Pilih bahasa:
Asosiasi Ash batubara Amerika (ACAA) survei tahunan produksi dan penggunaan fly ash batubara laporan bahwa antara 1966 dan 2011, atas 2.3 ton pendek miliar fly ash diproduksi oleh boiler batubara utilitas. Dari jumlah ini, sekitar 625 juta ton telah menguntungkan digunakan, sebagian besar untuk produksi semen dan beton. Namun, sisa 1.7+ miliar ton terutama ditemukan di landfill atau diisi ponded impoundments.
Triboelectrostatic Benefisiasi Ponded dan dipendam Fly Ash
Oleh Lewis Baker,Abhishek Gupta, Stephen Gasiorowski, dan Frank Hrach
Asosiasi Ash batubara Amerika (ACAA) survei tahunan produksi dan penggunaan fly ash batubara laporan bahwa antara 1966 dan 2011, atas 2.3 ton pendek miliar fly ash diproduksi oleh utilitas batubara boilers.1 jumlah ini, sekitar 625 juta ton telah menguntungkan digunakan, sebagian besar untuk produksi semen dan beton. Namun, sisa 1.7+ miliar ton terutama ditemukan di landfill atau diisi ponded impoundments. Sementara menggunakan tarif untuk segar dihasilkan fly ash telah meningkat pesat selama beberapa tahun, dengan tarif saat ini dekat 45%, sekitar 40 juta ton fly ash terus dibuang setiap tahun. Sementara menggunakan tarif di Eropa telah jauh lebih tinggi daripada di Amerika Serikat, volume cukup fly ash juga telah tersimpan di landfill dan impoundments di beberapa negara Eropa
Baru saja, minat dalam memulihkan bahan ini dibuang telah meningkat, sebagian karena permintaan untuk kualitas tinggi fly ash untuk produksi beton dan semen selama periode produksi sebagai listrik tenaga batubara generasi telah menurun di Eropa dan Amerika Utara. Keprihatinan tentang dampak lingkungan jangka panjang dari tempat pembuangan sampah seperti itu juga yang mendorong utilitas untuk menemukan menggunakan aplikasi untuk abu ini disimpan.
Sementara beberapa ini disimpan fly ash mungkin akan cocok untuk menguntungkan digunakan sebagai awalnya digali, sebagian besar akan memerlukan beberapa pengolahan untuk memenuhi standar kualitas untuk semen atau produksi beton. Karena bahan telah biasanya dibasahi memungkinkan penanganan dan pemadatan sambil menghindari debu udara generasi, pengeringan dan deagglomeration merupakan persyaratan penting untuk digunakan dalam beton karena produsen beton akan ingin untuk melanjutkan praktek batching fly ash sebagai kering, serbuk halus. Namun, meyakinkan komposisi kimia dari Abu memenuhi spesifikasi — terutama kandungan karbon, diukur sebagai kerugian pada pengapian (LOI)-merupakan tantangan yang lebih besar. Sebagai fly ash penggunaan telah meningkat dalam terakhir 20+ tahun, Kebanyakan "di-spec" abu telah menguntungkan digunakan, dan abu dari kualitas yang dibuang. Dengan demikian, Pengurangan LOI akan syarat untuk menggunakan mayoritas fly ash dapat dipulihkan dari utilitas impoundments.
Sementara para peneliti lain telah menggunakan teknik pembakaran dan proses flotasi LOI pengurangan pulih dipendam dan ponded fly ash, ST peralatan & Teknologi (STET) has found that its unique triboelectrostatic belt separation system, panjang digunakan untuk Benefisiasi dari segar dihasilkan fly ash, ini juga efektif pada abu pulih setelah pengeringan cocok dan deagglomeration.
