Абярыце мову:
Амерыканская асацыяцыя вугальнай попелу (ACAA) штогадовы агляд вытворчасці і выкарыстання вугалю лятучай попелу паведамляе, што паміж 1966 і 2011, па 2.3 былі зроблены млрд кароткіх тон лятучай попелу вугальных котлаагрэгатаў. З гэтай сумы, прыкладна 625 былі паспяхова выкарыстоўваць мільён тон, галоўным чынам для вытворчасці цэменту і бетону. аднак, астатнія 1.7+ мільярд тон у першую чаргу знаходзяцца на звалках або запоўненыя разлітыя вадасховішча.
Triboelectrostatic Узбагачэнне пахавана і разлітая Лятучая попел
Люіс Бэйкер,Абхишек Gupta, Стывен Gasiorowski, і Фрэнк Грак
Амерыканская асацыяцыя вугальнай попелу (ACAA) штогадовы агляд вытворчасці і выкарыстання вугалю лятучай попелу паведамляе, што паміж 1966 і 2011, па 2.3 былі зроблены млрд кароткіх тон лятучай попелу вугальных карыснасці boilers.1 З гэтай сумы, прыкладна 625 былі паспяхова выкарыстоўваць мільён тон, галоўным чынам для вытворчасці цэменту і бетону. аднак, астатнія 1.7+ мільярд тон у першую чаргу знаходзяцца на звалках або запоўненыя разлітыя вадасховішча. У той час як узровень выкарыстання для свежесгенерированных лятучай попелу значна павялічыўся за апошнія гады, з бягучымі стаўкамі побач 45%, прыкладна 40 мільёнаў тон лятучай попелу працягваюць выкідваць штогод. У той час як узровень выкарыстання ў Еўропе нашмат вышэй, чым у Злучаных Штатах, значныя аб'ёмы лятучай попелу таксама захоўваюцца на звалках і вадасховішчах у некаторых еўрапейскіх краінах
у апошні час, цікавасць да вымання гэтага матэрыялу, размешчанага павялічыўся, часткова з-за попыт на высакаякасныя лятучыя попелу для бетону і цэменту на працягу перыяду скарачэння вытворчасці як вытворчасці электраэнергіі на кут у Еўропе і Паўночнай Амерыцы паменшылася. Асцярогі з нагоды доўгатэрміновага ўздзеяння на навакольнае асяроддзе такіх звалак таксама падахвочваючы утыліты для пошуку карысных прыкладанняў для выкарыстання гэтай захоўваемай попелу.
У той час як некаторыя з гэтай захаванай лятучай попелу могуць быць прыдатныя для выкарыстання ў якасці карыснага першапачаткова раскапана, пераважная большасць запатрабуе некаторай апрацоўкі, каб адпавядаць стандартам якасці для цэменту або бетону. Паколькі матэрыял быў звычайна змочваецца, каб дазволіць апрацоўку і ўшчыльненне па паветры, пазбягаючы пры гэтым адукацыю пылу, сушкі і деагломерация з'яўляецца неабходным умовай для выкарыстання ў бетоне, паколькі вытворцы бетону хочуць працягнуць практыку пакетірованія лятучай попелу ў сухім, дробны парашок. аднак, забяспечваючы хімічны склад попелу адпавядае спецыфікацыям-найбольш асабліва ўтрыманне вугляроду, вымяраецца як страты пры гартаванні (ЗАКАНАДАЎСТВА)-з'яўляецца больш складанай задачай. Як выкарыстанне лятучай попелу павялічылася ў апошнія 20+ гадоў, большасць «у некандыцыйных» попел быў паспяхова выкарыстоўваць, і ад якасці попелу, размешчаны. такім чынам, Зніжэнне LOI будзе патрабаваннем для выкарыстання пераважнай большасці лятучай попелу вымаемага з камунальных вадасховішчаў.
У той час як іншыя даследчыкі выкарыстоўвалі метады спальвання і працэсы флотации для зніжэння LOI вынятага пахаванню і пралітую лятучай попелу, ST абсталяванне & тэхналогіі (СТЕТ) выявіў, што яго ўнікальны сістэма падзелу трыбаэлектрастатычнай стужкі, даўно выкарыстоўваюцца для ўзбагачэння свежесгенерированных лятучай попелу, таксама эфектыўны на выдзеленых попелу пасля адпаведнай сушкі і деагломераций.
