Choisir la langue:
STET La séparation triboélectrostatique a été utilisée pour la bienscommerciale commerciale des cendres volantes à combustion du charbon pour produire un produit à faible teneur en carbone destiné à remplacer le ciment dans le béton pendant près de 20 ans....
Download PDFF. Hrach, S. Gasiorowski, H.Guicherd
ST Equipment & Technologies LLC (STET), 101 Hampton Avenue, MA Needham 02494 USA
CONFÉRENCE: Vietbuild Ho Chi Minh ville – juin 2015
MOTS-CLÉS: Triboelectrostatic, Valorisation, Sécher les cendres volantes, Séparation de carbone Résumé
État Triboelectrostatic séparation a été utilisée pour la valorisation commerciale des cendres volantes de charbon combustion pour produire un produit de faible teneur en carbone pour utilisation comme substitut de ciment dans le béton pendant près de vingt ans. Avec 18 séparateurs en 12 charbon des centrales électriques à travers le monde, ST Equipment & Technology LLC (STET) séparateur électrostatique brevetée a été utilisé pour produire plus 15 Millions de tonnes de produits de faible teneur en carbone.
À ce jour, la valorisation commerciale des cendres volantes a été réalisée exclusivement sur la cendre sèche « run de station ». STET de valorisation électrostatique technologie réduit la teneur en carbone de cendres volantes de charbon, production cohérente, cendres de faible teneur en carbone pour utilisation comme substitut pour le ciment. Cendres volantes avec des niveaux de carbone jusqu'au 25% ont été utilisées pour produire des cendres avec un niveau de carbone contrôlé de 2 ± 0.5%. Un produit riche en carbone est produit simultanément pour récupérer la valeur du carburant du.
INTRODUCTION
L'Association de cendres de charbon américain (ACAA) enquête annuelle sur la production et l'utilisation de cendres volantes de charbon les rapports entre 1966 et 2011, plus de 2.3 milliards de tonnes courtes de cendres volantes ont été produites par des chaudières utilitaires alimentées au charbon.1 De cette quantité, environ 625 millions de tonnes ont été utilisées avantageusement, surtout pour la production de ciment et de béton. Cependant, les autres 1.7+ milliards de tonnes se trouvent principalement dans les décharges ou rempli les réservoirs de retenue s'est accumulées. Alors que le taux d'utilisation des produits fraîchement cendres volantes ont considérablement augmenté ces dernières années, avec les taux actuels près de 45%, environ 40 millions de tonnes de cendres volantes continuent d'être éliminées chaque année. Alors que le taux d'utilisation en Europe ont été beaucoup plus élevés aux États-Unis., des volumes considérables de cendres volantes ont également été stockés dans des décharges et des mises en fourrière dans certains pays européens. Une quantité excessive de carbone non brûlé dans les cendres volantes est le problème le plus fréquent. L'American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO) et normes européennes (FR 450 Catégorie A) exiger que la quantité de carbone non brûlé dans les cendres volantes, mesurée par perte au feu (LOI) pas dépasser 5% par poids. Cependant, à partir du milieu des années 1990, installation d'équipement de contrôle mandaté NOx dans des centrales au charbon ont augmenté le carbone (LOI) contenu d'une grande partie des cendres volantes précédemment négociables. Exigences supplémentaires pour réduire les NOx et autres émissions de centrales électriques ont entraîné la contamination des cendres volantes contenant de l'ammoniaque. En conséquence, tout en comprenant les avantages de l'utilisation de cendres volantes dans le béton continue d'augmenter, la disponibilité de cendres volantes de qualité appropriée est en baisse. Processus d'économiquement bénéficient hors qualité cendres volantes sont donc également de s'intéresser à la puissance et les industries de béton. STET a frayé un chemin de tels procédés pour l'élimination de carbone et ammoniac de cendres volantes.
PRÉSENTATION DE LA TECHNOLOGIE – SÉPARATION DE CARBONE DE CENDRES VOLANTES
Dans le séparateur de carbone STET (Figure 1), le matériau est introduit dans le mince espace entre deux électrodes planaires parallèles. Les particules sont facturés triboelectrically par interparticle
contact. Le carbone chargé positivement et négativement chargé minéral (dans les cendres fraîchement généré qui n'a pas été humidifié et séché) sont attirés par les face à électrodes. Les particules sont ensuite emportés par une ceinture de mouvement continue et transportés dans des directions opposées. La ceinture déplace l'adjacent à chaque électrode vers les extrémités opposées du séparateur de particules. La vitesse de bande élevée permet également à des débits très élevés, up to 36 tonnes / heure sur un seul séparateur. Le petit écart, domaine haute tension, flux de contre-courant, agitation vigoureuse de particule-particule et action nettoyage automatique de la courroie sur les électrodes sont les caractéristiques essentielles de la STET séparateur. En contrôlant les divers paramètres du procédé, comme la vitesse du tapis, le point d'alimentation, et le taux d'alimentation, le processus STET produit cendres LOI faible contenu carbone de moins de 1.5 À 4.5% d'alimentation des cendres volantes dont la LOI de 4% à plus 25%.
