The concept of process for limiting mercury emissions from coal combustion in fluidized bed boilers
R Zarzycki 1  
,   M. Wichliński 1  
 
More details
Hide details
1
Politechnika Częstochowska, Wydział Inżynierii Środowiska i Biotechnologii, Katedra Inżynierii Energii, Częstochowa
 
Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal 2014;17(4):303–315
 
KEYWORDS
ABSTRACT
The paper proposes a process for limiting mercury emissions from coal combustion in fluidized bed boilers. This process involves a thermal treatment which allow to remove the mercury from coal in an amount to provide the required level of emissions after combustion. Thermal treatment also allows you to remove moisture from the fuel and the partial release of the volatiles matter. Exhaust gases containing Hg were directed to coolers for their cool and condense the moisture, and then to the absorber to allow the envolve the mercury. Clean gases were returned to the combustion chamber. Low-temperature heat treatment process involves the use of superheated steam as the heat carrier due to its availability in the system block and the steam safety considerations of the process. The paper proposes the concept of the system for low-temperature heat treatment of fuel based on fluidized bed technology. The use of superheated steam allows for the implementation of the process and condensing heat recovery steam cycle for the needs of the block. The proposed technology requires proper temperature process due to the mercury content and its form in the coal in order to achieve the desired reduction inmercury emissions.
METADATA IN OTHER LANGUAGES:
Polish
Koncepcja procesu ograniczenia emisji rtęci ze spalania węgla w kotłach fluidalnych
rtęć, obróbka termiczna, para przegrzana, suszarka fluidalna
W pracy przedstawiono propozycję procesu pozwalającego na ograniczenie emisji rtęci ze spalania węgla w kotłach fluidalnych. Proces ten zakłada obróbkę termiczną paliwa pozwalającą na usunięcie z węgla rtęci w takiej ilości, aby zapewnić wymagany poziom emisji po jego spaleniu. Obróbka termiczna pozwala także na usunięcie wilgoci z paliwa oraz częściowe uwolnienie z niego części lotnych. Gazy wytlewne zawierające Hg kierowane są do chłodnic celem ich ochłodzenia i wykroplenia wilgoci, a następnie do absorbera pozwalającego na związanie rtęci. Oczyszczone gazy zawracane są do komory spalania. Proces niskotemperaturowej obróbki termicznej paliwa zakłada wykorzystanie pary przegrzanej jako nośnika ciepla ze względu na jej dostępność w układzie bloku parowego oraz na bezpieczeństwo prowadzenia procesu. W pracy zaproponowano koncepcję budowy układu do niskotemperaturowej obróbki termicznej paliwa opartej na technologii fluidalnej. Użycie pary przegrzanej pozwala na realizację procesu oraz odzysk ciepła skraplania pary na potrzeby obiegu cieplnego bloku. Zaproponowana technologia wymaga właściwej temperatury procesu ze względu na zawartość rtęci i jej formy w węglu w celu uzyskania wymaganego poziomu redukcji emisji rtęci.
 
REFERENCES (26)
1.
KOBYŁECKI R. i in. 2009 – KOBYŁECKI, R. i WICHLIŃSKI, M. i BIS, Z., 2009. Badania akumulacji rtęci w popiołach lotnych z kotłów fluidalnych. Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal t. 12, z. 2/2.
 
2.
HŁAWICZKA, S. 2008. Rtęć w środowisku atmosferycznym, Zabrze: IPIŚ PAN.
 
3.
UNEP 2013. Global Mercury Assessment 2013: Sources, Emissions, Releases and Environmental Transport. UNEP Chemicals Branch, Geneva, Switzerland.
 
4.
SENIOR i in. 2000 – SENIOR, C.L., SAROFIM, A.F., ZENG, T., HELBLE, J.J. i MAMANI-PACO, R. 2000. Gas – phase transformation ofmercury in coal – fired Power plants. Fuel Processing Technology 63.
 
5.
KŁYŚ, M. 2010. Z rtęcią (i...) przez stulecia. ARCH. MED. SĄD. KRYMINOL., LX, 298–307.
 
6.
SUNDSETH i in. 2010 – SUNDSETH, K., PACYNA, J.M., PACYNA, E.G., MUNTHE, J., BELHAJ, M. i ASTROM, S. 2000. Economic benefits from decreased mercury emissions: Projections for 2020, Journal of Cleaner Production 18, 386–394.
 
