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A separação triboeletrástica STET tem sido usada para o benefício comercial das cinzas de mosca de combustão de carvão para produzir um produto de baixo carbono para uso como uma substituição de cimento em concreto para quase 20 anos....
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ST equipamentos & Technologies, LLC (SSE3), 101 Avenida de Hampton, MA de Needham 02494 ESTADOS UNIDOS DA AMÉRICA
CONFERÊNCIA: Vietbuild de Ho Chi Minh – junho 2015
PALAVRAS-CHAVE: Triboelectrostatic, Beneficiamento, Cinza de mosca seca, Separação de carbono RESUMO
A STET Triboelectrostatic separação tem sido usada para o beneficiamento comercial da cinza de mosca de combustão de carvão para produzir um produto de baixo carbono para utilização como um substituto de cimento no concreto por quase vinte anos. Com 18 separadores em 12 usinas a carvão em todo o mundo, ST equipamentos & Do tecnologia LLC (SSE3) separador eletrostático patenteado tem sido usado para produzir sobre 15 Milhões de toneladas de produto de baixo carbono.
Até à data, comercial beneficiamento da cinza de mosca foi realizado exclusivamente na cinza seca "correr da estação". STET do beneficiamento eletrostática tecnologia reduz o teor de carbono do carvão cinza de mosca, produzindo consistente, Freixo de baixo carbono para utilização como um substituto para o cimento. Cinza de mosca, com níveis de carbono até 25% têm sido usados para produzir a cinza com um nível de carbono controlado de 2 ± 0.5%. Um produto rico em carbono é produzido simultaneamente para recuperar o valor do combustível do carbono.
INTRODUÇÃO
A associação de cinzas de carvão americana (ACAA) pesquisa anual da produção e utilização de cinzas volantes de carvão relata que entre 1966 e 2011, sobre 2.3 bilhões de toneladas curtas de cinzas de mosca foram produzidas por caldeiras de energia a carvão.1 Deste montante, aproximadamente 625 milhões de toneladas foram usadas beneficamente, principalmente para a produção de cimento e concreto. No entanto, o restante 1.7+ bilhões de toneladas são encontradas principalmente em aterros sanitários ou preenchido represamentos ponded. Enquanto as taxas de utilização para recém gerado cinzas volantes aumentaram consideravelmente nos últimos anos, com as taxas atuais perto 45%, aproximadamente 40 milhões de toneladas de cinzas mosca continua a ser eliminado anualmente. Enquanto as taxas de utilização na Europa tem sido muito maiores do que nos EUA., volumes consideráveis de cinza de mosca também foram armazenados em aterros e represamentos em alguns países europeus. Uma quantidade excessiva de carbono não queimado na cinza de mosca é o problema mais comum. A associação americana do estado da estrada e transporte de funcionários (AASHTO) e normas europeias (PT-BR 450 Categoria A) exigir que a quantidade de carbono não queimado em cinza de mosca, medido pela perda na ignição (KO.) Não exceder 5% por peso. No entanto, a partir de meados da década de 1990, instalação de equipamentos de controle de NOx mandatada em usinas de carvão aumentou o carbono (KO.) conteúdo de grande parte da cinza de mosca anteriormente negociável. Requisitos adicionais para reduzir NOx e outras emissões de usina resultaram na contaminação da cinza de mosca com amônia. Como consequência, enquanto entender os benefícios do uso de cinzas de mosca em concreto continua a aumentar, a disponibilidade de cinzas volantes de qualidade adequada está a diminuir.. Processos para economicamente beneficiam da qualidade cinzas volantes são, portanto, também de interesse para as indústrias de concretas e poder crescente. STET foi pioneira em tais processos para a remoção de ambos o carbono e o amoníaco da cinza de mosca.
VISÃO GERAL DA TECNOLOGIA – SEPARAÇÃO DE CARBONO CINZA DE MOSCA
No separador de carbono STET (Figura 1), o material é alimentado na fina lacuna entre dois eletrodos planar paralelos. As partículas triboelectrically são cobradas por interparticle
contato. O carbono carregado positivamente e negativamente carregado mineral (no recém gerada cinzas que não foi molhada e secada) são atraídas pelo lado oposto de eletrodos. As partículas são então arrastadas por uma correia em movimento contínua e veiculadas em direções opostas. A correia move as partículas adjacentes de cada eletrodo em direção a lados opostos do separador. A velocidade de cintura alta também permite que a quantidade do altíssima, até 36 toneladas / hora em um único separador. O pequeno espaço, campo de alta tensão, fluxo de contracorrente, agitação vigorosa da partícula-partícula e auto-limpeza ação do cinto sobre os eletrodos são as características essenciais do separador STET. Controlando vários parâmetros de processo, tais como a velocidade da correia, o ponto de alimentação, e taxa de alimentação, o processo STET produz a cinza de mosca LOI baixa conteúdo de carbono de menos de 1.5 Para 4.5% das cinzas de mosca alimentação variando em LOI de 4% para mais 25%.
