Zróżnicowane właściwości fizyczne, chemiczne i mineralogiczne oraz masowość powstawania, głównie ze spalania węgli, popiołów lotnych pozwalają na ich szerokie wykorzystanie jako surowców w wielu dziedzinach gospodarki m.in. w przemyśle materiałów budowlanych, np. w produkcji betonu, cementu, klinkieru cementowego, kruszyw lekkich, ceramiki budowlanej, a także w górnictwie, drogownictwie i rolnictwie (Czarnecki, Więcławski, 2005; Kępys, 2008). Zastosowanie popiołów lotnych w technologiach produkcyjnych, poza zyskami ekologicznymi i ekonomicznymi, przynosi również korzyści techniczne, nadając szereg pożądanych cech produktom wytwarzanym z ich udziałem (Ferreira, Ribeiro, Ottosen, 2003).
W ostatnich latach elektrownie i elektrociepłownie wdrażają systemy pozyskiwania energii ze źródeł odnawialnych. Jako paliwo odnawialne stosowana jest biomasa (współspalana z węglem lub samodzielnie). Porównując właściwości węgla kamiennego stosowanego w energetyce i biomasy, należy stwierdzić, że jakościowo podstawowy skład pierwiastkowy jest taki sam, natomiast różnice występują w składzie ilościowym. Biomasa zawiera średnio czterokrotnie więcej tlenu oraz dwukrotnie mniej węgla. Ponadto wykazuje stosunkowo niską zawartość azotu oraz siarki. Dla porównania – całkowita zawartość siarki w drewnie wynosi ok. 0,05%, natomiast dla węgla waha się w granicach 0,2-11% wag. (przyjmując najczęściej wartości w przedziale 1-3% wag.) (Kubica, Ściążko, Raińczak, 2003; Arvelakis, Frandsen, 2010; Chmielniak, Ścieżko, Zieliński, 2003). Istotnym problemem w procesie spalania jest wilgotność biomasy, która bardzo negatywnie wpływa na efektywność procesu spalania, czego konsekwencją jest niska wartość opałowa. W porównaniu z węglem biomasę charakteryzuje dużo wyższa zawartość związków alkalicznych (zwłaszcza potasu), wapnia i fosforu oraz znaczna ilość agresywnego chemicznie chloru, który może powodować korozję oraz powstawanie osadów na powierzchniach grzewczych kotłów. Dodatkowo wysoka zawartość części lotnych w biomasie (2,5-krotnie wyższa niż w przypadku węgla) powoduje zmianę warunków zapłonu, utrudniając kontrolę przebiegu procesu spalania (Winnicka, Tramer, Świeca, 2005; Pyssa, 2005).
| dr inż. Anna Zawada: | mgr inż. Ilona Lisiecka: | |
 Adiunkt w Instytucie Inżynierii Materiałowej Politechniki Częstochowskiej, kierownik Zakładu Materiałów Ceramicznych, członek Stowarzyszenia Polskich Wynalazców i Racjonalizatorów. Zainteresowania naukowe w obszarze szkła, dewitryfi katów oraz materiałów spiekanych na bazie drobnofrakcyjnych surowców odpadowych. |
 Doktorantka w Instytucie Inżynierii Materiałowej, na Wydziale Inżynierii Procesowej, Materiałowej i Fizyki Stosowanej Politechniki Częstochowskiej. Tematyka pracy doktorskiej obejmuje badania nad wykorzystaniem drobnofrakcyjnych materiałów odpadowych tj. żużli, popiołów, pyłów oraz stłuczki szklanej w branży materiałów budowlanych. |
|
| zawada@wip.pcz.pl | ilonalegowik@wip.pcz.pl |
| STRESZCZENIE: |
| W pracy podjęto próbę wykorzystania popiołów lotnych ze spalania biomasy, w produkcji ceramicznych materiałów. Zaprezentowano jakościową ocenę tych odpadów wraz z możliwością zastosowania ich, w miejsce popularnie stosowanych skaleni, w masach ceramicznych. Charakterystykę samych popiołów oraz kształtek z ich dodatkiem oparto na badaniach mikroskopowych, rentgenostrukturalnych oraz na ocenie parametrów fizycznych tj. gęstość, porowatość otwarta, a także nasiąkliwość. |
| SUMMARY Fly ash, resulting from the combustion of biomass, alternative to natural feldspars |
|
The study evaluated the possibility of using fly ash from the combustion of biomass in the production of sintered ceramic materials. Presented a qualitative evaluation of these waste materials, including the ability to apply them in a place popularly used feldspars in ceramic masses. The evaluation of the quantity of the fly ash fed to the raw material was done in the context of the ability to fulfi ll the quality requirements of the industry. The study was based on the microstructural analysis, the measurement of the apparent density, open porosity and water absorption. |
| Pełna treść artykułu jest dostępna w papierowym wydaniu pisma 4/2014. Zapraszamy do składania zamówień na prenumeratę i numery archiwalne. |
Newsletter