Skład zespołu

Dr hab. inż Arkadiusz Świerczok, prof PWr

Dr inż. Dariusz Łuszkiewicz

Mgr inż. Karol Nycz

Współpraca

Prof. Maria Jędrusik

Mgr inż. Jarosław Niewczas

Historia

Historia Zespoły Urządzeń Ochrony Atmosfery i Techniki Pyłowej (UOAiTP) sięga lat 70-tych XX wieku kiedy to pod kierownictwem doc. dr inż. Mieczysława Teisseyre’a powstał Zakład Techniki Pyłowej. Początkowe zainteresowania Pracowników Zakładu to zagadnienia transportu pneumatycznego i odpylania gazów przemysłowych oraz związane z tym pomiary koncentracji mieszanin pyłowo-powietrznych. Powstają pierwsze prototypy ultradźwiękowych mierników prędkości i koncentracji fazy stałej.

Działalność Zakładu od początku była ukierunkowana na rozwiązywanie aktualnych problemów badawczych i technicznych zgłaszanych przez przemysł. Wymienić tu można opracowanie i pierwsze w kraju wdrożenie automatycznego systemu kondycjonowania spalin odlotowych z pieców obrotowych do wypalania klinkieru metodą suchą. Prace teoretyczne i doświadczalne nad separacją pyłów w polu siły odśrodkowej, prowadzone przed dr inż. Marię Mazur doprowadziły do nowego ujęcia teorii ziarna granicznego i do optymalizacji konstrukcji odpylacza przeciwbieżnego, która to konstrukcja została zainstalowana w kilkunastu przedsiębiorstwach w Polsce.

Kierunek badań związany z technologią elektrostatycznego odpylania rozwijany był od lat 80-tych przez prof. dr hab. inż. Marię Jędrusik. Na modelach fizycznych przeprowadzono wiele badań wizualizacyjnych trajektorii ruchu cząstek, jak również modelowano wlot do komór elektrofiltrów. Pozwoliło to na realizację prac modernizacyjnych na rzeczywistych obiektach w energetyce (EC „Wrocław", EC „Siechnice”, EL „Dolna Odra").

Pod kierownictwem i wg pomysłu prof. M. Teisseyre, powstał pierwszy (nie tylko w Polsce) układu automatycznego pyłomierza grawimetrycznego. Wykonany później wg koncepcji profesora pyłomierz EMITEST 587 uzyskał w 1988 r. złoty medal na Międzynarodowych Targach w Lipsku. Zmodernizowana wersja pyłomierza jest nadal produkowana, będąc podstawowym wyposażeniem wielu grup pomiarowych ochrony środowiska.

Prof. M. Teisseyre był autorem podstawowej normy w zakresie wykonywania pomiarów grawimetrycznych; Polska Norma PN-Z-04030-7, Ochrona czystości powietrza - Badania zawartości pyłu - Pomiar stężenia i strumienia masy pyłu w gazach odlotowych metodą grawimetryczną. PKN, grudzień 1994.

W kolejnych latach problematyka badawcza Zakładu ewoluowała w kierunku związanym z nowymi wymaganiami odnośnie do ochrony środowiska, czego wyrazem stała się zmiana nazwy na: Zakład Ochrony Atmosfery. W roku 1999 nowym kierownikiem został prof. dr hab. inż. Mieczysław A. Gostomczyk, który wraz ze współpracownikami wdrożył dwie oryginalne technologie odsiarczania spalin: WAWO - 1 i WAWO - 2. Z kolei prof. dr hab. inż. Ryszard Miller z grupą współpracowników zajmował się termiczną utylizacją i neutralizacją gazów odpadowych.

Lata 2000-ne to intensywna współpraca z przemysłem, głównie zakładami energetycznymi i dostawcami urządzeń ochrony środowiska, w zakresie badań modelowych: zarówno fizycznych jak i numerycznych, urządzeń ochrony atmosfery (elektrofiltry, reaktory odsiarczania spalin, wieże schładzające). Od roku 2013 zespół badawczy (dr inż. A.Świerczok, dr inż. D.Łuszkiewicz, mgr inż. J. Niewczas) pod kierunkiem prof. M.Jędrusik we współpracy z firmą RAFAKO S.A. rozwijał technologię ograniczania emisji rtęci z procesów spalania węgli. W efekcie powstał patent PL 234 183 B1 (Sposób usuwania rtęci i tlenków azotu ze spalin powstających w elektrowniach węglowych), a firma RAFAKO S.A. oferuje tę technologię pod nazwą: DeMerTec.

