إمكانيات التكنولوجيات المعقدة ST على الرماد المتطاير

خلاصة

معدات ش & التكنولوجيا ذ م م (أبجد) تعمل على تشغيل أنظمة إثراء الرماد المتطاير التجارية منذ ذلك الحين 1995. أبجد للتكنولوجيا الاستفادة الالكتروستاتيكي يقلل محتوى الكربون من الفحم الرماد المتطاير, إنتاج ثابتة, الرماد المنخفضة الكربون لاستخدامها كبديل للإسمنت. الرماد المتطاير مع مستويات الكربون > 25% وقد استخدمت للمحترفينقم بتقليل الرماد بمستوى كربون متحكم فيه 2 ± 0.5%. في نفس الوقت يتم إنتاج منتج غنية الكربون لاسترداد قيمة وقود الكربون.

أحدث مشروع STET في بولندا والذي يتضمن رطبا- تم تشغيل تحويل جمع الرماد الجاف وفاصل الكربون STET بنجاح في مايو 2010.

1.الحد من الجودة المتاحة الرماد المتطاير الصف ملموسة

من ما يقرب من 70 مليون طن من الرماد المتطاير المتولد كل عام في محطات الطاقة التي تعمل بالفحم في الولايات المتحدة, فقط عن 14 مليون طن يستخدم كبديل للأسمنت في إنتاج الخرسانة. الكثير من هذا الرماد المتطاير المرفوض لا يفي بالمواصفات الكيميائية والفيزيائية للاستخدام في الخرسانة. يحدث وضع مماثل في أوروبا. بينما يتم استخدام بعض هذا الرماد غير عالي الجودة كمواد تعبئة هيكلية أو لاستخدامات أخرى منخفضة القيمة, يتم التخلص من الكثير منها ببساطة في مدافن النفايات أو برك النفايات.

كمية زائدة من الكربون غير المحترقة في الرماد المتطاير هو المشكلة الأكثر شيوعاً. الرابطة الأمريكية للطريق للدولة ومسؤولي النقل (AASHTO) والمعايير الأوروبية (أون 450 الفئة A) تتطلب أن كمية الكربون غير المحترقة في الرماد المتطاير, تقاس بالخسارة في الاشتعال (لوي) لا تتجاوز 5% حسب الوزن. ومع ذلك, اعتبارا من منتصف عام 1990, تركيب معدات مراقبة أكاسيد النيتروجين المقررة في محطات توليد الطاقة بالفحم زيادة الكربون (لوي) محتوى كثير من الرماد المتطاير سابقا قابلة للتسويق. متطلبات إضافية للحد من أكاسيد النيتروجين وغيرها من الانبعاثات لتوليد الطاقة أدت إلى تلوث من الرماد المتطاير مع الأمونيا. وكنتيجة لذلك, وبينما تواصل فهم فوائد استخدام الرماد المتطاير في الخرسانة زيادة, يتناقص توافر نوعية مناسبة الرماد المتطاير. عمليات ليحصل الرماد المتطاير من نوعية اقتصاديا وبالتالي أيضا لزيادة الفائدة للطاقة وصناعات محددة. كانت تقنيات الفصل رائدة في مثل هذه العمليات لإزالة الكربون والأمونيا من الرماد المتطاير.

2.معدات ST & التكنولوجيا ذ م م نظرة عامة على التكنولوجيا

2.1. فصل الكربون الرماد المتطاير

في الفاصل الكربون ستيت (الرقم 1), ويتم تغذية المواد إلى الفجوة رقيقة بين قطبين مستو مواز. يتوجب الجزيئات تريبوليكتريكالي بالاتصال إينتيربارتيكلي. ينجذب الكربون الموجب الشحنة والمعادن سالبة الشحنة إلى الأقطاب الكهربائية المقابلة. ثم اجتاحت بحزام متحرك مستمر الجسيمات ونقل في اتجاهين متعاكسين. الحزام نقل الجزيئات المتاخمة لكل قطب تجاه طرفي نقيض فاصل. كما يتيح سرعة الحزام عالية الإنتاجية عالية جداً, تصل إلى 40 طن في مدار على فاصل واحد. الفجوة الصغيرة, ميدان الجهد العالي, عداد التدفق الحالي, الانفعالات الجسيمات الجسيمات النشطة وإجراءات التنظيف الذاتي للحزام في أقطاب كهربائية هي السمات الحاسمة الفاصلة ستيت. عن طريق التحكم معلمات العملية المختلفة, مثل سرعة الحزام, تغذية نقطة, ومعدل تغذية, تنتج عملية ستيت منخفض الرماد المتطاير لوي في محتويات الكربون أقل من 3.5% من الرماد المتطاير الأعلاف تتراوح في لوي من 5% إلى أكثر 25%.

