Seleccione Idioma da:
A Coal Asociación Americana Ash (ACAA) busca anual da produción e utilización de cinzas volantes de carbón informa que entre 1966 e 2011, sobre 2.3 mil millóns de toneladas curtas de cinzas volantes foron producidos por caldeiras de servizos públicos a carbón. dese importe, aproximadamente 625 millóns de toneladas foron usadas beneficiosamente, sobre todo para cemento e produción de formigón. con todo, O resto 1.7+ millóns de toneladas son atopados principalmente en vertedoiros ou cuberto encoros ponded.
Triboelectrostatic Beneficiamento de terraplén e ponded Fly Ash
Por Lewis Baker,Abhishek Gupta, Stephen Gasiorowski, e Frank Hrach
A Coal Asociación Americana Ash (ACAA) busca anual da produción e utilización de cinzas volantes de carbón informa que entre 1966 e 2011, sobre 2.3 mil millóns de toneladas curtas de cinzas volantes foron producidos por utilidade boilers.1 a carbón Dese importe, aproximadamente 625 millóns de toneladas foron usadas beneficiosamente, sobre todo para cemento e produción de formigón. con todo, O resto 1.7+ millóns de toneladas son atopados principalmente en vertedoiros ou cuberto encoros ponded. Mentres que as taxas de uso de cinzas volantes recén xerado aumentaron considerablemente nos últimos anos, coas taxas actuais preto 45%, aproximadamente 40 millóns de toneladas de cinzas volantes seguir sendo eliminados anualmente. Mentres que as taxas de utilización en Europa foron moito maior que nos Estados Unidos, volumes considerables de cinzas volantes tamén foron almacenados en recheos e encoros nalgúns países europeos
recentemente, interese na recuperación deste material disposto aumentou, parcialmente debido á demanda de cinzas volantes de alta calidade para a produción de formigón e cemento, durante un período de redución da produción de xeración de enerxía movida a carbón diminuíu en Europa e América do Norte. Problemas sobre o impacto ambiental a longo prazo de tales recheos tamén están levando utilidades para atopar aplicacións de uso beneficiosos desta cinzas gardadas.
Mentres algunhas destas cinzas volantes almacenados poden ser adecuados para uso beneficioso como inicialmente escavado, a gran maioría vai esixir algún tratamento para atender aos estándares de calidade para cemento ou produción de formigón. Xa que o material fose tipicamente humedecidos para permitir o manexo ea compactación mentres evitando a xeración de po en suspensión, secado e desaglomeração é un requisito para o seu uso en concreto porque os produtores de formigón vai querer seguir a práctica de cinzas lotes mosca como unha seca, po fino. con todo, asegurando a composición química das cinzas atópase especificacións máis notabelmente o contido de carbono, medida como perda na ignición (LEI)-É un desafío maior. Como o uso de cinzas volantes aumentou no último 20+ anos, máis "in-spec" grises foi usado beneficiosamente, ea cinza fóra de calidade disposto. así, redución Loi será un requisito para o uso da gran maioría das cinzas volantes recuperable desde impoundments utilidade.
Mentres que outros investigadores usaron técnicas de combustión e procesos de flotación para a redución de loi recuperados depositados en vertedoiros e ponded cinzas volantes, equipo ST & Technologies (STET) descubriu que a súa única sistema de separación de cinta triboelectrostática, moi utilizados para beneficiação de cinzas volantes recén xerado, tamén é eficaz en cinzas recuperado tras secado e desaglomeração axeitado.