Stet даследнікі пратэставалі triboelectrostatic паводзін падзелу сухога попелу ад звалкі некалькіх злы звалкі ў Амерыцы і Еўропе. Гэта ачуняў попел аддзяляецца вельмі падобна на свежы генераваных злы з адной дзіўнай розніцай: зарадка часціц была зваротнай ад свежай попелу, з вугляродныя зарадкі адмоўнымі ў адносінах да mineral.2 Іншым даследчыкам электрастатычнага падзелу попелу вугляроду таксама назіраў гэты phenomenon.3-5 Палярнасць STET triboelectrostatic сепаратара можна лёгка адрэгуляваць, каб адмову ад адмоўна зараджанага вугляроду з высушаных пахаваныя крыніцы лятучай попелу,. Ніякія спецыяльныя мадыфікацыі канструкцыі сепаратара або кіравання не патрабуецца, каб прыстасаваць яго з'ява
У сепаратары вугляроду СЭТ (інжыр. 1), матэрыял падаецца ў вузкую шчыліну паміж двума паралельнымі плоскімі электродамі. Часціцы трибоэлектрически спаганяемая межчастичным кантакт. Станоўча зараджаны вуглярод і адмоўна зараджаных мінеральных (у свежесгенерированной попеле, якая не было змочваюць і сушыць) прыцягваюцца да процілеглым электродаў. Часціцы затым заўважылі з дапамогай бясконцай стужкі і транспартуюцца ў процілеглых кірунках. Стужка перамяшчае часціцы, сумежныя з кожным электродам ў напрамку процілеглых канцоў сепаратара. Высокая хуткасць стужкі дазваляе вельмі высокую прапускную здольнасць да 36 тон у гадзіну на адным сепаратары. невялікі разрыў, поле высокага напружання, противоточный паток, энергічнае мяшанне паміж часціцамі, і самаачысткі дзеянне стужкі на электродах з'яўляюцца крытычнымі асаблівасці STET сепаратара. Шляхам рэгулявання розных параметраў працэсу, такія, як хуткасць стужкі, кропка харчавання, і хуткасць падачы, СЭТ працэс вырабляе нізкі LOI лятучай попелу пры змесце вугляроду менш 1.5 у 4.5% ад падачы лятучай попелу ў дыяпазоне LOI ад 4% да больш 25%.
Канструкцыя сепаратара з'яўляецца адносна просты і кампактнай. Машына прызначана для апрацоўкі 40 тон у гадзіну прыблізна 30 фут (9 м) доўга, 5 фут (1.5 м) шырокі, і 9 фут (2.75 м) высокі. Рэмень і звязаныя з імі ролікі з'яўляюцца толькі рухаюцца часткі. Электроды з'яўляюцца стацыянарнымі, і складаецца з адпаведнага трывалага матэрыялу. Стужка выраблена з які не праводзіць пластыка. Спажываная магутнасць Сепаратар складае каля 1 кілават-гадзіна на тону апрацаванага матэрыялу з большай магутнасці, спажыванай двума рухавікамі прываднага рамяня.
Працэс цалкам сухі, не патрабуе, акрамя лятучай попелу дадатковых матэрыялаў, і не вырабляе сцёкавых вод або выкідаў у атмасферу. Адноўленыя матэрыялы складаюцца з лятучай попелу паніжанага ўтрымання вугляроду да узроўняў, прыдатных для выкарыстання ў якасці пуццолановый дадатку ў бетоне, і з высокім утрыманнем вугляроду фракцыі карысна ў якасці паліва. Выкарыстанне абодвух патокаў прадуктаў забяспечвае 100% рашэнне паляцець праблемы ўтылізацыі попелу.
