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Separación de Triboelectrostatic se ha utilizado para el beneficio comercial de cenizas volantes del carbón combustión para producir un producto de baja emisión de carbono para su uso como sustituto del cemento en el hormigón para casi 20 años....
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Equipo ST & Technologies LLC (STET), 101 Hampton Avenue, Needham MA 02494 ESTADOS UNIDOS
CONFERENCIA: Vietbuild ciudad de Ho Chi Minh – junio 2015
PALABRAS CLAVE: Triboelectrostatic, Reducción, Cenizas en seco, Separación de carbono Resumen
Separación de Triboelectrostatic se ha utilizado para el beneficio comercial de cenizas volantes del carbón combustión para producir un producto de baja emisión de carbono para su uso como un reemplazo de cemento en el hormigón durante casi veinte años. Con 18 separadores en 12 centrales eléctricas de carbón en todo el mundo, Equipo ST & Technology, LLC (STET) separador electrostático patentado se ha utilizado para producir sobre 15 Millones de toneladas de productos de baja emisión de carbono.
Hasta la fecha, beneficio comercial de las cenizas volantes se ha realizado exclusivamente en ceniza seca "funcionamiento de la estación". STET de la tecnología de reducción electrostática reduce el contenido de carbono de las cenizas volantes de carbón, producción consistente, ceniza de baja emisión de carbono para su uso como sustituto de cemento. Ceniza con niveles de carbono hasta 25% se han utilizado para producir ceniza con un nivel de carbono controlado de 2 ± 0.5%. Un producto rico en carbono se produce al mismo tiempo para recuperar el valor del combustible del carbón.
INTRODUCCIÓN
La American Coal Ash Association (ACAA) encuesta anual de la producción y el uso de cenizas volantes del carbón informa que entre 1966 y 2011, sobre 2.3 mil millones toneladas cortas de ceniza han sido producidos por boilers.1 de carbón de la utilidad de esta cantidad, aproximadamente 625 millones de toneladas se han utilizado de manera beneficiosa, sobre todo para la producción de cemento y hormigón. Sin embargo, el restante 1.7+ miles de millones de toneladas se encuentran principalmente en los vertederos o llenado embalses del. Mientras que las tasas de utilización para recién generan ceniza han aumentado considerablemente en los últimos años, con las tasas actuales cerca de 45%, aproximadamente 40 millones de toneladas de ceniza continúa a ser desechadas anualmente. Mientras que las tasas de utilización en Europa han sido mucho más altas que en los Estados Unidos, grandes cantidades de cenizas volantes también se han almacenado en vertederos y embalses en algunos países europeos. Una cantidad excesiva de carbono sin quemar en las cenizas volantes es el problema más común. La Asociación Americana de carretera estatal y funcionarios de transporte (AASHTO) y normas europeas (EN 450 Categoría A) requiere que la cantidad de carbono inquemado en cenizas volantes, medido por la pérdida en la ignición (LOI) no exceder 5% por peso. Sin embargo, a partir de mediados de la década de 1990, instalación de equipos de control de NOx por mandato en centrales eléctricas de carbón aumentó el carbono (LOI) contenido de gran parte de las cenizas volantes previamente negociables. Requisitos adicionales para reducir NOx y otros gases de la planta de energía han provocado la contaminación de las cenizas volantes con amoníaco. Como una consecuencia, mientras que entender los beneficios de la utilización de cenizas volantes en hormigón continúa aumentando, está disminuyendo la disponibilidad de las cenizas volantes de calidad adecuada. Procesos económicamente beneficiar de calidad las cenizas volantes son por lo tanto también de creciente interés para la industria concreto y poder. STET ha sido pionero en estos procesos para la eliminación de carbono y amoníaco de ceniza.
DESCRIPCIÓN DE LA TECNOLOGÍA – SEPARACIÓN DE CARBONO DE LAS CENIZAS VOLANTES
En el separador de carbono STET (Figura 1), el material se alimenta en el delgado espacio entre dos electrodos planos paralelos. Las partículas se cargan triboelectrically por interparticle
Póngase en contacto con. El carbono cargado positivamente y el mineral cargado negativamente (en ceniza recién generado que no se ha humedecido y secado) se sienten atraídos por enfrente de los electrodos. Las partículas son arrastradas por una correa continua de movimiento y transmite en direcciones opuestas. La correa mueve las partículas adyacentes a cada electrodo hacia extremos opuestos del separador de. La velocidad alta de la banda también permite rendimientos muy altos, hasta 36 toneladas por hora en un solo separador. El pequeño espacio, campo de alto voltaje, flujo a contracorriente, agitación vigorosa de partículas de partículas y la acción de auto-limpieza de la correa en los electrodos son las características del separador STET. Mediante el control de varios parámetros de proceso, como la velocidad de la cinta, el punto de alimentación, y tasa de alimentación, el proceso STET produce ceniza LOI baja en contenido de carbono de menos de 1.5 Para 4.5% de alimentación volar las cenizas de LOI de 4% a más 25%.
