Valitse kieli:
American hiili Ash ry (ACAA) vuosittainen tutkimus tuotanto ja käyttö kivihiilen lentotuhka kertoo, että välillä 1966 ja 2011, yli 2.3 miljardin lyhyttä tonnia lentotuhka valmistettiin hiilivoimaloiden apuohjelma kattilat. Tämän määrän, noin 625 miljoonaa tonnia on tosiasiallinen käytetään, pääasiassa sementin ja betonin valmistukseen. Kuitenkin, jäljellä olevat 1.7+ miljardia tonnia ovat pääasiassa löytyy kaatopaikoille tai täyttää ponded patoamisen.
Triboelectrostatic rikastus kaatopaikkakaasulla ja Ponded lentotuhka
Tekijä Lewis Baker,Abhishek Gupta, Stephen Gasiorowski, ja Frank Hrach
American hiili Ash ry (ACAA) vuosittainen tutkimus tuotanto ja käyttö kivihiilen lentotuhka kertoo, että välillä 1966 ja 2011, yli 2.3 hiilikäyttökattilat tuottivat miljardia tonnia lentotuhkaa.1 Tästä määrästä, noin 625 miljoonaa tonnia on tosiasiallinen käytetään, pääasiassa sementin ja betonin valmistukseen. Kuitenkin, jäljellä olevat 1.7+ miljardia tonnia ovat pääasiassa löytyy kaatopaikoille tai täyttää ponded patoamisen. Vaikka juuri tuotetun lentotuhkan käyttöaste on kasvanut huomattavasti viime vuosina, nykyinen hinnat 45%, noin 40 miljoonaa tonnia lentotuhkaa, joka myydään edelleen vuosittain. Vaikka käyttöaste euroopassa on ollut paljon korkeampi kuin Yhdysvalloissa, huomattavia määriä lentotuhka myös tallennetut kaatopaikoille ja patoamisen joissakin Euroopan maissa
Äskettäin, luovutetun materiaalin takaisinperintä on lisääntynyt, osittain johtuen korkealaatuisen lentotuhkan kysynnästä betonin ja sementin tuotannossa tuotannon vähenemisen aikana, kun hiilivoiman tuotanto on vähentynyt Euroopassa ja Pohjois-Amerikassa. Huoli tällaisten kaatopaikkojen pitkän aikavälin ympäristövaikutuksista saa myös apuohjelmat etsimään hyödyllisiä käyttösovelluksia tähän varastoituun tuhkaan.
Vaikka osa varastoidusta lentotuhkasta voi soveltua hyödylliseen käyttöön, suurin osa vaatii jonkin verran jalostusta sementin tai betonin tuotannon laatuvaatimusten täyttämiseksi. Koska materiaali on tyypillisesti kostutettu käsittelyn ja tiivistymisen mahdollistamiseksi välttäen samalla ilmassa syntyvän pölyn, kuivaus ja deagglomeration on välttämätön edellytys käytettäväksi betonissa, koska betonin tuottajat haluavat jatkaa lentotuhkan erän harjoittamista kuivana, hieno jauhe. Kuitenkin, tuhkan kemiallisen koostumuksen varmistaminen täyttää vaatimukset – erityisesti hiilipitoisuus, mitattuna syttymishäviöksi (LOI)– on suurempi haaste. Koska lentotuhkan käyttö on lisääntynyt viime 20+ vuotta, eniten "in-spec" tuhka on käytetty hyödyllisellä tavalla, ja laajenemisen hävitetty tuhka. Näin, LOI vähentäminen on vaatimus käyttää valtaosaa lentotuhka voidaan hyödyntää hyödyllisyys takavarikoinnit.
Muut tutkijat ovat käyttäneet polttotekniikoita ja vaahdotusprosesseja LOI:n vähentämiseen kaatopaikoista ja lammestaneista lentotuhkasta, ST laitteet & Teknologiat (STET) has found that its unique triboelectrostatic belt separation system, käytetään pitkään juuri tuotetun lentotuhkan hyötymiseen, on tehokas myös talteenotetun tuhkan kanssa sopivan kuivauksen ja deagglomeroinnin jälkeen.
