Mogelijkheden van ST Complex technologieën op vliegas

ABSTRACT

ST apparatuur & Technologie LLC (STET) commerciële vliegas beneficiation systemen sinds functioneert 1995. STET van elektrostatische beneficiation technologie reduceert het koolstofgehalte van kolen vliegas, produceren van een consistente, koolstofarme ash voor gebruik als een substituut voor cement. Vliegas met koolstof niveaus > 25% zijn gebruikt om proDuce ash met een gecontroleerde koolstof 2 ± 0.5%. Een koolstof-rijke product tegelijk geproduceerd om te herstellen van de waarde van de brandstof van de koolstof.

STET de nieuwste project in Polen waarin een natte- To-Dry Ash Collection conversie en een STET Carbon separator werd succesvol in mei in gebruik genomen 2010.

1.KWALITEIT BEPERKENDE BESCHIKBAAR CONCRETE GRADE VLIEGEN ASH

Van de ongeveer 70 miljoen ton vliegas gegenereerd elk jaar op kolencentrales in de VS, slechts ongeveer 14 miljoen ton wordt gebruikt als cement vervanger in betonproductie. Veel van deze afgewezen vliegas niet voldoet aan de chemische en fysische specificaties voor gebruik in beton. Een vergelijkbare situatie doet zich in Europa. Terwijl sommige van deze off-kwaliteit as wordt gebruikt als structurele vulling materiaal of voor andere lage waarde gebruik, veel van het is gewoon verwijderd in stortplaatsen of afval vijvers.

Een overmatige hoeveelheid onverbrande koolstof in vliegas is het meest voorkomende probleem. De American Association of State Highway en vervoer ambtenaren (AASHTO) en Europese normen (NL 450 Categorie A) verlangen dat de hoeveelheid onverbrande koolstof in vliegas, gemeten als gewichtsverlies bij gloeien (LOI) niet meer bedragen dan 5% door gewicht. Echter, starten in de medio-jaren 1990, installatie van gemandateerde NOx regelapparatuur op kolen gestookte centrales verhoogd de koolstof (LOI) inhoud van veel van de eerder verhandelbare vliegas. Verdere eisen ter vermindering van NOx en andere elektriciteitscentrale uitstoot hebben geresulteerd in besmetting van de vliegas met ammoniak. Als een gevolg, terwijl het begrip van de voordelen van het gebruik van vliegas in beton blijft toenemen, de beschikbaarheid van geschikte kwaliteit vliegas afneemt. Economisch beneficiate uit hoogwaardige vliegas processen zijn dus ook van steeds meer belangstelling voor de macht en de concrete sector. Scheidings technologieën is een pionier in dergelijke processen voor het verwijderen van koolstof en ammoniak uit vliegas.

2.ST APPARATUUR & TECHNOLOGY LLC TECHNOLOGY OVERZICHT

2.1. Vliegas koolstof scheiding

In het STET koolstof scheidingsteken (Figuur 1), materiaal wordt ingevoerd in de dunne kloof tussen twee parallelle vlakke elektroden. De deeltjes triboelectrically betalen door interparticle contact. De positief geladen koolstof en het negatief geladen mineraal worden aangetrokken door tegengestelde elektroden. De deeltjes worden vervolgens opgeveegd door een continue bewegende gordel en overgebracht in tegengestelde richtingen. De band beweegt de deeltjes grenzend aan elke elektrode naar de tegenovergestelde einden van het scheidingsteken. De gordel van de hoge snelheid maakt het ook mogelijk zeer hoge doorvoercapaciteit, tot 40 ton per uur op een enkele scheidingsteken. De kleine opening, hoogspanning veld, stroom van de teller, krachtige deeltje-deeltje agitatie en zelfreinigend actie van de gordel op de elektroden zijn de essentiële kenmerken van het STET-scheidingsteken. Door het beheersen van diverse procesparameters, zoals riem snelheid, feed punt, en diervoeders tarief, het STET-proces produceert lage LOI vliegas op koolstofgehalte van minder dan 3.5% in al het voeder vliegen as variërend in LOI van 5% tot meer dan 25%.

Fig. 1. ST separator

Het scheidingsteken ontwerp is relatief eenvoudig en compact. Een machine die is ontworpen voor het verwerken van 40 ton peruur is ongeveer 9 m (30 ft.) lange, 1.5 m (5 ft.) breed, en 2.75 m (9 ft.) hoge. De riem en de bijbehorende rollen zijn de enige bewegende delen. De elektroden zijn stationair en bestaan uit een passend duurzaam kunststof materiaal. De band is gemaakt van kunststof. Het stroomverbruik van de separator is onder 1 kilowattuur per ton materiaal verwerkt met het merendeel van het energieverbruik door twee motoren rijden de gordel.