التين. 1. فاصل ST

يتم تصميم فاصل بسيط وصغير نسبيا. جهاز مصمم لمعالجة 40 طن كل ساعة تقريبا 9 m (30 متر.) طويلة, 1.5 m (5 متر.) على نطاق واسع, و 2.75 m (9 متر.) عالية. حزام والمرتبطة بكرات هي أجزاء متحركة فقط. الأقطاب الكهربائية ثابتة وتتكون من مادة بلاستيكية متينة بشكل مناسب. الحزام مصنوع من البلاستيك. استهلاك الطاقة للفاصل أقل 1 أيوناته للطن الواحد من المواد المجهزة مع معظم قوة يستهلكها اثنين المحركات الدافعة الحزام.

هذه العملية جافة تماما, ويتطلب لا مواد إضافية خلاف الرماد المتطاير وتنتج أي انبعاثات النفايات في المياه أو الهواء. تتكون المواد المسترجعة من الرماد المتطاير من تقليل محتوى الكربون إلى مستويات مناسبة للاستخدام كاختلاط البوزولاني في الخرسانة, ونسبة كربون عالية مفيدة كوقود. يوفر استخدام كلا تيارات المنتج 100% حل لمشاكل التخلص من الرماد المتطاير.

2.2. قيمة الوقود المستعادة للرماد المتطاير عالي الكربون

بالإضافة إلى المنتج منخفض الكربون, العلامة التجارية المسماة براش® , للاستخدام في الخرسانة, عملية فصل ستيت أيضا للشفاء وإلا يضيع الكربون غير المحترقة في شكل الرماد المتطاير الغنية بالكربون, وصفت اكوثيرم™ . اكوثيرم™ له قيمة كبيرة من الوقود ويمكن إرجاعها بسهولة لتوليد الطاقة الكهربائية باستخدام اكوثيرم ستيت™ نظام الإرجاع لتقليل الفحم المستخدم في المصنع. عندما اكوثيرم™ أحرقت في المرجل الأداة المساعدة, يتم تحويل الطاقة من احتراق للضغط العالي / ارتفاع درجة حرارة البخار ومن ثم إلى الكهرباء بنفس الكفاءة كالفحم, عادة 35%. تحويل الطاقة الحرارية المستردة إلى كهرباء في EcoTherm الخاص ب STETs™ عودة النظام أعلى مرتين إلى ثلاث مرات من التكنولوجيا قادرة على المنافسة حيث يتم استرداد الطاقة بدرجة منخفضة من الحرارة في شكل الماء الساخن ويتم تعميمها على المرجل تغذية نظام المياه. اكوثيرم™ يستخدم أيضا كمصدر لل ألومينا في قمائن الأسمنت, مما أدى إلى تشريد البوكسيت أغلى التي عادة ما تنقل لمسافات طويلة. استخدام الكربون عالية اكوثيرم™ الرماد أما في محطة لتوليد الكهرباء أو قمائن الأسمنت, تكبير استخلاص الطاقة من الفحم تم تسليمها, تقليل الحاجة إلى الألغام ونقل الوقود الإضافية للمرافق.

التين. 2. اكوثيرم™ عودة النظام

STET's كوكبة مصدر الطاقة توليد براندون شورز, R.D سميبا. مورو, بيليدوني NBP, ديدكوت روينبووير, شركة كهرباء فرنسا الطاقة الغربية بيرتون, ومحطات RWEnpower Aberthaw, تشمل جميع اكوثيرم™ نظم العودة (الرقم 2). سيشمل أحدث تركيب لفاصل الكربون STET في بولندا أيضا EcoTherm™ عودة النظام. المكونات الأساسية للنظام وترد في الشكل 2. اكوثيرم™ يتم نقله جافا إلى مستقبل مرشح فوق أحزمة الفحم. لمنع الغبار حول 7-10 يضاف الماء بالوزن٪ إلى

اكوثيرم™ في خلاط دبوس عالي السرعة قبل السقوط على الفحم على الحزام حيث يتم نقل الفحم إلى المطاحن.