STET tutkijat ovat testanneet triboelectrostatic erottaminen käyttäytyminen kuivattu kaatopaikka tuhka useista lentää tuhka kaatopaikoilla Amerikassa ja Euroopassa. Tämä talteen tuhka erotettu hyvin samanlainen vasta tuotettu tuhka yksi yllättävä ero: hiukkasten lataus oli päinvastainen kuin tuoreen tuhkan, hiililatauksen negatiivisena suhteessa mineraaliin.2 Muut kärpäshihnän sähköstaattisen erottamisen tutkijat ovat myös havainneet tämän ilmiön.3-5 STET-triboelektrostaattisen erottimen napaisuutta voidaan helposti säätää siten, että kuivatuista kaatopaikalle lasketuista lentotuhkalähteistä peräisin oleva negatiivisesti varatun hiilen hylkiminen voidaan havaita.3–5 STET-triboelektrostaattisen erottimen napaisuus voidaan helposti säätää siten, että kuivatuista kaatopastista lähteistä peräisin oleva negatiivisesti varattu hiili voidaan hylätä.. Erottimen suunnitteluun tai valvontaan ei tarvitse tehdä erityisiä muutoksia, jotta hänen ilmiönsä voidaan
Kaupungissa STET carbon erotin (Kuva. 1), materiaali syötetään kahden rinnakkaisen höylääselektrodien väliseen ohueen rakoon. Hiukkaset majoittuvat triboelectrically interparticle yhteyttä. Positiivisesti varautunut hiilen ja negatiivisesti varautuneet mineraali (juuri syntyy Ash, joita ei kosteana ja kuivatut) houkuttelevat vastapäätä elektrodit. Hiukkaset sitten pyyhkäisi esiin jatkuvasti liikkuva vyö ja välitetään vastakkaisiin suuntiin. Hihna liikkuu vieressä kunkin elektrodin kohti vastakkaisissa päissä erottimen hiukkasia. Hihnan suuri nopeus mahdollistaa myös erittäin korkeat läpijuoksut 36 tonnia tunnissa yhdellä erottimella. Pieni ero, suurjännitekenttä, laskuri – nykyinen virtaus, voimakas hiukkas-hiukkasen levottomuus, ja itsepuhdistuva vaikutus vyön elektrodeihin ovat stet-erottimen kriittisiä ominaisuuksia. Ohjaamalla eri prosessin parametrit, kuten hihnan nimellisnopeus, rehun valita, ja syöttönopeus, STET prosessi tuottaa alhainen LOI lentotuhka on hiilipitoisuuden alle 1.5 jotta 4.5% tuhkasta rehun lentää aina LOI 4% yli 25%.
Erotin-suunnittelu on suhteellisen yksinkertainen ja kompakti. Kone, joka on suunniteltu käsittelemään 40 tonnia tunnissa on noin 30 metrin (9 m) pitkä, 5 metrin (1.5 m) laaja, ja 9 metrin (2.75 m) Pitkä. Vyö ja siihen liittyvät rullat ovat vain liikkuvat osat. Elektrodit ovat paikallaan ja koostuu asianmukaisesti kestävä materiaali. Hihna on valmistettu nonconductive muovista. Määritettyä päivämääräerotinta virrankulutus on noin 1 kilowattituntia tonnissa materiaalia, joka on käsitelty suurimmalla osalla vyötä ajavien kahden moottoreiden kuluttamasta tehosta.
Prosessi on täysin kuiva, vaadi muita materiaaleja kuin lentotuhka, eikä tuota jätevesi- tai ilmapäästöjä. Hyödynnettävien materiaalien koostuvat lentotuhka vähentää hiilipitoisuus tasolle ainoaksi pozzolanic sekoittumisen betoniin, ja korkean hiilen fraktio, joka on hyödyllinen polttoaineena. Molempien tuotevirtojen käyttö tarjoaa 100% lentotuhka käytettävissä ongelmien ratkaisu.
