Possibilities of ST Complex Technologies on Fly Ash

RÉSUMÉ

ST Equipment & Technology LLC (STET) exploite des systèmes de valorisation commerciale des cendres volantes depuis 1995. STET de valorisation électrostatique technologie réduit la teneur en carbone de cendres volantes de charbon, produisant un uniforme, cendres de faible teneur en carbone pour utilisation comme substitut pour le ciment. Cendres volantes avec des niveaux de carbone > 25% ont été utilisés pour procendre de Duce avec un niveau de carbone contrôlé de 2 ± 0.5%. Un produit riche en carbone est produit simultanément pour récupérer la valeur de carburant du carbone.

STET de nouveau projet en Pologne qui inclut un humide- conversion de collection ash à sécher et un séparateur de carbone STET a été commandé avec succès en mai 2010.

1.QUALITÉ LIMITE GRADE CONCRÈTES DISPONIBLES FLY ASH

De l’environ 70 millions de tonnes de cendres volantes produite annuellement dans des centrales au charbon US, seulement environ 14 millions de tonnes est utilisé comme un substitut de ciment dans la production de béton. Une grande partie de ce rejet de cendres volantes ne répond pas aux spécifications chimiques et physiques pour une utilisation dans le béton. Une situation similaire se produit en Europe. Alors que certains de cette cendre hors-qualité est utilisé comme matériau de remplissage structurels ou pour d’autres recours à faible valeur, une grande partie de celui-ci est simplement éliminée dans des décharges ou des étangs de déchets.

Une quantité excessive de carbone non brûlé dans les cendres volantes est le problème le plus fréquent. L'American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO) et normes européennes (FR 450 Catégorie A) exiger que la quantité de carbone non brûlé dans les cendres volantes, mesurée par perte au feu (LOI) pas dépasser 5% par poids. Cependant, à partir de la mi-1990, installation d'équipement de contrôle mandaté NOx dans des centrales au charbon ont augmenté le carbone (LOI) contenu d'une grande partie des cendres volantes précédemment négociables. Exigences supplémentaires pour réduire les NOx et autres émissions de centrales électriques ont entraîné la contamination des cendres volantes contenant de l'ammoniaque. En conséquence, alors que la compréhension des avantages de l'utilisation de cendres volantes dans le béton ne cesse d'augmenter, la disponibilité de cendres volantes de qualité appropriée est en baisse. Processus d'économiquement bénéficient hors qualité cendres volantes sont donc également de s'intéresser à la puissance et les industries de béton. Technologies de séparation a été le pionnier des procédés pour enlèvement de carbone et ammoniac de cendres volantes.

2.ÉQUIPEMENT DE ST & APERÇU DE TECHNOLOGIE TECHNOLOGIES LLC

2.1. Séparation de carbone de cendres volantes

Dans le séparateur de carbone STET (Figure 1), matériel est nourri dans la mince écart entre deux électrodes planes parallèles. Les particules sont facturés triboelectrically par contact entre. Le carbone chargé positivement et négativement chargé minéral sont attirés par les électrodes opposées. Les particules sont ensuite emportés par une ceinture de mouvement continue et transportés dans des directions opposées. La ceinture déplace l'adjacent à chaque électrode vers les extrémités opposées du séparateur de particules. La vitesse de bande élevée permet également à des débits très élevés, up to 40 tonnes / heure sur un seul séparateur. Le petit écart, domaine haute tension, courant de compteur, agitation vigoureuse de particule-particule et action nettoyage automatique de la courroie sur les électrodes sont les caractéristiques essentielles de la STET séparateur. En contrôlant les divers paramètres du procédé, comme la vitesse du tapis, point d'alimentation, et le taux d'alimentation, le processus STET produit cendres LOI faible contenu carbone de moins de 3.5% d'alimentation des cendres volantes dont la LOI de 5% à plus 25%.

Fig. 1. Séparateur de ST

La conception du séparateur est relativement simple et compact. Une machine conçue pour traiter 40 tonnes / heure sont d'environ 9 m (30 ft.) long, 1.5 m (5 ft.) large, et 2.75 m (9 ft.) haute. La courroie et les galets associés sont les seules parties mobiles. Les électrodes sont stationnaires et composé d’une matière plastique appropriée durable. La ceinture est en plastique. Du séparateur puissance est inférieure à 1 kilowatt-heure par tonne de matière traitée avec la plus grande partie de l'énergie consommée par deux moteurs de la courroie.

Le processus est entièrement sec, ne nécessite aucun matériel supplémentaire autre que les cendres volantes et ne produit aucune émission des déchets de l'eau ou l'air. Les matériaux récupérés sont constitués de ramener en teneur en carbone à un niveau approprié pour l'usage comme un adjuvant pouzzolanique dans le béton de cendres volantes, et une fraction riche en carbone utile comme combustible. Utilisation de deux flux de produits fournit un 100% solution aux problèmes d'élimination des cendres volantes.

