미국 석탄 재 협회 (ACAA) 생산의 연례 설문 조사와 석탄 재를 사용 하 여 보고 그 사이 1966 그리고 2011, 이상 2.3 석탄 화력 유틸리티 보일러로 수십억 톤의 플라이 애쉬가 생산되었습니다.. 이 금액의, 약 625 백만 톤 군인이 사용 되었습니다., 주로 시멘트 및 콘크리트 생산에 대 한. 그러나, 나머지 1.7+ 십억 톤은 주로 매 립 지에서 발견 또는 ponded impoundments 가득.
Triboelectrostatic 광 재 들어와 Ponded의
루이스 베이커,Abhishek 굽타, 스티븐 Gasiorowski, 프랭크 흐라흐
미국 석탄 재 협회 (ACAA) 생산의 연례 설문 조사와 석탄 재를 사용 하 여 보고 그 사이 1966 그리고 2011, 이상 2.3 석탄화력발전소에서 수십억 톤의 플라이 애쉬를 생산했습니다.1, 약 625 백만 톤 군인이 사용 되었습니다., 주로 시멘트 및 콘크리트 생산에 대 한. 그러나, 나머지 1.7+ 십억 톤은 주로 매 립 지에서 발견 또는 ponded impoundments 가득. 최근 몇 년 동안 갓 생성 된 플라이 애쉬의 사용률이 상당히 증가했지만, 현재 요금으로 45%, 약 40 산재의 백만 톤의 연간 폐기를 계속합니다. 유럽에서의 사용률은 미국보다 훨씬 높았습니다., 상당한 양의 재 또한 매 립 지 및 일부 유럽 국가에서 impoundments에 저장 된
최근에, 이 처분 된 자료를 회수하는 것에 대한 관심이 증가했습니다., 부분적으로 높은-품질 석탄-해 고 전력으로 감소 생산의 기간 동안 콘크리트 및 시멘트 생산 재에 대 한 수요로 인해 세대 유럽 및 북미 지역에서 감소는. 이러한 매 립 지의 장기 환경에 미치는 영향에 대 한 우려는 또한 유틸리티가 저장된 재에 대 한 유익한 사용 응용 프로그램을 찾을 수 메시지를 표시합니다.
이 저장 플라이 애쉬의 일부는 처음 발굴로 유익한 사용에 적합 할 수 있지만, 대다수는 시멘트 또는 콘크리트 생산을위한 품질 표준을 충족하기 위해 약간의 처리가 필요합니다.. 공기 중의 먼지 발생을 피하면서 취급 및 다짐을 가능하게 하기 위해 일반적으로 습윤된 재료이기 때문에, 콘크리트 생산자는 건조로 플라이 애쉬를 배치하는 관행을 계속할 것이기 때문에 건조 및 탈래는 콘크리트에서 사용하기 위해 필요한 요구 사항입니다., 미세 분말. 그러나, 재의 화학 적 조성이 사양을 충족한다는 것을 보장합니다- 특히 탄소 함량, 점화 손실로 측정 (로)—더 큰 도전이다. 플라이 애쉬 사용이 마지막에 증가함에 따라 20+ 년, 대부분의 "인스펙" 재가 유익하게 사용되었습니다., 및 비품질 회분의 경우. 따라서, LOI 감소는 유틸리티 압류에서 회수 할 수있는 대부분의 플라이 애쉬를 사용하기위한 요구 사항이 될 것입니다..
다른 연구자들은 회수된 매립및 연못 플라이 애쉬의 LOI 감소를 위해 연소 기술과 부양 공정을 사용했습니다., 세인트 장비 & 기술 (키) 그것의 유일한 것을 발견했다 triboelectrostatic 벨트 별거 체계, 갓 생성 된 플라이 애쉬의 수혜에 오랫동안 사용되었습니다., 또한 적절한 건조 및 탈증 후 회수 된 재에 효과적입니다..
