Wybierz język:
Amerykański węgla Ash stowarzyszenia (ACAA) coroczne badanie produkcji i wykorzystania węgla popioły informuje, że między 1966 i 2011, nad 2.3 miliardów ton Krótki popioły były produkowane przez Kotły opalane węglem narzędzie. Z tej kwoty, około 625 korzystnie zastosowano mln ton, głównie do produkcji cementu i betonu. Jednak, pozostałe 1.7+ miliardów ton znajdują się przede wszystkim na składowiskach lub wypełnione ponded piętrzenia.
Triboelectrostatic wzbogacanie składowanych i Ponded popiołu lotnego
Lewis Baker,Paulina Olszewska, Stephen Gasiorowski, i Frank Hrach
Amerykański węgla Ash stowarzyszenia (ACAA) coroczne badanie produkcji i wykorzystania węgla popioły informuje, że między 1966 i 2011, nad 2.3 miliardów ton krótki Popioły były produkowane przez boilers.1 węglowych użyteczność tej kwoty, około 625 korzystnie zastosowano mln ton, głównie do produkcji cementu i betonu. Jednak, pozostałe 1.7+ miliardów ton znajdują się przede wszystkim na składowiskach lub wypełnione ponded piętrzenia. Podczas stosowania stawek dla świeżo wygenerowany Popioły znacznie wzrosły w ostatnich latach, z kursów w pobliżu 45%, około 40 mln ton popiołu lotnego w dalszym ciągu być zbyte rocznie. Podczas stosowania stawek w Europie były znacznie wyższe niż w Stanach Zjednoczonych, znacznych ilości popiołu lotnego również były przechowywane w składowiskach i piętrzenia w niektórych krajach europejskich
Niedawno, wzrosło zainteresowanie Odzyskiwanie usuniętego materiału, częściowo ze względu na popyt na wysokiej jakości popiół lotny do produkcji cementu i betonu w okresie obniżonej produkcji jako opalanych węglem generacji zmniejszyła się w Europie i Ameryce Północnej. Obawy o długoterminowe oddziaływanie takich składowiskach są również monitowania oprogramowanie usługowe wobec znaleźć korzystne zastosowania dla tego przechowywane popiołu.
Podczas gdy niektóre z tych przechowywane popiół lotny może nadaje się do użytku korzystne jak początkowo wydobytą, Zdecydowana większość będzie wymagać niektórych przetwarzania do standardów jakości dla cementu lub produkcji betonu. Ponieważ materiał został zazwyczaj zwilżone, aby włączyć obsługę i zagęszczania unikając wytwarzania pyłu w powietrzu, suszenie i deagglomeration jest jest niezbędne dla stosowania w betonie, ponieważ producenci betonu będzie chciał kontynuować praktykę przetwarzania wsadowego popiół lotny jako sucha, drobny proszek. Jednak, zapewniając składu chemicznego popiołu odpowiada specyfikacjom — przede wszystkim zawartość węgla, mierzona jako strata w czasie zapłonu (LOI)— jest większym wyzwaniem. Jak popiół lotny użytku wzrosła w ostatnich 20+ lata, Większość "spec" popiołu stosuje się korzystnie, i popiołu od jakości. W ten sposób, LOI redukcji będzie wymóg przy użyciu większości Popioły zasądzonych od piętrzenia narzędzie.
Podczas gdy inni badacze są używane techniki spalania i flotacji procesy redukcji LOI odzyskane popiołu lotnego składowanych i ponded, Sprzęt do ST & Technologii (STET) odkrył, że jest wyjątkowy tryboelektrostatyczny system separacji pasów, długo używane dla wzbogacanie z świeżo wygenerowany popiół lotny, jest również skuteczny na popiół odzyskane po odpowiednim suszeniu i deagglomeration.