Kaatopaikoista saatiin neljä tuhkalähdettä: Näyte A Yhdistyneessä kuningaskunnassa sijaitsevasta voimalaitoksesta ja näytteet B, C, ja D Yhdysvalloista. Kaikki nämä näytteet koostui tuhkasta, joka oli valmistettu suurten yleiskattiloiden bitumikivihiilen poltosta. Koska materiaalia on sekoinut kaatopaikoilla, erityisistä kivihiilen lähteestä tai palamisolosuhteista ei ole saatavilla lisätietoja.
STET:n vastaanottamat näytteet sisälsivät 15 ja 27% Vesi, tyypillinen kaatopaikkamateriaalille. Näytteisiin sisältyi myös vaihtelevia määriä suuria >1/8 Tässä. (3 mm) Materiaali. Näytteiden valmistaminen hiilen erottelua varten, suuret roskat poistettiin seulonnalla ja näytteet kuivattiin ja deagglomeroidaan ennen hiilihädän. Pilottiasteikolla on arvioitu useita kuivaus-/deagglomeraatiomenetelmiä kokonaisprosessin optimoimiseksi. STET on valinnut teollisesti todistetun rehunkäsittelyjärjestelmän, joka tarjoaa samanaikaisen kuivauksen ja deagglomeroinnin, joka on tarpeen tehokkaan sähköstaattisen erottelun kannalta. Yleinen prosessin vuokaavio esitetään kuvassa. 2.
The properties of the prepared samples were well within the range of lentotuhka obtained directly from normal utility boilers. Sekä erotinrehujen että -tuotteiden tärkeimmät ominaisuudet on esitetty taulukossa 2, yhdessä talteenotetun tuotteen kanssa.
STET-erottimen käsittely kuivattu, kaatopaikka lentää tuhka
Prosessin vuokaavio
STET-tribosähköisen vyöerottimen avulla tehdyt hiilidioksidipäästöjen vähentämiskokeet johtivat matalan LOI-tuotteiden erittäin hyvään talteenottoon kaikista neljästä kaatopaikkalentotuhkalähteestä. Edellä mainittu hiilen käänteinen lataus ei heikentänyt erottelua millään tavalla tuoreen tuhkan jalostukseen verrattuna..
Taulukossa esitetään yhteenveto taulukossa esitetyistä stet-menetelmällä talteenotetun matalan LOI-lentotuhkan ominaisuuksista sekä juuri kerätyn tuhkan että kaatopaikoilta talteenotetun tuhkan osalta. 1. Tulokset osoittavat, että kaatopakusta valmistetun ProAsh® tuotteen laatu vastaa tuoreista lentotuhkalähteistä tuotettua tuotetta.
Takaisin per uttavasta kaatopaikkamateriaalista syntyvän ProAsh:n ominaisuuksia verrattiin samasta paikasta peräisin olevien hyötykattiloiden tuottamasta tuoreesta lentotuhkasta valmistettuun ProAsh-hihnan ominaisuuksiin.. Käsitelty regeneroitu tuhka täyttää kaikki ASTM C618: n ja AASHTO M:n vaatimukset 250 Standardeja. Taulukko 2 yhteenveto kahdesta lähteestä peräisin olevien näytteiden kemiasta, josta ilmenee tuoreen ja regeneroidun aineksen vähäinen ero.
Vahva kehitys 20% matala-LOI-lentotuhkan korvaaminen laastissa, joka sisältää 600 lb/yd3 sementitinen materiaali (katso Taulukko 3) osoitti kaatopaikalle tuotettavista tuhkasta saaduista proash-tuotteista saatu ProAsh-tuote, jonka vahvuus oli verrattavissa ProAsh:lla tuotettuun tuoreesta lentotuhkasta, joka on tuotettu samassa paikassa. Hyötyneen takaisin peruutetun tuhkan lopputuote tukisi betoniteollisuuden huippukäyttöä, joka vastaa ProAshin erittäin arvokasta asemaa markkinoilla, joilla se tällä hetkellä palvelee.