STET 연구원들은 미주와 유럽의 여러 플라이 애쉬 매립지에서 건조된 매립재의 사단정 분리 거동을 테스트했습니다.. 이 회수 된 재는 하나의 놀라운 차이와 갓 생성 된 재와 매우 유사하게 분리: 입자 충전이 신선한 재의 충전에서 반전되었습니다., 광물과 관련하여 탄소 충전 네거티브.2 플라이 애쉬 탄소의 정전기 분리의 다른 연구원도이 현상을 관찰했습니다.3-5 STET triboelectrostatic 분리기의 극성은 건조 된 매립 된 비산회 소스에서 음전하를 띤 탄소를 거부 할 수 있도록 쉽게 조정할 수 있습니다. 그의 현상을 수용하기 위해 분리기 디자인이나 제어에 대한 특별한 수정이 필요하지 않습니다
STET 탄소 구분에 (무화과. 1), 소재는 두 개의 평행한 평면 전극 사이의 얇은 간격으로 먹인 다. 입자 triboelectrically interparticle 접촉에 의해 부과 됩니다.. 충전 된 탄소와 부정 청구 미네랄 (갓 생성 된 재 하지 젖는 되었으며 건조에) 전극의 맞은편에 끌리는. 입자는 다음 연속 이동 벨트에 의해 위로 공중 소탕 하 고 반대 방향으로 전달. 벨트는 구분의 반대쪽 끝으로 각 전극에 인접 한 입자 이동. 또한 높은 벨트 속도는 최대 100μA 미만의 매우 높은 처리량을 가능하게 합니다. 36 단일 분리기에서 시간당 톤. 작은 간격, 고전압 필드, counter—전류 흐름, 활발한 입자-입자 교반, 전극에 벨트의 자동 세척 활동은 STET 분리기의 긴요한 특징입니다. 다양 한 프로세스 매개 변수를 제어 하 여, 벨트 속도 등, 포인트를 피드, 이송 및, STET 프로세스의 탄소 내용에 재로이 낮은 생산 보다는 더 적은 1.5 받는 사람 4.5% 피드에서 유골에서로 이르기까지 비행 4% 이상 25%.
구분 기호 디자인은 상대적으로 간단 하 고 소형. 기계 처리 하도록 설계 되었습니다 40 시간당 톤은 대략 30 ft (9 m) 긴, 5 ft (1.5 m) 넓은, 그리고 9 ft (2.75 m) 높이. 벨트와 관련 된 롤러는 유일한 이동 부분. 전극은 고정 하 고 적절 하 게 튼튼한 물자의 구성. 벨트는 절연체를 사용 플라스틱 만든다. 에 대 한 구분의 전력 소비는 1 벨트를 구동하는 두 개의 모터가 소비하는 대부분의 전력으로 처리되는 자재 톤당 킬로와트시.
과정은 완전히 건조, 플라이 애쉬 이외의 추가 재료가 필요하지 않습니다., 폐수 나 공기 배출을 생산하지 않습니다.. 플라이 애쉬 콘크리트에서 소 혼합으로 사용 하기 위해 적합 한 수준으로 탄소 함량 감소의 복구 된 재료 구성, 연료로 유용한 고탄소 분획. 두 제품 스트림을 모두 사용하면 100% 산재 처리 문제에 해결책.
매립지에서 4개의 재 공급원을 얻었습니다.: 영국에 위치한 발전소의 샘플 A 및 샘플 B, C, 미국에서 D. 이 모든 샘플은 대형 유틸리티 보일러에 의한 비청석탄 연소로 인한 회분으로 구성되었습니다.. 매립지에 재료의 혼합으로 인해, 특정 석탄 소스 또는 연소 조건에 대한 추가 정보는 제공되지 않습니다..
STET에 의해 수신된 샘플은 15 그리고 27% 물, 매립된 재료에 대한 일반적인. 샘플은 또한 큰의 다양한 양을 포함 >1/8 에서. (3 mm) 물자. 탄소 분리를 위한 시료를 준비하려면, 큰 파편을 스크리닝하여 제거한 다음, 시료를 건조시키고 탄소 수혜 전에 탈당했습니다.. 전체 공정을 최적화하기 위해 파일럿 스케일에서 건조/대변형을 위한 여러 가지 방법을 평가했습니다.. STET는 효과적인 정전기 분리에 필요한 동시 건조 및 대변형을 제공하는 산업적으로 입증된 공급 처리 시스템을 선택했습니다.. 일반적인 프로세스 순서도는 그림에 표시됩니다. 2.
준비된 샘플의 특성은 플라이 애쉬 일반 유틸리티 보일러에서 직접 구입. 세퍼레이터 피드 및 제품에 대한 가장 관련성이 가장 적합한 속성은 표에 요약되어 있습니다. 2, 회수된 제품과 함께.
STET 분리기 가공 건조, 매립플라이 애쉬
공정 흐름 다이어그램
STET 마찰 전기 벨트 분리기를 사용한 탄소 감소 시험은 4 개의 매립지 비산회 소스 모두에서 낮은 LOI 제품을 매우 잘 회수했습니다. 앞서 논의한 바와 같이 탄소의 역전하는 신선한 회분을 처리하는 것과 비교하여 어떤 식으로든 분리를 저하시키지 않았습니다.