STET naukowcy przetestowali zachowanie separacji triboelectrostatic suszone składowanych popiół z kilku składowisk popiołów w Ameryce i Europie. Ten popiół odzyskane oddzielone bardzo podobnie do świeżo wygenerowany popiołu z jedną różnicą zaskakujące: cząstek ładowania została odwrócona od tego świeże popiołu, z emisją dwutlenku węgla ujemną w stosunku do minerału. 2 inni naukowcy z elektrostatycznego oddzielania węgla popiołu latać również zaobserwować to zjawisko. 3-5 biegunowość separatora triboelektrostatycznego STET może być łatwo regulowana, aby umożliwić odrzucenie ujemnie naładowany węgiel z suszonych źródeł popiołu. Bez specjalnych modyfikacji konstrukcja separatora lub formanty są niezbędne pomieścić jego zjawiska
W separatorze węgla STET (Rys.. 1), materiał jest podawany do cienkie szczeliny między dwóch równoległych elektrod płaskich. Cząsteczki triboelectrically są pobierane przez interparticle kontakt. Pozytywnie naładowane węgla i ujemnie naładowane mineralne (w świeżo wygenerowane popiołu, który nie był Nawilżony i suszone) przyciąga do naprzeciwko elektrody. Cząstki są następnie zmieciony przez pasa ruchu ciągłego i przekazane w przeciwnych kierunkach. Pas przechodzi obok każdej elektrody kierunku przeciwległych końcach separator cząstek. Prędkość taśmy wysokiej umożliwia również bardzo wysokiej przepustowości do 36 ton na godzinę na separator pojedynczej. Mały odstęp, pole wysokiego napięcia, Licznik — przepływ prądu, pobudzenie energiczne cząstek cząstek, i samoczyszczenie pasa na elektrody są krytyczne funkcje separatora STET. Poprzez kontrolowanie różnych parametrów procesu, takie jak prędkość taśmy, feedpoint, Wiper, STET proces produkuje niskie LOI popioły na zawartość węgla mniej niż 1.5 do 4.5% z pasz latać prochy w LOI z 4% ponad 25%.
Konstrukcja separatora jest stosunkowo prosta i zwarta. Maszyny przeznaczone do przetwarzania 40 ton na godzinę jest około 30 FT (9 m) długie, 5 FT (1.5 m) szeroki, i 9 FT (2.75 m) wysoki. Taśmy i rolki związane są tylko ruchomych części. Elektrody są stacjonarne i składa się z odpowiednio wytrzymały materiał. Pas jest wykonane z tworzywa sztucznego nieprzewodzący. Pobór mocy separatora jest o 1 kilowatogodzinę na tonę przetworzonego z większość energii zużywanej przez dwa silniki jazdy pas materiału.
Proces ten jest całkowicie suchy, wymaga nie dodatkowych materiałów innych niż popiół lotny, i produkuje nie odpadów emisji wodą lub powietrzem. Odzyskane materiały składają się z popiołów zmniejszone w zawartości węgla do poziomu nadaje się do użytku jako pucolanowy Domieszki do betonów, i wysokiej zawartości węgla frakcji przydatne jako paliwa. Korzystanie z obu strumieni produktu stanowi 100% rozwiązanie problemów utylizacji popiołu lotnego.
Czterech źródeł popiołu zostały uzyskane ze składowisk odpadów: A próbki z elektrowni znajduje się w Wielkiej Brytanii i próbki B, C, i D z Polski. Wszystkie próbki te składały się z popiołów ze spalania węgla bitumicznego przez narzędzie dużych kotłów. Ze względu na przenikanie materiału na składowiskach, nie ma dostępnych dalszych informacji dotyczących określonego źródła węgla lub warunków spalania.
Próbki otrzymane przez STET zawarte między 15 i 27% Wody, jak jest to typowe dla materiału składowego. Próbki zawierały również różne ilości dużych >1/8 w. (3 mm) Materiał. Przygotowanie próbek do separacji dwutlenku węgla, duże zanieczyszczenia usunięto przez przesiewanie, a próbki następnie suszone i deaglomerowane przed wzbogaceniem węgla. W skali pilotażowej oceniano kilka metod suszenia/deaglomeracji w celu zoptymalizowania ogólnego procesu. STET wybrał przemysłowo sprawdzony system przetwarzania paszy, który oferuje jednoczesne suszenie i deaglomeracji niezbędne do skutecznej separacji elektrostatycznej. Ogólny schemat procesu przedstawiono na rysunku. 2.
Właściwości przygotowanych próbek mieściły się w zakresie popioły otrzymywane bezpośrednio z normalnych kotłów użytkowych. Najbardziej odpowiednie właściwości dla źródła danych separatora i produktów są podsumowane w tabeli 2, wraz z odzyskanego produktu.
Badaniach redukcji dwutlenku węgla przy użyciu separator tryboelektryczny pasa STET spowodowało bardzo dobry odzyskiwania produktów niskiej LOI z wszystkich czterech składowisko popiołu lotnego źródeł. Odwrotnej ładowanie węgla omówionego nie wcześniej pogorszyć separacji w jakikolwiek sposób w porównaniu do przetwarzania świeży popiół.