2.2. Valeur de carburant récupéré des cendres volantes de haute teneur en carbone

En plus du produit de faible teneur en carbone, tout nommé ProAsh® , pour une utilisation dans le béton, la séparation de STET traiter également récupère autrement gaspillée de carbone non brûlé sous forme de cendres volantes riches en carbone, EcoTherm marque™ . EcoTherm™ a valeur de carburant significative et peuvent facilement être retournées à la centrale électrique à l’aide de la STET EcoTherm™ Système de retour pour réduire le charbon utilisé à l’usine. Lorsque EcoTherm™ est brûlé dans la chaudière de l’utilitaire, l'énergie de combustion est converti en haute pression / vapeur à haute température et ensuite à l'électricité à la même efficacité que le charbon, en général 35%. La conversion de l’énergie thermique récupérée à l’électricité dans EcoTherm des STETs™ Système de retour est deux à trois fois supérieur à celui de la technologie compétitive où l’énergie est récupérée comme la chaleur sous forme d’eau chaude qui circule dans la chaudière eau système d’alimentation. EcoTherm™ est aussi utilisé comme une source d’alumine dans les fours à ciment, déplaçant la bauxite plus cher qui est habituellement transporté longues distances. Utilisant le carbone haut EcoTherm™ cendres dans une centrale électrique ou un four à ciment, maximise la récupération de l'énergie provenant du charbon livré, réduisant le besoin d'extraire et de transporter le carburant supplémentaire aux installations.

Fig. 2. EcoTherm™ Système de retour

ÉTAT de Constellation Power Source génération Brandon rives, SMEPA R.D. Morrow, NBP Belledune, Didcot npower, EDF Energy West Burton, et les plantes RWEnpower Aberthaw, toutes comprennent EcoTherm™ Systèmes de retour (Figure 2). La nouvelle installation d’un séparateur de carbone STET en Pologne comprendra également un EcoTherm™ Système de retour. Les composantes essentielles du système sont présentées dans la Figure 2. EcoTherm™ est acheminé sec à un récepteur de filtre sur les ceintures de charbon. Afin d’éviter le saupoudrage sur 7-10 WT % eau est ajoutée à la

EcoTherm™ dans un mélangeur de broches haute vitesse avant de redescendre sur le charbon sur la ceinture comme le charbon est acheminé à moulins.

2.3. Processus d’élimination de l’ammoniac ST

Centrales électriques augmentent l’utilisation de l’injection d’ammoniac pour atténuer les émissions de NOx et SO3. NOx dans les gaz de combustion est réduite par réaction avec l’ammoniac sous certaines conditions par catalytique sélective (SCR) ou sélective Non catalytique (RÉDUCTION NON CATALYTIQUE SÉLECTIVE) systèmes. Alors que l’ammoniac est consommée dans ces processus, certains excès d’ammoniac est requis pour un contrôle adéquat de la NOx. Les dépôts résiduels de l’ammoniac sur cendres volantes dans les systèmes de collecte des cendres typique précipitateur électrostatique côté froid. Afin de réduire les particules ou plus3 émissions d’aérosols, l’ammoniac est injecté dans les gaz de combustion juste avant les précipitateurs résultant en sulfates d’ammonium du dépôt sur les cendres volantes. Alors que les cendres ammoniaqué n’est pas préjudiciable aux performances du béton, Quand les cendres ammoniaqué sont mélangé avec le ciment alcalin dans la production du béton, l’ammoniac est volatilisé potentiellement en danger les travailleurs.

Pour éliminer l’ammoniac sous forme gazeuse de cendres volantes, le procédé de ST utilise la même réaction chimique fondamentale qui se traduit par la libération d’ammoniac dans le béton. Libération d’ammoniac de cendres volantes exige que l’ion ammonium – équilibre moléculaire ammoniac déplacée en faveur de l’ammoniaque par la présence d’alcali. Cendres volantes avec naturellement forte alcalinité besoin sans alcali supplémentaire. Des cendres moins alcaline, des alcalins forts servira. La source moins cher d’alcali est citron vert (Interdiction). La réaction des sels d’ammonium avec de la chaux, libérant l’ammoniac est fortement favorisée par équilibre chimique. La réaction chimique se produit rapidement une fois que les composés sont dissous.