Fig. 1 STET separador
El diseño del separador es relativamente simple y compacto. Una máquina diseñada para procesar 36 toneladas por hora son de aproximadamente 9 m (30 ft.) largo, 1.5 m (5 ft.) amplia, y 2.75 m (9 ft.) alta. La correa y rodillos de asociados son las únicas partes móviles. Los electrodos son inmóviles y compuesto de un material apropiado resistente. El cinturón está hecho de plástico no conductora. Consumo de energía del separador es sobre 1 kilovatios por tonelada de material procesado con la mayoría de la energía consumida por dos motores de la banda de conducción.
El proceso es totalmente seco, no requiere ningún material adicional que no sea de la ceniza y no produce ninguna emisión de aguas residuales o el aire. Los materiales recuperados consisten en ceniza reducido en contenido de carbono a niveles adecuados para uso como un aditivo puzolánico en concreto, y una fracción de alto carbón como combustible. Utilización de dos corrientes de producto proporciona un 100% solución a los problemas de disposición de cenizas volantes.
COMBUSTIBLE RECUPERADO VALOR DE HIGH-CARBON CENIZA
Además el producto de baja emisión de carbono para uso en concreto, marca de fábrica nombrada ProAsh ®, la separación de STET proceso también se recupera de lo contrario pierde incombusto carbón en forma de cenizas volantes de carbón-ricos, EcoTherm marca™. EcoTherm™ tiene valor de combustible significativo y fácilmente puede ser devuelto a la planta de energía eléctrica utilizando la STET EcoTherm™ Sistema de retorno para reducir el uso de carbón en la planta de. Cuando EcoTherm™ se quema en la caldera de utilidad, la energía de la combustión se convierte a vapor de alta presión /high-temperature y luego a la electricidad con la misma eficiencia como carbón, por lo general 35%. La conversión de la energía térmica recuperada a la electricidad en ST Equipment & Tecnología LLC EcoTherm™ Sistema de retorno es dos a tres veces mayor que el de la tecnología competitiva donde se recupera la energía como calor de calidad inferior en forma de agua caliente que recircula a la caldera de sistema de agua. EcoTherm™ también se utiliza como fuente de sílice y alúmina en hornos de cemento, desplazamiento de las materias primas más caras, como pizarra o bauxita, que se utilizan en la producción de cemento. Utilizando EcoTherm de alto carbón™ ceniza en una central eléctrica o un horno de cemento, maximiza la recuperación de la energía del carbón entregado, reducir la necesidad de la mina y el transporte de combustible adicional a las instalaciones.
'S Talen energía Brandon costas, SMEPA R.D. Mañana, Belledune NBP, RWEnpower Didcot, EDF Energy West Burton, y plantas de RWEnpower Aberthaw ceniza, todos incluyen EcoTherm™ Sistemas de retorno. Los componentes esenciales del sistema se presentan en la figura 2.
Fig. 2 EcoTherm™ Sistema de retorno
STET PROCESADORAS DE CENIZA
LOI controlados bajo las cenizas volantes se produce con tecnología de STET en doce centrales en los Estados Unidos, Canadá, el Reino Unido., Polonia, y la República de Corea. Ceniza de ProAsh ®
ha sido aprobado para su uso por más de veinte autoridades del estado de carretera, así como muchos otros organismos de la especificación. ProAsh® también ha sido certificado bajo la Asociación de normas canadienses y EN 450:2005 estándares de calidad en Europa. Instalaciones de procesamiento de cenizas utilizando la tecnología STET se enumeran en tabla 1.
