Characteristics of ash from the combustion of biomass in fluidized bed boilers
 
More details
Hide details
1
AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków
 
Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 2016;32(3):149–162
 
KEYWORDS
ABSTRACT
When it comes to the production of energy from renewable sources, biomass is the main fuel, burned directly or co-fired with coal, used in the professional power industry. As in the case of coal, the use of biomass in the professional power industry is accompanied by the generation of by-products of the combustion process, primarily in the form of fly ash. These wastes significantly differ from those resulting from coal combustion. Their properties depend primarily on the burned biomass and boiler type. Due to the growing pressure on the use of energy from renewable sources resulting from the Energy Policy of Poland and the requirements imposed by the EU, more and more by-products are produced. Ashes from the co-firing of biomass are relatively well studied, especially when it comes to those resulting from the combustion in conventional boilers. The by-products of biomass combustion are of limited economic use due to their specific characteristics. The ashes resulting from the combustion in fluidized bed boilers are particularly problematic. The paper presents the research results on the basic properties of the three ashes generated from the combustion of biomass in fluidized bed boilers and one ash resulting from the co-firing of biomass with coal in pulverized coal boiler for the same biofuel type. [...]
METADATA IN OTHER LANGUAGES:
Polish
Charakterystyka popiołów ze spalania biomasy w kotłach fluidalnych
popiół lotny, spalanie biomasy, kocioł fluidalny, skład chemiczny, wymywalność, skład fazowy
Energetyka zawodowa w zakresie wytwarzania energii ze źródeł odnawialnych wykorzystuje przede wszystkim biomasę, która jest stosowana jako paliwo podstawowe lub w procesie współspalania z węglem. Tak jak w przypadku węgla również przy wykorzystaniu biomasy w energetyce zawodowej powstają uboczne produkty spalania, przede wszystkim w postaci popiołów lotnych. Produkty te różnią się znacząco od tych pozyskanych ze spalania węgla. O ich właściwościach decyduje przede wszystkim rodzaj spalanej biomasy i typ kotła. Ze względu na coraz większy nacisk związany z wykorzystaniem energii ze źródeł odnawialnych, wynikający z wymogów Polityki Energetycznej Polski oraz z przepisów UE, powstaje coraz więcej tego typu odpadów. Popioły ze współspalania biomasy są materiałem stosunkowo dobrze scharakteryzowanym, szczególnie z kotłów konwencjonalnych. Uboczne produkty spalania biomasy są odpadami, które ze względu na właściwości mają ograniczone możliwości wykorzystania gospodarczego. Szczególnie problematyczne są popioły ze spalania w kotłach fluidalnych. W artykule przedstawiono wyniki badań podstawowych właściwości trzech popiołów ze spalania biomasy w kotłach fluidalnych oraz jednego – porównawczo – ze współspalania biomasy z węglem kamiennym w kotle pyłowym przy zastosowaniu tego samego rodzaju biopaliwa. [...]
 
REFERENCES (26)
1.
Berra i in. 2011 – Berra, M., De Casa, G., Dell’Orso, M., Galeotti, L ., Mangialardi, T., Paolini, E .A. i Piga, L . 2011. Reuse of Woody Biomass Fly Ash in Cement-Based Materials: Leaching Tests [In:] H. I nsam and B.A. Knapp (eds.). Recycling of Biomass Ashes. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag, s. 133–146.
 
2.
Emitor 2014 Emisja Zanieczyszczeń Środowiska w Elektrowniach i Elektrociepłowniach Zawodowych. Agencja Rynku Energii, Warszawa.
 
3.
EU 2013 − Best Available Techniques (BAT) Reference Document for the. Large Combustion Plants. Joint Research Centre. Institute for Prospective Technological Studies Sustainable Production and Consumption Unit. European IPPC Bureau (of the Commission’s Joint Research Centre. Draft 1.
 
4.
Febrero, L. i in. 2013 – Febrero, L., Granada, E ., Pérez, C., Patiňo, D. i Arce, E., 2014. Characterisation and comparison of biomass ashes with different thermal histories using TG-DSC . Journal of Thermal Analysis and Calorimetry 118, s. 669–680.
 
5.
Fernández i in. 2016 – Fernández, J., González, F., Pesquera, C., Neves, J r., A., Mendes, Viana, M., Dweck, J., 2016. Qualitative and quantitative characterization of a coal power plant waste by TG/DSC /MS, XRF and XRD. of Thermal Analysis and Calorimetry 125, s. 703–710.
 
6.
García, R. i in. 2015 − García, R., Pizarro, C., Álvarez, A., Lavín A.G. i Bueno J .L., 2015. Study of biomass combustion wastes. Fuel 148, s. 152–159.
 
7.
Gawlicki, M. i in. 2009 – Gawlicki, M., Galos, K. i Szlugaj, J., 2009. Mineralne surowce odpadowe z elektrowni, elektrociepłowni i ciepłowni. [W:] Surowce mineralne Polski. Praca zbiorowa pod red. R. Ney, Wyd. IGSMiE PAN, Kraków, 261 s.
 