Fig.. 1 STET separador
O projeto do separador é relativamente simples e compacto. Uma máquina projetada para processar 36 toneladas / hora são aproximadamente 9 m (30 ft.) longo, 1.5 m (5 ft.) ampla, e 2.75 m (9 ft.) alta. O cinto e rolos associados são as únicas partes móveis. Os eletrodos são estacionários e composto de um material durável apropriadamente. O cinto é feito de plástico não condutora. Consumo de potência do separador é sobre 1 quilowatt-hora por tonelada de material processado com maior parte da energia consumida por dois motores dirigindo o cinto.
O processo é totalmente seco, não requer outros materiais além das cinzas de mosca e não produz emissões de águas residuais ou ar. A recuperação dos materiais consiste de cinza de mosca, reduzida no teor de carbono para níveis adequados para uso como uma adição pozolânico em concreto, e uma fração de carbono elevado, úteis como combustível. Utilização de ambos os fluxos de produto fornece um 100% solução para problemas de eliminação de cinzas volantes.
VALOR DE COMBUSTÍVEL RECUPERADO DA CINZA DE MOSCA DE ALTO TEOR DE CARBONO
Além do produto de baixo carbono para uso em concreto, marca chamada ProAsh®, a separação da STET processar também recupera senão perdido carbono unburned sob a forma de cinza de mosca rico em carbono, marca EcoTherm™. EcoTherm™ tem valor significativo de combustível e facilmente pode ser retornado para a usina de energia elétrica usando a STET EcoTherm™ Sistema de retorno para reduzir o uso de carvão na planta. Quando EcoTherm™ é queimada na caldeira do utilitário, a energia da combustão é convertida em vapor de alta pressão /alta temperatura e, em seguida, para eletricidade na mesma eficiência que o carvão, Normalmente 35%. A conversão da energia térmica recuperada para a electricidade no equipamento ST & Technology LLC EcoTherm™ Sistema de retorno é duas a três vezes maior do que a tecnologia competitiva, onde a energia é recuperada como água sistema de alimentação de baixa qualidade calor sob a forma de água quente que é distribuída para a caldeira. EcoTherm™ também é usado como fonte de sílica e alumina em fornos de cimento, deslocando as matérias-primas mais caras, tais como o xisto ou bauxita, que são usados na produção de cimento. Utilizando o carbono elevado EcoTherm™ cinzas de uma planta de poder ou um forno de cimento, maximiza a recuperação de energia a carvão entregues, reduzindo a necessidade para o meu e o combustível adicional para as facilidades de transporte.
A STET é Talen energia Brandon Shores, RD SMEPA. Amanhã, Belledune NBP, RWEnpower Didcot, FED energia ocidental Burton, e plantas de cinza de mosca RWEnpower Aberthaw, Todos incluem EcoTherm™ Sistemas de retorno. Os componentes essenciais do sistema são apresentados na figura 2.
Fig.. 2 EcoTherm™ Sistema de retorno
STET ASH INSTALAÇÕES DE PROCESSAMENTO
Controlada baixa cinza de mosca LOI é produzida com tecnologia do STET em doze centrais durante todo os E.U., Canadá, Reino Unido., Polônia, e a República da Coreia. Cinza de mosca ProAsh®
foi aprovado para uso por mais de vinte autoridades do estado da estrada, assim como muitas outras agências de especificação. ProAsh® também foi certificado pela Canadian Standards Association e en 450:2005 padrões de qualidade na Europa. Instalações de processamento de cinza usando tecnologia STET estão listadas na tabela 1.
