Vælg sprog:
STET Triboelektrostatisk adskillelse er blevet brugt til kommerciel velgørenhed af kulforbrænding flyveaske til fremstilling af et kulstoffattigt produkt til brug som cementerstatning i beton til næsten 20 år....
Download PDFF. Hrach, S. Gasiorowski, H.Guicherd
ST udstyr & Technologies LLC (STET), 101 Hampton Avenue, Needham MA 02494 USA
KONFERENCEN: Vietbuild Ho Chi Minh-byen – juni 2015
NØGLEORD: Triboelectrostatic, Forberednings, Tørre flyveaske, Carbon adskillelse ABSTRAKT
STET har Triboelectrostatic adskillelse været brugt i den kommercielle forberednings af kul forbrænding flyveaske til at producere en kulstoffattig produkt til brug som en cement udskiftning i beton for næsten tyve år. Med 18 separatorer i 12 kulfyrede kraftværker rundt om i verden, ST udstyr & Technology LLC (STET) patenteret elektrostatisk separator er blevet brugt til at producere over 15 Millioner tons af kulstoffattig produkt.
Til dato, kommercielle forberednings af flyveaske er udført udelukkende på tør "køre af station" aske. STETS elektrostatiske forberednings teknologi reducerer kulstofindholdet i kul flyveaske, producerer konsekvent, kulstoffattig aske til brug som en erstatning for cement. Flyveaske med carbon niveauer op til 25% har været brugt til at producere aske med et kontrolleret kulstof 2 ± 0.5%. Et kulstofrigt produkt produceres samtidig for at genvinde kulstofets brændstofværdi.
INTRODUKTION
Amerikansk kul aske Association (AOG) årlig undersøgelse af produktion og anvendelse af kul flyveaske rapporter der mellem 1966 og 2011, over 2.3 milliarder korte tons flyveaske er blevet produceret af kulfyrede forsyningskedler.1 Af denne mængde, ca 625 millioner tons har været gavnlig anvendt, mest til produktion af cement og beton. Men, de resterende 1.7+ milliarder tons findes primært på lossepladser eller fyldt ponded impoundments. Mens udnyttelsesgrad for frisk genereret flyveaske er steget betydeligt i de seneste år, med nuværende priser tæt 45%, ca 40 millioner tons flyveaske bortskaffes fortsat årligt. Mens udnyttelsesgrad i Europa har været meget højere end i USA, store mængder flyveaske har også været gemt i lossepladser og impoundments i nogle europæiske lande. En stor mængde af uforbrændt kulstof i flyveaske er den mest almindelige problem. American Association of State Highway og transport embedsmænd (AASHTO) og europæiske standarder (DA 450 Kategori A) kræver, at mængden af uforbrændt kulstof i flyveaske, målt som Glødetab (LOI) ikke overstige 5% af vægt. Men, fra midten af 1990'erne, installation af mandat NOx kontroludstyr i kulfyrede kraftværker øget kulstof (LOI) indhold af meget af den tidligere markedsmæssige flyveaske. Yderligere krav til reduktion af NOx og andre kraftværket emissioner har ført til forurening af flyveaske med ammoniak. Som en konsekvens, samtidig med at forståelsen af fordelene ved at bruge flyveaske i beton fortsætter med at stige, tilgængeligheden af passende kvalitet flyveaske er faldende. Processer til økonomisk beneficiate off kvalitet flyveaske er således også af stigende interesse for magt og konkrete brancher. STET har været banebrydende for sådanne processer til fjernelse af både CO2 og ammoniak fra flyveaske.
TEKNOLOGI OVERSIGT – FLYVEASKE CARBON ADSKILLELSE
I STET carbon separator (Figur 1), materialet føres ind i det tynde mellemrum mellem to parallelle plane elektroder. Partiklerne debiteres triboelectrically af interparticle
Kontakt. De positivt ladede kulstof og negativt ladede mineralet (i frisk genererede aske, der ikke er blevet chloroformvædet og tørret) er tiltrukket af overfor elektroder. Partiklerne er så fejet op af en kontinuerlig bevægelige bælte og formidles i modsatte retninger. Bæltet flytter de støder op til hver elektrode mod modsatte ender af separatoren partikler. Høj bælte hastighed giver også mulighed for meget høje gennemløb, op til 36 tons i timen på en enkelt separator. Det lille hul, højspænding felt, modstrømsstrøm, kraftig partikel-partikel agitation og selvrensende virkning af bælte på elektroderne er de kritiske funktioner i STET separator. Ved at kontrollere forskellige parametre, såsom bælte hastighed, fødepunktet, og foder sats, STET proces producerer lav LOI flyveaske på CO2 indholdet af mindre end 1.5 til 4.5% fra foder flyve asken spænder i LOI fra 4% til over 25%.