STET peneliti telah diuji perilaku pemisahan triboelectrostatic kering dipendam abu dari beberapa fly ash landfill di Amerika dan Eropa. Abu pulih ini dipisahkan sangat mirip untuk segar dihasilkan dengan satu perbedaan yang mengejutkan: partikel pengisian terbalik dari yang segar Ash, dengan pengisian karbon negatif dalam kaitannya dengan mineral.2 Peneliti lain pemisahan elektrostatik karbon fly ash juga telah mengamati fenomena ini.3-5 Polaritas pemisah triboelectrostatic STET dapat dengan mudah disesuaikan untuk memungkinkan penolakan karbon bermuatan negatif dari sumber abu terbang TPA kering.. Tidak ada modifikasi khusus untuk desain pemisah atau kontrol diperlukan untuk mengakomodasi fenomena nya
Di STET karbon pemisah (Ara. 1), bahan dimasukkan ke kesenjangan tipis antara dua elektroda planar paralel. Partikel triboelectrically dibebankan oleh interparticle kontak. Karbon bermuatan positif dan mineral bermuatan negatif (di segar dihasilkan ash yang belum dibasahi dan kering) tertarik ke seberang elektroda. Partikel kemudian disapu oleh terus-menerus bergerak sabuk dan disampaikan dalam arah yang berlawanan. Bergerak sabuk partikel-partikel yang berdekatan dengan setiap elektroda ke arah berlawanan ujung pemisah. Kecepatan tinggi sabuk juga memungkinkan throughputs sangat tinggi hingga 36 ton per jam pada satu pemisah. Celah kecil, tegangan tinggi bidang, Counter — arus, partikel-partikel kuat agitasi, dan tindakan pembersihan diri sabuk pada elektroda adalah fitur kritis STET pemisah. Dengan mengendalikan berbagai parameter proses, seperti sabuk kecepatan, Feed untuk, dan feed tingkat, proses STET menghasilkan rendah LOI fly ash di isi karbon kurang dari 1.5 untuk 4.5% dari feed terbang abu mulai LOI dari 4% ke atas 25%.
Desain pemisah relatif sederhana dan kompak. Sebuah mesin yang dirancang untuk proses 40 ton per jam adalah sekitar 30 ft (9 m) panjang, 5 ft (1.5 m) lebar, dan 9 ft (2.75 m) tinggi. Sabuk dan rol terkait adalah hanya bagian yang bergerak. Elektroda stasioner dan terdiri dari bahan yang tepat tahan lama. Sabuk terbuat dari plastik nonconductive. Konsumsi daya pemisah adalah tentang 1 kilowatt-Hour per ton bahan yang diproses dengan sebagian besar kekuasaan dikonsumsi oleh dua motor mengemudi sabuk.
Proses ini sepenuhnya kering, membutuhkan bahan tidak ada tambahan selain fly ash, dan menghasilkan tidak ada limbah air atau udara emisi. Bahan-bahan yang pulih terdiri dari fly ash berkurang dalam kandungan karbon ke tingkat yang cocok digunakan sebagai campuran pozzolanic beton, dan sebagian kecil karbon tinggi berguna sebagai bahan bakar. Penggunaan produk kedua Sungai menyediakan 100% solusi untuk masalah-masalah pembuangan fly ash.
Empat sumber abu Diperoleh dari tempat pembuangan sampah: Contoh A dari pembangkit listrik di Inggris dan sampel B, C, dan D dari Amerika Serikat. Semua contoh ini terdiri dari abu dari pembakaran batubara bituminus oleh utilitas besar boiler. Karena pembauran bahan di tempat pembuangan sampah, tidak ada informasi lebih lanjut tersedia tentang kondisi sumber atau pembakaran batubara tertentu.
Sampel yang diterima oleh STET terdapat antara 15 dan 27% air, seperti khas untuk bahan dipendam. Sampel juga berisi berbagai jumlah besar. >1/8 dalam. (3 mm) bahan. Untuk mempersiapkan sampel karbon pemisahan, puing-puing besar dihapus dengan skrining dan sampel kemudian kering dan deagglomerated sebelum karbon Benefisiasi. Beberapa metode untuk pengeringan deagglomeration telah dievaluasi pada skala pilot untuk mengoptimalkan proses secara keseluruhan. STET telah memilih pakan industri terbukti pengolahan sistem yang menawarkan simultan pengeringan dan deagglomeration diperlukan untuk pemisahan elektrostatik yang efektif. Flowchart proses umum disajikan di ara. 2.
The properties of the prepared samples were well within the range of fly ash obtained directly from normal utility boilers. Sifat yang paling relevan untuk pemisah feed dan produk diringkas dalam tabel 2, bersama dengan pulih produk.