Tabela 1. STET operações comerciais
| Utilitário de / Estação de poder | Localização | Início da Comercial operações | Detalhes de instalação |
|---|---|---|---|
| Duke Energy – Roxboro Estação | Carolina do Norte ESTADOS UNIDOS DA AMÉRICA | Setembro. 1997 | 2 Separadores de |
| Energia de Talen - Brandon Estação de margens | Maryland ESTADOS UNIDOS DA AMÉRICA | Abril 1999 | 2 Separadores de 35,000 cúpula de armazenamento ton. Ecotherm™ retorno 2008 |
| ScotAsh (Lafarge / Escocês Poder Joint Venture) - Estação Longannet | Escócia REINO UNIDO | Oct. 2002 | 1 Separador de |
| Autoridade elétrica de Jacksonville - St. Rio poder Park de John, FL | Florida ESTADOS UNIDOS DA AMÉRICA | Maio 2003 | 2 Separadores de Misturas de carvão/coque Remoção de amônia |
| Elétrico de Mississippi do Sul Poder autoridade RD. Amanhã Estação | Mississippi ESTADOS UNIDOS DA AMÉRICA | Jan. 2005 | 1 Separador de Ecotherm™ retorno |
| Poder de Nova Brunswick Companhia Estação Belledune | Novo Brunswick, Canadá | Abril 2005 | 1 Separador de Misturas de carvão/coque Ecotherm™ retorno |
| RWE npower Estação de Didcot | Inglaterra REINO UNIDO | Agosto 2005 | 1 Separador de Ecotherm™ retorno |
| Ilha de Brunner energia Talen Estação | Pensilvânia ESTADOS UNIDOS DA AMÉRICA | Dezembro de 2006 | 2 Separadores de 40,000 Cúpula de armazenamento ton |
| Tampa Electric Co. Estação de Big Bend | Florida ESTADOS UNIDOS DA AMÉRICA | Abril 2008 | 3 Separadores de, Passe duplo 25,000 Cúpula de armazenamento ton Remoção de amônia |
| RWE npower Estação Aberthaw (Lafarge Cimento UK) | País de Gales REINO UNIDO | Setembro de 2008 | 1 Separador de Remoção de amônia Ecotherm™ retorno |
| FED energia ocidental Burton Estação (Lafarge cimento UK, Cemex) | Inglaterra REINO UNIDO | Outubro 2008 | 1 Separador de Ecotherm™ retorno |
| ZGP (Lafarge cimento Polónia / Ciech Janikosoda JV) | Polônia | Março de 2010 | 1 Separador de |
| Coreia do Sul-Leste poder Unidades de Yeongheung 5&6 | Coreia do Sul | Setembro de 2014 | 1 Separador de Ecotherm™ retorno |
| Lafarge cimento Polónia Varsóvia | Polônia | 2016 | 1 Separador de |
CONCLUSÕES
Maximizando a utilização da cinza de mosca como um substituto de cimento na produção de concreto substancialmente reduz as emissões de dióxido de carbono associadas com a atividade de construção. No entanto, sistemas de controle de poluição implementados pelas estações de poder de carvão resultaram em uma redução da cinza de mosca disponível que atendam às especificações da concentrada. Degradação da qualidade de cinzas volantes esperam-se novos devido a novas reduções nas emissões de gases permissível. Para evitar perda deste recurso valioso material para produção de concreto, bem como a redução das emissões de gases com efeito de estufa associado a construção em betão, processos para restaurar a qualidade da cinza de mosca, de forma econômica e ambientalmente viável são necessários.
O beneficiamento da cinza de mosca com STET processos mais aumenta a fonte deste material importante. Os processos de beneficiamento do STET continuam sendo os métodos mais amplamente aplicados para atualizar cinzas de mosca inutilizáveis para materiais de alto valor para substituição de cimento em concreto. Separadores de carbono SETT dezoito estão atualmente em casa, com 100 máquina-anos de operação.
ProAsh® encontrou ampla aceitação na indústria de concreta como uma cinza de mosca do prémio que exigem muito menos acompanhamento dos requisitos de arrastamento de ar devido à menor variabilidade LOI do que outros cinzas. Retornar o concentrado de alto teor de carbono do processo STET da caldeira em uma usina permite a recuperação do valor recuperado carbono combustível com uma eficiência semelhante ao carvão. STET oferece meios econômicos para recuperar cinzas para uso de alto valor que de outra forma seriam aterros sanitários. Separação de carbono eletrostática e Ecotherm™ voltar para a caldeira fornecer uma solução modular para as necessidades de cinzas mosca de um utilitário. Esses processos podem ser implementados em fases, ou como um único projeto.
REFERÊNCIAS
[1] Produtos de combustão de carvão de cinzas de carvão americana e estatísticas de uso:
https://www.acaa-usa.org/Publications/Production-Use-Reports/