Figen. 1 STET Separator
Separator design er relativt enkel og kompakt. En maskine designet til at behandle 36 tons pr. time er ca 9 m (30 ft.) lang, 1.5 m (5 ft.) bred, og 2.75 m (9 ft.) høj. Bælte og tilknyttede rullerne er de eneste bevægelige dele. Elektroderne er stationære og består af en passende holdbart materiale. Bæltet er fremstillet af ledende plast. Den separator strømforbrug er om 1 kilowatt-time pr. ton af materiale behandles med de fleste af strømforbrug af to motorer kører bælte.
Processen er helt tør, kræver ingen yderligere materialer end flyveasken og producerer ingen spildevand eller luftemissioner. De nyttiggjorte materialer består af flyveaske reduceret i kulstofindhold til niveauer egnet til brug som en pozzolanic blanding i beton, og en høj carbon brøkdel nyttige som brændstof. Udnyttelse af både produkt streams giver en 100% løsning på problemer, flyveaske bortskaffelse.
GENDANNEDE BRÆNDVÆRDI AF HIGH-CARBON FLYVEASKE
Ud over lav-CO2-produkt til brug i beton, brand opkaldt ProAsh®, STET adskillelse proces også genopretter ellers spildt uforbrændt kulstof i form af kulstof-rige flyveaske, mærkevare EcoTherm™. EcoTherm™ har betydelig brændværdi og kan let returneres til den elektriske kraftværk ved hjælp af STET EcoTherm™ Retursystem til at reducere kulanvendelse på anlægget. Når EcoTherm™ er brændt i nytte kedel, energien fra forbrænding omdannes til højtryks-/højtemperaturdamp og derefter til elektricitet med samme effektivitet som kul, typisk 35%. Omdannelsen af den genvundne termiske energi til elektricitet i ST Equipment & Teknologi LLC EcoTherm™ Retursystem er to til tre gange højere end den konkurrencedygtige teknologi hvor energien er inddrevet som lav-grade varme i form af varmt vand, der er rundsendt til kedlen foder vand system. EcoTherm™ bruges også som en kilde til silica og aluminiumoxid i cementovne, fortrænger de dyrere råvarer, skifer eller bauxit, der anvendes i cementproduktion. Udnytte den høje carbon EcoTherm™ aske enten på et kraftværk eller en cement-ovn, maksimerer energiudnyttelse fra den leverede kul, at reducere behovet for at udvinde og transporterer ekstra brændstof til faciliteter.
STET's Talen energi Brandon kyster, SMEPA RD. Morrow, GITTE Belledune, RWEnpower Didcot, EUF energi West Burton, og RWEnpower Aberthaw flyveaske planter, alle omfatter EcoTherm™ Vende systemer. De centrale komponenter i systemet er præsenteret i figur 2.
Figen. 2 EcoTherm™ Retursystem
STET ASH-FORARBEJDNINGSANLÆG
Kontrolleret lav LOI flyveaske er produceret med STETS teknologi på tolv kraftværker i hele USA, Canada, Storbritannien., Polen, og Republikken Korea. ProAsh® flyveaske
er blevet godkendt til brug af over tyve state highway myndigheder, samt mange andre specifikation agenturer. ProAsh® er også blevet certificeret under Canadian Standards Association og EN 450:2005 kvalitetsstandarder i Europa. Aske behandlingsanlæg ved hjælp af STET teknologi er angivet i tabel 1.
