20 יאָרן פון טריבאָעלעקטראָסטאַטיק בענעפיסיאַטיאָן פון Fly אַש – וויעטבוילד 2015 –

STET Triboelectrostatic separation has been used for the commercial beneficiation of coal combustion fly ash to produce a low carbon product for use as a cement replacement in concrete for nearly 20 years….

דאַונלאָוד פּדף

ו. הראַטש, ד. גאַסיאָראָווסקי, ה.גויטשערד

סטריט עקוויפּמענט & טעטשנאָלאָגיעס ללק (סטעט), 101 האַמפּטאָן אַווענוע, Needham מאַ 02494 USA

זיצונג: וויעטבוילד האָ טשי מין שטאָט - יוני 2015

טערמינען: טריבאָעלעקטראָסטאַטיק, בענעפיסיאַטיאָן, טרוקן Fly אַש, טשאַד סעפּאַראַטיאָן אַבסטראַקט

סטעט טריבאָעלעקטראָסטאַטיק צעשיידונג האט שוין געניצט פֿאַר די געשעפט בענעפיסיאַטיאָן פון קוילן קאַמבאַסטשאַן פליען אַש צו פּראָדוצירן אַ נידעריק טשאַד פּראָדוקט פֿאַר נוצן ווי אַ צעמענט פאַרבייַט אין באַטאָנען פֿאַר קימאַט צוואַנציק יאר. מיט 18 סעפּאַראַטאָרס אין 12 קוילן-FIRED מאַכט געוויקסן אַריבער די וועלט, סטריט עקוויפּמענט & טעכנאָלאָגיע ללק ס (סטעט) פּאַטאַנטאַד ילעקטראָוסטאַטיק סעפּאַראַטאָר האט שוין געניצט צו פּראָדוצירן איבער 15 טאַנז פון נידעריק טשאַד פּראָדוקט.

ביז היינט, געשעפט בענעפיסיאַטיאָן פון פליען אַש האט שוין געטאן אויסשליסלעך אויף טרוקן "לויפן פון סטאַנציע" אַש. סטעט ס ילעקטראָוסטאַטיק בענעפיסיאַטיאָן טעכנאָלאָגיע ראַדוסאַז די טשאַד צופרידן פון קוילן פליען אַש, פּראַדוסינג קאָנסיסטענט, נידעריק טשאַד אַש פֿאַר נוצן ווי אַ פאַרטרעטער פֿאַר צעמענט. פליען אַש מיט טשאַד לעוועלס אַרויף צו 25% האָבן שוין געניצט צו פּראָדוצירן אַש מיט אַ קאַנטראָולד טשאַד מדרגה פון 2 ± 0.5%. א טשאַד-רייַך פּראָדוקט איז סיימאַלטייניאַסלי Produced צו צוריקקריגן די ברענוואַרג ווערט פון די טשאַד.