Чатыры крыніцы попелу былі атрыманы ад звалак: Ўзор А ад электрастанцыі, размешчанай у Злучаным Каралеўстве і ўзоры B, З, і D са Злучаных Штатаў. Усе гэтыя ўзоры складаліся з попелу ад спальвання каменнага вугалю буйных котлаагрэгатаў. Дзякуючы змешванню матэрыялу ў звалках, ніякай дадатковай інфармацыі не маецца ў дачыненні да канкрэтнага крыніцы вугаль або ўмовы згарання.
Ўзоры, атрыманыя ў STET, якія змяшчаюцца паміж 15 і 27% вада, як гэта характэрна для пахавання матэрыялу. Узоры таксама ўтрымлівалі розныя колькасці вялікага >1/8 у. (3 мм) матэрыял. Для таго, каб падрыхтаваць ўзоры для падзелу вугляроду, буйны смецце выдаляюць шляхам скрынінга і ўзоры затым высушвалі і деагломерации перад вугляроду узбагачэнні. Некалькі спосабаў сушкі / деагломерации былі ацэненыя ў эксперыментальным маштабе, каб аптымізаваць працэс у цэлым. СУ абраў прамыслова правераную сістэму апрацоўкі сыравіны, якая прапануе адначасовую сушку і деагломерацию, неабходную для эфектыўнага электрастатычнага падзелу. Агульная схема паслядоўнасці аперацый працэсу прадстаўлена на мал. 2.
Уласцівасці падрыхтаваных узораў былі цалкам у межах Лятучая попел атрыманы непасрэдна з звычайных катлоў. Найбольш важныя ўласцівасці для абодвух каналаў і прадуктаў сепаратара прыведзены ў табліцы 2, нароўні з адноўленым прадуктам.
апрацоўка СЭТ сепаратар сушыць, Пахаваная Лятучая попел
тэхналагічная схема
выпрабаванні па скарачэнні вугляроду з выкарыстаннем Stet трибоэлектрической стужкай сепаратара ў выніку вельмі добрае аднаўленне нізкай LOI прадуктаў з усіх чатырох палігонаў крыніц лятучай попелу. Зваротная зарадка вугляроду, як апісана вышэй, не пагаршае падзел у любым выпадку, у параўнанні з апрацоўкай свежай попелу.
Ўласцівасці нізкай LOI лятучай попелу, вынятыя з выкарыстаннем працэсу STET як для свеже сабранай попелу з катла і злы, выняты з звалкі абагульнены ў табліцы 1. Вынікі паказваюць, што якасць прадукту для ProAsh® вырабляецца з пахаванняў матэрыялу эквівалентна прадукту, атрыманы з свежых крыніц лятучай попелу.
Ўласцівасці ProAsh, генераванага з рэгенераваць матэрыялу звалкі былі ў параўнанні з ProAsh атрымліваюць з свежай лятучай попелу, спароджанага камунальных катлоў з таго ж месца. Апрацоўка утылізаваць попел адпавядае ўсім спецыфікацыям ASTM C618 і AASHTO M 250 стандарты. табліца 2 абагульняе хімію для узораў з двух крыніц, што паказвае нязначная розніцу паміж свежым і другасным матэрыялам.
развіццё трываласці 20% замена нізкай LOI лятучай попелу ў ступцы, якая змяшчае 600 фунт / ярда3 звязальны матэрыял (табліца 3) паказаў, што прадукт, атрыманы з ProAsh пахаванню попелу дала ступку з трываласцю, супастаўнай з растворамі, атрыманых з выкарыстаннем ProAsh з свежай лятучай попелу ў тым жа месцы. Канчатковы прадукт узбагачанай меліяраваных попелу будзе падтрымліваць высокі клас выкарыстоўваецца ў канкрэтнай галіны ў адпаведнасці з вельмі каштоўнай пазіцыяй ProAsh якая карыстаецца на рынку ў цяперашні час ён служыць.
Наяўнасць нізкай кошту прыроднага газу ў Злучаных Штатах значна павышае эканамічнасць працэсаў сушкі, у тым ліку і пры сушцы увлажненной лятучай попелу з смеццевых звалак. табліца 4 сумуюць выдаткі на паліва для аперацый у Злучаных Штатах для 15% і 20% ўтрыманне вільгаці. Тыповыя недахопы сушкі ўключаны ў разліковых значэннях. Выдаткі ў разліку на масу матэрыялу пасля сушкі. Дадатковыя выдаткі для сушкі лятучай попелу для апрацоўкі STET triboelectrostatic падзелаў з'яўляюцца адносна нізкіх.