STET pemisah pengolahan kering, dipendam fly ash
Diagram alur proses
Pengurangan karbon uji menggunakan STET tribokelistrikan sabuk pemisah mengakibatkan sangat baik pemulihan rendah-LOI produk dari semua empat TPA fly ash sumber. Pengisian reverse karbon seperti yang dibahas sebelumnya Apakah tidak menurunkan pemisahan cara apapun dibandingkan dengan pengolahan abu segar.
Sifat-sifat rendah-LOI fly ash dipulihkan menggunakan proses STET untuk kedua abu baru dikumpulkan dari boiler dan abu pulih dari TPA diringkas dalam tabel 1. Hasilnya menunjukkan bahwa kualitas produk untuk ProAsh® dihasilkan dari bahan dipendam setara dengan produk yang dihasilkan dari sumber-sumber segar fly ash.
Sifat-sifat ProAsh yang dihasilkan dari bahan reklamasi TPA dibandingkan dengan yang dihasilkan dari segar fly ash dihasilkan oleh boiler utilitas dari lokasi yang sama ProAsh. Yang diproses direklamasi abu memenuhi semua spesifikasi ASTM C618 dan AASHTO M 250 standar. Meja 2 meringkas kimia untuk sampel dari dua sumber yang menunjukkan perbedaan yang signifikan antara bahan segar dan reklamasi.
Kekuatan pengembangan 20% substitusi rendah-LOI fly ash dalam sebuah mortir yang berisi 600 lb/yd3 bahan semen (Lihat tabel 3) menunjukkan produk ProAsh berasal dari dipendam abu menghasilkan mortir dengan kekuatan sebanding dengan mortir diproduksi menggunakan ProAsh dari segar fly ash diproduksi pada lokasi yang sama. Produk akhir dari abu reklamasi yang dinefisiasi akan mendukung penggunaan high-end di industri beton yang konsisten dengan posisi yang sangat berharga yang dinikmati ProAsh di pasar yang saat ini dilayaninya..
Ketersediaan gas alam rendah di Amerika Serikat sangat meningkatkan ekonomi proses pengeringan, termasuk pengeringan dibasahi fly ash dari tempat pembuangan sampah. Meja 4 meringkas biaya bahan bakar untuk operasi di Amerika Serikat untuk 15% dan 20% kelembaban isi. Khas inefisiensi pengeringan disertakan dalam nilai yang dihitung. Biaya berdasarkan massa bahan setelah pengeringan. Biaya tambahan untuk pengeringan fly ash STET triboelectrostatic pemisahan pengolahan relatif rendah.
Bahkan dengan penambahan pakan pengeringan biaya, proses pemisahan STET menawarkan biaya rendah, industri terbukti proses penanggulangan LOI dipendam fly ash. Proses STET untuk reklamasi fly ash adalah sepertiga sampai setengah dari biaya modal dibandingkan dengan sistem berbasis pembakaran. Proses STET untuk reklamasi fly ash juga telah secara signifikan menurunkan emisi untuk lingkungan dibanding pembakaran atau sistem berbasis flotasi. Karena sumber emisi udara hanya tambahan ke standar STET proses instalasi pengering berbahan bakar gas alam, mengizinkan akan relatif sederhana.
| Feed sampel untuk pemisah | LOI, % | ProAsh LOI, % | ProAsh kehalusan, % +325 mesh |
ProAsh massa hasil, % |
|---|---|---|---|---|
| A segar | 10.2 | 3.6 | 23 | 84 |
| Dipendam A | 11.1 | 3.6 | 20 | 80 |
| B segar | 5.3 | 2.0 | 13 | 86 |
| B dipendam | 7.1 | 2.0 | 15 | 65 |
| C segar | 4.7 | 2.6 | 16 | 82 |
| C dipendam | 5.7 | 2.5 | 23 | 72 |
| D dipendam | 10.8 | 3.0 | 25 | 80 |
| Sumber bahan | SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | CaO | MgO | K2O | Na2O | SO3 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| B segar | 51.60 | 24.70 | 9.9 | 2.22 | 0.85 | 2.19 | 0.28 | 0.09 |
| B dipendam | 50.40 | 25.00 | 9.3 | 3.04 | 0.85 | 2.41 | 0.21 | 0.11 |
| C segar | 47.7 | 23.4 | 10.8 | 5.6 | 1.0 | 1.9 | 1.1 | 0.03 |
| C dipendam | 48.5 | 26.5 | 11.5 | 1.8 | 0.86 | 2.39 | 1.18 | 0.02 |
| 7-kekuatan tekan hari, % kontrol abu segar | 28-kekuatan tekan hari, % kontrol abu segar | |
|---|---|---|
| B segar | 100 | 100 |