7.
TOOLE-O’NEIL i in. 1999 – TOOLE-O’NEIL, B., TEWALT, S.J., FINKELMAN, R.B. i AKERS, D.J. 1999. Mercury concentration in coal-unraveling the puzzle. Fuel 78, 47–54.
 
8.
YUDOVICH, Ya.E., KETRIS, M.P., 2005 – Mercury in coal: a review Part 1. Geochemistry. International Journal of Coal Geology 62, 107–134.
 
9.
KOLKER A. i in. 2009 – KOLKER, A. PANOV, B.S., PANOV, Y.B., LANDA, E.R., CONKO K.M., KORCHEMAGIN, V.M., SHENDRIK, T. i McCORD, J.D. 2009. Mercury and trace element contents of Donbas coals and associated mine water in the vicinity of Donetsk, Ukraine. International Journal of Coal Geology 79, s. 83–91.
 
10.
WOJNAR, K. i WISZ, J. 2006. Rtęć w polskiej energetyce. Energetyka 4/06.
 
11.
BOJARSKA, K. 2006. Concentration of mercury in Polish hard coal. Katowice: MEC-3.
 
12.
WICHLIŃSKI M. i in. 2013 – WICHLIŃSKI, M., KOBYŁECKI, R. i BIS, Z. 2013. The investigation of mercury contents in polish coal samples. Archives of Environmental Protection vol. 39, no. 2, pp. 141–150.
 
13.
WICHLIŃSKI M. i in. 2014 –WICHLIŃSKI, M., KOBYŁECKI, R. i BIS, Z. 2014. The release of mercury from polish coals during thermal treatment of fuels in a fluidized bed reactor. Fuel Processing Technology 119, s. 92–97.
 
14.
WICHLIŃSKI M. i in. 2012 – WICHLIŃSKI, M., KOBYŁECKI, R. i BIS, Z. 2012. Przegląd metod ograniczenia emisji rtęci w elektrowniach podczas spalania paliw stałych. Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal t. 15, z. 4.
 
15.
MERDES i in. 1998 – MERDES A.C., KEENER T.C., KHANG S.-J., JENKINS R.G., 1998. Investigation into the fate of mercury in bituminous coal during mild pyrolysis. Fuel 77.
 
16.
WICHLIÑSKI i in. 2011 – WICHLIÑSKI, M., KOBY£ECKI, R. i BIS, Z. 2011. Emisja rtêci podczas termicznej obróbki paliw. Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal t. 14, z. 2, s. 191–203.
 
17.
LOPEZ-ANTON i in. 2010 – LOPEZ-ANTON, M.A., YUAN, Y., PERRY, R. i MAROTO-VALER,M. 2010. Analysis of mercury species present during coal combustion by thermal desorption. Fuel 89, s. 629–634.
 
18.
HŁAWICZKA i in. 2003 – HŁAWICZKA, S., KUBICA, K. i ZIELONKA, U. 2003. Partitioning factor of mercury during coal combustion in low capacity domestic heating units. The Science of the Total Environment 312, s. 261–265.
 
19.
NOWAK, W. i CZAKIERT, T., 2012. Spalanie tlenowe dla kotłów pyłowych i fluidalnych zintegrowanych z wychwytywaniem CO2. Częstochowa: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskie.
 
20.
PAKOWSKI, Z. 2011. Projektowanie suszarek do suszenia parą przegrzaną. Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej, ISBN/ISSN: 978-83-7283-428-7.
 
21.
FIŁONIENKO, G.K. i LEBIEDIEW, P.D. 1956. Urządzenia suszarnicze. Warszawa: Państwowe Wydawnictwa Techniczne.
 
22.
KNEULE, F. 1970. Suszenie. Warszawa: Arkady.
 
23.
STRUMIŁŁO. C. 1983. Inżynieria Chemiczna, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa.
 
24.
KLOJZY-KACZMARCZYK, B. i MAZUREK, J. 2013. Badania zawartości rtęci w węglach przeznaczonych dla odbiorców indywidualnych. Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal t. 16, z. 4.
 
ISSN:1429-6675