Poligeneracja energii cieplnej, energii elektrycznej i produktów antropogenicznych

Abstract

This is the first in the series of engineering papers presenting new possibilities of coal-based power engineering, where the energy producing boiler is seen as a chemical reactor, which in the poly-generation process should be outputting only products, no waste. This is to help meeting the Circular Economy (CE) goals by the power sector. Rich chemical composition of flyash and conditions in which they arise, high temperatures and flue gas control systems, many times suggest to purposefully combine the processes of combustion of fuels with the processes of their energy-and-technological processing. Taking into account the huge interest in extracting aluminum compounds (alumina) from flyash, theoretical considerations were made in terms of possibilities of combing the combustion of coals rich in alumina compounds with the process of their extraction. Out of a very rich list of techniques for producing alumina, in the context of ashes the most interesting are the alkali-sintering methods. Of particular potential is the sintering-disintegrating method by Prof J. Grzymek, which has been already verified in industrial conditions in the cement sector, while in this paper it is analyzed from the angle of coal combustion and sintering of calcium-oxide containing ash.Jest to pierwsza z serii prac inżynieryjnych prezentujących nowe możliwości energetyki węglowej, w której kocioł energetyczny jest postrzegany jako reaktor chemiczny, który w procesie poligeneracji powinien wytwarzać tylko produkty, bez odpadów. Ma to pomóc w osiągnięciu celów gospodarki o obiegu zamkniętym (Circular Economy) przez sektor energetyczny. Bogaty skład chemiczny popiołów lotnych i warunki, w których powstają, wysokie temperatury i systemy kontroli spalin, sugerują celowe łączenie procesów spalania paliw z procesami przetwarzania powstających odpadów i produktów ubocznych. Biorąc pod uwagę ogromne zainteresowanie wydobyciem związków glinowych (tlenku glinu) z popiołów lotnych, przeprowadzono analizę możliwości adaptacji procesów spalania węgli bogatych w związki glinu do zwiększenia odzysku związków glinu. Z bardzo bogatej literatury dotyczącej technik wytwarzania tlenku glinu na bazie popiołów najciekawsze są metody spiekania alkalicznego. Szczególny potencjał stanowi metoda spiekania i dezintegracji wg Prof. J. Grzymka, która została już zweryfikowany w warunkach przemysłowych w sektorze produkcji cementu, natomiast w niniejszym opracowaniu przeprowadzono analizę spalania węgla i spiekania popiołu zawierającego tlenek wapnia