2.3. ST عملية إزالة الأمونيا

تعمل محطات توليد الطاقة على زيادة استخدام حقن الأمونيا للتخفيف من انبعاثات أكاسيد النيتروجين و SO3. يتم تقليل أكاسيد النيتروجين في غاز المداخن عن طريق التفاعل مع الأمونيا في ظل ظروف معينة من خلال التحفيز الانتقائي (RC3) أو انتقائية غير تحفيزية (إس إن سي آر) نظم. بينما يتم استهلاك الأمونيا في هذه العمليات, مطلوب بعض الأمونيا الزائدة للتحكم السليم في أكاسيد النيتروجين. أي رواسب أمونيا متبقية على الرماد المتطاير في أنظمة جمع الرماد المرسب الكهروستاتيكي النموذجية في الجانب البارد. للحد من الجسيمات أو SO3 انبعاثات الهباء الجوي, يتم حقن الأمونيا في غاز المداخن قبل المرسبات مباشرة مما يؤدي إلى ترسب كبريتات الأمونيوم على الرماد المتطاير. في حين أن رماد الأمونيا لا يضر بأداء الخرسانة, عندما يتم خلط الرماد الأمونيا مع الأسمنت القلوي في إنتاج الخرسانة, تتطاير الأمونيا مما قد يعرض العمال للخطر.

لإزالة الأمونيا كغاز من الرماد المتطاير, تستخدم عملية ST نفس التفاعل الكيميائي الأساسي الذي ينتج عنه إطلاق الأمونيا في الخرسانة. تحرير الأمونيا من الرماد المتطاير يتطلب أن أيون الأمونيوم – توازن الأمونيا الجزيئية أن تحول لصالح الأمونيا من خلال وجود القلويات. الرماد المتطاير مع القلوية العالية بشكل طبيعي لا يحتاج إلى قلوي إضافي. للرماد الأقل قلوية, أي القلويات القوية تخدم. أرخص مصدر من القلويات هو الجير (الحظر). ويفضل بقوة رد فعل أملاح الأمونيوم مع الأمونيا تحرير الجير من قبل التوازن الكيميائي. يحدث التفاعل الكيميائي بسرعة بمجرد أن تذوب المركبات.

التين. 3: نظام إزالة الأمونيا STET

يظهر رسم تخطيطي لعملية إزالة الأمونيا ST في الشكل 3. الرماد, يتم قياس الماء والجير بنسب مضبوطة إلى الخلاط. لضمان الخلط السريع والتشتت الموحد للماء المضاف والقلويات, يتم استخدام خلاط كثافة عالية. يتم استخدام جهاز منخفض الكثافة مثل مطحنة الصلصال كخلاط ثانوي لتوفير اتصال جيد بالهواء للسماح بنقل الأمونيا من الجزء الأكبر من الرماد. منذ محتوى الرطوبة من الرماد منخفضة جدا, المواد يتدفق من خلال هذا خلاط كما مسحوق جاف مهتاج للغاية. غاز الأمونيا الذي تم جمعه في كل من الارتفاع و

يتم إعادة تدوير الخلاطات منخفضة السرعة إلى مداخن وحدة التوليد.

يتم تجفيف الرماد deammoniated عن طريق نقل المواد من خلال ومضة جفافا لإزالة المياه الزائدة. درجات حرارة الرماد النهائية حوالي 65 درجة مئوية (150ياو) كافية لإنتاج- تدفق المنتج الجاف.

العملية استرداد 100% من الرماد المتطاير المعالج والرماد الناتج يفي بجميع المواصفات للاستخدام في الخرسانة. أبجد لعملية إزالة الأمونيا يمكن استخدامها منفردة أو مجتمعة مع تكنولوجيا فصل الكربون للشركة. هذا النهج وحدات يقدم الحل بأقل تكلفة لعلاج الرماد المتطاير غير صالحة للاستخدام خلاف ذلك.

يمكن معالجة عملية المقياس التجاري هذه حتى

47 طن في الساعة من الرماد الملوث, تخفيض محتوى الأمونيا إلى أقل من 75 ملغم/ كغ. تعمل الآن أنظمة إزالة الأمونيا STET واسعة النطاق في هيئة كهرباء جاكسونفيل SJRPP, TEC بيج بيند, ومرافق معالجة الرماد RWE npower Aberthaw.