Saatavuus edullisia maakaasua Yhdysvalloissa parantaa huomattavasti talouden kuivausprosessien, mukaan lukien kostutin lentotuhkan kuivaus kaatopaikoilta. Taulukko 4 yhteenveto yhdysvalloissa toteutettavien toimintojen polttoainekustannuksista 15% ja 20% kosteuden sisältö. Kuivauksen tyypilliset tehottomuudet sisältyvät laskettuihin arvoihin. Kustannukset perustuvat materiaalin massaan kuivauksen jälkeen. STET-triboelektisen erotuskäsittelyn lentotuhkan kuivauskustannukset ovat suhteellisen alhaiset.
Vaikka rehun kuivauskustannukset lisättäytyvät, STET-erotusprosessi tarjoaa edullisia, teollisesti todistettu prosessi kaatopaikalle sijoitettavan lentotuhkan LOI-vähentämiseksi. Takaisin periintun lentotuhkan STET-prosessi on kolmannes-puolet pääomakustannuksista verrattuna polttopohjaisiin järjestelmiin. Regeneroidun lentotuhkan STET-prosessilla on myös huomattavasti pienemmät päästöt ympäristöön kuin palamis- tai vaahdotuspohjaisissa järjestelmissä. Koska ainoa ylimääräinen ilmanpäästölähde stet-prosessin vakioasennuksessa on maakaasukäyttöinen kuivain, se olisi suhteellisen yksinkertainen.
| Syöttönäyte erottimeen | LOI, % | ProAsh LOI, % | Lisää (ProAsh) Hienous, % +325 Mesh |
ProAsh massa tuotto, % |
|---|---|---|---|---|
| Tuore A | 10.2 | 3.6 | 23 | 84 |
| Kaatopaikat A | 11.1 | 3.6 | 20 | 80 |
| Tuore B | 5.3 | 2.0 | 13 | 86 |
| Kaatopaikat B | 7.1 | 2.0 | 15 | 65 |
| Tuore C | 4.7 | 2.6 | 16 | 82 |
| Kaatopaikat C | 5.7 | 2.5 | 23 | 72 |
| Kaatopaikat D | 10.8 | 3.0 | 25 | 80 |
| Materiaalin lähde | SiO2 | Al2O3 | Kävi koulua Fe2O3 | CaO | MgO | Kävi koulua K2O | Kävi koulua Na2O | Kävi koulua SO3 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Tuore B | 51.60 | 24.70 | 9.9 | 2.22 | 0.85 | 2.19 | 0.28 | 0.09 |
| Kaatopaikat B | 50.40 | 25.00 | 9.3 | 3.04 | 0.85 | 2.41 | 0.21 | 0.11 |
| Tuore C | 47.7 | 23.4 | 10.8 | 5.6 | 1.0 | 1.9 | 1.1 | 0.03 |
| Kaatopaikat C | 48.5 | 26.5 | 11.5 | 1.8 | 0.86 | 2.39 | 1.18 | 0.02 |
| 7-päivän puristuslujuus, % tuoreen tuhkan torjunta | 28-päivän puristuslujuus, % tuoreen tuhkan torjunta | |
|---|---|---|
| Tuore B | 100 | 100 |
| Kaatopaikat B | 107 | 113 |
| Tuore C | 100 | 100 |
| Kaatopaikat C | 97 | 99 |
| Kosteuspitoisuus, % | Lämpövaatimus KWhr/T märkäperuste | Kuivauskustannukset/T kuiva-aines (maakaasu maksaa $3.45/mmBtu) |
| 15 | 165 | $ 2.28 |
| 20 | 217 | $ 3.19 |
Lisäksi vähähiilinen tuote käytettäväksi betoni-merkkinen nimi ProAsh-STET erottaminen prosessi myös hyödyntää muuten hukkaan palamatonta hiiltä muodossa hiilipitoista lentää tuhkaa, merkkituotteiden kohteen EcoTherm™. EcoThermilla on merkittävä polttoainearvo, ja se voidaan helposti palauttaa sähkövoimalaan STET EcoTherm Return -järjestelmän avulla vähentääkseen hiilen käyttöä tehtaalla. Kun EcoTherm poltetaan sähkökattilassa, palamisenergia muunnetaan korkeapaine-/korkealämpötilaiseksi höyryksi ja sitten sähköksi samalla teholla kuin kivihiili, yleensä 35%. Talteenotetun lämpöenergian muuntaminen sähköksi STET EcoTherm Return -järjestelmässä on 2–3 kertaa suurempi kuin kilpailullinen teknologia, jossa energia otetaan talteen kuuman veden muodossa olevana matalalaatuisena lämmöna, joka kierrätetään kattilan syöttövesijärjestelmään. EcoThermia käytetään myös alumiinioksidin lähteenä sementtiuuneissa, korvaa kalliimman bauksiitin, joka kuljetetaan yleensä pitkiä matkoja. Korkean hiilen EcoTherm-tuhkan käyttö joko voimalaitoksessa tai sementtiuunissa maksimoi toimitetun hiilen energian talteenoton, vähentää tarvetta miinanraivata ja kuljettaa lisäpolttoainetta laitoksiin.