investigadores STET ter probado o comportamento de separación de cinzas triboelectrostatic vertedoiro secas a partir de varios recheos de cinzas volantes de América e Europa. Esta gris recuperado separados cinzas moi semellante ao recén xerado cunha diferenza sorprendente: a carga de partículas foi revertida desde cinzas que fresco, co carbono de carga negativa en relación ao mineral.2 Outros investigadores de separación electrostática de mosca carbono cinzas teñen tamén observaron este phenomenon.3-5 A polaridade do separador triboelectrostatic STET pode facilmente ser modificada para permitir o rexeitamento de carbono cargados negativamente desde seco fontes de cinzas volantes depositados en vertedoiros. Non hai modificacións especiais para o proxecto de separación ou controis necesarios para acomodar os seus fenómenos
Na ficha de carbono STET (figo. 1), material é introducida no intervalo fino entre dous electrodos planos paralelos. As partículas son cargadas por vía triboeléctrica por contacto interpartículas. O carbono cargado positivamente eo mineral de carga negativa (en cinzas recén xerado que non foi mollado e seco) están unidas para os electrodos opostos. As partículas son entón arrastrados cara arriba por unha correa que se move continuamente e transmitida en direccións opostas. O cinto move-se as partículas adxacentes de cada un dos electrodos para extremidades opostas do separador. A elevada velocidade de correa tamén permite moi altas taxas de transferencia ata a 36 toneladas por hora nun único separador. O pequeno intervalo, campo de alta voltaxe, contra-corrente de paso, vigor axitación partícula-partícula, e acción de auto-limpeza da correa sobre os electrodos son as características críticas do separador STET. Ao controlar varios parámetros do proceso, tales como a velocidade da correa, punto de alimentación, e taxa de alimentación, o proceso STET produce baixo contido de cinzas Loi mosca no contido de carbono de menos de 1.5 para 4.5% desde cinzas volantes de alimentación que varían de loi de 4% a máis 25%.
O proxecto separador é relativamente simple e compacto. Unha máquina destinada a procesar 40 toneladas por hora é de aproximadamente 30 ft (9 m) longo, 5 ft (1.5 m) gran, e 9 ft (2.75 m) alto. A correa e de rolos asociados son as únicas partes móbiles. Os electrodos son estacionarios e composta dun material adecuadamente resistente. A correa é feita de plástico non condutor. consumo de enerxía do separador é sobre 1 quilowatts-hora por tonelada de material procesado coa maior parte da enerxía consumida por dous motores de accionar a correa.
O proceso é completamente seco, non require outros que as cinzas volantes materiais adicionais, e non produce augas residuais ou emisións atmosféricas. Os materiais recuperados consisten cinzas volantes reducida no contido de carbono para niveis adecuados para uso como un aditivo pozolânico en formigón, e unha fracción de alto contido de carbono como combustible útil. O uso de ambos os fluxos de produtos ofrece unha 100% solución para voar problemas de eliminación de cinzas.
Catro fontes de carbonato de sodio foron obtidos a partir de vertedoiros: Unha mostra desde unha central de enerxía situada no Reino Unido e as mostras B, C, e D dos Estados Unidos. Todas estas mostras consistiu de cinzas da combustión do carbón bituminoso de grandes caldeiras de utilidade. Debido á mestura de material nos vertedoiros, Ningunha outra información dispoñible sobre condicións da fonte de carbón ou de combustión específicas.
As mostras segundo recibidas pola STET contidos entre 15 e 27% auga, como é típico para os materiais depositados en vertedoiro. As mostras tamén contiñan cantidades variables de gran >1/8 en. (3 mm) material. Para preparar as mostras para a separación de carbono, o gran detritos foi eliminada por seguimento e as mostras despois secou-se e desaglomerados antes para beneficiação de carbono. Existen varios métodos de secado / desaglomeração foron avaliadas a escala piloto para optimizar o proceso global. STET ten seleccionado un sistema de procesamento de alimentos para animais industrialmente comprobado que ofrece secado e desaglomeração simultánea necesario para a separación electrostática eficaz. Un fluxogramas do proceso xeral é presentado na Fig. 2.
As propiedades das mostras preparadas estaban moi dentro do intervalo de cinzas volantes obtido directamente das caldeiras de uso común. As propiedades máis importantes tanto para as alimentacións de separación e de produtos atópanse resumidos na táboa 2, xunto co produto recuperado.
procesamento separador STET seco, cinzas volantes recheos
diagrama de fluxo do proceso
Ensaios de redución de carbono mediante o separador de correa de triboeléctricas STET resultou moi boa recuperación dos produtos de baixo loi de todas as fontes de cinzas volantes catro recheos. O inverso a carga do carbono como discutido anteriormente non degradar a separación de calquera forma, en comparación co procesamento de cinzas fresco.
