Characteristics of selected wastes from carbon gasification
 
More details
Hide details
1
AGH University of Science and Technology, Kraków, Poland
 
Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 2013;29(4):119–128
 
KEYWORDS
ABSTRACT
Poland is a country where the production of energy, due to the availability of raw materials, is based mainly on coal. However, as environmental regulations become more and more stringent, it is necessary to seek new technologies to produce energy from coal. These new technologies are required to minimize the emission of CO2, NOx, and SO2, and provide the highest possible efficiency. As a result of the latest technical developments, one popular method which is currently being tested is carbon gasification. Carbon gasification is a very promising technology for the continued use of coal for energy purposes, complying with strict environmental regulations and at the same time assuring high energy efficiency. Nevertheless, this technology, as with many others using coal, still produces waste in the form of slag and fly ash. Should this technology be implemented on an industrial scale, these by products will have to be either utilized or managed. Such wastes are categorized as energy waste (group – thermal processes waste (10), subgroup – power plants and waste combustion plants (10 01). This article describes the characteristics of the tested waste from coal gasification – two types of slag and fly ashes – through the analysis of their phase and chemical composition. The tested wastes indicate high content of SiO2 and a low content of CaO. The phase composition testing by X-ray diffraction method (XRD) and thermogravimetric method (DTA/TG) showed only substances of amorphous character.
METADATA IN OTHER LANGUAGES:
Polish
Charakterystyka wybranych odpadów ze zgazowania węgla
żużel, popiół, zgazowanie węgla, skład chemiczny, skład fazowy
Polska jest krajem, w którym produkcja energii, ze względu na uwarunkowania surowcowe, jest i będzie oparta przede wszystkim na stosowaniu węgla. Jednak coraz bardziej rygorystyczne przepisy dotyczące ochrony środowiska wymuszają poszukiwanie nowych technologii zastosowania węgla do produkcji energii. Technologie te w założeniu mają charakteryzować się jak najniższą emisją CO2, NOx i SO2, przy jak najwyższej sprawności. Jedną z testowanych i promowanych obecnie technologii jest zgazowanie węgla, co wynika z aktualnego poziomu rozwoju technologicznego. Zgazowanie węgla jest obiecującą technologią energetycznego wykorzystania węgla, przy zachowaniu coraz bardziej rygorystycznych norm ochrony środowiska, a zarazem przy zachowaniu wysokiej sprawności energetycznej. Technologia ta, jak każda wykorzystująca węgiel, powoduje powstawanie odpadów: popiołów lotnych i żużli. W przypadku zastosowania tej technologii na skalę przemysłową, powstające odpady będą musiały być w jakiś sposób zagospodarowane, najlepiej poprzez ich gospodarcze wykorzystanie. Popioły i żużle z procesów zgazowania węgla będą zaliczane do grupy odpadów energetycznych (grupa – odpady z procesów termicznych (10), podgrupa – odpady z elektrowni i innych zakładów energetycznego spalania paliw (10 01). W artykule przedstawiono charakterystykę badanych odpadów ze zgazowania dwóch żużli oraz popiołów lotnych, poprzez analizę ich składu chemicznego oraz fazowego. Badane odpady charakteryzują się wysoką zawartością SiO2 oraz niską zawartością CaO. Badania składu fazowego metodą rentgenograficzną (XRD) i termograwimetryczną (DTA) wykazały wyłącznie substancje o charakterze amorficznym.
 
REFERENCES (15)
1.
Acosta et al. 2001 – Acosta A., Aineto M., Iglesias I., Romero M., Rincón J.Ma., 2001 – Physico-chemical characterization of slag waste coming from IGCC thermal power plant. Material Letters 50, p. 246–250.
 
2.
Acosta et al. 2002a – Acosta A., Iglesias I., Aineto M., Romero M., Rincón J.Ma., 2002a – Utilisation of IGCC slag and clay steriles in soft mud bricks (by pressing) for use in building bricks manufacturing. Waste Management 22, p. 887–891.
 
3.
Acosta et al. 2002b – Acosta A., Iglesias I., Aineto M., Romero M., Rincón J.M., 2002b – Thermal and sintering characterization of IGCC slag. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry 67, p. 249–255.
 
4.
Aineto et al. 2005 – Aineto M., Acosta A., Rincón J.M., Romero M., 2005 – Production of lightweight aggregates from coal gasification fly ash and slag. World of Coal Ash (WOCA), 2005, Lexington, USA, 2005. www.flyash.info.
 
5.
Aineto et al. 2006a – Aineto M., Acosta A., Rincón J.M., Romero M., 2006a – Thermal expansion of slag and fly ash from coal gasification on IGCC power plant. Fuel 85, p. 2352– 2358.
 
6.
Aineto et al. 2006b – Aineto M., Acosta A., Iglesias I., 2006b – The role of a coal gasification fly ash as clay additive in building ceramic. Journal of European Ceramic Society, 26, p. 3783–3787.
 
7.
Arroyo et al. 2009 – Arroyo F., Font O., Fernández-Periera C., Querol X., Juan R., Ruiz C., Coca P., 2009 – Germanium recovery from gasification fly ash: Evaluation of end-products obtained by precipitation methods. Journal of hazardous Materials 167, p. 582– 588.
 
8.
Font et al. 2005 – Font O., Querol X., Huggins F.E., Chimenos J.M., Fernández A.I., Burgos S., Peńa F.G., 2005 – Speciation of major and selected trace elements in IGCC fly ash. Fuel 84, p. 1364–1371.
 
9.
Kołodziejczyk et al. 2012 – Kołodziejczyk U., Ćwiąkała M., Widuch A., 2012 – Use of fly-ash for the production of hydraulic binding agents and for soil stabilization. Mineral Resources Management (Gospodarka Surowcami Mineralnymi) t. 28, z. 4, s. 15–28.
 
10.
Pérez-Fortes et al. 2009 – Pérez-Fortes M., Bojarski A.D., Velo E., Nougués J.M., Puigjaner L., 2009 – Conceptual model and evaluation of generated power and emissions in an IGCC plant. Energy 34, p. 1721–1732.
 
11.
Piotrowski Z., 2008 – Properties of wet fly ash suspensions seasoned in hard coal mine underground. Mineral Resources Management (Gospodarka Surowcami Mineralnymi) t. 24, z. 4/1, s. 113–121.
 
12.
Ratafia-Brown et al. 2002 – Ratafia-Brown J.A., Manfredo L.M., Hoffmann J.W., Ramezan M., 2002 – An environmental assessment of IGCC power systems. Nineteenth Annual Pittsburgh Coal Conference.
 
13.
Song et al. 2010 – Song W., Lihua T., Zhu X., Wu Y., Zhu Y., Koyama S., 2010 – Flow properties and rheology of slag from coal gasification. Fuel 89, p. 1709–1715.
 
14.
Song et al. 2009 – Song W., Lihua T., Zhu X., Wu Y., Zhu Y., Koyama S., 2009 – Fusibility and flow properties of coal ash and slag. Fuel 88, p. 297–304.
 
15.
Tang et al. 2010 – Tang Y., Yin H., Ren Y., Zhang J., 2010 – Preparation of Sialon Powder from coal gasification slag. Journal of Wuhan University of Technology-Materials Science Edition 25, p. 1044–1046.
 
eISSN:2299-2324
ISSN:0860-0953