Fig. 1 STET séparateur
La conception du séparateur est relativement simple et compact. Une machine conçue pour traiter 36 tonnes / heure sont d'environ 9 m (30 ft.) long, 1.5 m (5 ft.) large, et 2.75 m (9 ft.) haute. La courroie et les galets associés sont les seules parties mobiles. Les électrodes sont stationnaires et composé d'un matériau approprié résistant. La ceinture est en plastique non conducteur. Du séparateur puissance est sur 1 kilowatt-heure par tonne de matière traitée avec la plus grande partie de l'énergie consommée par deux moteurs de la courroie.
Le processus est entièrement sec, ne nécessite pas de matériaux supplémentaires autres que les cendres volantes et ne produit pas d'épurations d'eaux usées ou d'air. Les matériaux récupérés sont constitués de ramener en teneur en carbone à un niveau approprié pour l'usage comme un adjuvant pouzzolanique dans le béton de cendres volantes, et une fraction riche en carbone utile comme combustible. Utilisation de deux flux de produits fournit un 100% solution aux problèmes d'élimination des cendres volantes.
VALEUR DE CARBURANT RÉCUPÉRÉ DES CENDRES VOLANTES DE HAUTE TENEUR EN CARBONE
En plus du produit de faible teneur en carbone pour une utilisation dans le béton, tout nommé ProAsh®, la séparation de STET traiter également récupère autrement gaspillée de carbone non brûlé sous forme de cendres volantes riches en carbone, EcoTherm marque™. EcoTherm™ a valeur de carburant significative et peuvent facilement être retournées à la centrale électrique à l’aide de la STET EcoTherm™ Système de retour pour réduire l’utilisation de charbon à l’usine. Lorsque EcoTherm™ est brûlé dans la chaudière de l’utilitaire, l'énergie de la combustion est convertie en vapeur à haute pression/haute température, puis en électricité à la même efficacité que le charbon, en général 35%. La conversion de l'énergie thermique récupérée en électricité dans ST Equipment & Technologie LLC EcoTherm™ Système de retour est deux à trois fois supérieur à celui de la technologie compétitive où l’énergie est récupérée comme la chaleur sous forme d’eau chaude qui circule dans la chaudière eau système d’alimentation. EcoTherm™ est aussi utilisé comme une source de silice et d’alumine dans les fours à ciment, déplaçant les matières premières plus chers, comme les schistes ou bauxite, qui sont utilisés dans la production de ciment. Utilisant le carbone haut EcoTherm™ cendres dans une centrale électrique ou un four à ciment, maximise la récupération de l'énergie provenant du charbon livré, réduisant le besoin d'extraire et de transporter le carburant supplémentaire aux installations.
État s Talen énergie Brandon rives, SMEPA R.D. Morrow, NBP Belledune, Didcot npower, EDF Energy West Burton, et les plantes de cendres volantes RWEnpower Aberthaw, toutes comprennent EcoTherm™ Systèmes de retour. Les composantes essentielles du système sont présentées dans la Figure 2.
Fig. 2 EcoTherm™ Système de retour
INSTALLATIONS DE TRAITEMENT DES CENDRES STET
Contrôlée basse cendres volantes de lettre d'intention est produite grâce à la technologie de STET à douze centrales partout aux États-Unis, Canada, au Royaume-Uni., Pologne, et la République de Corée. Cendres volantes ProAsh®
a été approuvé pour une utilisation par les autorités plus de vingt de route de l'État, ainsi que de nombreuses autres agences de la spécification. ProAsh® a également été certifiée en vertu de l'Association canadienne de normalisation et de l'EN 450:2005 normes de qualité en Europe. Installations de traitement des cendres en utilisant la technologie STET sont répertoriées dans le tableau 1.
