Možnosti ST komplexních technologií na popílek

ABSTRAKT

St. zařízení & Technologie LLC (STET) provozuje beneficiation systémy komerčního popílku, protože 1995. STET je elektrostatické beneficiation technologie snižuje obsah uhlíku v uhlí popílek, vytváření konzistentní, nízkouhlíkových popela pro použití jako náhrada cementu. Popílek s uhlíkovými úrovněmi > 25% byly použity na proPopílek s kontrolovanou hladinou uhlíku 2 ± 0.5%. Uhlíkem bohaté produkt je vyráběn současně obnovit hodnoty paliva uhlíku.

Nejnovější projekt STET v Polsku, který zahrnuje mokrou- v květnu byla úspěšně uvedena do provozu přestavba a odlučovač uhlíku STET. 2010.

1.JAKOST OMEZENÍ K DISPOZICI POPÍLKY Z BETONU JAKOSTI

Z přibližně 70 v amerických uhelných elektrárnách ročně generované miliony tun mouhelného popela, pouze o 14 milion tun se používá jako cementová náhražka v betonové výrobě. Velká část tohoto odmítnutého popílku nesplňuje chemické a fyzikální specifikace pro použití v betonu. Podobná situace se vyskytuje i v Evropě. Zatímco část tohoto popela mimo kvalitu je využívána jako materiál pro strukturní výplň nebo pro jiné nízkohodnotové použití, Velká část je jednoduše zlikvidována na skládkách nebo v odpadových rybnících.

Nadměrné množství nespálené uhlí v popílku je nejčastějším problémem. Americká asociace státní silnice a dopravu (AASHTO) a evropské normy (EN 450 Kategorie A) požadovat, aby množství nespálených uhlíku v popílku, měřeno ztrátou při zapalování (LOI) nesmí překročit 5% podle hmotnosti. Nicméně, začíná v polovině-1990, instalace nařízeného NOx zařízení na uhlí vypaloval elektrárny zvýšil uhlíku (LOI) obsah velké části dříve obchodovatelná popílek. Další požadavky na snížení NOx a jiné elektrárny emise mají mít za následek kontaminaci popílek s amoniakem. V důsledku, zatímco znalost výhody použití Popílek do betonu ke zvýšení, dostupnost vhodných kvalita popílku klesá. Procesy na ekonomicky profitovat z kvalitního popílku jsou tedy také z rostoucí zájem k moci a konkrétních odvětví. Separační technika průkopila takové procesy jak pro odstranění uhlíku, tak čpavku z moučníku.

2.ZAŘÍZENÍ ST & TECHNICKÉ INFORMACE O TECHNOLOGII TECHNOLOGY LLC

2.1. Odlučovač uhlíku

V oddělovač uhlíku STET (Obrázek 1), materiál je dávkován do tenké mezery mezi dvě rovnoběžné rovinné elektrody. Částice jsou účtovány triboelectrically interparticle kontakt. Kladně nabitý uhlík a negativně nabitý minerální látky jsou přitahovány protielektrodami. Částice jsou poté stíraná kontinuální Pohyblivý pás a dopravena na opačnou stranu. Pás se pohybuje částice sousedící s každou elektrodu vůči opačných koncích oddělovače. Vysoký pás rychlost také velmi vysoké síta, až do 40 tun za hodinu na jeden oddělovač. Malá mezera, vysoké napětí pole, proti proudu, energický částice částice agitace a samočisticí akce pásu na elektrody jsou důležité rysy STET oddělovače. Tím, že řídí různé parametry procesu, například rychlost pásu, kanál bod, a rychlost posuvu, STET proces produkuje nízké LOI popílek na obsah uhlíku menší než 3.5% od krmných popílků v LOI od 5% na více než 25%.

Obr.. 1. Oddělovač ST

Oddělovač design je relativně jednoduchý a kompaktní. Stroj určený ke zpracování 40 tun za hodinu je přibližně 9 m (30 FT.) dlouhá, 1.5 m (5 FT.) široké, a 2.75 m (9 FT.) vysoká. Pás a přidružené válečky jsou jediné pohyblivé. Elektrody jsou nehybné a složené z vhodně odolného plastového materiálu. Pás je vyroben z plastu. Spotřeba energie oddělovače je nižší než 1 kilowatthodin za tunu zpracovaného s většinou energie spotřebované dva motory pohánějící pás materiálu.

