Popiół cenny jak diamenty. Produkty spalania mogą stać się poszukiwanymi materiałami Popiół cenny jak diamenty. Produkty spalania mogą stać się poszukiwanymi materiałami
Nowe sposoby wykorzystania odpadów, ich konwersji termicznej a także rozwój zaawansowanych technologii umożliwiających efektywniejsze spalanie paliw to usługi świadczone dla partnerów biznesowych przez zespół uczonych z Politechniki Śląskiej. Narzędzia opracowane przez zespół pod kierownictwem dra hab. inż. Sylwestra Kalisza pozwalają przetwarzać pozostałości po spalaniu na materiały cenne dla wielu gałęzi przemysłu.
Proces spalania stałych paliw kopalnych (węgla), odnawialnych (biomasa) i odpadowych (odpady komunalne i przemysłowe) wiąże się z produkcją znacznej ilości tzw. Ubocznych Produktów Spalania (UPS). Najczęściej uznawane są one za odpady i często przyczyniają się do zanieczyszczania środowiska. Zespół dra hab. inż. Sylwestra Kalisza, profesora Politechniki Śląskiej, opracował technologie pozwalające na wykorzystanie popiołów i innych UPS do produkcji wartościowych materiałów budowlanych, izolacyjnych czy sorpcyjnych.
Badania realizowano w ramach grantu Team Tech Core Facility Fundacji na rzecz Nauki Polskiej (konkurs 3/2017).
Według szacunków naukowców w Polsce produkuje się rocznie ponad 4 miliony ton odpadów paleniskowych, głównie popiołów pochodzących ze spalania paliw stałych. Jest to ogromna ilość surowca, którą warto zagospodarować, zamiast bezużytecznie składować. Dlatego już na etapie spalania ważne jest, aby tak poprowadzić proces, żeby w trakcie przemian fazowych i strukturalnych materii paliwa otrzymać surowiec o pożądanych własnościach nadający się do wykorzystania w dalszych cyklach przetwarzania zgodnie z zasadami Gospodarki Obiegu Zamkniętego (GOZ).
„Surowcem tym są żużle, popioły denne oraz popioły lotne. UPS charakteryzują się znaczną różnorodnością, co oznacza, że można je wykorzystać w urozmaiconych, specyficznych zastosowaniach” – wyjaśnia prof. Kalisz. „Pierwszym krokiem do wykorzystania UPS jest jednak optymalizacja procesu spalania paliw prowadząca do poprawy ich własności, zmniejszenia zanieczyszczeń i korozji palenisk. Kolejny krok to funkcjonalizacja UPS, czyli ich odpowiednie modyfikowanie, tak aby uzyskać materiałyo pożądanych właściwościach i jakości”. Materiały pochodne UPS mogą znaleźć zastosowanie w produkcji geomat, materiałów izolacyjnych lub sorpcyjnych, ale także przy produkcji kompozytów polimerowych, wytwarzaniu i przetwarzaniu materiałów nanostrukturalnych oraz kompozytowych.
Prace nad optymalizacją procesu spalania opierają się m.in. na jego modyfikacji. Jednym z przykładów może być zastosowanie domieszek funkcjonalizowanych glinokrzemianów o właściwościach łagodzących negatywne zjawiska towarzyszące spalaniu oraz pozwalającym zredukować obciążenie środowiska – domieszki oparte na glinokrzemianach, szczególnie haloizycie, absorbują bowiem metale ciężkie np. rtęć oraz lekkie, tworząc związki o pożądanej wysokiej temperaturze topliwości.
Gliwicki zespół dysponuje nowoczesną aparaturą pozwalającą na prowadzenie precyzyjnych pomiarów procesu spalania umożliwiającą ich optymalizację i opracowanie technik służących dalszemu wykorzystaniu UPS. Grupa prof. Kalisza współpracuje w tym celu z partnerami biznesowymi, którzy w ponownym wykorzystaniu UPS widzą szansę na obniżenie kosztów i poprawę jakości własnych produktów. Zespół wykorzystuje w tym celu najwyższej klasy stanowiska badawcze zgrupowane w tzw. Core Combustion Facility (CCF), świadczy także na rzecz przemysłu szereg usług obejmujących m.in. prowadzenie pomiarów procesów termicznych na miejscu z wykorzystaniem mobilnego laboratorium. Wśród partnerów placówki są m.in. firmy Polin, TAMAX, Total-Chem, Unirubber oraz Etisoft.
Dokładne informacje na temat oferty ośrodka dla partnerów przemysłowych znajdują się na stronie www.ccf.polsl.pl.
Dr hab. inż. Sylwester Kalisz, prof. Politechniki Śląskiej w Gliwicach, Katedra Maszyn i Urządzeń Energetycznych, specjalizuje się między innymi w zagadnieniach optymalizacji i modernizacji urządzeń kotłowych i systemów cieplnych dla polepszenia ich sprawnościi niezawodności, niskoemisyjnych technik spalania, ograniczania zagrożeń związanych ze stosowaniem paliw alternatywnych poprzez ich waloryzację i obróbkę wstępną. Odbył wieloletnie staże badawcze w Royal Institute of Technology (KTH) w Sztokholmie oraz w Institute for Energy Wspólnotowego Centrum Badawczego (DG JRC) Komisji Europejskiej w Petten w Holandii. Jest autorem lub współautorem ponad 150 publikacji, współtwórcą kilkunastu patentów oraz kilku wdrożeń przemysłowych. Wiceprezes do spraw rozwoju w firmie N-ERGIA Spółka z o.o.
Program TEAM-TECH Core Facility jest realizowany przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej ze środków UE pochodzących z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój, oś IV: Zwiększenie potencjału naukowo-badawczego, Działanie 4.4 Zwiększanie potencjału kadrowego sektora B+R.
