Possibilidades das tecnologias de complexo ST na cinza de mosca

RESUMO

ST equipamentos & Tecnologia LLC (SSE3) está em funcionamento sistemas de beneficiamento de cinza de mosca comercial desde 1995. STET do beneficiamento eletrostática tecnologia reduz o teor de carbono do carvão cinza de mosca, produzindo uma consistente, Freixo de baixo carbono para utilização como um substituto para o cimento. Cinza de mosca, com níveis de carbono > 25% têm sido utilizados para procinzas do Duce com um nível de carbono controlado de 2 ± 0.5%. Um produto rico do carbono é produzido simultaneamente para recuperar o valor do combustível do carbono.

STET do mais novo projeto na Polônia, que inclui um molhado- conversão de coleção de cinzas para a seco e um separador de carbono STET com êxito foi encomendado em maio 2010.

1.QUALIDADE LIMITANTE DISPONÍVEL DA CLASSE CONCRETA CINZA DE MOSCA

Da aproximadamente 70 milhões de toneladas de cinzas volantes gerados anualmente em usinas de carvão dos Estados Unidos, apenas cerca 14 milhões de toneladas é usado como um substituto de cimento na produção de concreto. Muito deste rejeitado cinza de mosca não cumprir especificações físicas e químicas para uso em concreto. Uma situação semelhante ocorre na Europa. Enquanto algumas das cinzas fora-qualidade é utilizada como material de preenchimento estrutural ou para outro baixo valor usa, muito do que é simplesmente depositado em aterros sanitários ou lagoas de resíduos.

Uma quantidade excessiva de carbono não queimado na cinza de mosca é o problema mais comum. A associação americana do estado da estrada e transporte de funcionários (AASHTO) e normas europeias (PT-BR 450 Categoria A) exigir que a quantidade de carbono não queimado em cinza de mosca, medido pela perda na ignição (KO.) Não exceder 5% por peso. No entanto, a partir de meados da década de 1990, instalação de equipamentos de controle de NOx mandatada em usinas de carvão aumentou o carbono (KO.) conteúdo de grande parte da cinza de mosca anteriormente negociável. Requisitos adicionais para reduzir NOx e outras emissões de usina resultaram na contaminação da cinza de mosca com amônia. Como consequência, enquanto a compreensão dos benefícios do uso de cinza de mosca em concreto continua a aumentar, a disponibilidade de cinzas volantes de qualidade adequada está a diminuir.. Processos para economicamente beneficiam da qualidade cinzas volantes são, portanto, também de interesse para as indústrias de concretas e poder crescente. Tecnologias de separação foi pioneira em tais processos para a remoção de ambos o carbono e o amoníaco da cinza de mosca.

2.ST EQUIPAMENTOS & VISÃO GERAL DA TECNOLOGIA TECNOLOGIA LLC

2.1. Separação de carbono cinza de mosca

No separador de carbono STET (Figura 1), material é alimentado na abertura fina entre dois elétrodos planares paralelas. As partículas triboelectrically são cobradas pelo contato interpartícula. O carbono carregado positivamente e o mineral negativamente carregado são atraídos para eletrodos opostos. As partículas são então arrastadas por uma correia em movimento contínua e veiculadas em direções opostas. A correia move as partículas adjacentes de cada eletrodo em direção a lados opostos do separador. A velocidade de cintura alta também permite que a quantidade do altíssima, até 40 toneladas / hora em um único separador. O pequeno espaço, campo de alta tensão, fluxo de corrente do contador, agitação vigorosa da partícula-partícula e auto-limpeza ação do cinto sobre os eletrodos são as características essenciais do separador STET. Controlando vários parâmetros de processo, tais como a velocidade da correia, ponto de alimentação, e taxa de alimentação, o processo STET produz a cinza de mosca LOI baixa conteúdo de carbono de menos de 3.5% das cinzas de mosca alimentação variando em LOI de 5% para mais 25%.

Fig.. 1. Separador de ST

O projeto do separador é relativamente simples e compacto. Uma máquina projetada para processar 40 toneladas / hora são aproximadamente 9 m (30 ft.) longo, 1.5 m (5 ft.) ampla, e 2.75 m (9 ft.) alta. O cinto e rolos associados são as únicas partes móveis. Os eletrodos são estacionários e composto de um material plástico durável apropriadamente. O cinto é feito de plástico. Consumo de energia do separador é menor 1 quilowatt-hora por tonelada de material processado com maior parte da energia consumida por dois motores dirigindo o cinto.