보일러에서 갓 포집된 재와 매립지에서 회수된 재 모두에 대해 STET 공정을 사용하여 회수된 저 LOI 비산재의 특성은 표에 요약되어 있습니다 1. 그 결과 매립 물질로 생산된 ProAsh®의 제품 품질은 신선한 비산회 공급원에서 생산된 제품과 동등하다는 것을 알 수 있습니다.
재생 매립지에서 생성된 ProAsh의 특성을 동일한 위치의 유틸리티 보일러에서 생성된 신선한 비산재에서 생성된 ProAsh의 특성과 비교했습니다. 처리된 재생 재는 ASTM C618 및 AASHTO M의 모든 사양을 충족합니다. 250 표준. 테이블 2 신선 물질과 재생 물질 간의 미미한 차이를 보여주는 두 출처의 샘플에 대한 화학적 성질을 요약합니다..
a의 힘 발달 20% 다음을 포함하는 모르타르에서 low-LOI 비산회를 치환 600 lb/yd3 시멘트질 재료 (표 참조 3) 매립된 재에서 추출한 ProAsh 제품은 동일한 위치에서 생산된 신선한 비산재에서 ProAsh를 사용하여 생산된 모르타르와 유사한 강도를 가진 모르타르를 생산했습니다. 베네피티 매립 재의 최종 제품은 ProAsh가 현재 제공하는 시장에서 즐기는 매우 가치있는 위치와 일치하는 콘크리트 산업에서 하이 엔드 사용을 지원할 것입니다..
미국에서 저가천연가스의 가용성은 건조 공정의 경제성을 크게 향상시킵니다., 매립지에서 습윤 된 플라이 애쉬의 건조를 포함. 테이블 4 미국 내 운영에 대한 연료 비용을 요약합니다. 15% 그리고 20% 수분 함량. 건조의 일반적인 비효율성은 계산 된 값에 포함되어 있습니다. 비용은 건조 후 재료의 질량을 기반으로. STET tribostatic 분리 처리를 위한 건조 플라이 애쉬의 증분 비용은 상대적으로 낮습니다..
사료 건조 비용의 추가에도 불구하고, STET 분리 공정은 저렴한 비용으로, 매립플라이 애쉬의 LOI 감소를 위한 산업적으로 입증된 공정. 회수된 플라이 애쉬의 STET 프로세스는 연소 기반 시스템에 비해 자본 비용의 1/3에서 절반입니다.. 회수된 플라이 애쉬를 위한 STET 공정은 연소 또는 부양 기반 시스템에 비해 환경에 대한 배출량이 현저히 낮습니다.. 표준 STET 공정 설치에 대한 유일한 추가 공기 배출원은 천연 가스 연소 건조기이기 때문에, 허용하는 것은 상대적으로 간단할 것입니다..
| 시급을 분리기로 공급 | 로, % | ProAsh로, % | ProAsh 순수, % +325 메쉬 |
프로애쉬 질량 수율, % |
|---|---|---|---|---|
| 신선한 A | 10.2 | 3.6 | 23 | 84 |
| 매립된 A | 11.1 | 3.6 | 20 | 80 |
| 신선한 B | 5.3 | 2.0 | 13 | 86 |
| 매립B | 7.1 | 2.0 | 15 | 65 |
| 신선한 C | 4.7 | 2.6 | 16 | 82 |
| 매립 된 C | 5.7 | 2.5 | 23 | 72 |
| 매립된 D | 10.8 | 3.0 | 25 | 80 |
| 재료 소스 | SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | 카오 | Mgo | K2O | 나2O | SO3 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 신선한 B | 51.60 | 24.70 | 9.9 | 2.22 | 0.85 | 2.19 | 0.28 | 0.09 |
| 매립B | 50.40 | 25.00 | 9.3 | 3.04 | 0.85 | 2.41 | 0.21 | 0.11 |
| 신선한 C | 47.7 | 23.4 | 10.8 | 5.6 | 1.0 | 1.9 | 1.1 | 0.03 |
| 매립 된 C | 48.5 | 26.5 | 11.5 | 1.8 | 0.86 | 2.39 | 1.18 | 0.02 |
| 7-일 압축 강도, % 신선한 재 제어 | 28-일 압축 강도, % 신선한 재 제어 | |