Oprócz współpracy z przedstawicielami przemysłu w ramach bezpośrednich kontaktów przy realizacji zleceń i prac badawczych pracownicy zespołu organizują na Politechnice Wrocławskiej spotkania w formie seminarium. Historia Seminarium Techniki Oczyszczania Spalin (do roku 2012 pod nazwą Seminarium Elektrofiltrów) jest inicjatywą Pani prof. Marii Jędrusik i sięga roku 1998. Od tego czasu odbyły się już 24-ry spotkania będące każdorazowo okazją do wymiany informacji pomiędzy środowiskiem naukowym i przedstawicielami przemysłu. Przyczynia się to do poszerzania wiedzy na temat nowoczesnych rozwiązań stosowanych przede wszystkim w obszarze ochrony atmosfery, a z drugiej daje możliwość włączania się w rozwiązywanie problemów występujących w warunkach rzeczywistych.

Współczesność

Zespół badawczy Urządzeń Ochrony Atmosfery i Techniki Pyłowej kontynuje kilkudziesięcioletnią tradycję ZTP i ZOA. Idąc zgodnie z duchem czasu dzięki obecności w zespole mgr inż. Karola Nycza prowadzimy prace nad zastosowaniem algorytmów stucznej inteligencji do sterowania pracą elektrofiltrów. Pozostałe obszary aktywności badawczej i działalności wdrożeniowej zostały opisane kolejnych zakładkach:

• Instalacje transportu pneumatycznego
• Instalacje energetyczne
• Modelowanie fizyczne i numeryczne
• Sztuczna inteligencja

Galeria zdjęć

Testy technologii DeMerTec

Testy technologii DeMerTec

Kondycjonowanie EC Wrocław

Seminarium Techniki Oczyszczania Spalin są to spotkania organizowane na Politechnice Wrocławskiej zrzeszające przedstawicieli przemysłu oraz środowisk naukowych działających w tematyce związanej z oczyszczaniem gazów odlotowych. Historia Seminarium Techniki Oczyszczania Spalin (do roku 2012 pod nazwą Seminarium Elektrofiltrów) jest inicjatywą Pani prof. Marii Jędrusik i sięga roku 1998. Od tego czasu odbyły się już 24-ry spotkania będące każdorazowo okazją do wymiany informacji pomiędzy środowiskiem naukowym i przedstawicielami przemysłu. Przyczynia się to do poszerzania wiedzy na temat nowoczesnych rozwiązań stosowanych przede wszystkim w obszarze ochrony atmosfery, a z drugiej daje możliwość włączania się w rozwiązywanie problemów występujących w warunkach rzeczywistych.

Edycja 2022 miała miejsce w dniu 9.12.2022 na terenie Politechniki Wrocławskiej. Na zaproszenie organizatorów, w spotkaniu wzięło udział 56-ciu Uczestników, którzy reprezentowali zarówno wyższe uczelnie techniczne, jak i jednostki przemysłowe (elektrownie, elektrociepłownie, ciepłownie, dostawców urządzeń oczyszczania spalin, dostawców aparatury pomiarowej). Prezentowane były następujące referaty i komunikaty:

• Konstrukcje instalacji elektrofiltrów dla dominujących zjawisk fizykochemicznych i zmiennych parametrów przepływowych. Ireneusz Malec, ZVVZ GROUP, a.s., Milevsko, Czechy
• Tendencje na rynku instalacji odpylania gazów odlotowych w Europie i Polsce na przykładzie realizacji firmy NWL. Daniel Trybek, NWL Europe Sp. z o.o., Bielsko-Biała
• Zastosowanie ścieków do kondycjonowania spalin kotłowych przed elektrofiltrem - badania przemysłowe. Dariusz Łuszkiewicz, Politechnika Wrocławska.
• Hybrydowe instalacje oczyszczania gazów odlotowych i spalin. Filtr HYBRYDA+. Andrzej Krupa, IMP PAN Gdańsk, Łukasz Śliwiński, Rafako A.
• Rozwiązania poprawiające bezpieczeństwo i efektywność eksploatacji kotłów w przypadku spalania węgla o parametrach znacząco odbiegających od projektowych. Krzysztof Filipowski, Pentol-Enviro Polska Sp. z o.o., Kraków
• Wpływ zmian właściwości spalanych paliw oraz zmienności obciążeń kotła na pracę instalacji odazotowania spalin. Eugeniusz Głowacki, ENERGOPOMIAR Gliwice Sp. z o.o.
• Stan techniki odpylania elektrostatycznego - relacja z konferencji ICESP2022 w Budapeszcie, Węgry. Arkadiusz Świerczok, Politechnika Wrocławska