As propiedades da cinza volante baixo Loi recuperados mediante o proceso de STET tanto cinzas collido de fresco desde a caldeira e cinzas recuperado dende o vertedoiro é resumida na Táboa 1. Os resultados mostran que a calidade do produto para ProAsh® producido a partir de material depositadas en aterro é equivalente ao do produto producido a partir de fontes de cinzas volantes fresco.
As propiedades do ProAsh xerada a partir do material de terraplén recuperado foron comparadas coas de ProAsh producido a partir de cinzas volantes fresco xerado polas caldeiras de utilidade do mesmo lugar. A cinza recuperado procesado satisfai todas as especificacións da norma ASTM C618 e AASHTO M 250 normas. mesa 2 reduce a química para as mostras a partir de dúas das fontes que mostra a diferenza significativa entre o material fresco e recuperado.
desenvolvemento da forza dun 20% substitución do cinzas volantes baixo Loi nunha morteiro conteñen 600 lb / jd3 material de cemento (ver Táboa 3) amosa que o produto ProAsh derivado cinzas depositadas en aterro produciu morteiros con forza comparable para morteiros producidas usando ProAsh de cinzas volantes fresca producida na mesma situación. O produto final das cinzas recuperado beneficiado ía apoiar gama alta usa na industria de formigón consistente coa posición altamente valiosa ProAsh goza nos mercados nos que actualmente serve.
A dispoñibilidade de gas natural de baixo custo nos Estados Unidos aumenta moito a economía de procesos de secado, incluíndo o secado de cinzas volantes mollada dos recheos. mesa 4 resume os custos de combustible para as operacións en Estados Unidos para 15% e 20% contidos de humidade. ineficiencia típicas de secado son incluídos nos valores calculados. Os custos están baseadas na masa de material tras o secado. Os custos adicionais para o secado de cinzas mosca para procesamento de separación triboelectrostatic STET son relativamente baixos.
Mesmo coa adición de custos de secado de alimentación, o proceso de separación STET ofrece un baixo custo, proceso industrialmente comprobada a redución loi de cinzas depositadas en aterro. O proceso para a STET cinzas volantes recuperada é dun terzo a metade do custo de capital en comparación con sistemas a base de combustión. O proceso para a STET cinzas volantes recuperada ten tamén emisións máis baixas para o ambiente en comparación coa combustión ou sistemas a base de flotación. Porque a única fonte de emisión de aire adicional para a instalación do proceso STET é un secador movidas a gas natural, permitindo que sería relativamente sinxela.
| Alimentar mostra ao separador | LEI, % | LEI ProAsh, % | ProAsh finura, % +325 malla |
O rendemento de masa ProAsh, % |
|---|---|---|---|---|
| A fresco | 10.2 | 3.6 | 23 | 84 |
| depositados en vertedoiro A | 11.1 | 3.6 | 20 | 80 |
| fresca B | 5.3 | 2.0 | 13 | 86 |
| depositados en vertedoiro B | 7.1 | 2.0 | 15 | 65 |
| C fresco | 4.7 | 2.6 | 16 | 82 |
| depositados en vertedoiros C | 5.7 | 2.5 | 23 | 72 |
| depositados en vertedoiros D | 10.8 | 3.0 | 25 | 80 |
| fonte de material | SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | CaO | MgO | K2O | Na2O | SO3 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| fresca B | 51.60 | 24.70 | 9.9 | 2.22 | 0.85 | 2.19 | 0.28 | 0.09 |
| depositados en vertedoiro B | 50.40 | 25.00 | 9.3 | 3.04 | 0.85 | 2.41 | 0.21 | 0.11 |
| C fresco | 47.7 | 23.4 | 10.8 | 5.6 | 1.0 | 1.9 | 1.1 | 0.03 |
| depositados en vertedoiros C | 48.5 | 26.5 | 11.5 | 1.8 | 0.86 | 2.39 | 1.18 | 0.02 |
| 7-día resistencia á compresión, % de control de cinzas fresco | 28-día resistencia á compresión, % de control de cinzas fresco | |
|---|---|---|
| fresca B | 100 | 100 |
| depositados en vertedoiro B | 107 | 113 |
| C fresco | 100 | 100 |
| depositados en vertedoiros C | 97 | 99 |
| contido de humidade, % | Calor esixencia kWh / T base húmida | custo de secado / T base seca (gas natural custa US $ 3,45 / MMBtu) |
