Odaberite jezik:
Američki ugljena pepela udruga (ACAA) godišnji pregled proizvodnje i korištenja ugljena pepela izvještava da je između 1966 i 2011, preko 2.3 milijarde kratkih tona leteжeg pepela proizvedeni su kotlovi za ugljen. Od tog iznosa, oko 625 milijuna tona su ugodno se, uglavnom za proizvodnju cementa i betona. Međutim, preostale 1.7+ milijarde tona se prije svega nalaze u odlagališta ili ispunjen u jezero impoundments.
Triboelectrostatic Beneficiation prateća i u jezero pepela
Lewis Baker.,Abhishek Gupta, Stephen Gasiorowski, i Frank Hrach
Američki ugljena pepela udruga (ACAA) godišnji pregled proizvodnje i korištenja ugljena pepela izvještava da je između 1966 i 2011, preko 2.3 milijarde kratkih tona leteжeg pepela proizvele su kotlovi za ugljen. 1 od tog iznosa, oko 625 milijuna tona su ugodno se, uglavnom za proizvodnju cementa i betona. Međutim, preostale 1.7+ milijarde tona se prije svega nalaze u odlagališta ili ispunjen u jezero impoundments. Iako se stope korištenja za svježe proizvedene muhe su znatno povećale tijekom posljednjih godina, s trenutnim stopama u blizini 45%, oko 40 milijuna tona pepela i dalje odlagati godišnje. Iako su stope uporabe u Europi mnogo veće nego u Sjedinjenim Američkim Državama, znatne količine pepela također pohranjeni u odlagališta i impoundments u nekim europskim zemljama
Nedavno, interes za oporavak ovog zbrinodnog materijala porastao je, djelomično zbog potražnje za visoko kvalitetnom pepelom za beton i proizvodnju cementa tijekom razdoblja smanjene proizvodnje jer je proizvodnja energije iz ugljena smanjena u Europi i Sjevernoj Americi. Zabrinutost zbog dugoročnog utjecaja takvih odlagališta na okoliš također potiče komunalne službe da pronađu aplikacije za korisnu uporabu tog uskladištenog pepela.
Dok neki od tih pohranjenih letećih pepela mogu biti prikladni za korisnu uporabu kao što je u početku iskopano, velika većina zahtijevat će određenu preradu kako bi se zadovoljili standardi kvalitete za proizvodnju cementa ili betona. Budući da je materijal obično wetted kako bi se omogućilo rukovanje i zbijanje, a izbjegavanje proizvodnje prašine u zraku, sušenje i deaglomeracija nužan je zahtjev za uporabu u betonu jer će proizvođači betona htjeti nastaviti praksu serije letećeg pepela kao suhog, fini prah. Međutim, osiguranje kemijskog sastava pepela zadovoljava specifikacije – ponajviše sadržaj ugljika, mjereno kao gubitak na paljenju (LOI)— veći je izazov. Kako se upotreba pepela za muhe povećala u posljednjem 20+ godine, većina "in-spec" pepela je korisno korištena, i nekvalitetni pepeo zbrinut. Tako, Smanjenje LOI-ja bit će uvjet za korištenje velike većine pepela muhe koji se može oporaviti od komunalnih zapljena.
Dok su drugi istraživači koristili tehnike izgaranja i procese flotacije za smanjenje LOI oporavljenog jajnog i ribnjaka letećeg pepela, ST oprema & Tehnologije (STET) has found that its unique triboelectrostatic belt separation system, dugo se koristi za dobročinitelje svježe generiranog pepela muhe, također je učinkovit na oporavljenom pepelu nakon prikladnog sušenja i deaglomeracije.