הקדמה

די אמעריקאנער קוילן אַש אַססאָסיאַטיאָן (אַקאַאַ) יערלעך יבערבליק פון פּראָדוקציע און נוצן פון קוילן פליען אַש מעלדעט אַז צווישן 1966 און 2011, איבער 2.3 ביליאָן קורץ טאָנס פון פליען אַש האָבן שוין Produced by קוילן-FIRED נוצן באָילערס.1 אָף דעם סכום, בעערעך 625 טאַנז האָבן שוין בענעפיסיאַללי געניצט, מערסטנס פֿאַר צעמענט און באַטאָנען פּראָדוקציע. אָבער, די איבערגעבליבענע 1.7+ ביליאָן טאָנס זענען בפֿרט געפֿונען אין לאַנדפיללס אָדער אָנגעפילט פּאָנדעד ימפּאָונדמענץ. בשעת יוטאַלאַזיישאַן רייץ פֿאַר פרעשלי דזשענערייטאַד פליען אַש האָבן געשטארקט באטייטיק איבער לעצטע יאָרן, מיט קראַנט רייץ לעבן 45%, בעערעך 40 מיליאָן טאָנס פון פליען אַש האלט צו זיין דיספּאָוזד פון אַניואַלי. בשעת יוטאַלאַזיישאַן ראַטעס אין אייראָפּע האָבן שוין פיל העכער ווי אין די יו, היפּש וואַליומז פון פליען אַש האָבן אויך שוין סטאָרד אין לאַנדפיללס און ימפּאָונדמענץ אין עטלעכע European לענדער. אַ יבעריק סומע פון ​​ונבורנעד טשאַד אין פליען אַש איז די מערסט פּראָסט פּראָבלעם. די אמעריקאנער אַססאָסיאַטיאָן פון שטאַט שאָסיי און טראַנספּאָרטאַטיאָן באאמטע (אַאַס ः צו) און European סטאַנדאַרדס (ען 450 קאַטעגאָריע א) דאַרפן אַז די סומע פון ​​ונבורנעד טשאַד אין פליען אַש, געמאסטן דורך אָנווער אויף יגנישאַן (געזעץ) ניט יקסיד 5% דורך וואָג. אָבער, סטאַרטינג אין דער מיטן 1990 ס, ייַנמאָנטירונג פון מאַנדייטיד נאָקס קאָנטראָל עקוויפּמענט ביי קוילן-FIRED מאַכט געוויקסן געשטארקט די טשאַד (געזעץ) צופרידן פון פיל פון די ביז אַהער מאַרקאַטאַבאַל פליען אַש. ווייַטער רעקווירעמענץ צו רעדוצירן נאָקס און אנדערע מאַכט פאַבריק ימישאַנז האָבן ריזאַלטיד אין די קאַנטאַמאַניישאַן פון פליען אַש מיט אַמאָוניאַ. ווי אַ קאַנסאַקוואַנס, בשעת שכל די Benefits פון ניצן פליען אַש אין באַטאָנען האלט צו פאַרגרעסערן, די אַוויילאַביליטי פון פּאַסיק קוואַליטעט פליען אַש איז דיקריסינג. פּראַסעסאַז צו עקאַנאַמיקלי בענעפיסיאַטע אַוועק-קוואַליטעט פליען אַש זענען אַזוי אויך פון ינקריסינג אינטערעס צו דער מאַכט און באַטאָנען ינדאַסטריז. סטעט האט פּייאַנירד אַזאַ פּראַסעסאַז פֿאַר ביידע טשאַד און אַמאָוניאַ באַזייַטיקונג פון פליען אַש.

טעכנאָלאָגיע איבערבליק - Fly אַש טשאַד צעשיידונג

אין די סטעט טשאַד סעפּאַראַטאָר (ציפער 1), דער מאַטעריאַל איז געפֿיטערט אין די דין ריס צווישן צוויי פּאַראַלעל פּליינער ילעקטראָודז. די פּאַרטיקאַלז זענען טריבאָעלעקטריקאַללי באַפֿוילן דורך ינטערפּאַרטיקלע
קאָנטאַקט. די דורכויס באַפֿוילן טשאַד און די נעגאַטיוולי אָפּצאָל מינעראַל (אין פרעשלי דזשענערייטאַד אַש אַז האט ניט געווען וועטטעד און דאַר) זענען געצויגן צו פאַרקערט ילעקטראָודז. די פּאַרטיקאַלז זענען דעמאָלט סוועפּט זיך דורך אַ קעסיידערדיק מאָווינג גאַרטל און קאַנווייד אין פאַרקערט אינסטרוקציעס. די גאַרטל באוועגט די פּאַרטיקאַלז שכייניש צו יעדער ילעקטראָוד צו פאַרקערט ענדס פון די סעפּאַראַטאָר. דער הויך גאַרטל גיכקייַט אויך ינייבאַלז זייער הויך טהראָוגהפּוץ, ביז צו 36 טאַנז פּער שעה אויף אַ איין סעפּאַראַטאָר. די קליין ריס, הויך וואָולטידזש פעלד, קאָונטערקוררענט לויפן, קראַפטיק פּאַרטאַקאַל-פּאַרטאַקאַל אַדזשאַטיישאַן און זיך-רייניקונג קאַמף פון די גאַרטל אויף די ילעקטראָודז זענען די קריטיש פֿעיִקייטן פון די סטעט סעפּאַראַטאָר. דורך קאַנטראָולינג פאַרשידן פּראָצעס פּאַראַמעטערס, אַזאַ ווי גאַרטל גיכקייַט, די קאָרמען פונט, און קאָרמען קורס, די סטעט פּראָצעס טראגט נידעריק לאָי פליען אַש ביי טשאַד תּוכן פון ווייניקער ווי 1.5 צו 4.5% פון קאָרמען פליען אש ריינדזשינג אין לאָי פֿון 4% צו איבער 25%.

