10
CCSEM analysis of ash from combustion of coal added with limestone q Lian Zhang, Atsushi Sato, Yoshihiko Ninomiya * Department of Applied Chemistry, College of Engineering, Chubu University, Matsumoto-cho, 1200 Kasugai, Aichi, Japan Received 10 May 2001; revised 24 October 2001; accepted 13 November 2001; available online 10 April 2002 Abstract Combustion of three Chinese coals, mixed with limestone physically, was carried out in drop tube furnace. The drop tube furnace consisted of two parts, the top side has a length of about 1.0 m and kept at 1573 K in all the runs, while the bottom-side has a length of 0.5 m and kept at 1173 K. SO 2 removal ef®ciency of about 80 and 73% were obtained in the combustion of Yanzhou with high and low sulfur, respectively. In contrast, for Datong coal, the De-S ef®ciency was only about 50% at the molar Ca/S ratio of 2.0; increasing Ca/S ratio to 3.0 had little effect on De-S ef®ciency. The combustion ashes were analyzed by several techniques including XRD, SEM-EDX and CCSEM computer- controlled SEM). A novel calcium-based phase de®nition, based on CCSEM data was developed to investigate the modes of occurrence of added limestone in the ashes. Additionally, the mixture of limestone with kaolinite was injected into the furnace to study their transforma- tion behavior under simulated coal combustion conditions. The governing mechanisms for limestone capturing sulfur and its reaction with the inherited minerals were correspondingly revealed. It was found that under the given coal combustion conditions, the calcium distribution in the ash varied with coal type and residence time. Brie¯y, more calcium was used for desulfurization or ®xed into mineral; as time progressed, the inherited aluminosilicate, small sized excluded particles in the coal matrix, facilitated its reaction with limestone; it also reacted quickly compared to sulfation of limestone in coal combustion. This in turn hampered the ef®cient utilization of limestone in coal combustion. q 2002 Elsevier Science Ltd. All rights reserved. Keywords: Coal combustion; Desulfurization; CCSEM; Calcium utilization ef®ciency 1. Introduction With the requirement of energy getting increased rapidly, switching to cheaper coals, normally, those with high sulfur and high ash contents, has led to signi®cant increase of SO 2 emission in coal combustion [1]. This is more serious in some non-OECD countries, where a number of small boilers are burning the indigenous low-grade coals, and ¯ue gas desulfurization FGD) were not built in the old plants [2,3]. Even in the developed countries, since the trade for the high sulfur coal is expected to increase, use of the low- grade coal in combustion will signi®cantly enhance the load of secondary pollutant control in FGD. For example, to meet the current European Community Standard of 400 mg/m 3 , changing to a coal with 5.0% sulfur content will require approximately 90% SO 2 removal, while changing to a coal containing 1.0% Sulfur requires about 50% SO 2 removal [4]. Considering the load of FGD and its process cost, it is, there- fore, necessary to decrease the SO 2 concentration in the outlet ¯ue gas generated from coal combustion. Because of its low cost and simplicity, sorbent injection process was the primary candidate for desulfurization [5]. Calcium-based sorbent is most widely used and the preferred sorbent is limestone due to its low cost. Since 1960s, the behavior of limestone in coal combustion furnace has been given much attention [6]. Under oxidizing conditions, lime- stone, at ®rst, calcines to porous lime, which then quickly captures SO 2 in the ¯ue gas and forms gypsum. Since the gypsum molar volume is greater than that of lime, its existence on the surface of lime blocks the porosity of lime [7]; addi- tionally, lime undergoes sintering under high temperatures [8], these lead to a low calcium utilization ef®ciency. Other parameters, such as Ca/S ratio, sorbent size and operating conditions also play signi®cant roles in the behavior of lime- stone [8]. In order to improve the Sulfur removal ef®ciency, researches continue to ®nd better sorbents. The use of calcium organic salts and mixture of ¯y ash and limestone have been suggested as better sorbents to be used in FGD [7,9,10]. Besides the above parameters, the inorganic minerals in coal may also affect the fate of added limestone in coal combustion [11]. This was, however, given little attention up till now. Since the temperature is above 1473 K in coal combustion, a reasonable part of calcium reacts with inherited aluminosilicates or other minerals. Moreover, Fuel 81 2002) 1499±1508 0016-2361/02/$ - see front matter q 2002 Elsevier Science Ltd. All rights reserved. PII: S0016-236102)00065-0 www.fuel®rst.com * Corresponding author. Tel.: 181-568-51-9178; fax: 181-568-51-3833. E-mail address: [email protected] Y. Ninomiya). q Published ®rst on the web via Fuel®rst.comÐhttp://www.fuel®rst.com

CCSEM analysis of ash from combustion of coal added with limestone

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: CCSEM analysis of ash from combustion of coal added with limestone

����� ����� �� � ���� �������� �� ���� ����� �� ��������

��� � ���� ��� ����� �� �� �������

���������� ���� �� ���� ����� ������ ��� ���� ��� ����� �� ���� ��� ����������� ���� ����� � � �� � !����

���!�� "# ��� $##"% ��!�� $& '������ $##"% ����(��� ") ��!����� $##"% �!������ ����� "# �(�� $##$

��������

�������� �� � ��� � ��� ����� �*�� �� ������� ( ������� �� ������ ��� � ���( ���� �������+ , � ���( ���� ������� ������

�� ��� (���� � � ��( �� � � ����� �� ����� "+# � ��� ��(� �� "-.) / � ��� � � ���� � �� � � ������0�� � � ����� �� #+- � ��� ��(� ��

"".) /+ �'$ ����!�� ��1����� �� ����� 2# ��� .)3 ���� ������� � � � �������� �� ���4 �� �� � ��� ��� ������ ��(���!���+ 5�

�������� ��� 6����� ����� � � 6�0� ��1����� �� ���� ����� -#3 �� � � ����� ��7� ���� �� $+#% ������� ��7� ���� �� )+# �� ����� ������

�� 6�0� ��1�����+ , � �������� � � ���� �����4�� �� �!���� ��� �8�� ������� 9 6� ���0�69 ��� ����� :���(����0

���������� ���;+ � ��!�� ������0���� ( �� ��1����� ���� �� ����� ���� �� ��!���(�� �� �!������ � � ���� �� ����������

�� ����� ������� � � � � �+ ����������� � � �*���� �� ������� �� ������� �� �<����� ��� � � ������� �� ���� � �� ���������0

��� �� �!�� ����� ������� ���� �������� �������+ , � ��!����� ��� ��� ��� ������� ��(����� ����� ��� � ������� ��

� � � ����� ������ ���� �����(������� ��!�����+ 5� �� ����� � �� ����� � � �!�� ���� �������� �������� � � ������ ��������

� � � � !���� �� ���� ��(� ��� ������� ���+ =��>�� ���� ������ �� ��� ��� �������4���� �� 1*�� ��� ������% � ���

(�������� � � � ����� ������������ ���� 4�� �*������ (������ � � � ���� ����*� ��������� � ������� �� �������% � ���

������� 8����� ���(���� �� ������� �� ������� � ���� ��������+ , � ���� ��(���� � � ��1���� ���4���� �� ������� � ����

��������+ � $##$ ���!�� ������ ���+ ��� �� � ����!��+

��"���? ���� ��������% 6������4����% �����% ������ ���4���� ��1�����

� ���� ������

@� � � ��8������� �� ������ ������ ������� ��(����

��� �� �� � ��(�� ����� ��������� � �� �� � �����

��� � � �������� � ��� �� ��1���� ������ �� �'$

���� � ���� �������� A"B+ , ���� ���� �

��� ���0'��6 �������� � ��� � ������ �� ���� �����

��� ������ � � ������� ���0����� ����� ��� >�� ��

�������4���� :CD6; ���� ��� ���� � � � ��� (����

A$�)B+ �!�� � � � ��!���(�� �������� ��� � � ����� ���

� � � ����� ���� �*(����� �� ������� �� �� � � ���0

����� ���� � �������� ��� ��1������ �� ���� � � ����

�� �������� (�������� ������� � CD6+ C�� �*��(��� �� ����

� � ������� ����(��� �������� �������� �� &## ��7�)�

� ����� �� � ���� �� -+#3 ����� ������� ��� ��8���

�((��*������ E#3 �'$ ����!��� � �� � ����� �� � ����

�������� "+#3 ������ ��8��� ����� -#3 �'$ ����!�� A&B+

�������� � � ���� �� CD6 ��� � (���� ���� � � � ���0

����� ������� �� ������� � � �'$ ������������ � � � ������

>�� �� ��������� ���� ���� ��������+

=����� �� � ��� ��� ��� �(����� ������ �<�����

(���� �� � � (����� �������� ��� �������4���� A-B+

������0���� ������ ��� ����� ��� ��� � � (��������

������ ������� ��� �� � ��� ���+ ���� "EF#� � �

�� �!�� �� ������� � ���� �������� ������� � ����

�!�� ��� �������� AFB+ G���� �*�4�� �������� ���0

����� �� 1��� ������ �� (���� ���� � � � �� 8�����

��(���� �'$ � � � >�� �� ��� ���� ��(��+ ���� � �

��(������� !����� ������� � �� � �� �� ���� � �*�����

�� � � ������ �� ��� ����� � � (����� �� ��� A.B% ���0

�������� ��� �������� ������ ����� � ���(�������

A2B� � �� ���� �� � ��� ������ ���4���� ��1�����+ '� ��

(��������� �� � ��7� ����� ������ 4� ��� �(������

������� ��� (��� ��1���� ���� � � � �� �!�� �� ���0

���� A2B+ 5� ����� �� �(��!� � � ������ ����!�� ��1������

������ � ������� �� 1�� ������ ������+ , � �� �� ������

������ ��� ��� �*���� �� >� � ��� ������� �!� ����

������� � ������ ������ �� �� ��� � CD6 A.�E�"#B+

=��� � � ���!� (��������� � � ������� ������ �

���� ��� ��� ������ � � ���� �� ����� ������� � ����

�������� A""B+ , ��� ���!��� �!�� ����� ��������

�( ��� ���+ ���� � � ���(������� ���!� "&.) / � ����

��������� � ��������� (��� �� ������ ����� ��

� ����� ����������� �� �� �� ������+ �����!���

C��� 2" :$##$; "&EEH"-#2

##"F0$)F"7#$7I 0 �� ����� ������ � $##$ ���!�� ������ ���+ ��� �� � ����!��+

J55? �##"F0$)F":#$;###F-0#

���+����1��+���

� �����(����� ��� ��+ ,��+?�2"0-F20-"0E".2% ��*?�2"0-F20-"0)2))+

���� � �������# ������K�+� ���+��+<( :�+ ������;+� J��� �� 1�� �� � � ��� !� C���1��+���L ��(?77���+����1��+���

Page 2: CCSEM analysis of ash from combustion of coal added with limestone

�������� � � ��(��� � �� ������ ����������� ���

���� ���!� � �� (��� ������� �� ����� �'$ A2�"#�"$B�

� (���� �� �!� ����� ������ �� �'$ 1*�� � � �

����� � ���� ��������+

,� (��!� � � ���!� �����(� ��� �!������ � � ������ ��

� ����� ���� ������ �� ������� ���4����� ��������

�� � ��� ����� �!�� �������� ����� ��� ������ ��������

���� ��������� � ���( ���� ������� :6,C;+ ������� ��

��� � ������ � � �� �*�� �� ���� ( ������+ , �

���(������� �� 6,C �� � � ��( �� ���������� ���!� � �

���� ����� ���(�������� � �� ���(������� �� � � ������

�� ���������� � � � ������� �������4���� ���(�������

�����+ , (�(�� �� �� �������� � � ���� �� �����

������� � ���� ��������+ , � ��� ��� ��!�����

������ ������������ ���� ����� ���+

� ������������

�$�$ %������ ����� ���

, ��� ���� ���� � ��� ���4 �� �� � �����

:��M�;� 6����� :6,; ��� ���4 �� �� ��� �����

:����; ���� (��!��4�� ���$-# �� ������ ��+ J��*����

��� ������� ������ �� � �� ��� �����4�� � ,���� "+

�((�������� � � ����� ��� ������ ������� � � �� � ���

���� !��� ��1������+ � ��� �� � ��� ������� ��

��� � ������ ��� �*�� �� ��� ���� ( ������+ 5� ��

������� �� �� � �� F) �� ������ ��+ C�� ��M� ����� � �

����� ���� �� ����� ������ �� ����� ���� "+# ��� $+#� ���

6, $+# ��� )+#� ��(���!���� � �� ��� ����� � �� ��(� ��

$+$+ ,� �!������ � � ������� ������� � ����� ������

�� ����� �������� � N�(���� ������� �� ��� � �

����� ���(���� ��� � �� ������� �� F) �� ������ ��+

�$�$ ������ � ��� � ��

���� �������� �� ������ ��� � 6,C ��� � � �*(��0

������ �((����� ��� � C�+ "+ =��>�� � � �������

���� ������ �� ��� (���� � � ��(0�� ����� "+# � �

����� � �� ������0�� � � ����� �� ����� #+- � � ���

� � ���� � � ��(0�� �� ������� �� ����� �� "-.) /�

� �� � �� � � ���� ����� ���(�������� � �� � �

������0�� �� ���������� �� "".) / ��� ������� �� ���0

����+ , ������� �����!��� ���� �� � � ���(�������

������� � (��!��4�� ���� �����+ , � ��� �������� �� �

������ ���� �� ����� #+" �7��� �� �������� �� �� ��� � �

�������% � � �� >�� ���� �� ������� � $+#H"#+# �7��% �

�*���� �� �$ ��� '$ �� � !����� ���� �� &?" �� ��� � � �

�������� ����( ���+ ������ ��� �� ���������� ��

� � ����� �� >�� ����% � � �*� �� �� ���((�� ��� M$'$ :"7

EE; ������ ��� �����4�� �� 5�� � ���������( � ��� ������

�'$ ������������+ C�� � �� ��������� �� !����� �����

����+

�$&$ '����� ��������

C�� � ����� ���� ���� �������� �� �����4�� ��

9 6� ���0�69 ��� �����+ , � J �( J@ "2$-7##

�� ��� ��� 90��� ���������+ , � 9 6 (������ ����

��������� �� � !������ �� &# �O ��� � ������� �� )- ��+

���0�69 ��� ����� ���� ������ ��� �� � � N�'�

������ �������� ������(� ����� N��0-F## ��

�6G0���J+ C�� ����� ������� ��� � � ������� ����

������� � �(�*� ���� ���0������� ��� (�� ��� ���

� �� ���� ������ �� ������ ����� �� ������� � � �������0

���� ������+ , ��� ����1������ "-# ��� � � 4� ����� ��

$$+#H$""+# ��� $-# ��� � � 4� ����� �� &+FH$$+# �� ���

2## ��� � � 4� ����� �� #+-H&+F ������ ��� �� ����� � ������������� ���� �� ��(��+

� ������� �� ���������

&$�$ � ������ ��� ������ �� � ��" ����

, � ������ ���(����� 4� ��� � �� ������� ��

������ ������� � � � ��� ���� ���� �����4�� ��

�����+ � �����4�� � C�+ $� ��M� �� � ��

������� ���(���� �!�� ���0��� �������� ��� ��

($ )���� �� ��$ * +��� ,� -����. �/001�2�,"-##

,���� "

J��*���� ��� ������� ����� �� � ��� � ��� ����

��M� 6, ����

%�3 ���� -"�4 � �� �� ����.

� E+E ")+E "#+#

O������ ������ )E+E $F+2 )-+-

C*�� ������ -#+$ -E+) -&+-

��� ���� -"�4� ��.

� .F+& .2+F .E+.

M -+F &+E -+-

� "+& #+2 "+-

� -+. "+. #+F

' :�� ���������; "#+E "&+# "$+.

C�+ "+ ��������� �� 6,C ��� � ���� ��������+

Page 3: CCSEM analysis of ash from combustion of coal added with limestone

��� � ��������� �������� (���� ��� ��(��� � �� � � �

�� �� ��� ����� ����������� ������� � � ���������%

6, �� � 8����4 ��� �������� ��� ���� ����� ��

� �������+ , � (������ 4� �������� �� ������ ���

� � �7�*������ ���� �� ��� ������ ��� ��� � C�+ )