Het proces is volledig droog, vereist geen extra materialen dan de vliegas en produceert geen afval water of lucht emissies. De herstelde materialen bestaan uit vliegas in koolstofgehalte beperkt tot niveaus geschikt voor gebruik als een pozzolanic vermenging in beton, en een hoge koolstof fractie nuttig als brandstof. Gebruik van beide stromen product biedt een 100% oplossing voor vliegas verwijdering problemen.

2.2. Teruggewonnen brandstof waarde van koolstofvliegas

Naast de koolstofarme-product, merk genoemd ProAsh® , voor gebruik in beton, de scheiding van STET verwerken ook herstelt anders verspild onverbrande koolstof in de vorm van vliegas koolstof-rijke, merknaam EcoTherm™ . EcoTherm™ heeft aanzienlijke brandstof waarde en kunnen gemakkelijk worden teruggebracht naar de elektrische elektriciteitscentrale met behulp van de EcoTherm STET™ Systeem om de kolen gebruikt in de fabriek. Wanneer EcoTherm™ wordt verbrand in de ketel utility, de energie uit de verbranding wordt omgezet in hoge druk / hoge temperatuur stoom en vervolgens naar elektriciteit op de dezelfde efficiëntie als kolen, meestal 35%. De conversie van de herstelde thermische energie naar elektriciteit in STETs' EcoTherm™ Systeem is twee tot drie keer hoger dan die van de concurrerende technologie waar de energie wordt teruggewonnen als laagwaardige warmte in de vorm van warm water, die wordt verspreid aan de ketel feed watersysteem. EcoTherm™ wordt ook gebruikt als bron van aluminiumoxide in cementovens, het verplaatsen van de duurdere bauxiet die meestal over lange afstanden wordt vervoerd. Met behulp van de hoge koolstof EcoTherm™ as een elektriciteitscentrale of een cement-oven, maximaliseert de terugwinning van energie uit de geleverde steenkool, verminderen van de behoefte aan de mijne en het vervoer van extra brandstof tot de faciliteiten.

Fig. 2. EcoTherm™ Systeem weer

STET'S Constellation stroombron generatie Brandon Shores, SMEPA R.D. Morrow, Netwerkopstartprogramma Belledune, RWEnpower Didcot, EOF energie West Burton, en RWEnpower Aberthaw plants, alle zijn voorzien van EcoTherm™ Retour systemen (Figuur 2). De nieuwste installatie van een STET Carbon separator in Polen zal ook een EcoTherm™ Systeem weer. Essentiële componenten van het systeem worden gepresenteerd in figuur 2. EcoTherm™ wordt overgebracht naar een filter ontvanger over de kolen riemen. Om te voorkomen dat de stof over 7-10 WT% water wordt toegevoegd aan de

EcoTherm™ in een High Speed PIN mixer alvorens te vallen op de kolen op de gordel als de kolen wordt overgebracht naar molens.

2.3. ST ammoniak verwijderingsproces

Energiecentrales verhogen het gebruik van ammoniak injectie om NOx-en SO3-emissies te beperken. NOx in het rookgas wordt verminderd door reactie met ammoniak onder bepaalde omstandigheden door selectieve katalytische (SCR) of selectieve niet-katalytische (SNCR) systemen. Terwijl ammoniak in deze processen wordt verbruikt, Sommige overmaat ammoniak is vereist voor goede controle op de NOx. Eventuele residuele ammoniak afzettingen op vliegas in typische asopvangsystemen met koude zijde. Deeltjes of zo te verminderen3 aërosol emissies, ammoniak wordt geïnjecteerd in het rookgas dat vlak voor de precipitators wat resulteert in ammonium sulfaten storten op de vliegas. Terwijl ammoniated Ash niet schadelijk is voor de concrete prestaties, Wanneer de ammoniated as wordt gemengd met de alkaline cement in de productie van beton, de ammoniak is volatilized potentieel in gevaar brengen werknemers.

Verwijderen van ammoniak als een gas uit de vliegas, de ST-proces maakt gebruik van de dezelfde fundamentele chemische reactie die in ammoniak release in beton resulteert. Bevrijding van ammoniak uit vliegas vereist dat het ammonium-ion – moleculaire ammoniak evenwicht worden verschoven ten gunste van ammoniak door de aanwezigheid van alkali. Fly Ashes met natuurlijk hoge alkaliteit hebben geen extra alkali nodig. Voor minder alkalische as, elke sterke alkali zal dienen. De goedkoopste bron van alkali is kalk (CaO). De reactie van ammoniumzouten met kalk bevrijdend ammoniak is sterk begunstigd door chemische evenwichten. De chemische reactie treedt snel op zodra de verbindingen worden opgelost.