3. أبجد مرافق تجهيز الرماد

يتم إنتاج الرماد المتطاير منخفض خطاب النوايا الذي يتم التحكم فيه باستخدام تقنية STET في إحدى عشرة محطة طاقة في جميع أنحاء الولايات المتحدة., كندا, المملكة المتحدة, بولندا وكوريا. يتم تسويق الرماد المتطاير المعالج تحت ProAsh® العلامة التجارية في جميع أنحاء مناطق السوق هذه. برواش® تمت الموافقة على الرماد المتطاير للاستخدام من قبل أكثر من عشرين سلطات الطرق السريعة في الولاية, فضلا عن العديد من الوكالات الأخرى في مواصفات. برواش® كما تم التصديق عليها بموجب جمعية المعايير الكندية وEN 450:2005 معايير الجودة في أوروبا. يتم سرد مرافق معالجة الرماد STET في الجدول 1.

في 2008, كلفت STET أكبر منشأة لإثراء الرماد المتطاير في الولايات المتحدة في محطة Big Bend التابعة لشركة تامبا إلكتريك في فلوريدا. يتم تثبيت اثنين من فواصل STET لإنتاج LOI ProAsh منخفض® . يتم استخدام فاصل ثالث هو الأول من نوعه لزيادة تركيز الكربون لزيادة قيمة الوقود في EcoTherm إلى أقصى حد™ ولتعظيم كمية ProAsh® استرداد. منشأة بيج بيند, التي تنتج 260,000 طن سنويا من ProAsh®, يتضمن أ 25,000 قبة طن لرماد العلف, أ 10,000 طن صومعة ل ProAsh® و أ 6,500 صومعة طن ل EcoTherm™ .

3.1. مشروع ZGP, بولندا

في أبريل 2010 تم تشغيل أول تركيب لفاصل STET في أوروبا القارية على حدود محطة البخار والطاقة المشتركة لشركة Soda Polska Ciech Sp z o.o. – نباتات Janikosoda و Inowrocław في بولندا. مرفق معالجة الرماد هذا, تم تطويره بالاشتراك مع STET, مملوكة ومدارة من قبل ZGP Sp. Z O.O., شركة مشتركة بين لافارج بولسكا إس إيه وصودا بولسكا CIECH Sp. z

o.o.تنتج محطات توليد الطاقة حوالي 180,000 أطنان في السنة من الرماد المتطاير الذي تم نقله رطبا إلى البحيرات 2 كم.

تم بناء المنشأة على حدود محطة توليد الكهرباء. تضمن المشروع تحويل أنظمة جمع ونقل الرماد الرطب لخمسة

غلايات لأنظمة جمع الرماد الجاف الكثيف, فاصل STET, صوامع تخزين رماد العلف, برواش® وإيكوثيرم™ منتجات, وإيكوثيرم™ نظام الإرجاع لإعادة EcoTherm™ إلى الغلايات لاستعادة قيمة الوقود, وكذلك المباني المساعدة, الضواغط والطرق الجديدة. لأنه يتم أيضا معالجة رماد العلف من Inowrocław القريبة- محطة ماتوي لتوليد الطاقة مملوكة لشركة Soda Polska Ciech Sp. Z O.O., تم اتخاذ الترتيبات اللازمة لتفريغ رماد الأعلاف الذي تم نقله إلى المنشأة في شاحنات صهريج تعمل بالهواء المضغوط. يظهر مخطط تدفق العملية لمرفق إثراء الرماد في الشكل 4 والتخطيط العام للمنشأة في الشكل 5. خطاب النوايا المنخفض ProAsh® يتم إنتاجه إلى EN450:2005 ويستخدم في مصنع الأسمنت القريب المملوك لشركة لافارج لإنتاج الأسمنت الرماد المتطاير. A 30,000 تم بناء صومعة الرماد الجاف بالطن داخل مبنى مصنع الأسمنت, لتخزين الرماد خلال فصل الشتاء.

التين. 4. مخطط عملية ZGP

التين. 6. ZGP ST مصنع إثراء الرماد المتطاير

3.2 أساس التصميم

حجم الرماد المراد معالجته سنويا: 180,000 T

اكوثيرم™ احترقت من قبل محطة توليد الكهرباء 24,000 طن / سنة, وحدة التخزين المتبقية التي سيستخدمها

1.تفكيك نظام النقل الرطب

2.تسليم وتجميع نظام نقل الطور الكثيف الجديد

3.تسليم وتجميع الضواغط

4.بناء صوامع مرفق فصل الرماد: صومعة رماد العلف 1200 طن

برواش® 1000 طن إيكوثيرم ™1,000T

5.إنشاء الطرق والبنية التحتية للموقع مرفق بدء التشغيل في مايو 2010

تم تنفيذ المشروع ضمن الميزانية المخطط لها وفي الموعد المحدد.