��� ,���� $� ��(���!���+ �������� � � 4� �� ������ �

���� � � ����� � � � � ��� ���� ��� ��� �� � ��

���� ������� � � � ������ ������� �� ��� ����+ '� � �

�� �� ���� � � ������ � 6, � � � ������ 4� ��� ����

� �� ��� �� ������ ���� ������ ������� �� ��� ����+

, � 4� �� ������ � ��M� ���� ������� � �� �� 6, ���

����� ��� � � ������� �� �*������ ��� � ���� �����

-#?-#+

&$�$ '5� ������ �6� ���� � ��� ������ �

�'$ ���� � � � �������� �� ��� ���� ��� � ��

����� �� �������� �����4�� ���� �� ( ��� ��

��� � C�+ &+ , � �'$ ����!�� ��1����� ��1��� �

"## ��� � � (��������� �� �'$ ������������ ���������

���� �������� �� ���� ����� �� ������� �� � �� �����0

���� ���� �������� �� ��� ����+ 5� ��!�� � �� � �

����!�� ����� �� ������� !���� �� ���� ��(� ��� ��0

����� ���+ D��������� � ��� (�������� ���� �'$ ��

��(����� �� �������+ C�� ��M� ��� ����� �� � � ���0

��� �� �������� � ���� ������� ��� �� "+2 ���� �'$

���� �� ������� ��(�� ���(���� �� � �� �� ��� ���+

�����(�������� � � �'$ ����!�� ��1����� �� 2#3 ���

.)3 �� �� �!�� ��� ��M� ��� ����� ��(���!���+ '�

� � �� �� ���� ������ �� ������� ���� ��� �� ����� -#3

�� � � ����� ����� ��(����� ����� � � �������� �� 6,+

�!�� � ��7� ����� ���� ������� �� )+#� � ��� �� � �����

�� �������� � �'$ ����!�� ��1����� : ��� � ,���� );+

, ��������� ��!���� ������� ���� � � ���� � �������0

��+ ����� ����� �� ���� ��� �������� ������� ���

������� ���(��* � ����� ��� ( ���� ������������%

� �� ������� �� � ��1���� �*���� ��(��� �� � � � ��0

��� ���� �� ����� � ��� ���� ��� � � � ��������� ��

������ � ����+ 5� � � �������� ������� �� �!������

� � ���� �� ���������� �� ������ ����� ���� ��������+

&$&$ ��� ��������� ���� �� � ��� ���

P�������!� 9 6 ����� �� ��(��� � �� ������ ����

� � �������� �� ��� 6, ��� � �� ����� �� ������� ��

"+2 ��� � ,���� &+ , � ����� ���� � � (��!������

�� 8����4� ������ ��� ������ � ��� � � � �% ������ ��

������� ��� �� ���� �� ����� ��� ����� �� ������ � � �

� % �*����� �� ��� �� ��� �� � � �����(���� ��

������� � ���� ��������� � �� �� ����� �� ������

�� ������� �� ��' ��� ����� �� ������ ���� ��������� ��

������� �� � ����� ��0����� � ��� ����+ �((��������

����� ������� ��������� �!���� ������� � ����

��������% � �����(��� �� ������ ���� ��(����� �����

��� � (��� �� � �� 1*�� ��� ������ �����������+ ����

9 6 ��� ���� ������ ��� � � ��������� ( �� � � �� ���

� �������� �� �� ������ � � ����( �� ����� ��� �� ��

�*����� ��������� � � 8�������!� �������� �� ������

������ �� ������ ���� ��� !� ����� ����� ��� ��

��� �����+

��� ( ������( � �� ������0���� ���(���� � �

���� �������� �� ��M� �� ������� �� "+2 ��

��� � C�+ -+ �������� ������� ��� ��� �� �������0

��� ��� �����(��� ��� (���� ��� � ���� ��������%

��� � ������ �� ��� ��� ��(����� �����+ C�� ���'&

(������� �� � ������� �� ����� "+# �� ���� ������ � �

����� �(� ��� ������������ ����� ��+ '�!����� ���'&

�� � � � ������ ( �� �� �� ���� � � ���� ������ �����

�!�� � ���(�������% � ��� �� ��� �� � � ������ ��

�� �� (������ �� ��� �� ��� �� ��+ , �� � �����0

����� �� � � ���� � �� �� ���(������� ��������"".# ���")## / ������ �8�� ( �� (��� � ���� � � � �8�� ( ��

�������� A")B+ �������� ������ ����������� ����

� ����� (������ � � � � % � ��� 8����4 ��� �������

���� ��(� ���������� � ��<����� �� � ���(������� ����

($ )���� �� ��$ * +��� ,� -����. �/001�2�, "-#"

C�+ $+ ��� ����������� ���(���� � � ��� � ��� ����+

C�+ )+ J������ 4� �������� �� ������ � � ��� � ��� ����+

Page 4: CCSEM analysis of ash from combustion of coal added with limestone

� � (������ �� ����� ���� � � �������� �� �8����

������ ����������� (���� A")�"&B+ 5� �������

������ ����������� �������� ������ ��1��� �

��(��7������������ �� ��� ������ � ������ ( ��%

� �������� ��� ����� (������+ , � �������� �� ��(��7

����������� �� � �� ��� �� :"; ������ ������ ���

�� ���� ��0�����% :$; ������ ����������� � � �

����� �� ��(����� �����+ , � (����� �� ���!� �������

����� ��� �� �!������� ���>� �����+ , � ��� ( ������0

( � ��� ���� � �� � � ������� ���(����� ��HC�H� �

������ ( �� �� ������+

, � 8�������!� ������ �������� �� �����4�� ��

�����+ � ������� ����� ������ A"-B� ����� ���

� ����� �� (������ � ����� �� (������ ������� ����0

����� �� ������ �������+ ���� ���� ������0��������

���(���� ��� � � � ����� ��0����� ���� �� �������

���� � ��!�� ������0���� ���(���� ��1���� ��������

�� ��!���(��� � � �� ��� � ,���� -+ =��>��

������0�������� ���(���� � � ���� �������4��

��� � ��� ���? � � ��������� ������ ��� ��� ��0�� �

� ,���� -� ������� (������ ������ ��(��� ��(��7

����������� ��� ��HC�H� ������� ���(����� � ��

������ ����������� �� ����� � ������4��+

, � (������ 4� �������� �� ������0����

���(���� � � � � � �� ��M� �� ������� �� ��������

������� ��� ��� � C�+ F+ C�� ���(����� � � (���0

��� 4� �������� �� ���� ������� ��� � �� �� � �����

����������� � ��� ���� ��� ��� � ��� ���+ , � ������

��� � � � � (������ 4� �������� �� �*������ �������

� ��� ��M�+ � ��� � C�+ F� �� #+& � � � ������ �� � �

��������� ������� �� ��(� � �����+ ���(���� �� � �

���� �������� � � (������ �� ������� �� � ��

"# �� ��((������ � � �*����� �� ������ �������0

���� �(��� � �� � (��� �� � �� ��(����� �� � ����� ��0

�����+ , � ��(�� ��� ��(��7����������� ��� ��

#+& ���� � �� � � � ��� ����+ � ������� ��� �������

�� "+" � ���� ��(�� ��� ��(��7����������� ����

������ � � � � + , ��� �� ����� � ���� �� � � ������

�� ������ ����������� ���(���� �� � �� �� #+& + ���0

�������� � � ��(�� ������ ��� � �7�� ����� ���� ��

� �� #+2+ D�(��7������������ ���!��� ������������

($ )���� �� ��$ * +��� ,� -����. �/001�2�,"-#$

,���� $

5�7�*������ ���� �� ��� ������ � � ��� � ��� ����

��M� 6, ����

5������� :3; �*������ :3; 5������� :3; �*������ :3; 5������� :3; �*������ :3;