| 15 | 165 | $ 2.28 |
| 20 | 217 | $ 3.19 |
En adición ao produto de baixo contido de carbono para utilización en concreto o ProAsh proceso de separación STET chamado-marca tamén recupera doutro xeito desperdiçada carbono non queimada, baixo a forma de cinzas ricas en carbono, ECOTHERM marca™. ECOTHERM ten valor de combustible significativa e pode ser facilmente retorno para a fábrica de enerxía eléctrica mediante o sistema STET ECOTHERM retorno para reducir o uso de carbón na planta. Cando ECOTHERM é queimado na caldeira de utilidade, a enerxía a partir da combustión é convertida en alta presión / vapor de alta temperatura e, a continuación, a electricidade na mesma eficacia como carbón, tipicamente 35%. A conversión da enerxía térmica recuperada a electricidade no sistema STET ECOTHERM retorno é dúas a tres veces maior que o da tecnoloxía competitiva, onde a enerxía é recuperada en forma de calor de baixo grao en forma de auga quente, que circula ao sistema de auga de alimentación da caldeira. ECOTHERM tamén é usado como unha fonte de alúmina en fornos de cemento, desprazando a bauxita máis caro, o cal adoita transportado longas distancias. Usando o ECOTHERM cinzas de alto carbono, tanto a unha fonte de alimentación ou un forno de cemento maximiza a recuperación de enerxía a partir do carbón entregado, reducindo a necesidade de minerar e transportar combustible adicional para as instalacións.
da STET Talen Enerxía Brandon Shores, SMEPA R.D.. día seguinte, NBP Belledune, RWEnpower Didcot, EDF Energy West Burton, RWEnpower Aberthaw, ea Corea do sueste Poder plantas cinzas volantes todos inclúen sistemas ECOTHERM Retorno.
proceso de separación do STET foi usado comercialmente desde 1995 para beneficiação de cinzas volantes e xerou máis 20 millón de toneladas de alta calidade cinzas para a produción de formigón. Controlado ProAsh baixo Loi é actualmente producido coa tecnoloxía de STET na 12 estacións de enerxía nos Estados Unidos, Canadá, o Reino Unido, Polonia, ea República de Corea. ProAshfly cinzas foi aprobado para uso por máis de 20 autoridades de estradas estatais, así como moitas outras axencias de especificación. ProAsh tamén foi certificado por Canadian Standards Association e UNE 450:2005 estándares de calidade en Europa. instalacións de procesamento Ash usando a tecnoloxía STET están listados na táboa 5.
Tras escalpo axeitada de material grande, secado, e deagglomeration, cinzas volátiles recuperados de vertedoiros de plantas utilidade pode ser reducido en contido de carbono mediante o separador de correa de triboeléctricas STET comercializado. A calidade do produto cinzas volantes, ProAsh, mediante o sistema STET en material de terraplén recuperado, equivale a ProAsh producido a partir de grises de mosca alimentación fresca. O produto ProAsh está moi ben axeitada e comprobada na produción de formigón. A recuperación e beneficiação de cinzas depositadas en aterro ha proporcionar unha subministración continua de cinzas de alta calidade para os fabricantes de formigón, a pesar da produción reducida de grises "fresco", como utilidades a carbón reducir a xeración. Adicionalmente, centrais de enerxía que necesitan para eliminar cinzas dos recheos para atender ás normas poderá utilizar o procedemento para cambiar a responsabilidade do produto residuos en materia prima valiosa para produtores de formigón. O proceso de separación STET con equipo de alimentación de pre-procesamento para secar e desaglomeração cinzas volantes vertedoiro é unha opción atractiva para beneficiação de cinzas con custo significativamente máis baixo e emisións máis baixas en comparación con outro de combustión- e sistemas baseados en flotación. ❖
1. American Coal cinzas de carbón produtos da combustión e utilizar as estatísticas, http://www.acaausa.org/Publications/Production-Use-Reports.