Właściwości popiołu muchowego Low-LOI odzyskanego z wykorzystaniem procesu STET dla świeżo zebranych popiołu z kotła i popiołu odzyskanego ze składowiska są podsumowane w tabeli 1. Wyniki pokazują, że jakość produktu ProAsh® wyprodukowanego z wypełnionego materiału jest równoważna z produktem wytwarzanym ze świeżych źródeł popiołu muchowego..
Właściwości ProAsh wytworzone z odzyskanego materiału wysypiskowego porównano z właściwościami ProAsh wytwarzanymi ze świeżego popiołu lotnego wytwarzanego przez kotły użytkowe z tej samej lokalizacji. Przetworzony odzyskany popiół spełnia wszystkie specyfikacje ASTM C618 i AASHTO M 250 Standardów. Tabela 2 podsumowuje chemię próbek z dwóch źródeł wykazujących nieznaczną różnicę między świeżym i odzyskanym materiałem.
Rozwoju do siły 20% zastąpienie popiołu lotnego o niskiej LOI w moździerzu zawierającym 600 lb/yd3 materiał cementowy (zobacz Tabela 3) wykazano produkt ProAsh pochodzący z wypełnionych popiołu, który uzyskał moździerze o wytrzymałości porównywalnej z moździerzami produkowanymi przy użyciu ProAsh ze świeżego popiołu lotnego produkowanego w tym samym miejscu. Produkt końcowy dobroczynnego odzyskanego popiołu będzie wspierać wysokiej klasy zastosowania w branży betonowej zgodne z bardzo cenną pozycją, z której proash cieszy się na rynkach, na które obecnie służy.
Dostępność taniego gazu ziemnego w Stanach Zjednoczonych znacznie zwiększa ekonomię procesów suszenia, w tym suszenie zwilżonego popiołu lotnego ze składowisk. Tabela 4 podsumowuje koszty paliwa dla operacji w Stanach Zjednoczonych 15% i 20% zawartość wilgoci. Typowy nieefektywności suszenia są zawarte w obliczone wartości. Koszty są na podstawie masy materiału po wysuszeniu. Koszty przyrostowe suszenia popiołu lotnego do przetwarzania separacji trójelektrostatycznej STET są stosunkowo niskie.
Nawet przy dodaniu kosztów suszenia paszowego, proces separacji STET oferuje tani, przemysłowo sprawdzony proces redukcji LOI popiołu lotnego. Proces STET dla odzyskanego popiołu lotnego wynosi od jednej trzeciej do połowy kosztów kapitałowych w porównaniu z systemami opartymi na spalaniu. Proces STET dla odzyskanego popiołu lotnego ma również znacznie niższe emisje do środowiska w porównaniu z systemami opartymi na spalaniu lub flotacji. Ponieważ jedynym dodatkowym źródłem emisji powietrza do standardowej instalacji procesowej STET jest suszarka opalana gazem ziemnym, pozwalających na to byłby stosunkowo prosty.
| Podawania próbki do separatora | LOI, % | ProAsh LOI, % | ProAsh stopień rozdrobnienia, % +325 siatki |
ProAsh plon masy, % |
|---|---|---|---|---|
| A świeże | 10.2 | 3.6 | 23 | 84 |
| Składowane A | 11.1 | 3.6 | 20 | 80 |
| B świeże | 5.3 | 2.0 | 13 | 86 |
| Składowanych B | 7.1 | 2.0 | 15 | 65 |
| C świeżego | 4.7 | 2.6 | 16 | 82 |
| Składowanych C | 5.7 | 2.5 | 23 | 72 |
| Składowanych D | 10.8 | 3.0 | 25 | 80 |
| Źródło materiału | SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | CaO | MgO | K2O | Na2O | SO3 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| B świeże | 51.60 | 24.70 | 9.9 | 2.22 | 0.85 | 2.19 | 0.28 | 0.09 |
| Składowanych B | 50.40 | 25.00 | 9.3 | 3.04 | 0.85 | 2.41 | 0.21 | 0.11 |
| C świeżego | 47.7 | 23.4 | 10.8 | 5.6 | 1.0 | 1.9 | 1.1 | 0.03 |
| Składowanych C | 48.5 | 26.5 | 11.5 | 1.8 | 0.86 | 2.39 | 1.18 | 0.02 |
| 7-dzień na ściskanie, % świeży popiół kontroli | 28-dzień na ściskanie, % świeży popiół kontroli | |
|---|---|---|
| B świeże | 100 | 100 |
| Składowanych B | 107 | 113 |
| C świeżego | 100 | 100 |