P����4 "2+- 2"+- $&+E .-+" E&+# F+#

/������ "2+F 2"+& $"+E .2+" 2.+# ")+#

J���� ")+- 2F+- E.+2 $+$ H H

G������ &-+E -&+" &)+" -F+E -.+" &$+E

C�+ &+ �'$ ���� � �������� �� � ��� ����+

,���� )

6�0� ��1����� � ���� �������� �� "+2

��7� :���7���; 6�H� :3;

��M� "+# 2$+#

$+# 2&+#

6, "+E --+2

)+# F#+-

���� $+$ .)+#

Page 5: CCSEM analysis of ash from combustion of coal added with limestone

��� ����� (������+ � ������� ��� ���� �� ������� ��

"+2 � � � ������ �� ��(�� �������� � �� ���� � ��

-#3 �� ����� ������� �� 1*�� ��� ��(��7������0

������ � � � � � ���� 4� �� -#+# ��+ ���(���� ��� � (��!������ �� ��(�� �� "+" � ��� ��� � � ��������

����� �� ��(��7����������� �� ��� �������� � ��

(���� � �� ��� ������ �� ��(����� �� �����������

�� ������ ������� ���� � � ������ ������ �������0

����� �� � ������� ������� �'$ �� � � ������ �� � �

������� ����+ =��� � �8��� ��(��7��0����� ��������0

���� ��� ������ (������+

, � ������ �������� � � � �� 6, ����� �� ���0

���� (������� � C�+ .+ 5� � � �*���� �� ��� 6, ��

�������� ������� ��� 8����4 ��� ������ � 4� � �� � ��

�� ����� �������+ ����������� ��� �� � �� �*� �

�*������ � 6, ����+ , � (������ 4� �������� ��

������0���� ���(���� �� #+& ������� � �� �!�� ��

�� ��� ���� ������� �� ��(����� �� � � � �����

1�� ��0����� �� ���� ������ �����������+ , � ������

����������� �� ������ 4� ��������� � � (������

�!�� � � ���� 4� �� "#+# ���� ����� �� ���� �����

(������� � �� � � ����� ��� ������ �� ������������+

���(���� �� � �� � ��� ����� � � ���� 4� �� �������

�� #+& ���� �� "##+# ��% � ���������� � � ���� � ��1�� ����������� � ��� ���� �������� � ��������� ��

����� �������� � ������� �� � � (��!�� ���� A"FB+ ��

"+2 � ��� ������ �� ��� ��(� � ������ �����������

� �� � ��� �� ����� � ���� � ������� (������+

���(���� �� � � ���!� ��� ����� ���� �� � ����0

���� � � �� ������ 4� �������� ��� � � 1��

��� �*� � ������� (������ : ��� � C�+ 2;+ �

�������� (��������� � � ������� ������� ���������

���������� �� ������ (������+ ����� ��� ����� �������

����� ��������� �����(���� ��� �������+ , ���

����� ����� ��������� ������� ������� ��� � � � ��0

��� �������+

, � ������ ���4���� ��1������ ���������� ��� ���!�

����� ����� �� ��� � ,���� F+ @ �� �� ��������

��� �� � � �� ������� � 6,C+ ���� � � ������ ��

����� �������� ���(���� �!� ��� ������ (��� ���

���� ������ � �8�� � � � ����� � �� ���� �� ��� �� � �

������� ���+ ��� ( ������( � ������� � �� � �� ����

�� � ������ ��� ������ ��� �� �� �!����� 4� �� �����

"+# ��+ ���������� ����� ���� � �� ����� $#3 ������

��� ����� ���� ��� ����� �������� � �� ��� � � ���!� �����

� � � ��08�������!� �����+ , � ���!��� ��� ��� �!�

� � ���( ��������� �� ������ ������������ � ����

��������+

5� ��������� ������� �� � � (������ 4� �0

������� �� ������0���� ���(���� � � � ��� �

C�+ FH2� ,���� F �(��� � �� ������ ���4���� ��10

����� !���� �� ���� ��(� ��� ������� ���+ D���������

��� �� � � ������� �� ��(� ��������� ��� #+& � � ��

($ )���� �� ��$ * +��� ,� -����. �/001�2�, "-#)

,���� &

9 6 ����� �� ��������� ( �� � � � �� 6, ���� �� "+2

�� :��3; ����� :��3;

������ $#+) ")+.

P����4 )-+E "2+"

M������ "-+. "F+)

��� H "#+2

����� �� F+E ""+F

�� ����� $+) 2+)