O processo é totalmente seco, Não requer nenhum material adicional que não seja a cinza de mosca e produz sem emissões resíduos de água ou ar. A recuperação dos materiais consiste de cinza de mosca, reduzida no teor de carbono para níveis adequados para uso como uma adição pozolânico em concreto, e uma fração de carbono elevado, úteis como combustível. Utilização de ambos os fluxos de produto fornece um 100% solução para problemas de eliminação de cinzas volantes.

2.2. Valor de combustível recuperado da cinza de mosca de alto teor de carbono

Além do produto de baixo carbono, marca chamada ProAsh® , para uso em concreto, a separação da STET processar também recupera senão perdido carbono unburned sob a forma de cinza de mosca rico em carbono, marca EcoTherm™ . EcoTherm™ tem valor significativo de combustível e facilmente pode ser retornado para a usina de energia elétrica usando a STET EcoTherm™ Sistema de retorno para reduzir o carvão utilizado na fábrica. Quando EcoTherm™ é queimada na caldeira do utilitário, a energia de combustão é convertida para alta pressão / vapor de alta temperatura e em seguida a eletricidade com a mesma eficiência como carvão, Normalmente 35%. A conversão da energia térmica recuperada à eletricidade em EcoTherm dos STETs™ Sistema de retorno é duas a três vezes maior do que a tecnologia competitiva, onde a energia é recuperada como água sistema de alimentação de baixa qualidade calor sob a forma de água quente que é distribuída para a caldeira. EcoTherm™ também é usado como fonte de alumina em fornos de cimento, deslocando a bauxita mais cara que normalmente é transportado a longas distâncias. Utilizando o carbono elevado EcoTherm™ cinzas de uma planta de poder ou um forno de cimento, maximiza a recuperação de energia a carvão entregues, reduzindo a necessidade para o meu e o combustível adicional para as facilidades de transporte.

Fig.. 2. EcoTherm™ Sistema de retorno

A STET é a constelação de poder fonte geração Brandon Shores, RD SMEPA. Amanhã, Belledune NBP, RWEnpower Didcot, FED energia ocidental Burton, e plantas RWEnpower Aberthaw, Todos incluem EcoTherm™ Sistemas de retorno (Figura 2). A mais nova instalação de um separador de carbono STET na Polônia também incluirá um EcoTherm™ Sistema de retorno. Os componentes essenciais do sistema são apresentados na figura 2. EcoTherm™ é transportado seco para um receptor de filtro sobre os cintos de carvão. Para evitar o pó sobre 7-10 WT % água é adicionada para o

EcoTherm™ em um misturador de alta velocidade pin antes de descer para o carvão no cinto, como o carvão é transportado para moinhos.

2.3. Processo de remoção de amônia de ST

Usinas de energia estão aumentando a utilização de injeção de amônia para mitigar as emissões de NOx e SO3. NOx nos gases de combustão é reduzida pela reação com amônia sob certas condições através de catalítica selectiva (SCR) ou não-catalítica selectiva (RNCS) sistemas de. Enquanto a amônia é consumida nesses processos, alguma amônia em excesso é necessária para o adequado controle de NOx. Todos os depósitos residuais de amônia na cinza de mosca em sistemas de recolha de cinzas típico frio do lado de precipitador eletrostático. Para reduzir as partículas ou então3 emissões de aerossóis, amônia é injetada o gás de conduto antes os precipitadores resultando em sulfato de amônio depositar-se sobre a cinza de mosca. Enquanto ash amonizado não é prejudicial ao desempenho concreto, Quando as cinzas amonizada é misturada com o cimento alcalino na produção de concreto, o amoníaco é volatilizado potencialmente em perigo os trabalhadores.

Para remover amônia como gás da cinza de mosca, o processo de ST utiliza a mesma reação química fundamental que resulta na liberação de amônia no concreto. Libertação do amoníaco fly ash exige que o íon amônio – equilíbrio molecular amoníaco ser deslocado em favor de amônia pela presença do alcaloide. Cinzas de mosca com naturalmente alta alcalinidade não precisa nenhum alcaloide adicional. Para cinzas menos alcalinas, qualquer alcaloide forte servirá. A fonte mais barata de alcaloide é Cal (Ban). A reação de sais de amónio com calcário libertando amónia é fortemente favorecida pelo equilíbrio químico. A reação química ocorre rapidamente uma vez que os compostos são dissolvidos.