Edycja 2024 miała miejsce w dniu 20.05.2024 na Politechnice Wrocławskiej, w spotkaniu wzięło udział 60-ciu Uczestników. Na spotkaniu poruszono aktualne tematy związane ze zmianami w miksie energetycznym Polski, technologiami ograniczania emisji CO₂ (CCUS) oraz wyzwaniami stojącymi przed użytkownikami instalacji oczyszczania spalin. Prezentowane były następujące referaty i komunikaty:

• Możliwość wykorzystania konwencjonalnych jednostek wytwórczych przez krajowy system elektroenergetyczny w kontekście obowiązujących standardów emisyjnych. Mariola Kobylańska Pawlisz, Jerzy Mazurek, Rafako S.A.
• Przykłady rekonstrukcji elektrofiltrów dla znacznego obniżenia końcowej emisji pyłów. Ireneusz Malec, ZVVZ ENGINEERING, a.s., Milevsko, Czechy
• Hybrydowy system do jednoczesnego usuwania cząstek stałych i składników kwaśnych z gazów odlotowych. Andrzej Krupa, IMP PAN Gdańsk, Łukasz Śliwiński, Rafako A.
• Rola technologii CCUS dla instalacji emitujących CO₂ na przykładzie KGHM Polska Miedź S.A. Szczepan Świda, KGHM Polska Miedź S.A.
• Diagnostyka i optymalizacja pracy instalacji SCR. Grzegorz Werner, ENERGOPOMIAR Sp. z o.o., Gliwice
• Studium przypadku: pozytywne wyniki zastosowania instalacji kondycjonowania spalin w elektrowni w Czechach. Krzysztof Filipowski, Pentol-Enviro Polska Sp. z o.o., Kraków
• Przykłady zastosowania technologii DEMERTEC do ograniczania emisji rtęci ze spalin kotłowych. Łuszkiewicz M. Jędrusik, A. Świerczok, Politechnika Wrocławska, K. Borovec, VSB Ostrava, M. Kobylańska-Pawlisz, Rafako S.A.

Ostatnie, jak do tej pory, seminarium odbyło się w dniu 13.12.2024, tematyka obejmowała zagadnienia związane ze konwersją kotłów węglowych na paliwa alternatywne, sposobami modernizacji elektrofiltrów i zastosowaniem algorytmów sztucznej inteligencji w sterowaniu pracą elektrofiltrów, pomiarami rozkładu temperatur w kotłach oraz monitoringiem emisji zanieczyszczeń do atmosfery. Przedstawione zostały następujące referaty i komunikaty:

• Nowe sposoby modernizacji elektrofiltrów stosowanych w różnych procesach technologicznych. Ireneusz Malec, ZVVZ ENGINEERING, a.s., Milevsko, Czechy / ELWO Engineering Sp. z o.o.
• Konwersja kotłów węglowych na paliwa alternatywne: potencjał, rekomendacje i następstwa w zakresie systemów kontroli emisji. Jerzy Mazurek, Rafako S.A.
• Optymalizacja spalania to temat bliski oczyszczaniu spalin. Doświadczenia z pracy systemów AGAM do pomiaru rozkładu temperatur w komorze paleniskowej. Ewa Gancarczyk, Krzysztof Filipowski, Pentol-Enviro Polska Sp. z o.o., Kraków
• The effect of Micro-Pulse Technologies power Supply on Electrostatic Precipitator Performance. Kristina Johnsson, KraftPowercon, Szwecja.
• Monitoring emisji zanieczyszczeń do atmosfery – wymagania jakościowe. Elwira Chmielowiec-Karpowicz, ZEC DIAGPOM Sp. z o.o., Wrocław
• Zastosowanie algorytmów sztucznej inteligencji w sterowaniu pracą elektrofiltrów – wprowadzenie do zagadnienia. Karol Nycz, Arkadiusz Świerczok, Politechnika Wrocławska,
• Stan techniki odpylania elektrostatycznego - relacja z konferencji ICESP2024 w Kyoto, Japonia. Arkadiusz Świerczok, Politechnika Wrocławska, Ireneusz Malec, ZVVZ ENGINEERING

Na koniec 2025 roku planowane jest kolejne Seminarium Techniki Oczyszczania Spalin. Zapraszamy wszystkich zainteresowanych do zgłaszania swojego uczestnictwa i prezentowania aktualnej tematyki związanej z szeroko rozumianą energetyką i ochroną środowiska.