C�+ -+ ��� ( ������( � �� ������0���� ���(���� � � �+

Page 6: CCSEM analysis of ash from combustion of coal added with limestone

������� ������� ��� �� "+" �� ������ ���� ����

������ ����� �� �'$ �� ������� ������ � ��� ����+

C�� ��M� ����� � � 6�0� �� ������� �!�� �� ��7�

����� ���� �� "+#% � �� (������� ��� �� � � ���� � ��

� � ����� ������� �� � ����� ������ � �� � �� �� � ��0

��� ������+ ����������� � � � �'$ ������������

������� � � � ��M� �������� ������� ��� � � � ��

������ ���4���� ��1����� A2B+

�������� � � ����� ����!�� ��1����� �� ���

�� �!�� � � � �������� �� ���� ����+ ���� � � �����

������� � ���� � ��� � #+-.3� � � ��� � ���� ��

����� ������� �� � ����� ������� �� !��� ���% ���� ��0

����� ��� ������� �*��� � ������� ��� � �� ���������

���������� � ��������% � ��� ���� ��� �������

������� ����� ������� ��� ������� � ���� ��������+

, �� �(��� � �� ������� ��� � ����� �������

�� �!�� � (������� � ���� ��������+ , � ������� ��

���� (������ ������ ����� � ���(������� ����� � � �

������� ������ (������ ����� ��� ��� � �������� �������

��������� ���������� ��� ������ (������+ ����� ���

����� ������� ��������� �����(���� ��� �������

�� �'$ ������� ���� ���� (������+

5� �������� � 6, ���� ��������� ���� � �� ��� �� � �

����� ������� �� ��(����� �� � � � ����� �������0

����� ��� � �������� � ����� ����� ����!�� ��1����� ��

����� -#3 �� �� �!�� �!�� �� � � ��7� ����� ���� ��

$+$ ��� )+#+ ���� ��� �� ����������� � 6, �*� �

�*������ (������� � �������� ������� � � ����� ���0

���� �� ��(����� �� ����������� ��� ��� 1*�� ���

������ �����������+ 5� ������� � � 1�� �������� ��

($ )���� �� ��$ * +��� ,� -����. �/001�2�,"-#&

,���� -

����� ��0���� ���(���� ��1���� �������� :D�(��0" ����� �� ��(�� �!�� ����� �7��� #+2� ��(��0$ ����� �� ��(�� �!�� ����� �7

��� #+2;

�� �������� 6���� :�7��); ���0�69 ������� :��3;

" ��� $+2 ��� 2#� �� "#� ��� -� �� -� C�� -

$ ��0�� $+F F-� ��� 2#� �� -� C�� -

) D�(��0" $+- ��� -#� �7��� #+F&� C�� -

& D�(��0$ $+. ��� -#� #+"� �7��� #+F&� C�� -

- D�(0"7����������� $+F "#� ��� -#� �7��� #+F&� C�� -

F D�(0$7����������� $+F "#� ��� -#� #+"� �7��� #+F&� C�� -

. ��0����������� $+F- �� "#� ��� -� -� ��� F-� C�� -� �� -

2 �� ������ )+#E �� "#� ��� -� -� ��� F-� C�� -� �� -

E �� ������ $+2 �� "#� ��� -� -� ��� F-� C�� -� �� -

"# �� C�H� $+. -� ��� F-� C�� -� �� -

"" ��HC�7����������� $+. -� ��� F-� C�� -� �� -

Rel

ativ

ew

t%

C�+ F+ J������ 4� �������� �� ������0���� ���(���� ��� � �� �� ����������� � � � �� ��M�+

Page 7: CCSEM analysis of ash from combustion of coal added with limestone

������� � 6, ��������� � ������� �� �������+ , �

����� ������ ���4���� ��1����� �(��� � �� � � ������

����������� ������ � 6, ���� �������� ����� ���

��(���� �'$+

, �������� � � (������ 4� �������� �� � �����

������� �(������ �� ����������� ��� � �� �������

�� ����������� ������� � ��� ���� �!� ��1���� ������

�� � � ���4���� ��1����� �� ����� �������+ , � ����0

����� ������� ����������� ��� ����� �������

�(������ ��� ����������� � � ������������ �� �������

� � � �������� ����+ 5� � � �������� ������ ���0

���� ��� ����� ������� ���� �*�� ����� �� ��� �<�����

��� 6,C+ , �� �� �!�� ����� � � ������� ���� �����0

��� ������� ���� � �� ��������� ��� � � (���� ����0

�������� �� ������� �� ���� ���+

&$/$ 7���� �� ���� ������� ����� � ������� ���

������ � ��� ��������� � ������ �� �����

� ������ � ������ � ������

=� �!�� �� ������� ��� ����� ������� ���� �����

����� � � �������� �������? � � �������� �� ���� ��

������� � $+# �7��� � �� � � �*���� �� �$� '$ :&?";

�� ��� � � ������� �������� ����( ���+ C��

6�0� �*(������� � � �*���� �� �$ �� �'$ �� �� �'$

������������ �� "3 �� ��� ����� �� (��� �$+ , �

���(������� �� � � ��( �� � � ������� �� 1*�� � "-.) /

� �� � �� �� � � ������ �� 1*�� � "".) / � ��� � � ���+

5� � � �*���� �� ������� �� �������� � � ��� � ����

�� ������� �� ������� �� ��(� � "+#.+

, � 6�0� ����� �� (��� ������� ��� � �� �� �*���� ��

������� �� ������� ���� ��� � ,���� .+ ��7� �����

���� �� ��(� � "+. � � � ���+ � 6�0� ��1����� ��

.-+E$3 �� ������� ��� (��� �������% � �� ����

�� � � 6�0� ��1����� � � � �������� �� ��M� ���

����� � �� �*�� ������� �� ������� �((�������

($ )���� �� ��$ * +��� ,� -����. �/001�2�, "-#-

C�+ .+ J������ 4� �������� �� ������0���� ���(���� ��� � �� ��

����������� � � � �� 6,+

C�+ 2+ J������ 4� �������� �� ������0���� ���(���� ��� � �� �� ����������� � � � �� ����+

Page 8: CCSEM analysis of ash from combustion of coal added with limestone

�������� � � 6�0� ��1������ � � �� F$+&F3 ��� �0

��� �� � �� � 6, ��������+

=� �!�� �� ������� ��� ������� ����� �������

���� ��������� �*(���� � ���� �� (������ 4� ���0

������ ���� ��� � C�+ E+ , � ��� ������ ��� ������

� � (������ 4� �������� �� ���� ������� �� ��������

�� ��� �'$� � �� ������ �� � � (������ 4� �������� ��

������� ��� ������� ����� � � �������� ����( ��� ��

�$� '$ :&?";� � �� �� �'$� � �� ������ � � (������ 4�

�������� �� ������� ��� /������ ����� � � �����0

��� ����( ��� �� �$� �'$ :"3;� '$+ �������� � � ����

4�� ������� ��� ������� �������� � �� ������������

����� �������� �������+ ������� �� (������ ��

� �� $$+# �� ������� �� ������� ��� �'$% ������� � �

�������� �� � �� $$+# �� �� (���� �� ����� �� ���0

����+ C��� ������� �� � � ������ �� �'$ � � � �����0

��� ����( ���� � ��� �� � ����� ������ �� �����

������� :�$$+# ��; ��� � ��� 1�� ��� :�$$+# ��;��(� ��������� ���(���� �� � �� �� ��� ������ �� �'$+