|---|---|---|
| 신선한 B | 100 | 100 |
| 매립B | 107 | 113 |
| 신선한 C | 100 | 100 |
| 매립 된 C | 97 | 99 |
| 수분 함량, % | 열 요구량 KWhr/T 습식 기준 | 건조 비용/T 건조 기준 (천연가스 비용 $3.45/mmBtu) |
| 15 | 165 | $ 2.28 |
| 20 | 217 | $ 3.19 |
콘크리트에 사용되는 저탄소 제품 외에도 - 브랜드 ProAsh - STET 분리 공정은 탄소가 풍부한 비산회 형태로 낭비 된 미연소 탄소를 회수합니다, 브랜드 EcoTherm™. EcoTherm에는 뜻깊은 연료 가치가 있고 STET EcoTherm 반환 체계를 사용하여 발전소에 석탄 사용을 감소시키기 위하여 쉽게 발전소에 돌려보내질 수 있습니다. EcoTherm이 유틸리티 보일러에서 연소될 때, 연소 에너지는 고압/고온 증기로 변환된 다음 석탄과 동일한 효율로 전기로 변환됩니다, 일반적으로 35%. STET EcoTherm 리턴 시스템에서 회수된 열 에너지를 전기로 변환하는 것은 온수 형태로 저급 열로 에너지가 회수되는 경쟁 기술보다 2~3배 더 높습니다., 보일러 급수 시스템으로 순환되는. EcoTherm은 또한 시멘트 가마에 알루미나의 원천으로 사용됩니다., 더 비싼 보크 사이트 변위, 일반적으로 장거리 운송. 발전소 나 시멘트 가마에서 고탄소 EcoTherm 재를 사용하여 전달 된 석탄에서 에너지 회수를 극대화합니다., 내 필요를 감소 하 고 시설 추가 연료를 수송.
STET의 Talen 에너지 브랜든 해안, SMEPA R.D. 모로, NBP Belledune, 디 드 코트 RWEnpower, EDF 에너지 웨스트 버튼, RWEnpower 애버토우, 한국남동부발전플라이재플랜트에는 에코더름 리턴 시스템 등이 포함됩니다..
STET의 분리 공정은 이후 상업적으로 사용되어 왔습니다. 1995 플라이 애쉬 수혜를 위해, 그리고 이상 생성되었습니다 20 콘크리트 생산에 대 한 높은-품질 산재의 백만 톤. 제어된 저LOI ProAsh는 현재 STET의 기술로 생산되고 있습니다. 12 미국 전역의 발전소, 캐나다, 영국, 폴란드, 그리고 대한민국의. ProAshfly 재는 이상에 의해 사용을 위해 승인되었습니다 20 국가 고속도로 당국, 뿐만 아니라 많은 다른 지정 기관. ProAsh는 또한 캐나다 표준 협회 및 EN에 따라 인증을 받았습니다. 450:2005 유럽의 품질 기준. 재 처리 시설 STET 기술을 사용 하 여 테이블에 나열 됩니다. 5.
큰 재료의 적절한 스캘핑 후, 건조, 및 대웅변, 유틸리티 플랜트 매립지에서 회수된 플라이 애쉬는 상용화된 STET 삼보전 벨트 분리기를 사용하여 탄소 함량을 줄일 수 있습니다.. 플라이 애쉬 제품의 품질, ProAsh, 매립지 매립지에 STET 시스템 사용, 신선한 피드 플라이 애쉬에서 생산 된 ProAsh와 동일합니다.. ProAsh 제품은 매우 적합하고 콘크리트 생산에서 입증되었습니다.. 석탄 화력 발전소가 생산을 줄이면서 "신선한" 재의 생산이 감소했음에도 불구하고 매립된 재의 회수 및 수혜는 콘크리트 생산자에게 고품질의 재를 지속적으로 공급할 것입니다.. 또한, 변화하는 환경 규제를 충족하기 위해 매립지에서 재를 제거해야하는 발전소는 폐기물 책임을 콘크리트 생산자를위한 귀중한 원료로 변경하는 프로세스를 사용할 수 있습니다.. 건조 및 토면 플라이 애쉬를 위한 이송 전처리 장비를 갖춘 STET 분리 공정은 다른 연소에 비해 훨씬 낮은 비용과 낮은 배기가스 배출로 재 수습을 위한 매력적인 옵션입니다.- 및 부양 기반 시스템. -에 이 ,
1. 미국 석탄 재 석탄 연소 제품 및 사용 통계, http://www.acaausa.org/Publications/Production-Use-Reports.