Fig.. 3: STET sistema de remoção de amônia

Um diagrama esquemático do processo de remoção de amônia de ST é mostrado na figura 3. Cinza, água e limão em proporções controladas são monitorados para um misturador. Para garantir a rápida mistura e dispersão uniforme da água adicionada e alcalinos, é utilizado um misturador de alta intensidade. Um dispositivo de baixa intensidade como um pug mill é usado como um mixer secundário para fornecer ar bom contato para autorizar o transporte de amônia da maior parte das cinzas. Desde que o teor de umidade das cinzas é muito baixo, o material flui através deste mixer como um pó seco altamente agitado. Gás amônia coletados em ambos a alta e

misturadores de baixa velocidade é reciclado para o conduto de unidade geradora.

A cinza deammoniated é secada por transportar o material através de um flash mais seco para remover o excesso de água. Temperaturas de cinzas final de aproximadamente 65º (150oF) são suficientes para produzir um completamente grátis- fluxo de produto seco.

Recupera o processo 100% a cinza de mosca tratados e a cinza resultante cumpre todas as especificações para uso em concreto. STET do processo de remoção de amônia pode ser usado sozinho ou em combinação com a tecnologia de separação de carbono da empresa. Essa abordagem modular oferece a solução de custo mais baixa para tratar caso contrário inutilizável cinza de mosca.

Esta operação em escala comercial pode lidar com até

47 toneladas / hora de cinzas contaminadas, reduzindo o conteúdo para menos do que a amônia 75 mg/kg. Sistemas de remoção de amônia STET em grande escala estão agora operando em Jacksonville elétrico autoridade SJRPP, TEC Big Bend, e instalações de processamento RWE npower Aberthaw cinza.

3. STET ASH INSTALAÇÕES DE PROCESSAMENTO

Controlada baixa LOI cinza de mosca é produzida com tecnologia do STET em onze estações de poder em todo os EUA, Canadá, Reino Unido., Polônia e Coreia. A cinza de mosca transformada é comercializada sob a ProAsh® marca ao longo dessas áreas de mercado. ProAsh® cinza de mosca foi aprovada para uso por mais de vinte autoridades do estado da estrada, assim como muitas outras agências de especificação. ProAsh® também foi certificado sob Canadian Standards Association e EN 450:2005 padrões de qualidade na Europa. A STET, instalações de processamento de cinzas estão listadas na tabela 1.

Em 2008, STET encomendou sua maior instalação de beneficiamento de cinza de mosca E.U. estação de Tampa elétrica empresa Big Bend em Flórida. Dois STET separadores são instalados para produzir baixa LOI ProAsh® . Um separador de terceiro primeiro-de-its-kind é usado para concentrar ainda mais o carbono para maximizar o valor de combustível da EcoTherm™ e para maximizar a quantidade de ProAsh® recuperado. Instalação de Big Bend, que produz 260,000 toneladas / ano de ProAsh®, inclui um 25,000 cúpula de tonelada para alimentação animal cinza, um 10,000 silo de tonelada para ProAsh® e um 6,500 silo de tonelada para EcoTherm™ .

3.1. ZGP projeto, Polônia

Em abril 2010 a primeira instalação de separador STET em continental Europa foi encomendada na fronteira do vapor combinado e usina de Soda Polska Ciech Sp z o. o. – Plantas Janikosoda e Inowrocław na Polónia. Esta facilidade de processamento de cinzas, desenvolvido em conjunto com a STET, pertence e é operado por ZGP Sp. z o.o., uma empresa de joint-venture da Lafarge Polska SA e Soda Polska CIECH Sp. z

OO.A produção de plantas de poder sobre 180,000 toneladas por ano de cinza de mosca que era transportado molhado de lagoas 2 km de distância.

A instalação foi construída no limite da usina. O projeto incluiu a conversão dos sistemas de recolha e transporte de cinzas molhadas por cinco

caldeiras para um sistemas de recolha de fase densa de cinza seca, um separador de STET, silos de armazenagem para a alimentação animal cinza, o ProAsh® e o EcoTherm™ produtos, e um EcoTherm™ Sistema de devolução para devolução do EcoTherm™ às caldeiras para recuperar o valor do combustível, bem como edifícios auxiliares, compressores e novas estradas. Porque as cinzas de alimentação também são processadas a partir do vizinho Inowrocław- Usina de Matwy de propriedade da Soda Polska Ciech Sp. z o.o., Foram tomadas disposições para o descarregamento de cinzas de alimentação transportadas para a instalação em camiões-cisterna pneumáticos. O fluxograma de processo para a instalação de beneficiamento de cinzas é mostrado na Figura 4 e o layout geral das instalações na Figura 5. O baixo LOI ProAsh® é produzido de acordo com a norma EN450:2005 e é usado na fábrica de cimento próxima de propriedade da Lafarge para produzir cimento de cinzas volantes. A 30,000 O silo de cinzas secas foi construído dentro das instalações da fábrica de cimento, para armazenar cinzas durante a temporada de inverno.