| Składowanych C | 97 | 99 |
| Zawartość wilgoci, % | Zapotrzebowanie ciepła kWh/T mokrym | Suszenie koszt/T suchym (gaz ziemny koszt $3.45/mmBtu) |
| 15 | 165 | $ 2.28 |
| 20 | 217 | $ 3.19 |
Oprócz produktów niskoemisyjnych w betonie — marki o nazwie ProAsh — oddzielenie STET proces również odzyskuje inaczej marnuje niespalonego węgla w postaci popiołu lotnego bogate w węgiel, marki EcoTherm™. EcoTherm ma wartość zużycie paliwa i łatwo mogą być zwracane do elektrowni w systemie STET EcoTherm powrót do zmniejszenia zużycia węgla w zakładzie. Kiedy EcoTherm jest spalany w kotle narzędzie, energii ze spalania jest konwertowany do wysokiej ciśnienie/wysokie temperatury pary, a następnie na energię elektryczną o taką samą wydajność jak węgiel, zazwyczaj 35%. Konwersja odzysku energii cieplnej do energii elektrycznej w systemie STET EcoTherm powrotu jest dwa do trzech razy wyższe niż w przypadku konkurencyjnych technologii, gdzie energia jest odzyskiwane jako niskiej jakości ciepła w formie gorącej wody, co krąży do kotła wody system zasilania. EcoTherm jest również używany jako źródło tlenku glinu w piecach cementowych, wypierając droższe boksytu, który jest zwykle transportowany odległościach. Zastosowanie wysokowęglowego popiołu EcoTherm w elektrowni lub piecu cementowym maksymalizuje odzyskiwanie energii z dostarczonego węgla, ograniczenie potrzeby kopalni i dodatkowe paliwo do środków transportu.
TEATRY to Talen energii Brandon Shores, SMEPA R.D. Jutro, NBP Belledune, RWEnpower Didcot, EDF energia zachód Burton, RWEnpower Aberthaw, i Korea South-East Power fly ash roślin wszystkie obejmują systemy EcoTherm Return.
Proces separacji STET był wykorzystywany komercyjnie od 1995 dla beneficiation popiołu lotnego i wygenerował ponad 20 mln ton popiołu lotnego wysokiej jakości dla produkcji betonu. Kontrolowane Low-LOI ProAsh jest obecnie produkowane z technologią STET w 12 elektrownie w Stanach Zjednoczonych, Kanada, Wielka Brytania, Polska, i Republiki Korei.. Popiół ProAshfly został zatwierdzony do użytku przez ponad 20 władze państwowe autostrady, jak również wiele innych agencji specyfikacji. ProAsh posiada również certyfikat Canadian Standards Association i EN 450:2005 normy jakości w Europie. Popiół przetwarzanie obiektów przy użyciu technologii STET są wymienione w tabeli 5.
Po odpowiednim Skalpowanie dużego materiału, Suszenia, i deagglomeration, popiół muchowy odzyskany z składowisk roślin komunalnych może być zmniejszony w zawartości węgla za pomocą komercjalizowanego separatora taśmowego Stet tryboelektryczny. Jakość produktu popiołu muchowego, ProAsh, przy użyciu systemu STET na odzyskanych materiałach składowisk, jest odpowiednikiem ProAsh wyprodukowanego ze świeżego popiołu z paszy. Produkt ProAsh jest bardzo dobrze dopasowany i sprawdzony w produkcji betonu. Odzysk i unicyfikację popiołu składkowego zapewni producentom betonowi ciągłą podaż wysokiej jakości popiołu, pomimo zmniejszonej produkcji "świeżego" popiołu, ponieważ zakłady węglowe redukują wytwarzanie. Dodatkowo, elektrownie, które muszą usunąć popiół ze składowisk w celu spełnienia zmieniających się przepisów środowiskowych, będą mogły wykorzystać ten proces do zmiany odpowiedzialności za odpady w cenny surowiec dla producentów betonu. Proces separacji STET ze sprzętem do wstępnego przetwarzania pasz do suszenia i deagglomeratingu popiołu lotnego jest atrakcyjną opcją dla beneficiation popiołu ze znacznie niższymi kosztami i niższymi emisjami w porównaniu do innych spalania- systemów flotacyjnych.