3.3أداء المنشأة في 2011

بناء على الخبرة التشغيلية الإيجابية المكتسبة خلال عمليات بدء التشغيل, وعلى 2010 اداء, قررت إدارة المنشأة معالجة الرماد الإضافي من محطات الطاقة الأخرى, مع محتوى كربون أعلى في الرماد المتطاير من المقبول وفقا لل EN 450 معيار.

كان خطاب النوايا في الرماد المسلم من 8 إلى 20%. في ضوء ما سبق, زاد حجم الرماد الذي تمت معالجته بواسطة منشأة ZGP في 2011 إلى 220,000 طن.

خطاب النوايا للرماد المتطاير, برواش® وإيكوثيرم™ في 2011

4. ملخص

مرفق معالجة الرماد المتطاير المكتمل, استنادا إلى التكنولوجيا التي تقدمها شركة Separation Technologies LLC ، ألغت تماما الحاجة إلى تخزين الرماد المتطاير في Mąمحطات توليد الطاقة twy و Janikowo.

أصبح الرماد المتطاير الذي تسبب في أضرار بيئية لسنوات وتم تخزينه خارج المبنى بتكلفة عالية جدا منتجا قابلا للتسويق يسمى ProAsh® ويستخدم الآن بالكامل من قبل صناعة الأسمنت, مطابقة لمعيار EN-450.

اكوثيرم™ يستخدم الآن كوقود من قبل محطة توليد الكهرباء ومصنع الأسمنت, تقليل كمية الفحم التي تحرقها تلك المصانع وبالتالي زيادة كفاءة الغلايات.

حقق المشروع أهدافه المالية والبيئية. أظهرت المنشأة قدرة عالية على معالجة الرماد, من حيث الجودة, الكمية وتكنولوجيا المعالجة, وأثبتت موثوقيتها.

تعظيم الاستفادة الرماد المتطاير كبديل أسمنت في إنتاج الخرسانة إلى حد كبير يقلل من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون المرتبطة بنشاط البناء. من أجل تجنب فقدان هذا المورد القيم من المواد اللازمة لإنتاج الخرسانة وكذلك الحد من انبعاثات غازات الدفيئة المرتبطة بالبناء الخرساني, هناك حاجة إلى عمليات لاستعادة جودة الرماد المتطاير بطريقة اقتصادية وسليمة بيئياً.

إن الاستفادة من الرماد المتطاير مع عمليات Separation Technologies تزيد من المعروض من هذه المواد المهمة. لا تزال عمليات إثراء ST هي أكثر الطرق المطبقة على نطاق واسع لترقية الرماد المتطاير غير القابل للاستخدام إلى مواد عالية القيمة لاستبدال الأسمنت في الخرسانة. 19 توجد فواصل الكربون STET في مكانها مع أكثر من 100 آلة-سنوات عملية.

برواش® وجد قبولا واسعا في صناعة الخرسانة باعتباره رمادا متطايرا ممتازا يتطلب مراقبة أقل بكثير لمتطلبات حبس الهواء بسبب تباين خطاب النوايا الأقل من الرماد الآخر.

تسمح إعادة التركيز عالي الكربون من عملية STET إلى المرجل في محطة توليد الكهرباء باستعادة قيمة وقود الكربون المستعاد بكفاءة مماثلة للفحم.

تقدم STET مجموعة من التقنيات الفعالة اقتصاديا لتلقي الرماد ذي الجودة المحسنة التي كان من الممكن أن يتم طمرها. تقنيات فصل الكربون الكهروستاتيكي, إيكوثرم™ العودة إلى المرجل, وإزالة الأمونيا توفر حلا معياريا للمشاكل المتعلقة باستخدام الرماد المتطاير وحماية البيئة في قطاع الطاقة. يمكن تنفيذ هذه التقنيات الثلاث على مراحل, او

الجدول. أبجد العمليات التجارية

كمشروع واحد. في الجدول ، يتم عرض بيانات موجزة عن نتائج التنفيذ والتشغيل التجاري لمنشآت إثراء رماد الفحم STET.