Cząstki węglowe w popiołach lotnych ze spalania węgla z polskich złóż Coal Particles In The Fly Ashes From Polish Coal Combustion.

Niespalona substancja organiczna w popiołach lotnych występuje najczęściej w formie ziaren masywnych lub porowatych, niekiedy przyjmujących postać cenosfer. W badanych popiołach lotnych ze spalania węgli brunatnych i kamiennych pochodzących z elektrowni cieplnych stwierdzono występowanie mikrocząstek należących do następujących grup: glinokrzemiany (kwarc, mulit), tlenki żelaza, węglany oraz niespalona substancja organiczna. Substancja organiczna w badanych próbkach występuje w ilości 3,6-9,5%. Cząstki węglowe wykazują duże zróżnicowanie zarówno pod względem wielkości jak i morfologii. Ich wielkość waha się w przedziale od kilku μm do około 1 mm. Można wyróżnić kilka form ich występowania. Są to formy sferyczne porowate cienkościenne i grubościenne. Ponadto niespalona substancja organiczna tworzy nieregularne ziarna porowate, których ścianki są o zmiennej grubości. W badanych próbkach występuje również substancja organiczna inertynitowa w formie fuzynitu wykazującego strukturę komórkową lub niekiedy są to formy masywne lub zwarte. Częstą formą występowania substancji organicznej w badanych popiołach lotnych są cząstki detrytyczne o wymiarach poniżej 10 μm. Występują również cząstki węglowe zawierające domieszki mineralne. W przypadku, gdy ilość substancji mineralnej przekracza 50%, cząstki te klasyfikowane są jako mineralne. W celach dokumentacyjnych oraz do określenia porowatości wykonano zdjęcia mikroskopowe obserwowanych cząstek węglowych. Porowatość określono stosując komputerową analizę obrazu poprzez binaryzację i progowanie odcieni szarości. Dla struktur porowatych obliczono współczynnik porowatości jako iloraz wartości powierzchni zajmowanej przez pory do powierzchni substancji węglowej, w obrębie której występują pory. Wielkość ta jest największa dla ziaren cienkościennych o kształcie nieregularnym oraz cenosfer i osiąga wartości powyżej 80%, maksymalnie 87%. Współczynnik porowatości dla cząstek o podobnym kształcie ale grubościennych osiąga wartości od powyżej 50 do 79%, co jest pomierzoną wartością maksymalną. Dla struktur typu fusinoid/solid porowatość wynosi od kilku do 80%. Unburned organic matter in the fly ash occurs most commonly in the form of solid or porous grains. It has been shown that tested fly ash resulting from the combustion of lignite and hard coal from pulverized boilers contained microparticles belonging to the following groups: aluminosilicates (quartz, mullite), iron oxides, carbonates, and unburned organic matter. The organic matter content in the tested samples is in the range of 3.6-9.5%. Coal particles show a large variation in terms of size and morphology. Their size ranges from a few micrometers to about 1 mm. Several forms of their occurrence can be distinguished. These include: porous, thin and thick-walled spherical forms. In addition, unburned carbonaceous substance creates irregular porous grains with walls of variable thickness. What is more, the tested samples contain macerals from the inertinite group in the form of fusinite showing cellular structure; sometimes these include massive or dense forms. The organic matter in the tested fly ash usually occurs in the form of detrital particles with dimensions below 10 micrometers. There are also coal particles containing mineral admixtures. If the mineral matter content exceeds 50%, the particles are classified as minerals. The microscopic pictures of the tested coal particles were made for documentation purposes and to determine the porosity. The porosity was determined with the use of computerized image analysis using binarization and thresholding a grayscale. The void ratio for porous structures was calculated as the ratio of the area occupied by pores to the surface of the carbonaceous material containing pores. This ratio is the largest for the thin-walled grains of irregular shape and cenospheres, reaching values above 80%, maximally up to 87%. The porosity ratio for particles of similar shape but thick-walled ranges from above 50% to 79% which is the maximum value measured. In the case of fusinoid/solid structures, the porosity ranges from several to 80%. [ABSTRACT FROM AUTHOR]