Izberite jezik:
Združenje ameriških premoga pepela (ACAA) letni pregled proizvodnje in uporabe premoga pepel poroča, da med 1966 in 2011, nad 2.3 milijard kratkih ton pepela muhe so bili proizvedeni s premogom utility kotlov. Od tega zneska, Približno 625 milijonov ton so bili koristno uporabljeni, predvsem za proizvodnjo cementa in betona. Vendar, preostalih 1.7+ milijard ton najdemo predvsem na odlagališčih ali napolnjena ribniki zasega.
Triboelectrostatic bogatenje odloženih in Ponded pepel
Z Lewis Baker,Abhishek Gupta, Stephen Gasiorowski, in Frank Hrach
Združenje ameriških premoga pepela (ACAA) letni pregled proizvodnje in uporabe premoga pepel poroča, da med 1966 in 2011, nad 2.3 milijardah kratkih ton pepela so bili proizvedeni s premogom utility kotlov.1 tega zneska, Približno 625 milijonov ton so bili koristno uporabljeni, predvsem za proizvodnjo cementa in betona. Vendar, preostalih 1.7+ milijard ton najdemo predvsem na odlagališčih ali napolnjena ribniki zasega. Medtem ko so se stopnje uporabe sveže proizvedenega muhnega pepela v zadnjih letih znatno povečale, s trenutnimi stopnjami blizu 45%, Približno 40 milijon ton muhe pepela še naprej odlagajo letno. Medtem ko so bile stopnje uporabe v Evropi veliko višje kot v Združenih državah, v nekaterih evropskih državah so bile shranjene tudi velike količine pepela muhe.
Nedavno, zanimanje za izterjavo tega odstranjenega materiala se je povečalo, delno zaradi povpraševanja po visokokakovostnem muhu za proizvodnjo betona in cementa v obdobju zmanjšane proizvodnje, saj se je proizvodnja električne energije na premog v Evropi in Severni Ameriki zmanjšala. Zaskrbljenost zaradi dolgoročnega vpliva takšnih odlagališč na okolje prav tako spodbuja javne gospodarske službe, da najdejo uporabo koristne uporabe za ta shranjeni pepel..
Medtem ko je lahko nekaj tega shranjenega pepela letenje primerna za koristno uporabo, kot je bilo prvotno izkopano, velika večina bo zahtevala nekaj predelave, da bo izpolnila standarde kakovosti za proizvodnjo cementa ali. Ker je bil material običajno navlajen, da se omogoči ravnanje in zbijanje, pri čemer se je treba izogibati nastajanju prahu v zraku., sušenje in deaglomeracija je nujna zahteva za uporabo v betonu, saj bodo proizvajalci betona želeli nadaljevati prakso šaržnega pepela kot suhega, fini prašek. Vendar, zagotavljanje kemične sestave pepela izpolnjuje specifikacije, predvsem vsebnost ogljika, merjeno kot izguba pri vžigu (LOI)— je večji izziv. Ker se je uporaba pepela v muhah v zadnjem 20+ let, večina "in-spec" pepel je bil koristno uporabljen, in ne kakovosten pepel, odstranjen. Tako, LOI zmanjšanje bo zahteva za uporabo velike večine pepela muhe izterljive iz korist zaseženih.
Medtem ko so drugi raziskovalci uporabljajo tehnike zgorevanja in flotacijskih procesov za zmanjšanje LOI predelanih odloženih in ribnikih muhi pepel, ST opreme & Tehnologij (STET) has found that its unique triboelectrostatic belt separation system, dolgo uporablja za korekciacijo sveže ustvarjenega pepela muhe, je učinkovit tudi na predelan pepel po ustreznem sušenju in deaglomeracijo.