2. ST Informe Interno, agosto. 1995.
3. en, T. X.; Schaefer, J. L.; alonxamento, H.; Neathery, J. K.; e Stencel, J. M., "Dry Beneficiamento de Procesamento de combustión Fly Ash,"Anais da Conferencia DOE en Unburned carbono en Utility Fly Ash, Pittsburgh, PA, maio 19-20, 1998.
4. Baltrus, J. P.; Diehl, J. R.; Soong, Y.; e Sands, W., "Separación Triboelectrostatic de Fly Ash e reversión Carga,"Fuel, V. 81, 2002, PP. 757-762.
5. Cangialosi, F.; Notarnicola, M.; Liberti, L.; e Stencel, J., "O papel da resistencia en Fly Ash Carga de distribución durante Triboelectrostatic beneficiamento,"Journal of Hazardous Materials, V. 164, 2009, PP. 683-688.
Lewis Baker é o Director de Soporte Técnico Europeo para a ST Equipos & tecnoloxía (STET) con sede no Reino Unido
Abhishek Gupta é un enxeñeiro de procesos con base na planta piloto STET e instalación de laboratorio en Needham, MA.
Stephen Gasiorowski é un científico de investigación Senior para ST Equipos & tecnoloxía (STET) con sede en New Hampshire.
Frank Hrach é vicepresidente de Enxeñaría de Procesos con base na planta piloto STET e instalación de laboratorio en Needham, MA.
| estación de utilidade e poder | Localización | Inicio das operacións comerciais | detalles Facility |
|---|---|---|---|
| -Roxboro Enerxía Estación de Duke | Carolina do Norte | setembro. 1997 | 2 separadores |
| -Energy Brandon Estación Shores Talen | Maryland | abril. 1999 | 2 separadores 35,000 almacenamento tonelada Retorno cúpula Ecotherm 2008 |
| Shchotash (Lafargue / Scottish común de enerxía)estación -Longannet | Escocia, Reino Unido | outubro. 2002 | 1 separador |
| Jacksonville eléctrica AUTORIDADE St. Power Park de John Río, FL | Florida | maio 2003 | 2 Separadores de carbón / coque de petróleo combina retirada Amoníaco |
| Sur Mississippi Electric Power Authority R.D.. estación Morrow | Mississippi | Xan. 2005 | 1 retorno separador Ecotherm |
| Estación Belledune New Brunswick Power Company | New Brunswick, Canadá | abril. 2005 | 1 separador de carbón / coque de petróleo combina Ecotherm retorno |
| RWE npower Station Didcot | Inglaterra, o | agosto. 2005 | 1 retorno separador Ecotherm |
| Island Station Talen Enerxía Brunner | Pensilvania | decembro. 2006 | 2 separadores 40,000 bóveda almacenamento tonelada |
| Tapa Electric Co. Estación de Big Bend | Florida | abril. 2008 | 3 separadores, dobre paso 25,000 retirada cúpula Amoníaco almacenamento tonelada |
| DE npower Station Aberthaw (Lafargue Cement UK) | Gales, Reino Unido | setembro. 2008 | 1 separador de amoníaco retorno retirada Ecotherm |
| Estación Burton EDF Energy Oeste (Lafargue Cement UK, CEMEX) | Inglaterra, Reino Unido | outubro. 2008 | 1 retorno separador Ecotherm |
| ZGP (Lafargue Cement Polonia / Ciech Janikosoda JV) | Polonia | romper. 2010 | 1 separado |
| Unidades Corea do sueste Poder Yeongheung 5&6 | Corea do sur | setembro. 2014 | 1 retorno separador Ecotherm |
| PGNiG-Siekierki Termika | Polonia | programado 2016 | 1 retorno separador Ecotherm |
| será anunciado | Polonia | programado 2016 | 1 retorno separador Ecotherm |
