Celem artykułu była ocena potencjalnego wpływu na środowisko dwóch technologii wytwarzania surowego proppantu z zastosowaniem techniki LCA. Zgodnie z zaleceniami Komisji Europejskiej z dnia 9 kwietnia 2013 r. „w sprawie stosowania wspólnych metod pomiaru efektywności środowiskowej w cyklu życia produktów i organizacji oraz informowania o niej” ocena ta, dla nowych produktów i technologii, wykonywana jest zgodnie z techniką oceny cyklu życia (LCA – Life Cycle Assessment).
Mimo że w literaturze poruszane są zagadnienia wpływu na środowisko różnych technologii, brak jest wyników analiz środowiskowych obejmujących różne aspekty wpływu na środowisko, takie jak: zużycie zasobów kopalnych, emisja gazów cieplarnianych, wykorzystanie terenu oraz zużycie energii z surowców odnawialnych i nieodnawialnych. Główne pytanie, na które starali się odpowiedzieć autorzy pracy, brzmi: która technologia wytwarzania surowego proppantu ma mniejszy negatywny wpływ na środowisko przy uwzględnieniu podejścia cyklu życia oraz różnych kategorii wpływu na środowisko naturalne.
Analizowane technologie wytwarzania surowego proppantu
Aktualnym standardem technologicznym wytwarzania granulatów ceramicznych tak w produkcji płytek ceramicznych (granulat do ciśnieniowego formowania), jak i proppantów jest przemiał surowców na mokro w młynach kulowych i wytwarzanie granulatu w suszarniach rozpyłowych. Są to rozwiązania wysoce energochłonne, a zwłaszcza takim procesem jest proces wytwarzania granulatu z gęstwy ceramicznej (Baker, McKenzie, 2005; www.energy-effi ciency.gov.uk). W projekcie sfinansowanym przez MNiSW pt. Sucha technologia produkcji płytek ceramicznych (Serkowski, 2008), opracowano nową koncepcję technologiczną wytwarzania granulatów ceramicznych charakteryzującą się wydatnie zmniejszoną energochłonnością. Zastosowanie nowoczesnego, ciągłego procesu przemiału w młynie suszącym, wahadłowo-pierścieniowym, surowców wilgotnych z ciągłą separacją mlewa prowadzi do znaczącego obniżenia zużycia energii. Wysoki stopień automatyzacji procesu przemiału umożliwia łatwe sterowanie i optymalizuje pobór energii w zależności od wilgotności nadawy. Suche mlewo jest następnie granulowane w mieszalniku intensywnym przy minimalnym dodatku wody. Ponieważ wilgotność surowego granulatu wynosi średnio 11%, surowy granulat musi być suszony do wilgotności ok. 6%, aby ułatwić jego transport do pieca
i ewentualne przejściowe składowanie.
| PEŁNA WERSJA ARTYKUŁU DO POBRANIA (PDF) | ||
| prof. dr hab. inż. Stanisław Serkowski |
dr inż. Jerzy Karol |
|
 Pracownik na Wydziale Inżynierii Materiałowej i Metalurgii w Politechnice Śląskiej. Główny obszar badań profesora to inżynieria materiałowa tworzyw ceramicznych. Aktualnie koncentruje swoją uwagę na zagadnieniach związanych z wprowadzaniem technologii i zagadnieniach utylizacji odpadów przemysłowych. |
 W roku 2004 ukończył studia na Wydziale Inżynierii Materiałowej i Metalurgii Politechniki Śląskiej. Pracę doktorską z zakresu inżynierii materiałowej obronił w 2009 r. na Wydziale Inżynierii Materiałowej i Metalurgii Politechniki Śląskiej. Od 2009 r. jest adiunktem w Zakładzie Inżynierii Materiałowej Głównego Instytutu Górnictwa w Katowicach. |
|
| STRESZCZENIE: |
| W pracy przedstawiono wyniki oceny środowiskowej dwóch technologii produkcji proppantu. Podobnie jak w przypadku wytwarzania granulatów ceramicznych technologia klasyczna obejmuje przemiał surowców na mokro w młynie kulowym oraz granulację w suszarni rozpyłowej. Nowa technologia opiera się na energooszczędnym przemiale surowców wilgotnych w młynie suszącym oraz granulacji w mieszalniku intensywnym. Analizę środowiskową dwóch technologii granulacji wykonano na podstawie techniki oceny cyklu życia LCA (Life Cycle Assessment). Zastosowanie LCA pozwoliło na wyznaczenie różnych kategorii wpływu na środowisko, w tym wskaźników emisji gazów cieplarnianych porównywanych technologii i wskaźnika skumulowanego zapotrzebowania na paliwa kopalne. Wyznaczono również wskaźnik uwzględniający kategorie szkód dla zdrowia człowieka, jakość ekosystemu oraz zużycie zasobów kopalnych. Ocena środowiskowa została przeprowadzona zgodnie z normą PN-EN ISO 14044:2009, czterema metodami oceny wpływu: ReCiPe, IPCC, CED. Ponieważ wypalanie uzyskanego omawianymi technologiami granulatu jest realizowane w piecach obrotowych, w analizie porównawczej uwzględniono jedynie operacje technologiczne przygotowania granulatu do wypalenia. |
| SUMMARY Environmental assessment of proppant production technology based on LCA – compare evaluation |
|
In this paper result of the environmental assessment of two proppant production technology is presented. Similarly as in the preparation of ceramic granules, classical technology includes as follow: milling of raw materials in a wet ball mill and spray-drying granulation. The new technology is based on low-energy wet milling of raw materials with use of drying mill and granulation in an intensive mixer. Environmental analysis was done for two technologies of granulation, based on life cycle assessment LCA (Life Cycle Assessment). Use of LCA analysis allowed to indicate different categories of environmental impact of compared technologies, including the emission of greenhouse gases and cumulative energy demand. The environmental assessment was carried out in accordance with PN-EN ISO 14044:2009, based on three methods of impact assessment: ReCiPe, IPCC, CED. Because of firing of compared granules in both cases is carried out in rotary kilns, comparative LCA analysis include technological operations of preparation of granules for firing. |
| Zapraszamy do składania zamówień na prenumeratę i numery archiwalne. |
Newsletter