Istraživači STET-a testirali su triboelectrostatic separacijsko ponašanje osušenog pepela s nekoliko odlagališta pepela muha u Americi i Europi. Ovaj oporavljeni pepeo odvojio se vrlo slično svježe generiranu pepeo s jednom iznenađujućom razlikom: punjenje čestica bilo je obrnuto od punjenja svježeg pepela, s negativnim punjenjem ugljika u odnosu na mineral.2 Drugi istraživači elektrostatskog odvajanja ugljika pepela muhe također su uočili ovaj fenomen.3-5 Polaritet STET triboelectrostatic separatora lako se može podesiti kako bi se omogućilo odbacivanje negativno nabijenog ugljika iz osušenih izvora letećeg pepela.. Nisu potrebne posebne izmjene u dizajnu ili kontrolama separatora kako bi se udovoljilo njegovim pojavama
U razdjelnik STET ugljika (Smokva. 1), materijal je hranjen u tanke jaz između dvije paralelne planarna elektrode. Čestice triboelectrically naplaćuje se po interparticle kontakt. Pozitivno nabijenih ugljika i negativno nabijenih minerala (u svježe generirane pepela koja ne mokre i suhe) privlači nasuprot elektrode. Čestice su onda raditi kontinuirano kreće pojas i prenio u suprotnim smjerovima. Pojas potezi čestice uz svake elektrode prema suprotnim stranama razdjelnika. Velika brzina pojasa također omogućuje vrlo visoke proputove do 36 tona na sat na jednom separatoru. Mali razmak, polje visokog napona, brojač – trenutni tok, snažna agitacija čestica i čestica, i samočišćenje pojasa na elektrodama su kritične značajke STET separatora. Kontroliranjem raznih parametara procesa, kao što je brzina remena, feed za izabrati, i brzina unosa, STET proces proizvodi niske LOI pepela u sadržaj ugljika manji od 1.5 da 4.5% iz sadržaja leti pepeo u LOI iz 4% na više 25%.
Razdjelnik dizajn je relativno jednostavan i kompaktan. Stroj dizajniran za obradu 40 tona na sat je otprilike 30 ft (9 m) dugo, 5 ft (1.5 m) širok, i 9 ft (2.75 m) Visok. Pojas i povezan valjci su jedini dijelovi. Elektrode su stacionarni i sastoji se od odgovarajuće izdržljivog materijala. Remen je izrađen od nevodljive plastike. Potrošnja energije na razdjelnik je o 1 Kilowatt-sat po tonu materijala obrađenih s većinu energije konzumira dva motora koji voze pojas.
Proces je potpuno suha, ne zahtijeva dodatne materijale osim pepela muhe, i ne proizvodi otpadne vode ili emisije iz zraka. Obnova materijala sastoje se od pepela smanjiti ugljika razinama prikladni za uporabu kao pocolanskih aditiv u betonu, i visokougljični dio koristan kao gorivo. Upotreba oba toka proizvoda pruža 100% rješenje problema odlaganja pepela.
Četiri izvora pepela dobivena su s odlagališta: Uzorak A iz elektrane smještene u Ujedinjenoj Kraljevini i uzorci B, C, i D iz Sjedinjenih Američkih Država. Svi ovi uzorci sastojali su se od pepela od izgaranja bituminoznog ugljena velikim komunalnim kotlovima. Zbog ispreplićuća materijala na odlagalištima, nisu dostupne dodatne informacije o specifičnim izvorima ugljena ili uvjetima izgaranja.
Uzorci koje je stet primio sadržavali su 15 i 27% Voda, kao što je tipično za materijal na odlagalištima. Uzorci su sadržavali i različite količine velikih >1/8 u. (3 mm) Materijal. Za pripremu uzoraka za odvajanje ugljika, velike krhotine uklonjene su probirom, a uzorci su se zatim osušili i deagglomerirali prije dobronamjernosti ugljika. Nekoliko metoda sušenja/deaglomeracije procijenjeno je na pilot-ljestvici kako bi se optimizirao cjelokupni postupak. STET je odabrao industrijski dokazani sustav prerade hrane koji nudi istovremeno sušenje i deaglomeraciju potrebnu za učinkovito odvajanje elektrostata. U smokvi je predstavljen opći procesni dijagram toka. 2.
The properties of the prepared samples were well within the range of pepeo obtained directly from normal utility boilers. Najrelevantnija svojstva za hranu za separator i proizvode sažeta su u tablici 2, zajedno s oporavljenim proizvodom.
Ispitivanja smanjenja emisija ugljika pomoću stet triboelektričnog separatora pojasa rezultirala su vrlo dobrim oporavkom proizvoda s niskom razinom LOI iz sva četiri izvora jajnog pepela. Obrnuto punjenje ugljika kako se prethodno raspravljalo nije ni na koji način degradiralo odvajanje u usporedbi s preradom svježeg pepela.
Svojstva nisko-LOI letećeg pepela oporavljenog postupkom STET-a za svježe prikupljeni pepeo iz kotla i pepeo oporavljen s odlagališta sažeta su u Tablici 1. Rezultati pokazuju da je kvaliteta proizvoda za ProAsh® proizvedenog od odložinog materijala jednaka proizvodu proizvedenom iz izvora svježeg pepela muhe.