Fig. 3: STET système d’enlèvement de l’ammoniac

La Figure montre un diagramme schématique de la désinstallation de l’ammoniac ST 3. Cendre, l’eau et la chaux en proportions contrôlées sont mesurés à une table de mixage. Pour assurer un mélange rapide et une dispersion uniforme de l’eau ajoutée et l’alcali, un mélangeur haute intensité est utilisé. Un dispositif de faible intensité comme un moulin de pug est utilisé comme une table de mixage secondaire afin d’offrir bon air contact afin de permettre le transport d’ammoniac de la majeure partie de la cendre. La teneur en humidité des cendres étant très faible, les flux de matières par le biais de cette table de mixage sous forme de poudre sèche très agité. Gaz ammoniac recueillis dans les deux le haut et

mélangeurs à vitesse réduite est recyclée dans le conduit d’unité centrale.

Les cendres deammoniated sont séché par Transmettre la matière par un flash plus sec pour enlever l’excès d’eau. Température finale de cendres d’environ 65ºC (150oF) suffisent produire un offert gratuitement- écoulement de produit sec.

Le processus récupère 100% de la cendre volante traitée et la cendre résultante répond à toutes les spécifications pour une utilisation dans le béton. Le processus d’enlèvement d’ammoniac de STET peut être utilisé seul ou en combinaison avec la technologie de séparation du carbone de l’entreprise. Cette approche modulaire offre la solution la moins coûteuse pour traiter les cendres volantes autrement inutilisables.

Cette opération à l’échelle commerciale peut

47 tonnes par heure de cendres contaminées, réduire la teneur en ammoniac à moins de 75 mg/kg. Des systèmes d’enlèvement d’ammoniac STET à grande échelle fonctionnent maintenant à Jacksonville Electric Authority SJRPP, TEC Big Bend, et RWE npower Aberthaw installations de traitement des cendres.

3. INSTALLATIONS DE TRAITEMENT DES CENDRES STET

La cendre volante LOW LOI contrôlée est produite avec la technologie de STET dans onze centrales électriques à travers les États-Unis., Canada, au Royaume-Uni., Pologne et Corée. Les cendres volantes traitées est commercialisé sous la ProAsh® marque tout au long de ces secteurs de marché. ProAsh® cendres volantes a été approuvé pour une utilisation par les autorités plus de vingt de route de l’état, ainsi que de nombreuses autres agences de la spécification. ProAsh® a également été certifié par l’Association canadienne de normalisation et EN 450:2005 normes de qualité en Europe. État les installations de traitement des cendres sont répertoriées dans le tableau 1.

Dans 2008, STET a commandé sa plus grande installation de valorisation de cendres volantes américaines à la Station de Big Bend compagnie électrique de Tampa en Floride. Deux séparateurs STET sont installés pour produire faible LOI ProAsh® . Un séparateur troisième premier-of-its-kind est utilisé pour concentrer davantage le carbone afin de maximiser la valeur de carburant de l’EcoTherm™ et pour maximiser la quantité de ProAsh® récupérés. L’installation de Big Bend, qui produit 260,000 tonnes par an de ProAsh®, comprend un 25,000 ton dôme pour cendres alimentation, un 10,000 ton silo pour ProAsh® et un 6,500 ton silo pour EcoTherm™ .

3.1. Projet ZGP, Pologne

Au mois d’avril 2010 la première installation de séparateur STET dans continental Europe a été commandée sur la limite de la vapeur combinée et la centrale électrique de soude Polska Ciech Sp z o.o. – Plantes Janikosoda et Inowrocław en Pologne. Cette installation de traitement des cendres, développé en collaboration avec STET, appartient et est exploité par ZGP Sp. z o.o., une coentreprise de Lafarge Polska SA et soude Polska CIECH Sp. z

o.o.La production de centrales électriques sur 180,000 tonnes / an de cendres qui a été transporté humide de lagunes 2 km.

L’installation a été construite à la limite de la centrale électrique. Le projet comprenait la conversion des systèmes de collecte et le transport des cendres humides pendant cinq

chaudières à un systèmes de collecte de cendre sèche en phase dense, un séparateur de STET, silos de stockage pour les cendres alimentation, le ProAsh® et le EcoTherm™ produits, et un EcoTherm™ Système de retour pour retourner l’EcoTherm™ aux chaudières pour récupérer la valeur du carburant, ainsi que des bâtiments auxiliaires, compresseurs et nouvelles routes. Parce que les cendres fourragères sont également traitées à partir de l’Inowroclaw à proximité- Centrale électrique matwy appartenant à Soda Polska Ciech Sp. z o.o., des dispositions ont été prises pour décharger les cendres fourragère transportées à l’installation dans des camions-citernes pneumatiques. Le diagramme de flux de processus pour l’installation de bienveillance des cendres est indiqué dans Figure 4 et l’aménagement général des installations dans Figure 5. Le low LOI ProAsh® est produit à EN450:2005 et est utilisé à la cimenterie voisine appartenant à Lafarge pour produire du ciment de frêne volant. A 30,000 tonnes de silo de cendres sèches a été construit dans les locaux de la cimenterie, pour stocker les cendres pendant la saison d’hiver.