Нават з даданнем выдаткаў на корм сушкі, працэс падзелу STET прапануе недарагі, прамыслова выпрабаваны спосаб зніжэння LOI з пахаванняў лятучай попелу. Працэс СЭТ для рэгенераваць лятучай попелу ад адной траціны да паловы капітальных выдаткаў у параўнанні з сістэмамі на аснове спальвання. Працэс СЭТ для вычышчанай лятучай попелу таксама мае значна больш нізкія выкіды ў навакольным сераду ў параўнанні з сістэмамі згарання або флотации на аснове. Паколькі адзіны дадатковая крыніца выкідаў у атмасферу ў працэсе стандартнай ўстаноўку СЭТ з'яўляецца прыродным газам сушылкі, дазвол быў бы адносна проста.
| Падача пробы ў сепаратар | ЗАКАНАДАЎСТВА, % | ProAsh ПРАВА, % | ProAsh тонкасць, % +325 меш |
масавы выхад ProAsh, % |
|---|---|---|---|---|
| свеже | 10.2 | 3.6 | 23 | 84 |
| пахаваныя | 11.1 | 3.6 | 20 | 80 |
| свежы B | 5.3 | 2.0 | 13 | 86 |
| пахаваныя B | 7.1 | 2.0 | 15 | 65 |
| свежы C | 4.7 | 2.6 | 16 | 82 |
| пахаваны C | 5.7 | 2.5 | 23 | 72 |
| пахаваныя D | 10.8 | 3.0 | 25 | 80 |
| матэрыял крыніцы | SiO2 | Al2O3, | Fe2O3 | CaO | MgO, | K2O | Na2O | SO3 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| свежы B | 51.60 | 24.70 | 9.9 | 2.22 | 0.85 | 2.19 | 0.28 | 0.09 |
| пахаваныя B | 50.40 | 25.00 | 9.3 | 3.04 | 0.85 | 2.41 | 0.21 | 0.11 |
| свежы C | 47.7 | 23.4 | 10.8 | 5.6 | 1.0 | 1.9 | 1.1 | 0.03 |
| пахаваны C | 48.5 | 26.5 | 11.5 | 1.8 | 0.86 | 2.39 | 1.18 | 0.02 |
| 7-дзень Трываласць на сціск, % свежага кантролю попелу | 28-дзень Трываласць на сціск, % свежага кантролю попелу | |
|---|---|---|
| свежы B | 100 | 100 |
| пахаваныя B | 107 | 113 |
| свежы C | 100 | 100 |
| пахаваны C | 97 | 99 |
| вільгацезмяшчэння, % | Цяпло патрабаванне кВт · г / т у вільготным стане | Кошт сушкі / т сухі асновы (прыродны газ каштаваў $ 3,45 / БТЕ) |
| 15 | 165 | $ 2.28 |
| 20 | 217 | $ 3.19 |
У дадатак да прадукту з нізкім утрыманнем вугляроду для выкарыстання ў-ў канкрэтна-ProAsh працэсу падзелу СТЕТ брэнд-званы таксама аднаўляе у адваротным выпадку марна несгоревшего вугляроду ў выглядзе багатага вугляродам лятучай попелу, затаўравалі Ecotherm™. Ecotherm мае вялікае значэнне паліва і можа быць лёгка вернуты да электрастанцыі з выкарыстаннем сістэмы СЭТ Ecotherm Звароту скараціць выкарыстанне вугалю на заводзе. Калі Ecotherm спальваецца ў энергетычным катле, энергія ад згарання пераўтворыцца ў высокім ціску / высокатэмпературны пар, а затым у электрычнасць пры той жа эфектыўнасці, як вугаль, тыпова 35%. Пераўтварэнне вынятай цеплавой энергіі ў электрычную ў сістэме СТЕТ Ecotherm Вяртанне ў два-тры разы вышэй, чым у канкурэнтнай тэхналогіі, дзе энергія здабываецца ў выглядзе нізкапатэнцыяльных цяпла ў выглядзе гарачай вады, які цыркулюе ў сістэме водазабеспячэння падачы катла. Ecotherm таксама выкарыстоўваюцца ў якасці крыніцы аксіду алюмінія ў цэментных печах, выцясняючы больш дарагі баксіт, які, як правіла, пераносіцца на вялікія адлегласці. Выкарыстанне Ecotherm попелу з высокім утрыманнем вугляроду альбо на электрастанцыі або цэментная печ павялічвае аднаўленне энергіі ад паставак вугалю, зніжаючы неабходнасць здабываць і транспартаваць дадатковае паліва да аб'ектаў.