Svojstva ProAsh-a proizvedena iz obnovljenog materijala odlagališta uspoređena su s proashom proizvedenim iz svježeg pepela muhe koji su proizveli komunalni kotlovi s istog mjesta. Prerađeni obnovljeni pepeo zadovoljava sve specifikacije ASTM C618 i AASHTO M 250 Standardima. Tablica 2 sažima kemiju za uzorke iz dva izvora koji pokazuju beznačajnu razliku između svježeg i obnovljenog materijala.
Razvoj snage 20% zamjena nisko-LOI letećeg pepela u mortu koji sadrži 600 lb/yd3 cementitivni materijal (pogledajte Tablicu 3) pokazao proAsh proizvod dobiven od odložinog pepela dao je mortove snage usporedive s mortovima proizvedenim pomoću ProAsha iz svježeg pepela muhe proizvedenog na istom mjestu. Krajnji proizvod beneficiranog obnovljenog pepela podržao bi vrhunske uporabe u konkretnoj industriji u skladu s vrlo vrijednim položajem koji ProAsh uživa na tržištima kojima trenutno služi.
Dostupnost jeftinog prirodnog plina u Sjedinjenim Američkim Državama uvelike poboljšava ekonomičnost procesa sušenja, uključujući sušenje zamagljenog pepela od letećeg pepela s odlagališta. Tablica 4 sažima troškove goriva za operacije u Sjedinjenim Američkim Državama za 15% i 20% sadržaj vlage. Tipične neučinkovitosti sušenja uključene su u izračunate vrijednosti. Troškovi se temelje na masi materijala nakon sušenja. Inkrementalni troškovi sušenja pepela muhe za STET triboelectrostatic separacijsku obradu relativno su niski.
Čak i uz dodatak troškova sušenja hrane, PROCES odvajanja STET-a nudi jeftin, industrijski dokazani proces smanjenja LOI-ja od pepela muhe na odlagalištima. STET postupak za obnovljeni leteći pepeo je jedna trećina do jedna polovica kapitalnog troška u usporedbi sa sustavima koji se temelje na izgaranju. STET postupak za obnovljeni leteći pepeo također ima znatno niže emisije u okolišu u usporedbi sa sustavima koji se temelje na izgaranju ili flotaciji. Budući da je jedini dodatni izvor emisije zraka standardnoj instalaciji stet procesa sušilica prirodnog plina, dopuštanje bilo bi relativno jednostavno.
| Uzorak hrane za separator | LOI, % | ProAsh LOI, % | ProAsh (šišanje Finoća, % +325 mreže |
ProAsh masovni prinos, % |
|---|---|---|---|---|
| Svježe A | 10.2 | 3.6 | 23 | 84 |
| Odlagalište A | 11.1 | 3.6 | 20 | 80 |
| Svježe B | 5.3 | 2.0 | 13 | 86 |
| Odlagalište B | 7.1 | 2.0 | 15 | 65 |
| Svježe C | 4.7 | 2.6 | 16 | 82 |
| Odlagalište C | 5.7 | 2.5 | 23 | 72 |
| Odlagalište D | 10.8 | 3.0 | 25 | 80 |
| Izvor materijala | SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | Cao (u redu) | MgO (mgO) | K2O (K2O) | Na2O (1998.) | SO3 (1998 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Svježe B | 51.60 | 24.70 | 9.9 | 2.22 | 0.85 | 2.19 | 0.28 | 0.09 |
| Odlagalište B | 50.40 | 25.00 | 9.3 | 3.04 | 0.85 | 2.41 | 0.21 | 0.11 |
| Svježe C | 47.7 | 23.4 | 10.8 | 5.6 | 1.0 | 1.9 | 1.1 | 0.03 |
| Odlagalište C | 48.5 | 26.5 | 11.5 | 1.8 | 0.86 | 2.39 | 1.18 | 0.02 |
| 7-dnevna tlačna snaga, % kontrole svježeg pepela | 28-dnevna tlačna snaga, % kontrole svježeg pepela | |
|---|---|---|
| Svježe B | 100 | 100 |
| Odlagalište B | 107 | 113 |
| Svježe C | 100 | 100 |
| Odlagalište C | 97 | 99 |
| Sadržaj vlage, % | Potreba za toplinom KWhr/T mokra osnova | Trošak sušenja / T suha osnova (prirodni plin košta $ 3.45 / mmBtu) |
| 15 | 165 | $ 2.28 |
| 20 | 217 | $ 3.19 |