| B dipendam | 107 | 113 |
| C segar | 100 | 100 |
| C dipendam | 97 | 99 |
| Kadar, % | Panas persyaratan KWhr/T basah dasar | Pengeringan dasar biaya/T kering (gas alam biaya $ 3,45/mmBtu) |
| 15 | 165 | $ 2.28 |
| 20 | 217 | $ 3.19 |
Selain produk karbon rendah untuk digunakan dalam beton — merek-bernama ProAsh — pemisahan STET proses juga pulih dinyatakan sia-sia pembakaran karbon dalam bentuk kaya karbon fly ash, merek EcoTherm™. EcoTherm memiliki nilai bahan bakar yang signifikan dan dapat dengan mudah dikembalikan ke pembangkit listrik menggunakan sistem STET EcoTherm kembali untuk mengurangi penggunaan batubara tanaman. Ketika EcoTherm dibakar dalam boiler utilitas, energi dari pembakaran dikonversi ke high-low-pressure/uap bersuhu tinggi dan kemudian ke listrik pada efisiensi yang sama sebagai batubara, biasanya 35%. Konversi energi termal pulih listrik dalam sistem STET EcoTherm kembali dua sampai tiga kali lebih tinggi daripada kompetitif teknologi dimana energi pulih sebagai ringan panas dalam bentuk air panas, yang diedarkan untuk boiler feed sistem air. EcoTherm juga digunakan sebagai sumber alumina di semen Kiln, menggusur bauksit lebih mahal, yang biasanya diangkut jauh. Menggunakan abu EcoTherm karbon tinggi baik di pembangkit listrik atau kiln semen memaksimalkan pemulihan energi dari batubara yang dikirim, mengurangi kebutuhan untuk tambang dan pengangkutan bahan bakar ke fasilitas.
STET's lampiran energi Brandon Shores, SMEPA R.D. Morrow, NBP Belledune, RWEnpower Didcot, EDF energi barat Burton, RWEnpower Aberthaw, dan pembangkit fly ash Korea South-East Power semuanya termasuk sistem EcoTherm Return.
Proses pemisahan STET telah digunakan secara komersial sejak 1995 untuk fly ash beneficiation dan telah menghasilkan lebih 20 juta ton abu terbang berkualitas tinggi untuk produksi beton. Controlled low-LOI ProAsh saat ini diproduksi dengan teknologi STET di 12 pembangkit listrik di seluruh Amerika Serikat, Kanada, Inggris Raya, Polandia, dan Republik Korea. Abu ProAshfly telah disetujui untuk digunakan oleh lebih dari 20 otoritas jalan raya negara, serta lembaga spesifikasi lainnya. ProAsh juga telah disertifikasi di bawah Asosiasi Standar Kanada dan EN. 450:2005 standar kualitas di Eropa. Fasilitas pengolahan abu menggunakan teknologi STET tercantum dalam tabel 5.
Setelah scalping yang sesuai dari bahan besar, Pengeringan, deagglomeration, fly ash pulih dari tanaman utilitas landfill dapat dikurangi kandungan karbon yang menggunakan STET diperdagangkan sabuk tribokelistrikan pemisah. Kualitas produk fly ash, ProAsh, menggunakan sistem STET reklamasi bahan TPA, setara dengan ProAsh dihasilkan dari segar pakan fly ash. Produk ProAsh ini sangat cocok dan terbukti dalam produksi beton. Pemulihan dan Benefisiasi Ash dipendam akan menyediakan pasokan terus abu berkualitas tinggi untuk beton produsen meskipun penurunan produksi "segar" abu batubara utilitas mengurangi generasi. Selain itu, pembangkit listrik yang perlu untuk menghapus abu dari tempat pembuangan sampah untuk memenuhi perubahan peraturan lingkungan akan mampu menggunakan proses untuk mengubah kewajiban produk limbah menjadi bahan baku yang berharga bagi produsen beton. Proses pemisahan STET dengan feed preprocessing peralatan untuk pengeringan dan deagglomerating dipendam fly ash adalah pilihan yang menarik bagi abu Benefisiasi dengan biaya secara signifikan lebih rendah dan emisi rendah dibandingkan dengan pembakaran lain- dan sistem berbasis flotasi. ❖
1. Ash batubara Amerika batubara pembakaran produk dan menggunakan statistik, http://www.acaausa.org/Publications/Production-Use-Reports.
