska, 2 11 1994.
6.
Bielowicz, B. 2013. Selected harmful elements in Polish lignite (Występowanie wybranych pierwiastków szkodliwych w polskim węglu brunatnym). Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management Vol. 29, Issue 3, pp. 47–59 (in Polish).
7.
Feliks, J. 2009. The simulation of pellets motion in the novel vale vibratory pelleter (Badania symulacyjne ruchu grudek w rynnowym grudkowniku wibracyjnym dla różnych średnic rynny). Inżynieria i Aparatura Chemiczna Vol. R. 48, No. 4, pp. 38–39 (in Polish).
8.
Feliks J. et al. 2018 – Feliks, J., Klojzy-Karczmarczyk, B. and Wiencek, M. 2018. Granulating coal sludge and their mixtures to improve transport properties (Granulowanie mułów węglowych i ich mieszanek celem poprawy właściwości transportowych). Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią Polskiej Akademii Nauk No. 104, pp. 173–188 (in Polish).
9.
Journal of Law 2018, item 1654. Act of 5 July 2018. Amending the law on monitoring and control of fuel quality and the Act on the National Tax Administration (Ustawa z dnia 5 lipca 2018 r. o zmianie ustawy o systemie monitorowania i kontrolowania jakości paliw oraz ustawy o Krajowej Administracji Skarbowej) (Dz.U. z 2018, poz. 1654) (in Polish).
10.
Journal of Law 2018, item 1890. Regulation of the Minister of Energy of 27 September 2018, concerning the quality requirements for solid fuels (Rozporządzenie Ministra Energii z dnia 27 września 2018 roku w sprawie wymagań jakościowych dla paliw stałych) (Dz.U. z 2018, poz. 1890) (in Polish).
11.
Klojzy-Karczmarczyk at al. 2018 – Klojzy-Karczmarczyk, B., Mazurek, J. and Wiencek, M. 2018. Coal sludge and their mixtures as prospective energy resources. Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal Vol. 21, Issue 3, pp. 137–15.
12.
Klojzy-Karczmarczyk, B. and Mazurek, J. 2017. Proposals to extend actions to the management of waste rock from hard coal mining (Propozycje rozszerzenia działań celem zagospodarowania materiałów odpadowych z górnictwa węgla kamiennego). Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią Polskiej Akademii Nauk No. 98, pp. 151–165.
13.
Makowska i in. 2017 – Makowska, D., Wierońska, F., Dziok, T. and Strugała, A. 2017. Ecotoxic elements emission from the combustion of solid fuels due to legal regulations (Emisja pierwiastków ekotoksycznych z procesów spalania paliw stałych w świetle regulacji prawnych). Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal Vol. 20, Issue 4, pp. 89–102 (in Polish).
14.
Stala-Szlugaj, K. 2018a. The Anti-Smog Resolutions in Poland and Their Impact on Hard Coal Consumption in Households (Uchwały antysmogowe w Polsce a ich oddziaływanie na zużycie węgla kamiennego w gospodarstwach domowych). Journal of the Polish Mineral Engineering Society No. 2, pp. 161–168 (in Polish).
15.
Stala-Szlugaj, K. 2018b. Hard coal demand for households in Poland vs. Anti-smog law. Archives of Mining Sciences Vol. 63, Issue 3, pp. 701–711.