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Separazione Triboelectrostatic STET è stato utilizzato per l'arricchimento commerciale di ceneri di carbone combustione per produrre un prodotto di basso tenore di carbonio per l'uso come un sostituto di cemento nel calcestruzzo per quasi 20 anni....
Scarica il PDFF. Hrach, S. Gasiorowski, H.Guicherd
ST attrezzature & Technologies LLC (STET), 101 Hampton Avenue, Needham MA 02494 STATI UNITI D'AMERICA
CONFERENZA: VIETBUILD Ho Chi Minh City – giugno 2015
PAROLE CHIAVI: Triboelectrostatic, Arricchimento, Dry Fly Ash, Separazione di carbonio astratto
Separazione Triboelectrostatic STET è stato utilizzato per l'arricchimento commerciale di ceneri di carbone combustione per produrre un prodotto di basso tenore di carbonio per l'uso come un sostituto di cemento nel calcestruzzo per quasi vent'anni. Con 18 separatori in 12 centrali a carbone in tutto il mondo, ST attrezzature & Technology LLC (STET) separatore elettrostatico brevettato è stato utilizzato per produrre sopra 15 Milioni di tonnellate di prodotto a basso tenore di carbonio.
Fino ad oggi, commerciale arricchimento di ceneri è stata eseguita esclusivamente sulla cenere secca "esecuzione della stazione". STET di tecnologia elettrostatica arricchimento riduce il contenuto di carbonio delle ceneri di carbone, produzione coerente, cenere di basso tenore di carbonio per uso come un sostituto per cemento. Fly ash con i livelli di carbonio fino al 25% sono stati utilizzati per la produzione di cenere con un livello di carbonio controllata di 2 ± 0.5%. Un prodotto ricco di carbonio è prodotto simultaneamente per recuperare il valore di carburante del carbonio.
INTRODUZIONE
L'associazione di cenere di carbone americano (ACAA) indagine annuale sulla produzione e l'uso di ceneri di carbone segnala che tra 1966 e 2011, sopra 2.3 miliardo tonnellate di ceneri volanti sono state prodotte da boilers.1 carbone utilità di tale importo, circa 625 milioni di tonnellate sono stati usati favorevolmente, principalmente per la produzione di cemento e calcestruzzo. Tuttavia, il restante 1.7+ miliardi di tonnellate si trovano principalmente nelle discariche o riempito impoundments ponded. Mentre i tassi di utilizzo per appena generato ceneri sono aumentate considerevolmente negli ultimi anni, con i tassi correnti vicino 45%, circa 40 milioni di tonnellate di ceneri continua ad essere smaltiti ogni anno. Mentre i tassi di utilizzo in Europa sono stati molto superiori negli Stati Uniti, un volume considerevole di ceneri sono stato memorizzato anche in discariche e impoundments in alcuni paesi europei. Una quantità eccessiva di carbonio incombusto in cenere volatile è il problema più comune. L'American Association of State Highway e funzionari di trasporto (AASHTO) e norme europee (IT 450 Categoria A) richiedono che la quantità di carbonio incombusto in cenere volatile, misurata dalla perdita su accensione (LOI) non superare 5% di peso. Tuttavia, a partire da mid-1990s, installazione di apparecchiature di controllo NOx affidata alle centrali elettriche a carbone ha aumentato il carbonio (LOI) contenuto di gran parte delle ceneri precedentemente negoziabili. Ulteriori requisiti per ridurre NOx e altri le emissioni delle centrali hanno provocato la contaminazione di ceneri con ammoniaca. Di conseguenza, mentre capire i vantaggi dell'utilizzo di ceneri in cemento continua ad aumentare, la disponibilità di qualità adeguata fly ash sta diminuendo. Processi a beneficiare economicamente-fuori-qualità ceneri sono così anche di crescente interesse per il potere e le industrie di cemento. STET è stato il pioniere tali processi per la rimozione di carbonio e di ammoniaca da ceneri.
PANORAMICA DELLA TECNOLOGIA – CENERI CARBONIO SEPARAZIONE
Nel separatore di carbonio STET (Figura 1), il materiale è inserito nella fessura sottile tra due elettrodi planari paralleli. Le particelle triboelectrically pagano da interparticella
contatto. Il carbonio carico positivamente e negativamente caricato minerale (in frassino appena generato che non è stato bagnato e asciugato) sono attratti da fronte elettrodi. Le particelle vengono travolti da una cintura di movimento continua e convogliate in direzioni opposte. La cinghia si muove le particelle adiacenti a ciascun elettrodo verso estremità opposte del separatore. La velocità del nastro alta consente inoltre molto elevati volumi di produzione, fino a 36 tonnellate l'ora su un singolo separatore. Il piccolo spazio, campo di alta tensione, flusso controcorrente, agitazione vigorosa particella-particella e azione autopulente della cintura sugli elettrodi sono le caratteristiche critiche del separatore STET. Controllando i vari parametri di processo, come la velocità del nastro, il punto di alimentazione, e velocità di avanzamento, il processo STET produce ceneri LOI basso contenuto di carbonio di meno di 1.5 A 4.5% dalle ceneri dell'alimentazione che vanno in LOI da 4% a oltre 25%.