Osim niskougljičnog proizvoda za uporabu u betonu – brand-named ProAsh – PROCES ODVAJANJA STET-a također oporavlja inače protraćeni neizgoreni ugljik u obliku pepela muhe bogatog ugljikom, potpuno novo EcoTherm™. EcoTherm ima značajnu vrijednost goriva i lako se može vratiti u električnu elektranu pomoću STET EcoTherm Return sustava za smanjenje korištenja ugljena u elektrani. Kada se EcoTherm spali u komunalnom kotlovu, energija izgaranja pretvara se u visokotlačni/visokoteu temperaturni paru, a zatim u električnu energiju istom učinkovitošću kao i ugljen, obično 35%. Pretvorba oporavljene toplinske energije u električnu energiju u sustavu STET EcoTherm Return dva je do tri puta veća od konkurentske tehnologije u kojoj se energija oporavlja kao toplina niskog stupnja u obliku tople vode, koji cirkulira u sustav vode za hranjenje kotlova. EcoTherm se također koristi kao izvor glinice u cementnim pećima, premještanje skupljeg boksita, koji se obično prevozi na velike udaljenosti. Korištenje visokougljičnog EcoTherm pepela bilo u elektrani ili cementnom peći maksimizira energetsku oporavu iz isporučenog ugljena, smanjenje potrebe za moje i prijevoz dodatno gorivo od sadržaja.
STET je Talen energije Brandon obala, SMEPA R. D.. Sutra, Marijana Belledune, RWEnpower Didcot, EDF energije zapadni Burton, RWEnpower Aberthaw, i Koreja Jugoistočna Snaga letjeti pepeo postrojenja sve uključuju EcoTherm Povratak sustava.
STET-ov postupak razdvajanja od tada se komercijalno koristi 1995 za dobročinitelje pepela i generirao se 20 milijun tona visokokvalitetnog letećeg pepela za proizvodnju betona. Kontrolirani low-LOI ProAsh trenutno se proizvodi s TEHNOLOGIJOM STET-a na 12 elektrane diljem Sjedinjenih Američkih Država, Kanada, Ujedinjena Kraljevina, Poljska, i Republika Koreja. ProAshfly pepeo je odobren za uporabu od strane više od 20 državnih tijela za autoceste, kao i mnoge druge specifikacije agencije. ProAsh je također certificiran u skladu s Kanadskom udrugom za standarde i EN-om 450:2005 standardi kvalitete u Europi. Pepeo obradu sadržaja tehnologijom STET navedeni su u tablici 5.
Nakon prikladnog skalpiranja velikog materijala, Sušenje, i deaglomeracija, leteći pepeo oporavljen s odlagališta komunalnih postrojenja može se smanjiti u sadržaju ugljika pomoću komercijaliziranog SEPARATORA STET triboelektričnog pojasa. Kvaliteta proizvoda od pepela muhe, ProAsh (šišanje, korištenje STET sustava na obnovljenom materijalu odlagališta otpada, je ekvivalent ProAsh proizveden od svježe hrane letjeti pepeo. ProAsh proizvod je vrlo dobro prilagođen i dokazan u proizvodnji betona. Oporavak i dobročiniteljski pepeo na odlagalištima osigurat će kontinuiranu opskrbu visokokvalitetnim proizvođačima pepela za proizvođače betona unatoč smanjenoj proizvodnji "svježeg" pepela jer komunalna poduzeća na ugljen smanjuju proizvodnju. Osim toga, elektrane koje trebaju ukloniti pepeo s odlagališta kako bi zadovoljile promjenjive propise o zaštiti okoliša moći će koristiti postupak za izmjenu odgovornosti za otpadne proizvode u vrijednu sirovinu za proizvođače betona. Postupak odvajanja STET-a s opremom za predprerađivanje hrane za sušenje i deaglomeraciju odložinog pepela za letenje privlačna je opcija za dobročiniteljsku ašu sa znatno nižim troškovima i nižim emisijama u usporedbi s drugim izgaranjem- i sustavi temeljeni na flotaciji. ❖
1. Američki ugljen pepeo ugljen izgaranje proizvodi i korištenje statistike, http://www.acaausa.org/Publications/Production-Use-Reports.
