No abstract

No abstract

Streszczenie W węglu brunatnym z polskich złóż występują liczne pierwiastki rzadkie, śladowe i rozproszone, z których część może wywierać niekorzystny wpływ na środowisko naturalne oraz człowieka. Jednak pierwiastki te w większości nie osiągają koncentracji szkodliwych w analizowanym węglu. W pracy zbadano zawartości wybranych pierwiastków szkodliwych w każdym stężeniu i pierwiastków szkodliwych w większym stężeniu. Analizowano udział tych elementów zarówno w próbkach węgla brunatnego, jak i popiołach tego surowca uzyskanych metodą powolnego spalania. Do pierwiastków toksycznych w każdym stężeniu zaliczono Pb, Hg, Cd, Be, As, a w większym stężeniu: Zn, Se, Sb, Cu, Mn. Pierwiastki śladowe oznaczano metodą instrumentalnej neutronowej analizy aktywacyjnej (INAA), ICPMS-Mikrofala i ICP-OES. Ze względu na brak norm określających dopuszczalną zawartość pier- wiastków szkodliwych w węglu brunatnym oparto się na porównywaniu oznaczonej zawartości z dopuszczalnymi dziennymi dawkami dla ludzi i dopuszczalnej zawartości tych pierwiastków w glebach oraz w wodach. Zawartość Hg, Pb, As i Cd w badanym węglu brunatnym jest nieduża, a ich stężenia osiągają maksymalnie: Hg do 2,6 ppm, Pb do 26,22 ppm, As do 19,72 ppm i Cd do 17,76 ppm. Podane koncentracje są bardzo małe w porównaniu do granicznych dopuszczalnych wartości w glebach. Wyjątek stanowi średnia zawartość rtęci w złożu Adamów. Zawartość pierwiastków toksycznych w popiołach jest wyższa w porównaniu z węglem surowym, co świadczy, że składniki te związane są z substancją mineralną węgla. Zawartość innych oznaczonych pierwiastków śladowych (Sb, Zn, Mn i Cu) w badanym węglu jest również nieduża i nie stanowi zagrożenia dla środowiska naturalnego. Jednocześnie pierwiastki takie jak Mn, Pb i Cu mają małą lotność, przez co obserwuje się ich koncentrację w popiele po spaleniu węgla. Z drugiej strony takie pierwiastki jak Cd i Hg ze względu na swoją wysoką lotność ulatniają się w trakcie spalania wraz ze spalinami i dlatego ich zawartość w popiele jest niższa niż w węglu.

No abstract

No abstract

The chemical composition of coal ash and the content of the critical elements Ga, Sc, and V in coal and ash are examined herein. In this study, lignite and bituminous coal from Polish deposits were used. The coals were subjected to ultimate and proximate analysis; the petrographic composition was determined based on maceral groups. The chemical composition of ash and the content of critical elements were determined using ICP-MS. The obtained results were correlated and Pearson’s linear correlation coefficient was determined. Based on the correlation analysis, the relationship between the chemical composition of ash and the proximate and ultimate analyses was demonstrated. The content of selected critical elements in the tested deposits was lower than the Clarke value in coal. However, in some deposits these contents are much higher in coal ashes. The higher levels of Ga, V, and Sc in the ash are associated with Al2O3. Therefore, it can be stated that ashes can be a potential source of some raw materials. The highest concentrations of critical elements in coal and ash were recorded in the Lublin Coal Basin. Supra-Clarke contents of Ga, V, and Sc were recorded in the Bogdanka coal mine.

The coal was gasified in a fluidized bed reactor with CO2 as a gasifying agent at 889–980 °C. The coal and gasification residue produced during gasification was burned at temperatures up to 900 °C. The petrographic analysis, gasification residues, and fly and bottom ash resulting from the combustion of coal and chars showed the efficiency of the gasification and combustion processes. The gasification residue primarily comprised inertoids and crassinetwork, which accounted for 60% of the sample. The analysis of the petrographic composition of fly ash revealed that the fly ash formed during the combustion of gasification residue had a higher mineral content. The fly ash from the combustion of gasification products contained significantly less unburned coal compared to that from coal. The samples of the bottom ash from coal combustion were composed of approximately 25% organic matter, most of which was chars. The bottom ash formed from the combustion of coal gasification products was composed mainly of mineral matter (95% or higher). The obtained results have significant implications in determining future waste management strategies.

The article discusses the impact of the lithotype of lignite on the suitability for gasification in CO 2 atmosphere. The research was aimed at determining the influence of lithotype, petrographic composition, and physical and chemical properties of coal on the composition and release of syngas. The examined coals were humic coals. The first step was to determine the impact of lithotype on the degree of carbon conversion at a temperature of up to 815 °C. The gasification process was conducted in the temperature range of 600-1100 °C. During the experiment, two gas samples, used for determining the chemical content of gas, were collected at 950 and 1050 °C, respectively. What is more, continuous monitoring of the gas density during the gasification was carried out. Depending on the lithotype, the content of ash, moisture, and the degree of coalification, the intensity of gas release is different for different temperatures. In addition, it has been found that coals with a high content of poorly gelified xylite and a low ash content are the fastest reacting and the most responsive. The importance of this research lies in determining that the gasification of coal with a low degree of coalification requires technologies carried out at reactor temperatures above 1000 °C.