Stet ў Talen Energy Brandon Shores, SMEPA R.D. заўтра, NBP Belledune, RWEnpower Дидкот, EDF Energy West Burton, RWEnpower Aberthaw, і Карэя Паўднёва-Усходняя магутнасць лятучай попелу раслін ўсе ўключаюць сістэму Ecotherm возратом.
Працэс падзелу STET быў выкарыстаны камерцыйна з 1995 для лятучай попелу узбагачэнні і народжаны над 20 мільёнаў тон высакаякаснага лятучай попелу для вытворчасці бетону. Кантралюемая нізкага LOI ProAsh ў цяперашні час вырабляецца з выкарыстаннем тэхналогіі Stet па адрасе 12 электрастанцыі на ўсёй тэрыторыі Злучаных Штатаў, Канада, Злучанае Каралеўства, Польшча, і Рэспубліка Карэя. ProAshfly попел быў ухвалены для выкарыстання больш чым 20 дзяржаўныя органы шашы, а таксама многія іншыя спецыфікацыі агенцтваў. ProAsh таксама сертыфікаваны ў адпаведнасці з Канадскай асацыяцыі стандартаў і EN 450:2005 Стандарты якасці ў Еўропе. апрацоўкі злы аб'екты з выкарыстаннем Stet тэхналогіі прыведзены ў табліцы 5.
Пасля адпаведнага скальпинга буйнога матэрыялу, сушка, і деагломерация, Лятучая попел, вынятая з раслін ўтыліты звалкі можа быць зменшаны утрыманнем вугляроду ў выкарыстанні камерцыйна STET трибоэлектрических істужачны сепаратара. Якасць попелу прадукту зольных, ProAsh, з выкарыстаннем сістэмы STET на асушаных арганічных адходаў матэрыялу, эквівалентна ProAsh вырабляецца з свежага корму лятучай попелу. Прадукт ProAsh вельмі добра падыходзіць і правераныя ў вытворчасці бетону. Аднаўленне і ўзбагачэнне пахаванню попелу забяспечаць далейшае прадастаўленне высакаякаснай попелу для вытворцаў бетону, нягледзячы на скарачэнне вытворчасці "свежай" попел ў вугле камунальных паменшыць адукацыю. дадаткова, электрастанцыі, якія неабходна выдаліць попел з палігонаў для задавальнення змяняецца экалагічных нормаў будзе мець магчымасць выкарыстоўваць гэты працэс, каб змяніць абавязацельства прадукту адходаў у каштоўнае сыравіну для вытворцаў бетону. СЭТ працэс падзелу з падачай папярэдняй апрацоўкай абсталявання для сушкі і дезагломерацией пахаванню лятучай попелу з'яўляецца прывабным варыянтам для попелу узбагачэння са значна меншымі выдаткамі і больш нізкім узроўнем выкідаў у параўнанні з іншым згараннем- і флотационные сістэмы на аснове. ❖
1. Амерыканскі вугальнай попелу вугалю прадукты гарэння і выкарыстанне статыстыкі, HTTP://www.acaausa.org/Publications/Production-Use-Reports.
2. ST Унутраны справаздачу, жнівень. 1995.
3. у, T. X.; Schaefer, J. L.; забарона, H.; Neathery, J. K.; і Stencel, J. М., «Сухое Узбагачэнне Апрацоўка гарэння лятучай попелу,»Працы канферэнцыі па DOE несгоревшего вугляроду ў лятучай попеле Utility, Pittsburgh, Пэнсыльванія, Мая 19-20, 1998.