, � �� � ������ �*���� ������� � �� � � ������� �� ���0

���� ���� (���� ���� 8����� � �� � � ������� �������

������� ��� �������+ , ( ��������� ���!��� ��

��� ������� �� � �� �� ����!�� � ���� ��������+

, �� ��� �� � � ��������� � � � � ����� ���� ��

�����0�������� ���(���� � �������� ����+ �'$

�� ������� �<����� ��� 6,C ����� ������� ��������

�������� � �� � ���� ��������� �'$ �� �������

���� � � �����(���� �� ����������� ������� �� � �

������� �����0�������� ���(����+ , � ������ ���

�� ���0������� A".B+ , � (������ 4� �������� ��

������� (������ ��� ������ ����������� ����� ��0

����� �������� ������� �� ��� � C�+ "#+ =���

������� �� � � ������������ �� �������� ��(��

�� (������� �� � ���� 4� �� ����� -+# �� ���

��(��0"� � � ����� �� ��H� ���(���� �!�� �����

�7��� #+2� � �� ��(��0$� �!�� ����� �7��� #+2� ��

(������� �� �!� � ������ ���� 4� �� ����� "#+#H$$+# ��+�������� � � ����� !����� ���� �� ���'& �� ���')� � �

(������ 4� �� ���� ������� �� ����� )+- �� ����1���

�� �� ����� ���+ , � ���������� �� � �� � � �� ��

����� A2B+ 5� ������� ��(��7����������� �!��

������ 4� �������� �� ������+

�������� � � ���(��* ������� ������� ������ ���

������������ ������ ����������� ���� �������4��

��� � ��� ����(? �����0" ������ �����������

�!�� ����� ��7�� "+#� ��� �����0$ � ����� ��7� �

� � ����� �� #+-H"+#� � �� �����0) � ����� ��7�� #+-+

($ )���� �� ��$ * +��� ,� -����. �/001�2�,"-#F

,���� F

������ ���4���� ��1����� � ���� ��������

��M� :#+& ; ��M� :"+" ; ��M� :"+2 ; 6, :"+2 ; ���� :"+2 ;

G�������� :��3; F#+# 2+# E+# $#+# F"+#

6�0� :��3; "$+- 2"+# .E+# $F+- ).

������4�� :��3; $.+- ""+# "$+# -)+- $+#

,���� .

6�0� ��1����� �� ����� ���(���� ����� ������� ���� ��������

�������

��7� :���7���; �'$ :((�O; 6�0� :3;

=���� .E)+& #

������� "+. "E"+" .-+E

�������� ������� "+. $E2+2 F$+- C�+ E+ J������ 4� �������� �� ������� ��� � �� �� ������� �����

������� ���� �������� �������+

Page 9: CCSEM analysis of ash from combustion of coal added with limestone

5� �� ����� ���� C�+ "# � �� � � (������ 4� �� ������

����������� �������� �� ������� ����� ��7� � �+

����� �'$ � � � �������� ����( ��� ���� � � ������

�� 1�� (������ �� �����0"� �� � � ���� 4� �� &+FH

"#+# ��� �� �������� ��1������� � �� � ��� �� �

���� � ���� � � � �� �� ��� ��� �� ������ ������0

����� �!�� ����� ��7� �� � �� "+#+ , �� (�������

8�������!��� � ,���� 2� � � � � �� ������ �� � � ��

� � ��������� � � � ������ �� ������0���� ���(����

�� � � ������ �� �'$ � � � �������� ����( ��� ��

� �� �� ��� � � ������ �� �'$ �� ���+ , � ������

�� �������� �����50" ������ �� � �� �� ������� ��(��7

����������� ���� �� ���������� � �� ������ ������0

������ �� � ������� � � � ��(����� �� ����!� �'$+

, � ������ ��(��7����������� � � ������ 4�

�������� � � ��� � C�+ "#� � � ������ ���

�� ��������� �� � � ���� (������ � �� � � ������ ���

�� ����� �� � � ������������+

, � ���!� ����� ��� �*(��� � � (��!������ �� ��(��7

����������� � � � �������� � �� ��M� �� "+2 �

� �� ������ ����������� �������� � � � �����0

��� � � �� 6, ����+

������� � � ���!� ���� �� � �� �� � � �������� ��

� � � ��� ����� � �� (���� �� ���� ����� � � �������0

����� �� ����� ������� ��� � �� �� � ����� ������0

����� ����� �!�� �������� �������� � � ��

������� � C�+ ""+ , � ������� ������ :"; �� � �

������� �� � � ������ ������� ���������� ��� �����

�� ��!���� ������� ��0����� ���� (����% �

( ������� �� ���1���� � � � �������� �� �����

� � �� ��� �����4�� �� =���� �� ��+% :$; �������

�����(�� �� (���� ���� � � � �� ��(���� � �

������� �'$ �� ���� ��(��� � �� ��� (��� �� ��(�

���������% :); , � �*������ ��0����� �������� ���� ��

���� ���� ( ��� (��� �� � � � �� ��(���� ������ ��

���� ������ ������������ � �� ��� (��� ��� ��

��(�� �� ���� ��(��7�����������+ , � ������

������ ������������ �!�� ����� ��7�� "+#� �!�

� � ��(����� �� ��(���� �'$ ���+ , � ������ ���4����

��1����� ��(��� �� � � �'$ ������ ����� � � (������ 4�

�������� �� � ����� ����������� ��� � �� ����0

��� �� ����������� ������� � ��� ����+ , � ����� ����

�� ������ �� ��0����� ��� (��� � ��1���� ����+

� �����������

�������� �� � ��� � ��� ����� ����� �� ���0

����� �� ��������� � 6,C+ , � ��( �� � � ������� ��

���������� �� ")## �� � �� � � ������0�� �� �� E## ��+, � ����� ���� � �� �� "+2 � � 6�0� ��1����� �� �����

2#3 �� �� �!�� ��� ��M� ���� ����� �� ������� ��

����� ��7� �� "+# ��� $+#� .)3 ��� ���� ����� �� ���0

���� �� ����� ��7� �� $+$� � �� ���� --3 �� �� �!�� ���

6, ����� �� ������� �� ����� ��7� �� $+#+ 5�������

����� ��7� �� )+# �� ����� ������ �� 6�0� ��1�����+ , ��

($ )���� �� ��$ * +��� ,� -����. �/001�2�, "-#.