Fico. 1 STET separatore
Il design di separatore è relativamente semplice e compatto. Una macchina progettata per elaborare 36 tonnellate l'ora sono di circa 9 m (30 Ft.) lungo, 1.5 m (5 Ft.) ampia, e 2.75 m (9 Ft.) alta. La cinghia e i rulli associati sono le uniche parti in movimento. Gli elettrodi sono stazionari e composto di un materiale durevole in modo appropriato. La cintura è fatta di plastica non conduttivo. Consumo di energia del separatore è circa 1 chilowattora per tonnellata di materiale lavorato con la maggior parte della potenza consumata da due motori la cinghia di azionamento.
Il processo è completamente asciutto, non richiede nessun materiali aggiuntivi tranne la cenere volatile e non produce acque reflue o aria emissioni. I materiali recuperati consistono di ceneri ridotto a tenore di carbonio ai livelli adatto ad uso come una mescolanza pozzolanica in calcestruzzo, e una frazione di alto tenore di carbonio utile come combustibile. L'utilizzo di entrambi i flussi prodotto fornisce un 100% soluzione ai problemi di smaltimento ceneri.
VALORE DI COMBUSTIBILE DA RIFIUTI DI CENERI DI ALTO TENORE DI CARBONIO
Oltre al prodotto di basse emissioni di carbonio nel calcestruzzo, marca di nome ProAsh®, la separazione di STET processo inoltre recupera altrimenti sprecato carbonio incombusto sotto forma di ceneri di carbonio-ricco, EcoTherm marca™. EcoTherm™ ha valore di carburante significativi e facilmente possono essere restituiti per la centrale elettrica usando il EcoTherm STET™ Sistema di ritorno per ridurre l'uso di carbone presso lo stabilimento. Quando EcoTherm™ è bruciato nella caldaia utilità, l'energia dalla combustione viene convertito in vapore ad alta pressione /high-temperature e quindi di energia elettrica presso la stessa efficienza del carbone, in genere 35%. La conversione dell'energia termica recuperata all'elettricità in ST Equipment & Technology LLC EcoTherm™ Sistema di ritorno è due o tre volte superiore a quella della tecnologia competitiva dove l'energia viene recuperata come basso-classificare calore sotto forma di acqua calda che circola alla caldaia acqua sistema di alimentazione. EcoTherm™ viene anche utilizzato come fonte di silice e allumina nei forni per cemento, spostando le materie prime più costose, come scisto o bauxite, che vengono utilizzati nella produzione di cemento. Utilizzando il carbonio alto EcoTherm™ cenere o presso una centrale elettrica o un forno da cemento, massimizza il recupero di energia dal carbone trasportato, riducendo la necessità di miniera e trasporto di carburante supplementari per le strutture.
STET s Talen energia Brandon Shores, SMEPA RAVASINI. Morrow, NBP Belledune, RWEnpower Didcot, EDF Energy West Burton, e RWEnpower Aberthaw ceneri piante, Tutte sono dotate di EcoTherm™ Sistemi di restituzione. Le componenti essenziali del sistema sono presentate nella figura 2.
Fico. 2 EcoTherm™ Sistema di ritorno
STET IMPIANTI DI TRASFORMAZIONE DI ASH
Controllata bassa ceneri LOI è prodotto con tecnologia di STET alle dodici centrali durante gli Stati Uniti, Canada, Regno Unito, Polonia, e la Repubblica di Corea. ProAsh® fly ash
è stato approvato per l'uso da più di venti autorità autostrada, così come molte altre agenzie di specifica. ProAsh® è anche stato certificato sotto il Canadian Standards Association ed EN 450:2005 standard di qualità in Europa. Impianti di trasformazione di cenere utilizzando la tecnologia STET sono elencati nella tabella 1.