Tableau 1. STET opérations commerciales
| Utilitaire / Centrale électrique | Emplacement | Début de la Commerciale opérations | Détails de l'installation |
|---|---|---|---|
| Duke Energy – Roxboro Station | Caroline du Nord USA | Sept. 1997 | 2 Séparateurs |
| Énergie de Talen - Brandon Gare de rives | Maryland USA | Avril 1999 | 2 Séparateurs 35,000 ton dôme de stockage. Ecotherm™ retour 2008 |
| ScotAsh (Lafarge / Écossais Puissance de la coentreprise) - Longannet Station | Ecosse UK | Oct. 2002 | 1 Séparateur de |
| Jacksonville autorité électrique - St. Parc de la rivière de John Power, FL | Floride USA | May 2003 | 2 Séparateurs Mélanges de coke de charbon/pétrole Enlèvement de l'ammoniac |
| Électrique du sud du Mississippi Office de l'électricité R.D. Morrow Station | Mississippi USA | Jan. 2005 | 1 Séparateur de Ecotherm™ retour |
| New Brunswick Power Compagnie Station de Belledune | Nouveau Brunswick, Canada | Avril 2005 | 1 Séparateur de Mélanges de coke de charbon/pétrole Ecotherm™ retour |
| RWE npower Didcot Station | L'Angleterre UK | August 2005 | 1 Séparateur de Ecotherm™ retour |
| Île de Talen énergétique Brunner Station | Pennsylvania USA | Décembre 2006 | 2 Séparateurs 40,000 Ton dôme de stockage |
| Tampa Electric Co. Station de Big Bend | Floride USA | Avril 2008 | 3 Séparateurs, double col 25,000 Ton dôme de stockage Enlèvement de l'ammoniac |
| RWE npower Aberthaw Station (Lafarge Cement UK) | Au pays de Galles UK | Septembre 2008 | 1 Séparateur de Enlèvement de l'ammoniac Ecotherm™ retour |
| EDF Energy West Burton Station (Ciment Lafarge UK, Cemex) | L'Angleterre UK | Octobre 2008 | 1 Séparateur de Ecotherm™ retour |
| ZGP (Lafarge ciment Pologne / Ciech Janikosoda JV) | Pologne | Mars 2010 | 1 Séparateur de |
| Korea South-East Power Yeongheung unités 5&6 | Corée du Sud | Septembre 2014 | 1 Séparateur de Ecotherm™ retour |
| Lafarge ciment Pologne Varsovie | Pologne | 2016 | 1 Séparateur de |
CONCLUSIONS
Maximiser l'utilisation de cendres volantes comme un substitut de ciment dans la production de béton sensiblement à réduire les émissions de dioxyde de carbone associées aux activités de construction. Cependant, systèmes de contrôle de la pollution mis en œuvre par les centrales électriques alimentées au charbon ont donné lieu à une réduction des cendres volantes disponible répondant aux spécifications de qualité béton. Plus la dégradation de la qualité des cendres volantes est prévue en raison de nouvelles réductions des émissions de gaz autorisée. Afin d'éviter la perte de cette précieuse ressource de matériel pour la production de béton ainsi que la réduction des émissions de gaz à effet de serre associés à la construction en béton, procédés pour la restauration de la qualité des cendres volantes d'une manière écologiquement viable et économique sont nécessaires.
La valorisation des cendres volantes avec processus de STET augmente la fourniture de ce matériel important. Les processus de bienfaitstissement STET continuent d'être les méthodes les plus largement appliquées pour mettre à niveau les cendres volantes autrement inutilisables en matériaux de grande valeur pour le remplacement du ciment dans le béton. Séparateurs de carbone SETT dix-huit sont actuellement en place avec plus de 100 machine-années d'exploitation.
ProAsh® n'a été largement acceptée dans l'industrie du béton comme une cendre volante de prime exigeant beaucoup moins suivi des exigences de l'entraînement d'air à cause de moins de variabilité LOI que d'autres cendres. Retour du concentré de haute teneur en carbone du processus de STET à la chaudière d'une centrale électrique permet la récupération de la valeur du carburant carbone récupéré un rendement similaire au charbon. StET offre des moyens économiques de récupérer les cendres pour une utilisation de grande valeur qui serait autrement enfouie. Séparation électrostatique carbone et Ecotherm™ Retour à la chaudière fournit une solution modulaire pour les besoins de cendres volantes de l’utilitaire. Ces processus peuvent être implémentées dans les phases, ou comme un projet unique.
RÉFÉRENCES
[1] Produits de Combustion de charbon américain charbon Ash et statistiques sur l'usage:
https://www.acaa-usa.org/Publications/Production-Use-Reports/