Tento proces je zcela suchá, vyžaduje žádné další materiály kromě létavý popílek a neprodukuje žádné odpadní vody nebo vzduchu emise. Obnovená materiály se skládají z popílku sníženy na úroveň, které jsou vhodné pro použití jako Puzolánový příměsi do betonu v obsahu uhlíku, a vysokouhlíkové zlomek užitečné jako palivo. Využití obou proudů produktu poskytuje 100% řešení problémů likvidace popílek.

2.2. Využená hodnota paliva z vysokokarbonového popílku

Kromě výrobků s nízkým obsahem uhlíku, Značka ProAsh® , pro použití v betonu, STET separační proces také obnoví jinak zbytečně nespálené uhlí v podobě bohatých na uhlík popílek, značkové EcoTherm™ . EcoTherm™ má výrazné paliva hodnotu a snadno mohou být vrácena do elektrárny používající STET EcoTherm™ Návratový systém pro snížení uhlí používaného v závodě. Když EcoTherm™ je spálil v kotli nástroj, energie ze spalování je převeden na vysoký tlak / vysokou teplotou páry a poté na elektřinu na stejnou účinnost jako uhlí, obvykle 35%. Přeměna obnovené tepelné energie na elektřinu v Eotherm™ Návratový systém je dvakrát až třikrát vyšší než u konkurenční technologie kde je energie zpět jako low-grade tepla ve formě teplé vody, která je rozeslána do kotle úsťová rychlost vody. EcoTherm™ se také používá jako zdroj oxidu hlinitého v cementářských pecnách, vytlaení nákladnějšího bauxitu, který je obvykle přepravován na dlouhé vzdálenosti. S využitím vysokouhlíkové EcoTherm™ Jasan na elektrárně nebo cementové peci, maximalizuje využití energie z dodané uhlí, snížení potřeby mé a další paliva do zařízení.

Obr.. 2. EcoTherm™ Návratový systém

STETOVA konstelace zdroje energie výroba Brandon břehy, SMEPA R.D. Morrow, NBP Belledune, RWEnpower Didcot, EDF Energy západní Burton, a závody RWEnpower Aberthaw, Všechny zahrnují EcoTherm™ Návratové systémy (Obrázek 2). Nejnovější instalace separátoru uhlíku STET v Polsku bude obsahovat také EKOTHERM™ Návratový systém. Základní součásti systému jsou uvedeny na obrázku 2. EcoTherm™ se dopravuje na filtr přes uhelné pásy jako suché.. Aby se zabránilo oprašění 7-10 WT% voda se přidává do

EcoTherm™ ve vysokém rychlostním kolíku před pádem do uhlí na pásu, když je uhlí dopraveno do lisoven.

2.3. Proces odstranění amoniaku

Elektrárny zvyšují využití vstřikování amoniaku ke snížení emisí NOx a SO3. NOx ve spalinách se za určitých podmínek snižuje reakcí s amoniakem selektivní katalytikou (SCR) nebo selektivní nekatalytické (SNCR) systémy. Zatímco amoniak se v těchto procesech spotřebovává, pro správnou kontrolu NOx je zapotřebí určité množství přebytečného amoniaku. Jakékoli zbytkové amoniakové usazeniny na popílku v typických systémech sběru popela z elektrostatických odlučovačů na studené straně. Snížení částic nebo SO3 emise aerosolů, Amoniak je vstřikován do spalin těsně před odlučovači, což má za následek usazování síranů amonných na popílku. Zatímco amoniakovaný popel není škodlivý pro výkon betonu, když se amoniakovaný popel smíchá s alkalickým cementem při výrobě betonu, amoniak se odpařuje, což může ohrozit pracovníky.

Odstranění amoniaku jako plynu z popílku, proces ST využívá stejnou základní chemickou reakci, která vede k uvolňování amoniaku do betonu. Osvobození amoniaku z popílku vyžaduje, aby amonný iont – Molekulární amoniaková rovnováha by měla být posunuta ve prospěch amoniaku přítomností alkálií. Popílek s přirozeně vysokou zásaditostí nepotřebuje žádné další zásady. Pro méně alkalický popel, jakákoli silná alkálie bude sloužit. Nejlevnějším zdrojem alkálií je vápno (CaO). Reakce amonných solí s amoniakem uvolňujícím vápno je silně podporována chemickou rovnováhou. Chemická reakce probíhá rychle, jakmile jsou sloučeniny rozpuštěny.