Galeria zdjęć

Pracownicy Zespołu Ochrony Atmosfery i Techniki Pyłowej posiadają bogate doświadczenie w pracach dla przemysłu energetycznego, hutnictwa, cementowni i innych zakładów przemysłowych. Nasi pracownicy specjalizują się w zagadnieniach związanych z instalacjami transportu pneumatycznego, instalacjami energetycznymi (zasilanie palników pyłowych oraz instalacje ochrony atmosfery), instalacjami w hutach (instalacje oczyszczania gazów po procesowych) oraz modelowaniem numerycznym i fizycznym przepływów. W zakresie instalacji transportu pneumatycznego Zespół Ochrony Atmosfery i Techniki Pyłowej oferuje następujące rozwiązania:

• Projektowanie instalacji transportu pneumatycznego dla przemysłu energetycznego, hutnictwa, cementowni oraz przemysłu spożywczego;
• Wykonywanie ekspertyz technicznych dla instalacji transportu pneumatycznego;
• Dostarczenie układu do pomiaru strumienia masy pyłu z wykorzystaniem zwężki trójimpulsowej w warunkach przemysłowych (dostarczanie zwężki pomiarowej, elementów AKPiA z przedmuchem wężyków impulsowych, układu rejestracji danych oraz modułu wejść i wyjść do systemu AKPiA zakładu) - wiecej informacji w materiałach do pobrania;
• Wykonanie wzorcowania zwężki tójimpulsowej na stanowisku w skali laboratoryjnej oraz w warunkach przemysłowych za pomocą sondy Yq-6.0. Sonda Yq-6.0 jest to specjalna konstrukcja umożliwiająca wyznaczenie koncentracji pyłu (Y=kg/kg) w rurociągu w warunkach ciągłej pracy instalacji bez konieczności ekstrakcji próbki pyłu;
• Wykonanie izokinetycznego poboru próbki pyłu z rurociągów transportu pneumatycznego za pomocą pobornika PPP-1 oraz oznaczenie gęstości rzeczywistej, gęstości nasypowej, składu chemicznego oraz składu ziarnowego pyłu;
• Wykonanie pomiarów parametrów sprężonego powietrza w instalacjach transportu pneumatycznego (pomiar wydatku, temperatury i ciśnienia).

Galeria zdjęć

Układ pneumatycznego oprowadzani popiołu lotnego spod elektrofiltru

Termowizja aparatu wydmuchowego

Pliki do pobrania

W zakresie instalacji energetycznych ZOAiTP oferuje następujące rozwiązania:

• Instalacja kondycjonowania spalin przed elektrofiltrem - w wyniku kondycjonowania spalin przed elektrofiltrem następuje korzystna zmiana parametrów fizykochemicznych ośrodka pyłowo-gazowego trafiającego do komory elektrofiltru, co wpływa na podwyższenie skuteczność jego działania (aglomeracja drobnych cząstek, obniżenie temperatury i strumienia spalin na wlocie do elektrofiltru oraz obniżenie rezystywności pyłu). Cieczą wykorzystywaną do procesu kondycjonowania spalin jest mieszanina ścieków oczyszczonych i wody procesowej (stosunek strumieni tych cieczy jest zależny od parametrów ścieków i popiołu lotnego w elektrofiltrze) w wyniku czego ograniczana jest ilość ścieków emitowaną do zbiornika wodnego co ma korzystny wpływ na jakość środowiska. Politechnika Wrocławska oferuje kompleksową realizację instalacji kondycjonowania spalin we współpracy z przedsiębiorstwem specjalistycznym „TELECHEM” Sp. z o. o. - więcej informacji o tej technologii w materiałach do pobrania.
• Instalacja ograniczania emisji rtęci w technologii DeMerTec (DMT). W wyniku współpracy Politechniki Wrocławskiej oraz RAFAKO S.A. została opracowana technologia DeMerTec, dedykowana dla istniejących bloków węglowych opalanych węglem kamiennym lub brunatnym. Usuwanie rtęci całkowitej ze spalin za pomocą procesu DeMerTec polega na wtrysku do spalin addytywu DMT_ox o specjalnie dobranym składzie, umożliwiającego utlenianie Hg⁰do Hg²⁺ oraz NO do NO₂. W zależności od miejsca wtrysku addytywu rtęć utleniona jest usuwana w odpylaczu (rolę adsorbentu Hg²⁺ pełni popiół lotny), lub w instalacji mokrego odsiarczania spalin (IMOS). Zjawisko reemisji rtęci z instalacji mokrego odsiarczania spalin, jest z kolei ograniczane za pomocą środka DMT_S poprzez wytrącenie Hg²⁺ do HgS - więcej informacji o tej technologii w materiałach do pobrania.
• Pomiary w rozkładu prędkości w elektrofiltrze i innych aplikacjach dla kanałów wielkopowierzchniowych z zastosowaniem robota CNA (Computer Navigated Anemometer) co skraca czas potrzebny na wykonywanie pomiarów i umożliwia wizualizację wyników pomiarów w czasie rzeczywistym - wiecej informacji w materiałach do pobrania.
• Projektowanie instalacji oczyszczania gazów z zanieczyszczeń stałych i gazowych (instalacje odpylania, odsiarczania, odazotowania, usuwania rtęci i usuwania lotnych związków organicznych).
• Przeprowadzanie optymalizacji pracy instalacji odpylania, odsiarczania, odazotowania i usuwania rtęci.
• Wykonywanie ekspertyz technicznych z zakresu instalacji oczyszczania gazów z zanieczyszczeń stałych i gazowych.
• Wykonanie pomiarów emisji w zakładach przemysłowych (pomiary zapylenia, CO, HF, HCl, NO_x, LZO i SO₂).

Galeria zdjęć

Instalacja kondycjonowania spalin EC Wrocław

Instalacja kondycjonowania spalin EC Wrocław

Wnętrze absorbera IMOS

Wnętrze absorbera IMOS

Przepompownia IMOS

Pliki do pobrania

Metody modelownia fizycznego i numerycznego znalazły szerokie zastosowanie przy projektowaniu i modernizacjach instalacji ochrony atmosfery. Zarówno jedna jak i druga metoda może zostać wykorzystana do oceny jakościowej i ilościowej procesów zachodzących w tych instalacjach. ZOAiTP oferuje wykonanie modelowania numerycznego z wykorzystaniem oprogramowania Ansys CFX oraz fizykalnego w zakresie:

• Modelowanie przepływu gazu w komorze elektrofiltru (np. przy doborze elementów kierująco-dławiących w dyfuzorze i konfuzorze elektrofiltru).
• Modelowanie przepływu w absorberach instalacji odsiarczania spalin (np. przy projektowaniu półek sitowych w celu wyrównania profilu prędkości).
• Modelowanie przepływu w instalacjach odazotowania spalin (np. do celów analizy erozyjnego zużycia modułów katalizatora).
• Modelowanie przepływu gazu w kanałach (np. przy doborze odpowiedniej lokalizacji przekrojów pomiarowych dla aparatury kontrolno-pomiarowej).

Galeria zdjęć

Modelowanie fizyczne elektrofiltru

Porównanie wyników modelowania fizycznego i numerycznego

Modelowanie kanałów spalin

Modelowanie palników niskoemisyjnych

Pliki do pobrania

W zakresie instalacji transportu pneumatycznego, energetycznych oraz modelowania numerycznego wszystkich dodatkowych wyjaśnień udziela:

Dr inż. Dariusz Łuszkiewicz,                  tel. 71 320 33 66 lub 787 645 124

                                                                  e-mail: dariusz.luszkiewicz@pwr.edu.pl

Dr hab. inż. Arkadiusz Świerczok,         tel. 71 320 39 18

                                                                  e-mail: arkadiusz.swierczok@pwr.edu.pl

W zakresie sztucznej inteligencji wszystkich dodatkowych wyjaśnień udziela:

Mgr inż. Karol Nycz,                                e-mail: karol.nycz@pwr.edu.pl