Fig. 4. Diagramme de processus ZGP

Fig. 6. ZGP ST usine de bec de frêne mouche

3.2 Base de conception

Volume de cendres à traiter chaque année: 180,000 T

EcoTherm™ brûlé par la centrale 24,000 tonnes/an, le volume restant à utiliser par le

1.Démontage du système de transport humide

2.Livraison et assemblage du nouveau système de transport de phase dense

3.Livraison et assemblage de compresseurs

4.Construction de l’installation de séparation des cendres Silos: Nourrir le silo de cendres 1 200T

ProAsh® 1000T EcoTherm ™1,000T

5.Construction de routes et d’infrastructures de site start-up en mai 2010

Le projet a été mis en œuvre dans le budget prévu et dans les délais prévus.

3.3Performance de l’installation en 2011

Sur la base de l’expérience opérationnelle positive acquise lors des opérations de démarrage, et sur 2010 Performance, la direction de l’installation a décidé de traiter des cendres supplémentaires provenant d’autres centrales électriques, avec une teneur en carbone plus élevée en cendres volantes qu’acceptable selon l’EN 450 standard.

La lettre d’intention dans les cendres livrées 8 À 20%. À la lumière de ce qui précède, le volume de cendres traité par l’installation ZGP a augmenté en 2011 À 220,000 Tonnes.

LOI pour les cendres volantes, ProAsh® et EcoTherm™ dans 2011

4. résumé

L’installation de traitement des cendres volantes terminée, sur la base de la technologie fournie par Separation Technologies LLC complètement éliminé la nécessité de stocker les cendres volantes à Mą ącentrales électriques de Twy et Janikowo.

Les cendres de mouche de déchets qui avaient causé des dommages environnementaux pendant des années et avaient été stockées à l’extérieur des locaux à un coût très élevé sont devenues un produit commercialisable appelé ProAsh® et est maintenant entièrement utilisé par l’industrie du ciment, conforme à la norme EN-450.

EcoTherm™ est maintenant utilisé comme combustible par la centrale électrique et la cimenterie, réduire la quantité de charbon brûlée par ces centrales et ainsi accroître l’efficacité des chaudières.

Le projet a atteint ses objectifs financiers et environnementaux. L’installation a démontré une capacité élevée de traitement des cendres, en termes de qualité, technologie de quantité et de traitement, et s’est avéré fiable.

Maximiser l'utilisation de cendres volantes comme un substitut de ciment dans la production de béton sensiblement à réduire les émissions de dioxyde de carbone associées aux activités de construction. Afin d’éviter la perte de cette précieuse ressource de matériaux pour la production de béton ainsi que la réduction des émissions de gaz à effet de serre associées à la construction en béton, procédés pour la restauration de la qualité des cendres volantes d'une manière écologiquement viable et économique sont nécessaires.

La bienfaition des cendres volantes avec les procédés de Separation Technologies augmente encore l’approvisionnement de ce matériau important. Les procédés de bienfaition ST continuent d’être les méthodes les plus largement appliquées pour mettre à niveau les cendres volantes autrement inutilisables en matériaux de grande valeur pour le remplacement du ciment dans le béton. 19 Les séparateurs de carbone STET sont en place avec plus de 100 machine-années d'exploitation.

ProAsh® a trouvé une large acceptation dans l’industrie du béton comme une cendre volante haut de gamme nécessitant beaucoup moins de surveillance des exigences en matière d’entraînement de l’air en raison de la variabilité moins d’utilisation de l’assurance-emploi que les autres cendres.

Le retour du concentré à haute teneur en carbone du procédé STET à la chaudière d’une centrale électrique permet de récupérer la valeur du combustible carbone récupéré à un rendement similaire à celui du charbon.

STET offre un ensemble de technologies économiquement efficaces pour recevoir des cendres de la qualité améliorée qui seraient autrement mises en décharge. Technologies de séparation électrostatique du carbone, Ecotherm™ retour à la chaudière, et l’élimination de l’ammoniac fournissent une solution modulaire aux problèmes liés à l’utilisation des cendres volantes et à la protection de l’environnement dans le secteur de l’énergie. Ces trois technologies peuvent être mises en œuvre par étapes, ou

Tableau. STET opérations commerciales

comme un seul projet. Dans le tableau, de brèves données sur les résultats de la mise en œuvre et de l’exploitation commerciale des installations de beneficiation des cendres de charbon STET sont présentées.