Tabla 1. STET operaciones comerciales
| Utilidad / Central eléctrica | Ubicación | Inicio de la Comercial operaciones de | Detalles de las instalaciones |
|---|---|---|---|
| Duke Energy – Roxboro Estación de | Carolina del norte ESTADOS UNIDOS | Sept. 1997 | 2 Separadores |
| Energía de Talen - Brandon Estación de orillas | Maryland ESTADOS UNIDOS | Abril 1999 | 2 Separadores 35,000 Domo de almacenamiento de tonelada. Retorno de ECOTHERM ™ 2008 |
| ScotAsh (Lafarge / Escocés Potencia conjunta) - Estación de Longannet | Escocia REINO UNIDO | Oct. 2002 | 1 Separador de |
| Autoridad eléctrica Jacksonville - St. Parque de energía de Río de John, FL | La Florida ESTADOS UNIDOS | Mayo 2003 | 2 Separadores Mezcla carbón/Petcoke Eliminación de amoniaco |
| Eléctrica del sur de Mississippi Autoridad de energía R.D. Mañana Estación de | Mississippi ESTADOS UNIDOS | Jan. 2005 | 1 Separador de Retorno de ECOTHERM ™ |
| New Brunswick Power Empresa Estación de belledune | Nuevo Brunswick, Canadá | Abril 2005 | 1 Separador de Mezcla carbón/Petcoke Retorno de ECOTHERM ™ |
| RWE npower Estación de Didcot | Inglaterra REINO UNIDO | Agosto 2005 | 1 Separador de Retorno de ECOTHERM ™ |
| Talen energía Brunner Island Estación de | Pennsylvania ESTADOS UNIDOS | Diciembre 2006 | 2 Separadores 40,000 Domo de almacenamiento de tonelada |
| Tampa Electric Co. Estación de Big Bend | La Florida ESTADOS UNIDOS | Abril 2008 | 3 Separadores, doble paso 25,000 Domo de almacenamiento de tonelada Eliminación de amoniaco |
| RWE npower Estación de Aberthaw (Lafarge Cemento, Reino Unido) | País de Gales REINO UNIDO | Septiembre 2008 | 1 Separador de Eliminación de amoniaco Retorno de ECOTHERM ™ |
| EDF Energy West Burton Estación de (Lafarge cemento Reino Unido, CEMEX) | Inglaterra REINO UNIDO | Octubre 2008 | 1 Separador de Retorno de ECOTHERM ™ |
| ZGP (Lafarge cemento Polonia / Ciech Janikosoda JV) | Polonia | Marzo 2010 | 1 Separador de |
| Corea del sur-este poder Unidades de Yeongheung 5&6 | Corea del sur | Septiembre 2014 | 1 Separador de Retorno de ECOTHERM ™ |
| Lafarge cemento Polonia Varsovia | Polonia | 2016 | 1 Separador de |
CONCLUSIONES
Maximizar la utilización de cenizas volantes como sustituto del cemento en la producción de hormigón substancialmente reduce las emisiones de dióxido de carbono asociadas a actividad de la construcción. Sin embargo, sistemas de control de la contaminación implementados por las centrales de carbón han resultado en una reducción de ceniza disponible que cumplan con las especificaciones del concreto-grado. Más se espera que la degradación de la calidad de la ceniza debido a nuevas reducciones en las emisiones de gases permitidas. Para evitar la pérdida de este valioso recurso de material para producción de concreto así como la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero asociados con construcción de hormigón, se necesitan procesos para restaurar la calidad de las cenizas volantes de una manera económica y ambientalmente viable.
La reducción de las cenizas volantes con STET procesos más aumenta el suministro de este importante material. La reducción de STET procesos continúan siendo los métodos más ampliamente aplicados para actualizar otra manera inutilizable cenizas volantes a los materiales de alto valor para el reemplazo de cemento en hormigón. Separadores de carbono SETT dieciocho están en el lugar con más de 100 máquina-años de funcionamiento.
ProAsh ® ha encontrado amplia aceptación en la industria del concreto como una ceniza premium que requieren menos supervisión de requisitos de arrastre de aire debido a la menor variabilidad LOI que otras cenizas. Regresar el concentrado de alto carbono del proceso STET a la caldera en una central eléctrica permite la recuperación del valor del combustible de carbón recuperado con una eficiencia similar al carbón. STET medios económicos ofrece recuperación de ceniza para uso de alto valor que lo contrario sería ser depositados en vertederos. Separación electrostática carbono y Ecotherm™ retorno a la caldera proporciona una solución modular a las necesidades de las cenizas volantes de la utilidad. Estos procesos pueden aplicarse en las fases, o como un único proyecto.
REFERENCIAS
[1] Estadísticas de uso y productos de la combustión de carbón de ceniza de carbón americano:
https://www.acaa-usa.org/Publications/Production-Use-Reports/