פייַג. 1 סטעט סעפּאַראַטאָר
Fig. 1 STET Separator

די סעפּאַראַטאָר פּלאַן איז לעפיערעך פּשוט און סאָליד. א מאַשין דיזיינד צו פּראָצעס 36 טאַנז פּער שעה איז בעערעך 9 עם (30 Ft.) לאַנג, 1.5 עם (5 Ft.) ברייט, און 2.75 עם (9 Ft.) הויך. די גאַרטל און פֿאַרבונדן ראָולערז זענען די בלויז מאָווינג טיילן. די ילעקטראָודז זענען סטיישאַנערי און באשטייט פון אַ אַפּראָופּרייטלי דוראַבאַל מאַטעריאַל. די גאַרטל איז געמאכט פון נאָנקאָנדוקטיווע פּלאַסטיק. די סעפּאַראַטאָר ס מאַכט קאַנסאַמשאַן איז וועגן 1 קילאוואט-שעה פּער טאַן פון מאַטעריאַל פּראַסעסט מיט רובֿ פון די מאַכט קאַנסומד דורך צוויי מאָטאָרס דרייווינג די גאַרטל.

דער פּראָצעס איז לעגאַמרע טרוקן, ריקווייערז ניט נאָך מאַטעריאַלס אנדערע ווי די פליען אַש און טראגט קיין ווייסטוואָטער אָדער לופט ימישאַנז. די ריקאַווערד מאַטעריאַלס צונויפשטעלנ זיך פון פליען אַש רידוסט אין טשאַד צופרידן צו לעוועלס פּאַסיק פֿאַר נוצן ווי אַ פּאָזזאָלאַניק צומיש אין באַטאָנען, און אַ הויך טשאַד בראָכצאָל נוצלעך ווי ברענוואַרג. וטיליזאַטיאָן פון ביידע פּראָדוקט סטרימז גיט אַ 100% לייזונג צו פליען אַש באַזייַטיקונג פּראָבלעמס.

ריקאַווערד ברענוואַרג ווערט הויך-טשאַד FLY אַש

אין דערצו צו די נידעריק טשאַד פּראָדוקט פֿאַר נוצן אין באַטאָנען, סאָרט געהייסן פּראָאַש®, די סטעט צעשיידונג פּראָצעס אויך ריקאַווערז אַנדערש ווייסטאַד ונבורנעד טשאַד אין די פאָרעם פון טשאַד-רייַך פליען אַש, בראַנדיד עקאָטהערם™. עקאָטהערם™ האט באַטייַטיק ברענוואַרג ווערט און קענען לייכט זיין אומגעקערט צו די עלעקטריק מאַכט פאַבריק ניצן די סטעט עקאָטהערם™ צוריקקומען סיסטעם צו רעדוצירן די קוילן נוצן אין די פאַבריק. ווען עקאָטהערם™ איז געברענט אין די נוצן קעסל, די ענערגיע פון ​​קאַמבאַסטשאַן איז קאָנווערטעד צו הויך דרוק / הויך-טעמפּעראַטור פּאַרע און דעריבער צו עלעקטרע אין דער זעלביקער עפעקטיווקייַט ווי קוילן, טיפּיקלי 35%. די קאַנווערזשאַן פון די ריקאַווערד טערמאַל ענערגיע צו עלעקטרע אין סטריט עקוויפּמענט & Technology LLC עקאָטהערם™ צוריקקומען סיסטעם איז צוויי צו דרייַ מאָל העכער ווי אַז פון די קאַמפּעטיטיוו טעכנאָלאָגיע ווו די ענערגיע איז ריקאַווערד ווי נידעריק-מיינונג היץ אין די פאָרעם פון הייס וואַסער וואָס איז צעשיקט צו די קעסל קאָרמען וואַסער סיסטעם. עקאָטהערם™ איז אויך געניצט ווי אַ מקור פון סילאַקאַ און אַלומאַנאַ אין צעמענט קילנז, דיספּלייסינג די מער טייַער רוי מאַטעריאַלס, אַזאַ ווי שאַלע אָדער באָקסייט, וואָס זענען געניצט אין צעמענט פּראָדוקציע. וטיליזינג די הויך טשאַד עקאָטהערם™ אַש אָדער בייַ אַ מאַכט פאַבריק אָדער אַ צעמענט קילן, מאַקסאַמייזיז די ענערגיע אָפּזוך פון די איבערגעגעבן קוילן, רידוסינג די דאַרפֿן צו מייַן און אַריבערפירן נאָך ברענוואַרג צו די פאַסיליטיעס.