Fig.. 4. Diagrama de processo ZGP

Fig.. 6. Planta de beneficiamento de cinzas volantes ZGP ST

3.2 Projeto base

Volume de cinzas para serem processados anualmente: 180,000 T

EcoTherm™ queimados pela usina 24,000 toneladas/ano, o volume restante deve ser usado pelo

1.Desmontagem do sistema de transporte molhado

2.Entrega e montagem da nova densa sistema de transporte de fase

3.Entrega e montagem de compressores

4.Construção da instalação de separação de cinzas Silos: Alimentar o silo de cinza 1, 200T

ProAsh® 1, 000T EcoTherm ™1,000T

5.Construção de estradas e infra-estrutura local Facility start-up em maio 2010

O projeto foi implementado dentro do orçamento previsto e no horário.

3.3Desempenho das instalações em 2011

Com base na positiva experiência operacional adquirida durante as operações de start-up, e no 2010 desempenho, A administração da instalação decidiu processar cinzas adicionais de outras usinas, com um teor de carbono nas cinzas volantes superior ao aceitável de acordo com a norma EN 450 padrão.

A LOI nas cinzas entregues era de 8 Para 20%. À luz do exposto, o volume de cinzas processadas pela instalação ZGP aumentou em 2011 Para 220,000 Toneladas.

LOI para cinzas volantes, ProAsh® e EcoTherm™ em 2011

4. RESUMO

A instalação de processamento de cinzas volantes concluída, com base na tecnologia fornecida pela Separation Technologies LLC eliminou completamente a necessidade de armazenar cinzas volantes em MąUsinas de energia twy e Janikowo.

A resíduos cinza de mosca que tinha causado danos ambientais há anos e tinha sido armazenada fora das instalações a um custo muito elevado, tornou-se um produto comercializável, chamado ProAsh® e agora é totalmente utilizada pela indústria de cimento, em conformidade com a norma EN-450.

EcoTherm™ Agora é usado como combustível pela usina e fábrica de cimento, reduzindo a quantidade de carvão queimado por aquelas plantas e aumentando assim a eficiência das caldeiras.

O projeto reuniu ambos seus objetivos financeiros e ambientais. A instalação demonstrou uma cinza de alta capacidade de processamento, em termos de qualidade, tecnologia de processamento e quantidade, e provou ser confiável.

Maximizando a utilização da cinza de mosca como um substituto de cimento na produção de concreto substancialmente reduz as emissões de dióxido de carbono associadas com a atividade de construção. Para evitar perda deste recurso valioso material para produção de concreto, bem como a redução das emissões de gases de estufa associados a construção concreta, processos para restaurar a qualidade da cinza de mosca, de forma econômica e ambientalmente viável são necessários.

O beneficiamento de cinzas volantes com os processos da Separation Technologies aumenta ainda mais a oferta deste importante material. Os processos de beneficiamento ST continuam a ser os métodos mais amplamente aplicados para atualizar cinzas volantes inutilizáveis para materiais de alto valor para substituição de cimento no concreto. 19 Os separadores de carbono STET estão em vigor com mais de 100 máquina-anos de operação.

ProAsh® encontrou ampla aceitação na indústria do concreto como uma cinza volante premium que requer muito menos monitoramento dos requisitos de arraste de ar devido à menor variabilidade de LOI do que outras cinzas.

O retorno do concentrado de alto carbono do processo STET para a caldeira em uma usina de energia permite a recuperação do valor do combustível de carbono recuperado com eficiência semelhante à do carvão.

A STET oferece um complexo de tecnologias economicamente eficientes para receber cinzas de melhor qualidade que, de outra forma, seriam depositadas em aterros. Tecnologias de separação eletrostática de carbono, Ecotherm™ Retorno à caldeira, e a remoção de amônia fornecem uma solução modular de problemas relacionados à utilização de cinzas volantes e proteção ambiental no setor de energia. Essas três tecnologias podem ser implementadas em fases, Ou

Tabela. STET operações comerciais

como um único projeto. No quadro são apresentados dados sucintos sobre os resultados da implementação e exploração comercial das instalações de beneficiamento de cinzas de carvão STET.