tavolo 1. STET operazioni commerciali
| Utilità / Centrale elettrica | Posizione | Inizio della Commerciale operazioni di | Dettagli struttura |
|---|---|---|---|
| Duke Energy – Roxboro Stazione | Carolina del Nord STATI UNITI D'AMERICA | Sept. 1997 | 2 Separatori |
| Talen energia - Brandon Stazione di Shores | Maryland STATI UNITI D'AMERICA | Aprile 1999 | 2 Separatori 35,000 cupola di deposito di tonnellata. Ritorno Ecotherm™ 2008 |
| ScotAsh (Lafarge / Scozzese Potenza Joint Venture) - Longannet stazione | Scozia REGNO UNITO | Oct. 2002 | 1 Separatore |
| Jacksonville elettrico autorità - St. Parco di John fiume Potenza, FL | Florida STATI UNITI D'AMERICA | Maggio 2003 | 2 Separatori Miscele di carbone/coke di petrolio Rimozione di ammoniaca |
| Sud del Mississippi elettrico Power Authority Ravasini. Morrow Stazione | Mississippi STATI UNITI D'AMERICA | Jan. 2005 | 1 Separatore Ritorno Ecotherm™ |
| New Brunswick Power Azienda Stazione di Belledune | Nuovo Brunswick, Canada | Aprile 2005 | 1 Separatore Miscele di carbone/coke di petrolio Ritorno Ecotherm™ |
| RWE npower Stazione di Didcot | Inghilterra REGNO UNITO | Agosto 2005 | 1 Separatore Ritorno Ecotherm™ |
| L'isola di talen energia Brunner Stazione | Pennsylvania STATI UNITI D'AMERICA | Dicembre 2006 | 2 Separatori 40,000 Cupola di deposito di tonnellata |
| Tampa Electric Co. Stazione di Big Bend | Florida STATI UNITI D'AMERICA | Aprile 2008 | 3 Separatori, doppio passo 25,000 Cupola di deposito di tonnellata Rimozione di ammoniaca |
| RWE npower Stazione di Aberthaw (Lafarge Cemento nel Regno Unito) | Galles REGNO UNITO | Settembre 2008 | 1 Separatore Rimozione di ammoniaca Ritorno Ecotherm™ |
| EDF Energy West Burton Stazione (Lafarge Cement UK, Cemex) | Inghilterra REGNO UNITO | Ottobre 2008 | 1 Separatore Ritorno Ecotherm™ |
| ZGP (Lafarge Cement Polonia / Ciech Janikosoda JV) | Polonia | Marzo 2010 | 1 Separatore |
| Corea Sud-est potenza Yeongheung unità 5&6 | Corea del sud | Settembre 2014 | 1 Separatore Ritorno Ecotherm™ |
| Lafarge Cement Polonia Varsavia | Polonia | 2016 | 1 Separatore |
CONCLUSIONI
Massimizzare l'utilizzo di ceneri come un sostituto di cemento nel calcestruzzo produzione sostanzialmente riduce le emissioni di anidride carbonica connesse con l'attività di costruzione. Tuttavia, sistemi di controllo inquinamento attuati da centrali elettriche a carbone hanno provocato una riduzione di ceneri disponibili rispondono alle caratteristiche del calcestruzzo-grado. Ulteriore degrado della qualità di ceneri è previsto a causa di ulteriori riduzioni delle emissioni di gas consentita. Al fine di evitare la perdita di questa preziosa risorsa di materiale per la produzione di calcestruzzo, nonché la riduzione delle emissioni di gas serra associati con costruzioni in calcestruzzo, sono necessari processi per ripristinare la qualità delle ceneri in un modo economico ed ecologicamente sostenibile.
L'arricchimento di ceneri con STET processi ulteriormente aumenta la fornitura di questo importante materiale. L'arricchimento di STET processi continuano a essere i metodi più ampiamente applicati per aggiornare altrimenti inutilizzabile ceneri leggere di materiali di alto valore per la sostituzione di cemento nel calcestruzzo. Separatori di carbonio SETT diciotto sono attualmente in vigore con sopra 100 macchina-anni di funzionamento.
ProAsh® ha trovato largo consenso nell'industria del cemento come un premium di ceneri che richiedono molto meno controllo dei requisiti di trascinamento di aria a causa della minore variabilità LOI rispetto altre ceneri. Ritorno il concentrato di alto tenore di carbonio dal processo di STET alla caldaia in un impianto di potenza permette di recuperare il valore di carburante di carbonio recuperati con un'efficienza simile al carbone. STET offerte mezzi economici per recuperare cenere per uso di alto valore che altrimenti sarebbe essere conferiti in discarica. Separazione elettrostatica carbonio ed Ecotherm™ ritorno alla caldaia forniscono una soluzione modulare alle esigenze di un programma di utilità ceneri volanti. Questi processi possono essere implementati in fasi, o come un singolo progetto.
RIFERIMENTI
[1] I prodotti American Ash carbone combustione del carbone e statistiche di utilizzo:
https://www.acaa-usa.org/Publications/Production-Use-Reports/