8.
Girón, R .P. i in. 2013 – Girón, R.P., Ruiz, B., Fuente, E ., Gil, R.R. i Suárez-Ruiz, I. 2013. Properties of fly ash from forest biomass combustion. Fuel 114, s. 71–77.
 
9.
Jaworek, A. i in. 2013 – Jaworek, A., Czech, T., Sobczyk, A. i Krupa, A., 2013. Properties of biomass vs. coal fly ashes deposited in electrostatic precipitator. Journal of Electrostatics 71, s. 165–175.
 
10.
Kalembkiewicz, J. i Chmielarz, U., 2012. Ashes from co-combustion of coal and biomass: New industrial wastes. Resources, Conservation and Recycling 69, s 109–121.
 
11.
Koukouzas, N., Wardb, C .R., Papanikolaoua, D., Li, Z. i Ketikidis, C. 2009 – Quantitative evaluation of minerals in fly ashes of biomass, coal and biomass–coal mixture derived from circulating fluidised bed combustion technology. Journal of Hazardous Materials 169, s. 100–107.
 
12.
Małolepszy, J. i Tkaczewska, E. 2006. Wpływ popiołów lotnych ze współspalania węgla kamiennego i biomasy na proces hydratacji i właściwości cementu. [W:] Materiały Konferencji Dni Betonu. Wisła, s. 591−601.
 
13.
Rajamma, R. i in. 2009 − Rajamma, R., Ball, R., Tarelho, L., Allen, G., Labrincha, J. i Ferreira, V. 2009. Characterisation and use of biomass fly ash in cement-based materials. Journal of Hazardous Materials 172, s. 1049−1060.
 
14.
RMŚ 2014 − Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 18 listopada 2014 r. w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi, oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego (Dz.U. 2014, poz. 1800).
 
15.
Ubbracio i in. 2008 − Ubbracio, P., Traini, A. i Manigrassi, D. 2008. Characterization of FDR fly ash and bricke lime mixtures. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry 92, s. 301−305.
 
16.
Ubbriaco, P. i Calabrese, D. 2000. Hydratation behaviour of mixtures of cement and fly ash with high sulphate and chloride content. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry 61, s. 615−623.
 
17.
Uliasz-Bocheńczyk i in. 2015a – Uliasz-Bocheńczyk, A., Mazurkiewicz, M. i Mokrzycki, E. 2015. Fly ash from energy production – a waste, by product and raw material. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 31(4), s. 139–150.
 
18.
Uliasz-Bocheńczyk i in. 2015b − Uliasz-Bocheńczyk, A., Pawluk, A. i Sierka, J., 2015. Wymywalność zanieczyszczeń z popiołów lotnych ze spalania biomasy. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 31(3), s. 145–156.
 
19.
Vassilev i in. 2014 − Vassilev, S.V., Vassileva, C.G. i Baxter, D. 2014. Trace element concentrations and associations in some biomass ashes. Fuel 129, s. 292–313.
 
20.
Vassilev i in. 2010 – Vassilev, S., Baxter, D., Andersen, L. i Vassileva, C., 2010. An overview of the chemical composition of biomass. Fuel 89, s. 913–33.
 
21.
Vassilev i in. 2012 – Vassilev, S., Baxter, D., Andersen, L., Vassileva, C. i Morgan, T. 2012. An overview of the organic and inorganic phase composition of biomass. Fuel 94, s. 1–33.
 
22.
Vassilev i in. 2013a – Vassilev, S., Baxter, D., Andersen, L. i Vassileva, C. 2013. An overview of the composition and application of biomass ash. Part 1. Phase-mineral and chemical composition and classification. Fuel 105, s. 40–76.
 
23.
Vassilev i in. 2013b – Vassilev, S., Baxter, D., Andersen, L. i Vassileva, C. 2013. An overview of the composition and application of biomass ash. Part 2. Potential utilization, technological and ecological advantages and challenges. Fuel 105, s. 19–39.
 
24.
Vassilev. i in. 2013c – Vassilev, S., Baxter, D. i Vassileva, C. 2013. An overview of the behaviour of biomass during combustion: Part I . Phase-mineral transformations of organic and inorganic matter. Fuel 112, s. 391–449.
 
25.
Xing i in. in. 2016 – Xing, P., Mason, P.E., Chilton, S., Lloyd, S., Jones, J.M., Williams, A., Nimmo, W. i Pourkashanian, M. 2016. A comparative assessment of biomass ash preparation methods using X-ray fluorescence and wet chemical analysis. Fuel 182, s.161−165.
 
26.
Zapotoczna-Sytek. i in. 2013 − Zapotoczna-Sytek, G., Łaskawiec, K., Gębarowski, P., Małolepszy i J. i Szymczak, J. 2013. Popioły lotne nowej generacji do produkcji autoklawizowanego betonu komórkowego. Opole: Wyd. Instytut Śląski Sp. z o.o., 115 s.
 
eISSN:2299-2324
ISSN:0860-0953