2. Laporan Internal ST, Agustus. 1995.
3. Li, T. X.; Schaefer, J. L.; Ban, H.; Neathery, J. K.; dan Stencel, J. M., "Benefisiasi kering pengolahan pembakaran Fly Ash,"Proceedings dari konferensi DOE pada pembakaran karbon pada utilitas Fly Ash, Pittsburgh, PA, Mungkin 19-20, 1998.
4. Baltrus, J. P.; Diehl, J. R.; Soong, Y.; dan pasir, W., "Triboelectrostatic pemisahan Fly Ash dan pembalikan arus,"Bahan bakar, V. 81, 2002, PP. 757-762.
5. Cangialosi, F.; Notarnicola, M.; Liberti, L.; dan Stencel, J., "Peran pelapukan pada penyebaran muatan Fly Ash selama Triboelectrostatic Benefisiasi,"Jurnal bahan berbahaya, V. 164, 2009, PP. 683-688.
Lewis Baker adalah manajer dukungan teknis Eropa untuk ST peralatan & Teknologi (STET) berbasis di Inggris
Abhishek Gupta adalah seorang insinyur proses yang berbasis di STET pilot tanaman dan fasilitas laboratorium di Needham, MA.
Stephen Gasiorowski adalah seorang Senior penelitian ilmuwan untuk ST peralatan & Teknologi (STET) berbasis di New Hampshire.
Frank Hrach adalah Wakil Presiden teknik proses berbasis di STET pilot tanaman dan fasilitas laboratorium di Needham, MA.
| Utilitas dan pembangkit tenaga listrik | Lokasi | Dimulainya operasi komersial | Selengkapnya mengenai fasilitas |
|---|---|---|---|
| Duke Energy-Stasiun Roxboro | North Carolina | Sept. 1997 | 2 pemisah |
| Lampiran energi-Brandon Shores Stasiun | Maryland | Apr. 1999 | 2 pemisah 35,000 ton penyimpanan kubah kembali Ecotherm 2008 |
| ScotAsh (Lafarge / Scottish Power patungan)— Stasiun Longannet | Skotlandia, INGGRIS | Oktober. 2002 | 1 pemisah |
| Otoritas listrik Jacksonville-St. John's River Power Park, FL | Florida | Mungkin 2003 | 2 pemisah batubara petcoke campuran Gas Ammonia |
| Selatan Mississippi listrik otoritas R.D. Stasiun Morrow | Mississippi | Jan. 2005 | 1 pemisah Ecotherm kembali |
| Stasiun Belledune perusahaan listrik New Brunswick | New Brunswick, Kanada | Apr. 2005 | 1 pemisah batubara petcoke campuran kembali Ecotherm |
| RWE npower Didcot Stasiun | Inggris, U | Agustus. 2005 | 1 pemisah Ecotherm kembali |
| Lampiran energi Brunner Island Station | Pennsylvania | Desember. 2006 | 2 pemisah 40,000 ton penyimpanan kubah |
| Tampa Electric Co. Stasiun besar Bend | Florida | Apr. 2008 | 3 pemisah, celah ganda 25,000 ton penyimpanan kubah Gas Ammonia |
| RWE npower Stasiun Aberthaw (Semen Lafarge UK) | Wales, INGGRIS | Sept. 2008 | 1 pemisah Gas Ammonia kembali Ecotherm |
| EDF energi Burton Barat Stasiun (Semen Lafarge UK, Cemex) | Inggris, INGGRIS | Oktober. 2008 | 1 pemisah Ecotherm kembali |
| ZGP (Semen Lafarge Polandia / Ciech Janikosoda JV) | Polandia | Mar. 2010 | 1 separato |
| Korea Selatan-Timur Power Yeongheung unit 5&6 | Korea Selatan | Sept. 2014 | 1 pemisah Ecotherm kembali |
| PGNiG Termika-Siekierki | Polandia | Dijadwalkan 2016 | 1 pemisah Ecotherm kembali |
| Akan diumumkan | Polandia | Dijadwalkan 2016 | 1 pemisah Ecotherm kembali |