STET:n Talen Energy Brandon Shores, Pk-yritysten raja-lla. Morrow, NBP Belledune, RWEnpower Didcot, EDF Energy West Burton, RWEnpower Aberthaw, ja Korea Kaakkois Power lentää tuhkakasveja kaikki sisältävät EcoTherm Return järjestelmiä.
STET:n erotusprosessia on käytetty kaupallisesti 1995 lentotuhkan hyötymiseen ja on tuottanut yli 20 miljoonaa tonnia laadukkaita lentotuhka betonielementtien tuotannon. Controlled low-LOI ProAsh on tällä hetkellä stetin teknologialla 12 voimalaitosten kaikkialla Yhdysvalloissa, Kanada, Iso-Britannia, Puola, Korean tasavallan. ProAshfly-tuhka on hyväksytty käytettäväksi yli 20 valtion valtatie viranomaiset, sekä monet muut eritelmän virastot. ProAsh on myös sertifioitu Kanadan standards association ja EN 450:2005 laatuvaatimusten. STET-tekniikkaa käyttävät tuhkankäsittelylaitokset on lueteltu taulukossa 5.
Kun sopiva skaalaus suuri materiaali, Kuivaus, ja deagglomeraatio, voimalaitoksen kaatopaikoista talteen otettua lentotuhkaa voidaan vähentää hiilipitoisuudessa kaupallisella STET-triboelektrisellä hihnaerottimella. Lentotuhkatuotteen laatu, Lisää (ProAsh), stet-järjestelmän käyttö regeneroidussa kaatopaikkamateriaalissa, vastaa tuoreesta rehusukkatuhkasta valmistettua ProAsh-ainetta. ProAsh-tuote soveltuu hyvin ja on todistettu betonin tuotannossa. Kaatopaikkatuhkan talteenotto ja hyötyminen tuottavat edelleen korkealaatuista tuhkaa betonintuottajille huolimatta "tuoreen" tuhkan tuotannon vähenemisestä, kun hiilivoimalaitokset vähentävät tuotantoaan. Lisäksi, voimalaitokset, joiden on poistettava tuhka kaatopaikoilta muuttuvien ympäristömääräysten täyttämiseksi, voivat käyttää prosessia muuttaakseen jätetuotevastuun arvokkaaksi raaka-aineeksi betonintuottajille. STET-erotusprosessi, jossa on rehun esikäsittelylaitteet kaatopaikkatuhkan kuivaamiseen ja deagglomerointiin, on houkutteleva vaihtoehto tuhkan taajalle, jonka kustannukset ovat huomattavasti alhaisemmat ja päästöt pienempi kuin muut palamiskustannukset- ja kelluntapohjaiset järjestelmät. ❖
1. American Coal Ash Hiilen poltto tuotteet ja käyttö Tilastot, http://www.acaausa.org/Publications/Production-Use-Reports.