סטעט ס טאַלען ענערגיע בראַנדאָן שאָרעס, סמעפּאַ ר.ד. מארגן, נבפּ בעללעדונע, רווענפּאָווער דידקאָט, EDF ענערגיע מערב בערטאַן, און רווענפּאָווער אַבערטהאַוו פליען אַש געוויקסן, אַלע אַרייַננעמען עקאָטהערם™ צוריקקומען סיסטעמס. די יקערדיק קאַמפּאָונאַנץ פון די סיסטעם זענען דערלאנגט אין Figure 2.

פייַג. 2 עקאָטהערם™ צוריקקומען סיסטעם
Fig. 2 EcoTherm™ Return system

סטעט אַש פּראַסעסינג פאַסיליטיעס

קאַנטראָולד נידעריק לאָי פליען אַש איז Produced מיט סטעט ס טעכנאָלאָגיע אין צוועלף מאַכט סטיישאַנז איבער די יו. עס., קאַנאַדע, ענגלאנד., פוילן, און די רעפּובליק פון קארעע. פּראָאַש® פליען אַש
האט שוין באוויליקט פֿאַר נוצן דורך איבער צוואַנציק שטאַט שאָסיי אויטאריטעטן, ווי געזונט ווי פילע אנדערע באַשרייַבונג יידזשאַנסיז. פּראָאַש® האט אויך געווען CERTIFIED אונטער די קאַנאַדיאַן סטאַנדאַרדס אַססאָסיאַטיאָן און ען 450:2005 קוואַליטעט סטאַנדאַרדס אין אייראָפּע. אַש פּראַסעסינג פאַסיליטיעס ניצן סטעט טעכנאָלאָגיע זענען ליסטעד אין טיש 1.

טיש 1. סטעט קאַמערשאַל אָפּעראַטיאָנס

נוצן / מאַכט סטאַנציעאָרטאָנהייב פון
געשעפט
אַפּעריישאַנז
מעכירעס דעטאַילס
Duke Energy – Roxboro
סטאַנציע
North Carolina
USA
סעפטעמבער. 19972 סעפּאַראַטאָרס
ענערגיע שפּראַכן - Brandon
Shores Station
מאַרילאַנד
USA
אַפּריל 19992 סעפּאַראַטאָרס
35,000 טאָן סטאָרידזש קופּאָל.
Ecotherm™ Return 2008
שטשאָטאַש (LAFARGE / סקאַטיש
מאַכט דזשאָינט ווענטורע) -
לאָנגאַננעט סטיישאַן
סקאטלאנד
וק
אקטאבער. 20021 סעפּאַראַטאָר
דזשאַקקסאָנוויללע עלעקטריק אויטאריטעט -
סט. יוחנן 'ס טייך מאַכט פּאַרק,
FL
florida
USA
מייַ 20032 סעפּאַראַטאָרס
קוילן / פּעטקאָקע בלענדז
אַממאָניאַ רעמאָוואַל
South Mississippi Electric
Power Authority R.D. מארגן
סטאַנציע
מיסיסיפּי
USA
jan. 20051 סעפּאַראַטאָר
Ecotherm™ Return
New Brunswick Power
Company
בעללעדונע סטיישאַן
נייַ
בראַנזוויק,
קאַנאַדע
אַפּריל 20051 סעפּאַראַטאָר
קוילן / פּעטקאָקע בלענדס
Ecotherm™ Return
OF נפּאָווער
דידקאָט סטיישאַן
ענגלאַנד
וק
ויגוסט 20051 סעפּאַראַטאָר
Ecotherm™ Return
שפּראַכן ענערגיע Brunner אינזל
סטאַנציע
פּעננסילוואַניאַ
USA
דעצעמבער 20062 סעפּאַראַטאָרס
40,000 טאָן סטאָרידזש קופּאָל
טאַמפּאַ עלעקטריק קאָו.
גרויס בענד סטיישאַן
florida
USA
אַפּריל 20083 סעפּאַראַטאָרס, טאָפּל פאָרן
25,000 טאָן סטאָרידזש קופּאָל
אַממאָניאַ רעמאָוואַל
OF נפּאָווער
אַבערטהאַוו סטיישאַן (LAFARGE
צעמענט וק)
אין וויילס
וק
סעפּטעמבער 20081 סעפּאַראַטאָר
אַממאָניאַ רעמאָוואַל
Ecotherm™ Return
EDF ענערגיע מערב בערטאַן
סטאַנציע
(LAFARGE צעמענט וק, סעמעקס)
ענגלאַנד
וק
אָקטאָבער 20081 סעפּאַראַטאָר
Ecotherm™ Return
זגפּ (LAFARGE צעמענט פוילן /
סיעטש דזשאַניקאָסאָדאַ דזשוו)
פוילןמאַרץ 20101 סעפּאַראַטאָר
קארעע דרום-מזרח פּאָווער
יעאָנגהעונג וניץ 5&6
דרום קארעעסעפּטעמבער 20141 סעפּאַראַטאָר
Ecotherm™ Return
LAFARGE צעמענט פוילן
Warsaw
פוילן20161 סעפּאַראַטאָר