2. ST 내부 보고서, 8 월. 1995.
3. 리튬, T. Ⅹ.; 쉐 퍼, J. ℓ.; 금지, H.; Neathery, J. K.; 그리고 스텐셀, J. M., "연소 비산회의 건식 선광 처리," 유틸리티 플라이 애쉬의 미연소 탄소에 관한 DOE 회의 진행, 피츠버그, 펜 실바 니 아, 5 월 19-20, 1998.
4. 발트러스, J. P.; 딜, J. R.; 쑹, Y.; 그리고 샌즈, W., "비산회와 전하 역전의 마찰 전기 정전기 분리," 연료, V. 81, 2002, pp. 757-762.
5. 칸지알로시, F.; 노타르니콜라, M.; 리베르티, ℓ.; 그리고 스텐셀, J., "Triboelectrostatic 선광 도중 비산회 전하 배급에 풍화의 역할," Journal of Hazardous Materials (유해 물질 저널), V. 164, 2009, pp. 683-688.
루이스 베이커(Lewis Baker)는 ST 장비의 유럽 기술 지원 관리자입니다 & 기술 (키) 영국 소재
Abhishek Gupta는 Needham의 STET 파일럿 플랜트 및 실험실 시설에 기반을 둔 프로세스 엔지니어입니다, MA.
Stephen Gasiorowski는 ST Equipment의 선임 연구원입니다 & 기술 (키) 뉴햄프셔 소재.
Frank Hrach는 Needham의 STET 파일럿 플랜트 및 실험실 시설에 기반을 둔 공정 엔지니어링 부사장입니다, MA.
| 유틸리티 및 발전소 | 위치 | 상업 운영 시작 | 시설 세부 정보 |
|---|---|---|---|
| 듀크 에너지(Duke Energy) - 록스보로 스테이션(Roxboro Station) | 노스 캐롤라이나 | 9 월. 1997 | 2 구분 기호 |
| 탈렌 에너지(Talen Energy) - 브랜든 쇼어스 스테이션(Brandon Shores Station) | 메 릴 란 드 | 4 월. 1999 | 2 구분 기호 35,000 톤 스토리지 돔 Ecotherm Return 2008 |
| ScotAsh (라파 / 스코틀랜드 전원 조인트 벤처)—롱가넷 역 | 스코틀랜드, 영국 | 10 월. 2002 | 1 구분 기호 |
| 잭슨빌 전기 당국 - St. 존의 강 전원 공원, 플로리다 | 플로리다 | 5 월 2003 | 2 세퍼레이터 석탄/석유코크스 혼합물 암모니아 제거 |
| 남쪽 미시시피 전력 기관 R.D. 모로 역 | 미시시피 | 1 월. 2005 | 1 분리기 Ecotherm 반환 |
| 뉴 브 런 즈 윅 전력 회사 Belledune 역 | 뉴 브 런 즈 윅, 캐나다 | 4 월. 2005 | 1 분리기 석탄/석유코크스 혼합 Ecotherm 반환 |
| RWE npower 디 드 코트 역 | 영국, U | 8 월. 2005 | 1 분리기 Ecotherm 반환 |
| 탈렌 에너지 브루너 아일랜드 스테이션 | 펜실베니아 | 12 월. 2006 | 2 구분 기호 40,000 톤 저장 돔 |
| 탬파 전기 공동. 빅 벤드 역 | 플로리다 | 4 월. 2008 | 3 구분 기호, 더블 패스 25,000 톤 저장 돔 암모니아 제거 |
| RWE npower Aberthaw 역 (라파 시멘트 영국) | 웨일즈, 영국 | 9 월. 2008 | 1 분리기 암모니아 제거 Ecotherm 리턴 |
| EDF 에너지 웨스트 버튼 역 (라파 시멘트 영국, Cemex) | 영국, 영국 | 10 월. 2008 | 1 분리기 Ecotherm 반환 |
| ZGP (라파 시멘트 폴란드 / Ciech Janikosoda JV) | 폴란드 | 3 월. 2010 | 1 separato (세파라토) |
| 한국남동발전 영흥 5호기&6 | 대한민국 | 9 월. 2014 | 1 분리기 Ecotherm 반환 |
| PGNiG 테르미카-시에키르키 | 폴란드 | 예약 2016 | 1 분리기 Ecotherm 반환 |
| 발표 예정 | 폴란드 | 예약 2016 | 1 분리기 Ecotherm 반환 |