Fig. 3: STET ammoniak Removal systeem

Een schematisch diagram van het verwijderingsproces van ST ammoniak is afgebeeld in figuur 3. Ash, water en kalk in gecontroleerde verhoudingen worden gemeten aan een mixer. Om een snelle menging en gelijkmatige dispersie van het toegevoegde water en de alkali te verzekeren, een mixer met hoge intensiteit wordt gebruikt. Een apparaat met lage intensiteit, zoals een Mops molen, wordt gebruikt als secundaire mixer om goed lucht contact te bieden om ammoniak uit het grootste deel van de as te transporteren. Aangezien het vochtgehalte van de as zeer laag is, het materiaal stroomt door deze mixer als een zeer geagiteerd droog poeder. Ammoniakgas dat zowel in de hoge als in

lage snelheid mixers wordt gerecycled tot de genererende eenheid rookkanaal.

De gedeammoniakte as wordt gedroogd door het materiaal door een flitsdroger over te brengen om overtollig water te verwijderen. Laatste astemperaturen van ongeveer 65ºC (150OF) voldoende zijn om een volledig gratis- stromend droog product.

Het proces herstelt 100% van de behandelde vliegas en de resulterende as voldoet aan alle specificaties voor gebruik in beton. Het ammoniakverwijderingsproces van STET kan alleen of in combinatie met de koolstofscheidingstechnologie van het bedrijf worden gebruikt. Deze modulaire aanpak biedt de goedkoopste oplossing voor de behandeling van anders onbruikbare vliegas.

Deze commerciële schaaloperatie kan tot

47 ton per uur verontreinigde as, het ammoniakgehalte te verlagen tot minder dan 75 mg/kg. Full-scale STET ammoniak verwijdering systemen zijn nu actief op Jacksonville Electric Authority SJRPP, TEC Grote Bocht, en RWE npower Aberthaw asverwerkingsfaciliteiten.

3. STET ASH PROCESSING FACILITIES

Gecontroleerde lage LOI vliegas wordt geproduceerd met stet's technologie op elf elektriciteitscentrales in de VS., Canada, het Verenigd Koninkrijk, Polen en Korea. De verwerkte vliegas wordt onder de ProAsh op de markt gebracht® merk in deze marktgebieden. ProAsh® vliegas is goedgekeurd voor gebruik door meer dan twintig staat snelweg autoriteiten, Naast heel veel andere agentschappen van de specificatie. ProAsh® is ook gecertificeerd onder Canadian Standards Association en EN 450:2005 kwaliteitsnormen in Europa. STET-asverwerkingsfaciliteiten zijn opgenomen in tabel 1.

In 2008, STET in opdracht van haar grootste Amerikaanse vlieg as beneficiation faciliteit op de Tampa Electric Company Big Bend Station in Florida. Er zijn twee STET-scheidingstekens geïnstalleerd om lage LOI ProAsh te produceren® . Een eerste derde separator wordt gebruikt om de koolstof verder te concentreren om de brandstofwaarde van de EcoTherm te maximaliseren™ en om de hoeveelheid ProAsh te maximaliseren® Hersteld. De Big Bend faciliteit, die produceert 260,000 ton per jaar proash®, inclusief een 25,000 tonkoepel voor voeras, een 10,000 tonsilo voor ProAsh® en een 6,500 ton silo voor EcoTherm™ .

3.1. ZGP-project, Polen

In April 2010 de eerste STET Separator installatie in continentaal Europa werd uitgevoerd op de grens van de gecombineerde stoom- en elektriciteitscentrale van Soda Polska Ciech Sp z o.o.. – Janikosoda en Inowrocław planten in Polen. Deze asverwerkingsfaciliteit, ontwikkeld in samenwerking met STET, is eigendom van en wordt beheerd door ZGP Sp. z o.o., een joint venture van Lafarge Polska SA en Soda Polska CIECH Sp. Z

O.o.De energiecentrales produceren ongeveer 180,000 ton per jaar vliegas die nat werd vervoerd naar lagunes 2 km verderop.

De faciliteit werd gebouwd op de grens van de centrale. Het project omvatte de omzetting van de natte systemen voor het verzamelen en transport van de

ketels om een droge as dichte fase inzamelingssystemen, een STET-scheidingsdoorer, opslagsilo's voor de voederas, de ProAsh® en de EcoTherm™ Producten, en een EcoTherm™ Retoursysteem om de EcoTherm terug te sturen™ aan de ketels om de brandstofwaarde terug te winnen, evenals hulpgebouwen, compressoren en nieuwe wegen. Omdat voeras ook wordt verwerkt uit de nabijgelegen Inowrocław- Matwy elektriciteitscentrale eigendom van Soda Polska Ciech Sp. z o.o., er zijn bepalingen getroffen voor het lossen van voeras die naar de faciliteit in pneumatische tankwagens wordt vervoerd. Het processtroomdiagram voor de asbeneficiatiefaciliteit wordt weergegeven in Figuur 4 en de algemene inrichting van de faciliteit in Figuur 5. De lage LOI ProAsh® wordt geproduceerd op EN450:2005 normen en wordt gebruikt in de nabijgelegen cementfabriek eigendom van Lafarge om vliegas cement te produceren. A 30,000 ton droge assilo werd gebouwd in het pand van de cementfabriek, om as op te slaan tijdens het winterseizoen.