2. St interno izvješće, Kolovoz. 1995.
3. Li (li), T. X.; Schaefer, J. L.; Zabrana, H.; Neathery, J. K.; i Stencel, J. M., "Suha beneficiation obrada izgaranja letjeti pepeo," Zbornik radova na DoE konferenciji o neizgoreni ugljik na komunalne letjeti pepeo, Pittsburgh, PA (19, Svibanj 19-20, 1998.
4. Baltrus (1998.), J. P.; Diehl (1998, J. R.; Soong, Y.; i pijesak, W., "Triboelectrostatic odvajanje letećeg pepela i preokreta naboja," Gorivo, V. 81, 2002, pp. 757-762.
5. Cangialosi (1998.), F.; Notarnicola (1998.), M.; Sloboda, L.; i Stencel, J., "Uloga weatheringa na distribuciji naboja za leteći pepeo tijekom triboelektrostatičke beneficiation," Časopis za opasne materijale, V. 164, 2009, pp. 683-688.
Lewis Baker je europski voditelj tehničke podrške za ST opremu & Tehnologija (STET) sa sjedištem u Ujedinjenoj Kraljevini
Abhishek Gupta je inženjer procesa sa sjedištem u pilot postrojenju STET i laboratorijskom objektu u Needhamu, MA.
Stephen Gasiorowski je viši znanstveni znanstvenik za ST opremu & Tehnologija (STET) sa sjedištem u New Hampshireu.
Frank Hrach je potpredsjednik procesnog inženjerstva sa sjedištem u pilot postrojenju STET-a i laboratoriju u Needhamu, MA.
| Komunalna i elektrana | Lokacija | Početak komercijalnog poslovanja | Pojedinosti o objektu |
|---|---|---|---|
| Duke Energy — Stanica Roxboro | Sjeverna Karolina | Rujna. 1997 | 2 Razdjelnike |
| Talen Energy — Stanica Brandon Shores | Maryland | Travnja. 1999 | 2 Razdjelnike 35,000 kupola za pohranu tona Ecotherm Return 2008 |
| ScotAsh (Lafarge / Škotski moć zajedničkog ulaganja)— Longannet Station | Škotska, VELIKA BRITANIJA | Listopada. 2002 | 1 Razdjelnik |
| Jacksonville Electric Authority — St.. Ivanova Rijeka moć Park, FL | Florida | Svibanj 2003 | 2 separatori Ugljen/petcoke miješa uklanjanje amonijaka |
| Jugu Mississippi električne energije tijelo r. d.. Sutra postaje | Mississippi | Jan. 2005 | 1 separator Ecotherm povratak |
| Novi Brunswick Elektre Belledune stanica | Novi Brunswick, Kanada | Travnja. 2005 | 1 separator Ugljen /petcoke mješavine Ecotherm povratak |
| RWE npower Didcot stanica | Engleska, U | Kolovoz. 2005 | 1 separator Ecotherm povratak |
| Otočna postaja Talen Energy Brunner | Pennsylvania | Prosinca. 2006 | 2 Razdjelnike 40,000 tona za kupolu |
| Tampa Electric Co. Big Bend postaje | Florida | Travnja. 2008 | 3 Razdjelnike, dvostruki prolaz 25,000 uklanjanje kupole za pohranu tona Amonijak |
| RWE npower Aberthaw stanica (Lafarge Cement UK) | Wales, VELIKA BRITANIJA | Rujna. 2008 | 1 separator amonia uklanjanje Ecotherm povratak |
| EDF energije zapadni Burton stanica (Lafarge Cement UK, CEMEX) | Engleska, VELIKA BRITANIJA | Listopada. 2008 | 1 separator Ecotherm povratak |
| ZGP (Lafarge Cement Poljska / Ciech Janikosoda JV) | Poljska | Mar. 2010 | 1 separato (razdvoja) |
| Koreja Jugoistočna Snaga Yeongheung Jedinice 5&6 | Južna Koreja | Rujna. 2014 | 1 separator Ecotherm povratak |
| PGNiG Termika-Siekierki | Poljska | Zakazano 2016 | 1 separator Ecotherm povratak |
| Da biste bili najavljeni | Poljska | Zakazano 2016 | 1 separator Ecotherm povratak |