Obr.. 3: Systém odstraňování amoniaku STET

Schematický diagram procesu odstraňování amoniaku ST je znázorněn na obrázku 3. Jasan, voda a vápno v kontrolovaném poměru jsou dávkovány do směšovače. Pro zajištění rychlého promíchání a rovnoměrného rozptýlení přidané vody a alkálií, používá se mixér s vysokou intenzitou. Zařízení s nízkou intenzitou, jako je šnekový mlýn, se používá jako sekundární míchadlo, které zajišťuje dobrý kontakt se vzduchem a umožňuje transport amoniaku z většiny popela. Vzhledem k tomu, že obsah vlhkosti v popelu je velmi nízký, Materiál protéká touto míchačkou jako silně promíchaný suchý prášek. Plynný amoniak zachycený jak ve vysokotlakém, tak v

nízkootáčkové míchačky jsou recyklovány do kouřovodu z výrobní jednotky.

Odamoniakovaný popel se suší tak, že se materiál dopraví přes bleskovou sušičku, aby se odstranila přebytečná voda. Konečná teplota popela přibližně 65ºC (150oF) jsou dostatečné k tomu, aby vytvořily zcela bezplatnou- tekoucí suchý produkt.

Proces se obnoví 100% zpracovaného popílku a výsledného popela splňuje všechny specifikace pro použití v betonu. Proces odstraňování amoniaku STET lze použít samostatně nebo v kombinaci s technologií separace uhlíku společnosti. Tento modulární přístup nabízí nejlevnější řešení pro zpracování jinak nepoužitelného popílku.

Tento provoz v komerčním měřítku zvládne až

47 tun kontaminovaného popela za hodinu, snížení obsahu amoniaku na méně než 75 mg/kg. Systémy odstraňování amoniaku STET v plném rozsahu jsou nyní v provozu v Jacksonville Electric Authority SJRPP, TEC Big Bend, a RWE npower Aberthaw zařízení na zpracování popela.

3. STET ZAŘÍZENÍ NA ZPRACOVÁNÍ POPELA

Kontrolovaný popílek s nízkým obsahem LOI se vyrábí technologií STET v jedenácti elektrárnách po celých Spojených státech., Kanada, Spojené království, Polsko a Korea. Zpracovaný popílek je uváděn na trh pod značkou ProAsh® značka v těchto oblastech trhu. ProAsh® fly ash byl schválen k použití více než dvaceti státními dálničními úřady, stejně jako mnoho jiných agentur specifikace. ProAsh® byla rovněž certifikována kanadskou asociací norem a 450:2005 standardy kvality v Evropě. Zařízení na zpracování popela STET jsou uvedena v tabulce 1.

V 2008, Společnost STET uvedla do provozu své největší zařízení na zpracování popílku v USA v elektrárně Big Bend Station společnosti Tampa Electric Company na Floridě. Jsou instalovány dva separátory STET pro výrobu nízkého LOI ProAsh® . První třetí separátor svého druhu se používá k další koncentraci uhlíku, aby se maximalizovala palivová hodnota EcoThermu™ a maximalizovat množství ProAsh® uzdravený. Zařízení Big Bend, který produkuje 260,000 tun ProAsh ročně®, Zahrnuje 25,000 tunová kopule pro krmný popel, o 10,000 tunové silo pro ProAsh® a 6,500 tunové silo pro EcoTherm™ .

3.1. Projekt ZGP, Polsko

V dubnu 2010 první instalace separátoru STET v kontinentální Evropě byla uvedena do provozu na hranici kombinované parní elektrárny a elektrárny společnosti Soda Polska Ciech Sp z o.o. – Závody Janikosoda a Inowrocław v Polsku. Toto zařízení na zpracování popela, vyvinuto ve spolupráci se společností STET, je vlastněna a provozována společností ZGP Sp. z o.o., společný podnik Lafarge Polska SA a Soda Polska CIECH Sp. z

o.o.Elektrárny produkují asi 180,000 tun popílku za rok, který byl mokrý dopraven do lagun 2 km daleko.

Zařízení bylo vybudováno na hranici elektrárny. Projekt zahrnoval přestavbu systémů sběru a dopravy mokrého popela pro pět

kotle na sběrné systémy suché popelové husté fáze, oddělovač STET, Skladovací sila na krmný popel, ProAsh® a EcoTherm™ produkty, a EcoTherm™ Návratový systém pro vrácení EcoThermu™ do kotlů, aby se obnovila hodnota paliva, stejně jako pomocné budovy, Kompresory a nové silnice. Protože krmný popel se zpracovává také z nedaleké Inowrocław- Elektrárna Matwy ve vlastnictví společnosti Soda Polska Ciech Sp. z o.o., byla přijata opatření pro vykládku krmného popela dopravovaného do závodu v pneumatických cisternách. Schéma procesu pro zařízení na zušlechťování popela je znázorněno na obrázku 4 a obecné uspořádání zařízení na obrázku 5. Nízká LOI ProAsh® je vyroben podle normy EN450:2005 a používá se v nedaleké cementárně, kterou vlastní Lafarge, k výrobě popílkového cementu. A 30,000 V areálu cementárny bylo vybudováno silo na suchý popel, pro skladování popela během zimního období.