4. Baltrus, J. P.; Diehl, J. Р.; сунг, Y.; і пяскі, W., «Triboelectrostatic Падзел лятучай попеле і абавязкі Разварот,»Паліва, V. 81, 2002, стар. 757-762.
5. Cangialosi, F.; Notarnicola, М.; Liberti, L.; і Stencel, J., «Роля выветрывання па размеркаванні лятучай попелу Charge ць Triboelectrostatic абагачальнага,»Часопіс небяспечных матэрыялаў, V. 164, 2009, стар. 683-688.
Люіс Бэйкер менеджэр тэхнічнай падтрымкі Еўрапейскай для ST абсталявання & Тэхналогія (СТЕТ) якая базуецца ў Злучаным Каралеўстве
Абхишек Гупта з'яўляецца інжынерам-тэхнолага на базе пілотнага завода СЭТ і лабараторны аб'ект у Needham, Масачусэтс.
Стывен Gasiorowski з'яўляецца старэйшым навуковым супрацоўнікам для ST абсталявання & Тэхналогія (СТЕТ) які базуецца ў Нью-Гемпшыры.
Франк Грак з'яўляецца віцэ-прэзідэнтам Process Engineering на базе пілотнага STET завода і лабараторнага комплексу ў Needham, Масачусэтс.
| Карыснасць і электрастанцыя | размяшчэнне | Пачатак камерцыйных аперацый | падрабязней Facility |
|---|---|---|---|
| -Roxboro Energy Station Duke | Паўночная Караліна | верасень. 1997 | 2 сепаратары |
| -Energy Brandon Shores Station Talen | Мэрыленд | Красавік. 1999 | 2 сепаратары 35,000 захоўванне тоннага купалы Ecotherm Зварот 2008 |
| Shchotash (Lafarge / Scottish Power Сумеснае прадпрыемства)-Longannet станцыя | Шатландыя, Велікабрытанія | Кастрычніка. 2002 | 1 сепаратар |
| Джексонвилл Electric Authority- St. River Park Джона Магутнасць, Фларыда | Фларыда | Мая 2003 | 2 сепаратары Вугаль / нефтекокс сумесі выдалення аміяку |
| South Mississippi Electric Power Authority R.D. Morrow станцыя | Місісіпі | Студзень. 2005 | 1 Сепаратар Ecotherm вяртанне |
| Belledune станцыі Кампанія New Brunswick Магутнасць | Нью-Брансўік, Канада | Красавік. 2005 | 1 Сепаратар Вугаль / нефтекокс сумесі Ecotherm вяртанне |
| RWE Npower Дидкота станцыі | Англія, У | жнівень. 2005 | 1 Сепаратар Ecotherm вяртанне |
| Станцыя Востраў Talen Energy Brunner | Пэнсыльванія | снежні. 2006 | 2 сепаратары 40,000 захоўванне тонны купал |
| Tampa Electric Co. Bend станцыя Вялікага | Фларыда | Красавік. 2008 | 3 сепаратары, двайны праход 25,000 захоўванне тоннага выдаленне купалы Аміяк |
| Аб Зваротнай Aberthaw станцыі (Lafarge Cement UK) | уэльс, Велікабрытанія | верасень. 2008 | 1 Сепаратар Аміяк зваротнага выдалення Ecotherm |
| Burton станцыя EDF Energy West (Lafarge Cement UK, Семекс) | Англія, Велікабрытанія | Кастрычніка. 2008 | 1 Сепаратар Ecotherm вяртанне |
| ЗГП (Lafarge Cement Польшча / СП Ciech Janikosoda) | Польшча | Сакавік. 2010 | 1 асобны |
| Карэя Паўднёва-Усход Магутнасць Yeongheung Units 5&6 | Паўднёвая Карэя | верасень. 2014 | 1 Сепаратар Ecotherm вяртанне |
| PGNiG-Siekierki Termika | Польшча | запланаванае 2016 | 1 Сепаратар Ecotherm вяртанне |
| Будзе абвешчана | Польшча | запланаванае 2016 | 1 Сепаратар Ecotherm вяртанне |