1. American Coal Ash Węgla Spalanie węgla i statystyki wykorzystania, http://www.acaausa.org/Publications/Production-Use-Reports.
2. Raport wewnętrzny ST, Aug. 1995.
3. Li, T. X.; Schaefer, J. L.; Ban, H.; Neathery, J. K.; i Stencel, J. M., "Przetwarzanie suchej beneficiation popiołu muchowego," Obrady konferencji DOE w sprawie niespalonego węgla na Utility Fly Ash, Pittsburgh, PA, Maja 19-20, 1998.
4. Baltrus, J. P.; Diehl, J. R.; Soong, Y.; i piaski, W., "Trójelektrostatyczne oddzielenie popiołu muchowego i odwrócenia ładunku," Paliwo, V. 81, 2002, PP. 757-762.
5. Cangialosi, F.; Notarnicola, M.; Liberti, L.; i Stencel, J., "Rola wietrzenia w dystrybucji ładunku fly ash podczas triboelektrostatycznej beneficiation," Dziennik materiałów niebezpiecznych, V. 164, 2009, PP. 683-688.
Lewis Baker jest Europejskim Kierownikiem Wsparcia Technicznego w zakresie sprzętu ST & Technologia (STET) z siedzibą w Zjednoczonym Królestwie
Abhishek Gupta jest inżynierem procesowym z siedzibą w pilotażowym zakładzie STET i zakładzie laboratoryjnym w Needham, MA.
Stephen Gasiorowski jest starszym naukowcem ds. & Technologia (STET) z siedzibą w New Hampshire.
Frank Hrach jest wiceprezesem inżynierii procesowej z siedzibą w pilotażowym zakładzie STET i zakładzie laboratoryjnym w Needham, MA.
| Przedsiębiorstwo użyteczności publicznej i elektrowni | Lokalizacja | Rozpoczęcie działalności komercyjnej | Szczegóły obiektu |
|---|---|---|---|
| Duke Energy — stacja Roxboro | North Carolina | Wrzesień. 1997 | 2 Separatory |
| Talen Energy — stacja Brandon Shores | Maryland | APR. 1999 | 2 Separatory 35,000 ton kopuły pamięci ecotherm Powrót 2008 |
| ScotAsh (Lafarge / Scottish Power Joint Venture)—Stacja Longannet | Szkocja, WIELKA BRYTANIA | KTZ. 2002 | 1 separatora |
| Jacksonville Electric Authority - St. John's River Power Park, FL | Florida | Maja 2003 | 2 separatory Węgiel/petcoke miesza usuwanie amoniaku |
| Południe Mississippi energii elektrycznej urząd R.D. Morrow stacji | Missisipi | Jan. 2005 | 1 separator Ecotherm powrót |
| New Brunswick Power Company Belledune stacji | Nowy Brunszwik, Kanada | APR. 2005 | 1 separator Węgiel/petcoke łączy zwrot Ecotherm |
| RWE npower Didcot stacji | Anglia, U | Aug. 2005 | 1 separator Ecotherm powrót |
| Stacja Talen Energy Brunner Island | Pensylwania | Dec. 2006 | 2 Separatory 40,000 tona przechowywania kopuły |
| Tampa Electric Co. Stacji Big Bend | Florida | APR. 2008 | 3 Separatory, Pokój Dwuosobowy karnet 25,000 ton przechowywania kopuły amoniaku usuwania |
| RWE npower stacji Aberthaw (Lafarge Cement UK) | Walia, WIELKA BRYTANIA | Wrzesień. 2008 | 1 separator Amoniak usuwanie Ecotherm powrót |
| EDF Energy Station West Burton (Lafarge Cement UK, CEMEX) | Anglia, WIELKA BRYTANIA | KTZ. 2008 | 1 separator Ecotherm powrót |
| ZGP (Lafarge Cement Polska / Ciech Janikosoda JV) | Polska | Mar. 2010 | 1 separato |
| Korea Południowo-Wschodniej Power Yeongheung Jednostki 5&6 | Korea Południowa | Wrzesień. 2014 | 1 separator Ecotherm powrót |
| PGNiG Termika-Siekierki | Polska | Zaplanowane 2016 | 1 separator Ecotherm powrót |
| Do ogłoszenia | Polska | Zaplanowane 2016 | 1 separator Ecotherm powrót |