2. ST Sisäinen raportti, Elokuu. 1995.
3. Li, T. X.; Schaefer, J. L.; Ban, H.; Neathery, J. K.; ja Stencel, J. M., "Palamisshinin kuivan takomisen käsittely," Doe-konferenssin työskentely polttamattomassa hiilessä yleishyödyllisissä lentotuhkaissa, Pittsburgh, Pa, Voi 19-20, 1998.
4. Lisää, J. P.; Diehl, J. R.; Soong (Soong), Y.; ja Sands, W., "Triboelectrostatic erottaminen Fly Ash ja Charge kääntyminen," Polttoaine, V. 81, 2002, PP. 757-762.
5. Kävi koulua Cangialosi, F.; Kävi koulua Notarnicola, M.; Liberti, L.; ja Stencel, J., "Rooli weathering on Fly Ash Charge jakelu aikana Triboelectrostatic Beneficiation," Vaarallisten aineiden lehti, V. 164, 2009, PP. 683-688.
Lewis Baker on Euroopan teknisen tuen johtaja ST Equipment & Tekniikka (STET) kotipaikka On Yhdistynyt kuningaskunta
Abhishek Gupta on prosessiinsinööri, joka perustuu STET-pilottilaitokseen ja laboratorioon Needhamissa, MA.
Stephen Gasiorowski on vanhempi tutkija ST Laitteet & Tekniikka (STET) based in New Hampshire sijaitsee.
Frank Hrach on prosessitekniikan varatoimitusjohtaja, joka sijaitsee STET-pilottilaitoksessa ja -laitoksessa Needhamissa, MA.
| Sähkö- ja voimalaitos | Sijainti | Kaupallisen toiminnan aloittaminen | Tilojen tiedot |
|---|---|---|---|
| Duken energia–Roxboron asema | Pohjois-Carolina | Syyskuu. 1997 | 2 Erottimet |
| Talen Energy — Brandon Shoresin asema | Maryland | Huhtikuu. 1999 | 2 Erottimet 35,000 ton varastointi kupoli Ecotherm Return 2008 |
| ScotAsh (Lafarge / Skotlannin Power Yhteisyritys)–Longannetin asema | Skotlanti, ISO-BRITANNIA | Lokakuu. 2002 | 1 erotin |
| Jacksonvillen sähköviranomainen – St. John's River Power Park, FL | Florida | Voi 2003 | 2 erottimet Hiili/petcoke sekoituksia Ammoniakin poisto |
| Etelä Mississippi Electric Power Authority R.D. Morrow-asema | Mississippi | Jan. 2005 | 1 erotin Ecotherm paluu |
| New Brunswick Power Company Belledune -asema | Uusi Brunswick, Kanada | Huhtikuu. 2005 | 1 erotin Hiili/petcoke sekoituksia Ecotherm paluu |
| RWE npower Didcot -asema | Englanti, U | Elokuu. 2005 | 1 erotin Ecotherm paluu |
| Talen Energy brunner -saaren asema | Pennsylvania | Joulukuu. 2006 | 2 Erottimet 40,000 ton varastointi dome |
| Tampa Electric Co. Big Bendin rautatieasema | Florida | Huhtikuu. 2008 | 3 Erottimet, Kahden hengen pass 25,000 ton varastointi kupu Ammoniakki poisto |
| RWE npower Aberthaw -asema (Lafarge sementti UK) | Wales, ISO-BRITANNIA | Syyskuu. 2008 | 1 erotin Ammoniakin poisto Ecotherm paluu |
| EDF Energy West Burtonin asema (Lafarge sementti UK, Cemex) | Englanti, ISO-BRITANNIA | Lokakuu. 2008 | 1 erotin Ecotherm paluu |
| ZGP (Lafarge sementti Puola / CIECH Janikosoda JV) | Puola | Mar. 2010 | 1 Separato (separato) |
| Korea Kaakkois Power Yeongheung Yksiköt 5&6 | Etelä-Korea | Syyskuu. 2014 | 1 erotin Ecotherm paluu |
| PGNiG Termika-Siekierki | Puola | Ajoitettu 2016 | 1 erotin Ecotherm paluu |
| Julkistetaan | Puola | Ajoitettu 2016 | 1 erotin Ecotherm paluu |