קאַנקלוזשאַנז

מאַקסאַמייזינג די יוטאַלאַזיישאַן פון פליען אַש ווי אַ צעמענט פאַרטרעטער אין באַטאָנען פּראָדוקציע סאַבסטאַנשאַלי ראַדוסאַז די טשאַד דייאַקסייד ימישאַנז פֿאַרבונדן מיט קאַנסטראַקשאַן טעטיקייט. אָבער, פאַרפּעסטיקונג קאָנטראָל סיסטעמען ימפּלאַמענטאַד דורך די קוילן-FIRED מאַכט סטיישאַנז האָבן ריזאַלטאַד אין אַ רעדוקציע פון ​​בנימצא פליען אַש באַגעגעניש באַטאָנען-מיינונג Specifications. ווייַטער דערנידעריקונג פון פליען אַש קוואַליטעט איז דערוואַרט רעכט צו ווייַטער רידאַקשאַנז אין אַלאַואַבאַל גאַז ימישאַנז. אין סדר צו ויסמייַדן אָנווער פון דעם ווערטפול מיטל פון מאַטעריאַל פֿאַר באַטאָנען פּראָדוקציע ווי געזונט ווי רעדוקציע פון ​​אָראַנזשעריי גאַז ימישאַנז פֿאַרבונדן מיט באַטאָנען קאַנסטראַקשאַן, פּראַסעסאַז פֿאַר ריסטאָרינג די קוואַליטעט פון די פליען אַש אין אַן עקאָנאָמיש און ינווייראַנמענאַלי ווייאַבאַל וועג זענען דארף.

די בענעפיסיאַטיאָן פון פליען אַש מיט סטעט פּראַסעסאַז ווייַטער ינקריסאַז די צושטעלן פון דעם וויכטיק מאַטעריאַל. די סטעט בענעפיסיאַטיאָן פּראַסעסאַז פאָרזעצן צו זיין דעם רובֿ יקסטענסיוולי געווענדט מעטהאָדס צו אַפּגרייד אַנדערש אַניוזאַבאַל פליען אַש צו הויך-ווערט מאַטעריאַלס פֿאַר צעמענט פאַרבייַט אין באַטאָנען. אַכצן סעטט טשאַד סעפּאַראַטאָרס זענען איצט אין פּלאַץ מיט איבער 100 מאַשין-יאָרן פון אָפּעראַציע.

פּראָאַש® האט געפֿונען ברייט אַקסעפּטאַנס אין די באַטאָנען אינדוסטריע ווי אַ פּרעמיע פליען אַש ריקוויירינג ווייַט ווייניקער מאָניטאָרינג פון לופט ענטראַינמענט רעקווירעמענץ רעכט צו ווייניקער לאָי וועריאַביליטי ווי אנדערע אש. אומגעקערט דעם הויך-טשאַד קאַנסאַנטרייט פון די סטעט פּראָצעס צו די קעסל בייַ אַ מאַכט פאַבריק אַלאַוז אָפּזוך פון די ריקאַווערד טשאַד ברענוואַרג ווערט אין אַ עפעקטיווקייַט ענלעך צו קוילן. סטעט Offers שפּאָרעוודיק מיטל צו צוריקקריגן אַש פֿאַר הויך-ווערט נוצן אַז וואָלט אַנדערש זיין לאַנדפיללעד. עלעקטראָסטאַטיק טשאַד צעשיידונג און עקאָטהערם™ צוריקקומען צו די קעסל צושטעלן אַ מאַדזשאַלער לייזונג צו אַ נוצן ס פליען אַש דאַרף. די פּראַסעסאַז קענען זיין ימפּלאַמענאַד אין פאַסעס, אָדער ווי אַ איין פּרויעקט.

רעפֿערענצן
[1] אמעריקאנער קוילן אַש קוילן קאַמבאַסטשאַן פּראָדוקטן און נוצן סטאַטיסטיק:
https://www.acaa-usa.org/Publications/Production-Use-Reports/