Fig. 4. ZGP-procesdiagram

Fig. 6. ZGP ST vlieg as beneficiation plant

3.2 Ontwerpbasis

Asvolume dat jaarlijks wordt verwerkt: 180,000 T

EcoTherm™ verbrand door de elektriciteitscentrale 24,000 ton/jaar, de resterende hoeveelheid die door de

1.Demontage van het natte transportsysteem

2.Levering en montage van het nieuwe dichte fasetransportsysteem

3.Levering en montage van compressoren

4.Bouw van de asscheidingsfaciliteit Silos: Voer Ash silo 1.200T

ProAsh® 1.000T EcoTherm ™1,000T

5.Aanleg van wegen en terreininfrastructuur Faciliteit start-up in mei 2010

Het project werd uitgevoerd binnen het geplande budget en op schema.

3.3Uitvoering van de faciliteit in 2011

Op basis van de positieve operationele ervaring die is opgedaan tijdens de opstart, en op 2010 Prestaties, het facilitair management besloot extra as uit andere elektriciteitscentrales te verwerken, met een hoger koolstofgehalte in vliegas dan acceptabel volgens de EN 450 Standaard.

De LOI in de geleverde as was van 8 Aan 20%. In het licht van het bovenstaande, het asvolume dat door de ZGP-faciliteit werd verwerkt, 2011 Aan 220,000 Ton.

LOI voor vliegas, ProAsh® en EcoTherm™ in 2011

4. Samenvatting

De voltooide vliegasverwerkingsfaciliteit, gebaseerd op de technologie geleverd door Separation Technologies LLC volledig geëlimineerd de noodzaak om vliegas op te slaan op Mątwy en Janikowo elektriciteitscentrales.

Het afval vliegas die had veroorzaakt schade aan het milieu jarenlang en had zijn opgeslagen buiten het terrein op een zeer hoge kosten werd een marktwaardig product genaamd ProAsh® en is nu volledig benut door de cementindustrie, conform de EN-450-norm.

EcoTherm™ wordt nu gebruikt als brandstof door de elektriciteitscentrale en cementfabriek, vermindering van de hoeveelheid steenkool verbrand door deze installaties en dus het verhogen van de efficiëntie van ketels.

Het project voldeed zowel aan de financiële als de milieudoelstellingen. De faciliteit aangetoond een hoge ash verwerking vermogen, in termen van kwaliteit, hoeveelheid en verwerkingstechnologie, en bewezen betrouwbare.

Maximaliseren van het gebruik van de vliegas als invaller cement in beton productie aanzienlijk vermindert de uitstoot van kooldioxide bouwactiviteit is gekoppeld. Om verlies van deze waardevolle grondstof voor betonproductie te voorkomen en de uitstoot van broeikasgassen in verband met betonbouw te verminderen, processen voor het herstel van de kwaliteit van de vliegas in een economisch en ecologisch levensvatbare manier nodig zijn.

De beneficiation van vliegas met scheiding Technologies processen verder verhoogt de levering van dit belangrijk materiaal. De ST-bevruchtingsprocessen blijven de meest uitgebreid toegepaste methoden om anders onbruikbare vliegas te upgraden naar hoogwaardige materialen voor cementvervanging in beton. 19 STET koolstof scheidingstekens zijn in plaats met over 100 machine-jaren van de exploitatie.

ProAsh® heeft een brede acceptatie in de betonindustrie gevonden als een premium vliegas die veel minder controle vereist van lucht- entrainmentvereisten als gevolg van minder LOI-variabiliteit dan andere as.

Het terugsturen van het koolstofrijke concentraat van het STET-proces naar de ketel in een elektriciteitscentrale maakt terugwinning van de teruggewonnen koolstofbrandstofwaarde mogelijk bij efficiëntie vergelijkbaar met steenkool.

STET biedt een complex van economisch efficiënte technologieën voor het ontvangen van as van de verbeterde kwaliteit die anders zou worden gestort. Technologieën van elektrostatische koolstofscheiding, Ecotherm Ecotherm™ terug te keren naar de ketel, en ammoniakverwijdering bieden een modulaire oplossing van problemen met betrekking tot vliegasgebruik en milieubescherming in de energiesector. Deze drie technologieën kunnen gefaseerd worden geïmplementeerd, Of

Tabel. STET commerciële activiteiten

als één project. In tabel worden korte gegevens gepresenteerd over de resultaten van de uitvoering en de commerciële exploitatie van stet-installaties voor kolenas.