Obr.. 4. Schéma procesu ZGP

Obr.. 6. Zařízení na zušlechťování popílku ZGP ST

3.2 Návrhové základy

Objem popela, který má být zpracován ročně: 180,000 T

EcoTherm™ spalované elektrárnou 24,000 tun/rok, zbývající objem, který má být využit

1.Demontáž mokrého dopravního systému

2.Dodávka a montáž nového dopravního systému s hustou fází

3.Dodávka a montáž kompresorů

4.Výstavba sila na separaci popílku: Silo na krmný popel 1 200T

ProAsh® 1 000T EcoTherm ™1,000T

5.Výstavba silnic a infrastruktury staveniště spuštění v květnu 2010

Projekt byl realizován v rámci plánovaného rozpočtu a v termínu.

3.3Výkonnost zařízení v 2011

Na základě pozitivních provozních zkušeností získaných během uvádění do provozu, a dále 2010 představení, Vedení zařízení se rozhodlo zpracovat další popílek z jiných elektráren, s vyšším obsahem uhlíku v popílku, než je přípustné dle EN 450 standard.

LOI v dodaném popelu pocházel z 8 do 20%. S ohledem na výše uvedené, objem popela zpracovaného zařízením ZGP se zvýšil 2011 do 220,000 tuny.

LOI pro popílek, ProAsh® a EcoTherm™ v 2011

4. SHRNUTÍ

Dokončená zpracovatelská linka popílku, na základě technologie dodané společností Separation Technologies LLC zcela eliminovala potřebu skladovat popílek na MąElektrárny twy a Janikowo.

Odpadní popílek, který po léta poškozoval životní prostředí a byl skladován mimo areál za velmi vysokou cenu, se stal prodejným produktem zvaným ProAsh® a nyní je plně využíván cementářským průmyslem, v souladu s normou EN-450.

EcoTherm™ je nyní využíván jako palivo v elektrárně a cementárně, snížení množství uhlí spalovaného těmito zařízeními a tím zvýšení účinnosti kotlů.

Projekt splnil své finanční i environmentální cíle. Zařízení prokázalo vysokou schopnost zpracování popela, z hlediska kvality, Množství a technologie zpracování, a osvědčil se jako spolehlivý.

Maximalizace využití popílku jako náhrada cementu v betonu produkci podstatně snižuje emise oxidu uhličitého spojenou s stavební aktivitou. Aby se zabránilo ztrátě tohoto cenného zdroje materiálu pro výrobu betonu a snížení emisí skleníkových plynů spojených s betonovými konstrukcemi, procesy pro obnovení kvality popílek ekonomický a ekologicky schůdnou způsobem.

Využití popílku pomocí procesů Separation Technologies dále zvyšuje dodávky tohoto důležitého materiálu. Procesy zušlechťování ST jsou i nadále nejrozšířenějšími metodami pro modernizaci jinak nepoužitelného popílku na vysoce hodnotné materiály pro náhradu cementu v betonu. 19 Separátory uhlíku STET jsou na místě s více než 100 stroje let provozu.

ProAsh® našel široké přijetí v betonářském průmyslu jako prémiový popílek, který vyžaduje mnohem méně monitorování požadavků na strhávání vzduchu kvůli menší variabilitě LOI než jiné popely.

Návrat koncentrátu s vysokým obsahem uhlíku z procesu STET do kotle v elektrárně umožňuje rekuperaci rekuperované hodnoty uhlíkového paliva s účinností podobnou uhlí.

STET nabízí komplex ekonomicky efektivních technologií pro příjem popela ve vyšší kvalitě, který by jinak skončil na skládkách. Technologie elektrostatické separace uhlíku, Ekoterm™ Návrat do kotle, a odstraňování amoniaku poskytují modulární řešení problémů spojených s využíváním popílku a ochranou životního prostředí v energetice. Tyto tři technologie lze implementovat ve fázích, nebo

Tabulka. STET komerční činnosti

jako jeden projekt. V tabulce jsou uvedeny stručné údaje o výsledcích realizace a komerčního provozu zařízení na těžbu uhelného popela STET.