Tabel 1. STET kommercielle operationer
| Nytte / Power Station | Beliggenhed | Start af Kommercielle operationer | Facilitet detaljer |
|---|---|---|---|
| Duke Energy – Roxboro Station | North Carolina USA | Sept. 1997 | 2 Separatorer |
| Talen energi - Brandon Kyster Station | Maryland USA | April 1999 | 2 Separatorer 35,000 ton opbevaring dome. Ecotherm™ afkast 2008 |
| ScotAsh (Lafarge / Skotske Power jointventure) - Longannet Station | Skotland UK | Okt. 2002 | 1 Separator |
| Jacksonville elektriske myndighed - St. John's River Power Park, FL | Florida USA | Maj 2003 | 2 Separatorer Kul/petroleumskoks blandinger Ammoniak fjernelse |
| Syd Mississippi elektrisk Power myndighed Rd. Morrow Station | Mississippi USA | Jan. 2005 | 1 Separator Ecotherm™ afkast |
| New Brunswick magt Virksomheden Belledune Station | Nye Brunswick, Canada | April 2005 | 1 Separator Kul/petroleumskoks blandinger Ecotherm™ afkast |
| RWE npower Didcot Station | England UK | August 2005 | 1 Separator Ecotherm™ afkast |
| Talen energi Brunner ø Station | Pennsylvania USA | December 2006 | 2 Separatorer 40,000 Ton opbevaring dome |
| Tampa Electric Co. Big Bend Station | Florida USA | April 2008 | 3 Separatorer, dobbelt pass 25,000 Ton opbevaring dome Ammoniak fjernelse |
| RWE npower Aberthaw Station (Lafarge Cement UK) | Wales UK | September 2008 | 1 Separator Ammoniak fjernelse Ecotherm™ afkast |
| EUF energi West Burton Station (Lafarge Cement UK, Cemex) | England UK | Oktober 2008 | 1 Separator Ecotherm™ afkast |
| ZGP (Lafarge Cement Polen / Ciech Janikosoda JV) | Polen | Marts 2010 | 1 Separator |
| Korea sydøstlige magt Yeongheung enheder 5&6 | Sydkorea | September 2014 | 1 Separator Ecotherm™ afkast |
| Lafarge Cement Polen Warszawa | Polen | 2016 | 1 Separator |
KONKLUSIONER
Maksimere udnyttelsen af flyveaske som erstatning for cement i konkret produktion væsentligt reducerer de CO2-emissioner i forbindelse med byggeaktivitet. Men, forurening kontrolsystemer gennemføres af de kulfyrede kraftværker har resulteret i en reduktion af tilgængelige flyveaske møde beton-grade specifikationer. Yderligere forventes forringelse af kvaliteten, flyveaske på grund af yderligere reduktioner i emissionerne af tilladte. For at undgå tab af denne værdifulde ressource af materiale til konkret produktion samt reduktion af udledningen af drivhusgasser er forbundet med beton konstruktion, processer for at genoprette kvaliteten af flyveaske i et økonomisk og miljømæssigt bæredygtig måde er nødvendige.
Forberednings af flyveaske med STET processer yderligere øger udbuddet af dette vigtige materiale. STET-beneficiationsprocesserne er fortsat de mest anvendte metoder til at opgradere ellers ubrugelig flyveaske til materialer af høj værdi til cementudskiftning i beton. Atten SETT carbon separatorer er i øjeblikket på plads med over 100 maskine-års drift.
ProAsh® har fundet bred accept i den konkrete industri som en præmie flyveaske kræver langt mindre overvågning af luft medrivning krav på grund af mindre LOI variabilitet end andre aske. Returnere high-carbon koncentrat fra STET proces til kedel på et kraftværk tillader inddrivelse af gendannede carbon brændstof værdi på en virkningsgrad svarende til kul. STET tilbyder økonomiske midler til at genvinde aske til brug af høj værdi, der ellers ville blive deponeret. Elektrostatisk carbon adskillelse og Ecotherm™ Retur til kedlen leverer en modulær løsning til et hjælpeprogram flyveaske behov. Disse processer kan gennemføres i faser, eller som et enkelt projekt.
REFERENCER
[1] Amerikanske kulfyring aske kul produkter og brug statistik:
https://www.acaa-usa.org/Publications/Production-Use-Reports/