C�+ "#+ J������ 4� �������� �� (������ ������ ����� ������� ����

�������� �������+

,���� 2

P�������!� �� �������� � � � �� ����� ���(���� ����� �������

���� �������� ������� :�����0"? "+#� ��7�� "#+#% �����0$?

#+-� ��7�� "+#% �����0)? #+$� ��7�� #+-% D�(��0"? �7�� :���7

���;� #+2% D�(��0$? #+"� �7�� :���7���;� #+2;

@� ��� �'$ @� �'$ 6��������

��� &$+F ""+" �)"+-

�����0" )F+. ""+& �$-+)

�����0$ ")+& F+E �F+-

�����0) .+) F+F �#+.

D�(��0" # "&+. "&+.

D�(��0$ # $$+2 $$+2

D�(0"7��� # #+& #+&

D�(0$7��� # $F+" $F+"

Page 10: CCSEM analysis of ash from combustion of coal added with limestone

��������� ���� ����� �� � � �������� ������ �����0

��� � � � �������� � � �� � ��� ����+ C�� ��M��

��� �� � � ������ �� ��� �� ��(���� ������ �� ����

��(��7�����������% ��� ����� ��� �� � � � �����

����������� ���� ������� ��� ��������� ����������

� ���� ��������+ ����� ��� � � ����� �������

��������� �����(���� ��� ������� � (�������+ , ���

�� ����� ������� ������� � ��+ 5� �������� ��� 6, �����

���� � �� ��� �� � � ����� ������ �� 1*�� ��� ������

����������� ��� � �� ��� �� � � ���� � �� � � ����0

������� � 6, ���� �� �� � 1�� (������ ��� ��� ��

� �� �*��� � 1�� (������+

, � �� �!�� �� ����� ���(����� ������� ��� �����

�������� ���� ����� ����� � � ������� ���� ��������

�������+ , � ����� ���� � �� � � 1�� (������ �� ���0

���� ��� �������� �� � �� $#+# ��� ���� (���� �� ������� �� � � ����� (������ �� ��� �� � ������ ��(� ���������+

, � (������ 4� �� ������� �� ����� )+- ���� ����1���

�� �� ��� �����+ =��� �������� � � ������ ������0

����� �!�� ����� ��7�� "+# ��� �� � � ��(����� ��

��(���� �'$ � ���� ��������% � �� ������ ������0

����� �!�� ����� ��7�� "+# �� �� �� ��(�����+

, ��1������ ��(���� � � ������ ���4���� ��1�����+

C��� ������� � � �'$ ������ ���� � ���� �������� ���

(����� ��1���� ���� �� � � 6�0� ��1�����+

�������� �������

, � ��� �� ����� ��� �� � ��� � � D����0�0�� ���

�����1� ������ �� J����� ���� :=;� � � ����� ��

��������� ������� �(��� ��� ������� �� N�(�� ��� � �

1������ �((���+

����������

A"B ���� /� ���� D+ ��!����� ����� ���� ��� ������ ��� ���

!���� ����+ 5�� ���� � $###%��!�����+

A$B ���� M�+ 6�!���(���� � CD6+ 5�� ���� � $###%���� +

A)B � �� =M� �� ��+ ��!��� ,�� ��� "EE$%"):&;?)#"+

A&B ���(����� ��+ ���� �� �� � ��(�� ���� ��� (���� ���������+ 5��

���� � "EE2%�(��+

A-B �� �0�� � �< '� �� ��+ N � �� ����� N(� "EEF%.-:2;?."2H)"+

AFB @����� /+ OD= "EF)%2)?.&+

A.B N��� �� O���� C� �� ��+ C��� "EE.%.F:);?$-.HF-+

A2B C������ /+ ��� ���� �����1� CD6 ����+ 5�� ���� �

"EE.%��(������+

AEB @���� �� N���� �� �� �� ��+ 5�� ����� � "EEE%)2?$E-&HF$+

A"#B ���� M�+ 6�! CD6 5�� ���� ������ � $###%���� +

A""B ���� �� ��� =�+ JC=� �����0� ���������� �(��� ��� ���0

4����+ 5�� ���� � "EE&%�����+

A"$B M���� ,� ,��� �� 5� �� ��+ 5�� ����� � �� � "EE-%)&?"&#"H""+

A")B ����� �6+ C���������� �� ���� �������� ��� ����� ��� ��1����

��+ ��������? ���!��� "EE)+

A"&B ��!� ��� ���� � � ������� MC+ J �� ������ ��� �������

!��+ "+ , � ������� ������ ������� 5��+� F- ������ 6�!��

�������� ' � &)$"&� "EF&� $"E+

A"-B ���� D+ G���������� ������ ��� ������ � (� ��������+ 5��

���� � "EE&%�����+

A"FB =���� ��+ 5������� ������������ ��� � ��(���� �����

��������� � � ������� ������ �� ��� ����� ����������

"EE$?$#EH$2+

A".B ���!�� �6� ���� =G� �� ��+ C��� "E2E%F2?)&FH-)+

($ )���� �� ��$ * +��� ,� -����. �/001�2�,"-#2

: added limestone : minerals: added limestone : minerals

C�+ ""+ ������� ������������ ��� ��� � ���� ��������+