STET raziskovalci so testirali triboelectrostatično ločitev obnašanje posušenega na odlagališčih pepela iz več odlagališč pepela v Ameriki in Evropi. Ta predelani pepel je zelo podobno kot sveže ustvarjen pepel z eno presenetljivo razliko: polnjenje delcev je bilo obrnjeno od polnjenja svežega pepela, z negativnim polnjenjem ogljika v zvezi z mineralom.2 Drugi raziskovalci elektrostatičnega ločevanja ogljika iz pepela muhe so opazili tudi ta pojav.3-5 Polarnost separatorja triboelektrostatike STET je mogoče enostavno prilagoditi, da se omogoči zavrnitev negativno nabitega ogljika iz posušenih odlagališčnih virov muhe.. Za prilagoditev njegovih pojavov niso potrebne posebne spremembe načrta ali nadzora separatorjev.
V separatorju ogljika STET (Slika. 1), material se dovaja v tanko vrzel med dvema vzporednimi planar elektrode. Delci so triboelektrično, ki jih zaračuna interdelcev stik. Pozitivno nabiti ogljik in negativno nabiti mineralni (v sveže generiziranem pepelu, ki ni bil navlajen in sušen) privlačijo nasprotni elektrode. Delci se nato pometejo z neprekinjenim gibljivim trakom in se prenašajo v nasprotnih smereh.. Pas premakne delce, ki mejijo na vsako elektrodo proti nasprotni konci ločila. Visoka hitrost pasu omogoča tudi zelo visoke prepustnosti do 36 ton na uro na enem separatorju. Majhna vrzel, visokonapetostno polje, števec – tok, živahno vznemirjenje delcev delcev, in samočistilno delovanje pasu na elektrode so ključne značilnosti separatorja STET. Z nadzorovanjem različnih procesnih parametrov, kot je hitrost pasu, točka dovoda, in hitrost krme, proces STET proizvaja nizek pepel muhe LOI pri vsebnosti ogljika, ki je manjši od 1.5 za 4.5% iz pepela krme muha v loi od 4% do več kot 25%.
Ločilo design je relativno preprosta in kompaktna. Stroj, zasnovan za obdelavo 40 ton na uro je približno 30 ft (9 m) dolgo, 5 ft (1.5 m) Širok, in 9 ft (2.75 m) Visok. Pas in pripadajoči valji so edini gibajoči se deli. Elektrode so stacionarne in sestavljene iz ustrezno trajnega materiala. Pas je izdelan iz neprevodnih plastičnih. Poraba energije separatorja je približno 1 kilovatno-urni na tono materiala, predelanega z večino moči, ki jo porabita dva motorja, ki vozita pas.
Postopek je popolnoma suh, ne zahteva nobenih dodatnih materialov, razen pepela muhe, in ne proizvaja emisij odpadne vode ali zraka. Predelani materiali so sestavljeni iz muhi pepela, zmanjšanega vsebnosti ogljika na ravni, primerne za uporabo kot pozzolanska priseska v betonu, in visoko ogljično frakcijo, uporabno kot gorivo. Uporaba obeh tokov izdelkov zagotavlja 100% rešitev za težave pri odstranjevanju pepela.
Štirje viri pepela so bili pridobljeni z odlagališč: Vzorec A iz elektrarne v Združenem kraljestvu in vzorci B, C, in D iz Združenih držav Amerike. Vsi ti vzorci so bili sestavljeni iz pepela iz izgorevanja bituminoznega premoga z velikimi kotli utility. Zaradi prepletanja materiala na odlagališčih, dodatne informacije o posebnih pogojih iz premoga ali pogojev izgorevanja.
Vzorci, ki jih prejme STET, ki jih vsebuje med 15 in 27% Voda, kot je značilno za odloženi material. Vzorci so vsebovali tudi različne količine velikih >1/8 v. (3 mm) Material. Za pripravo vzorcev za ločevanje ogljika, veliki odpadki so bili odstranjeni s presejanjem, vzorci pa so se pred korekcijo ogljika posušili in deaglomerirali.. Več metod sušenja/deaglomeracije je bilo ocenjenih na pilotni lestvici za optimizacijo celotnega procesa. STET je izbral industrijsko dokazan sistem za obdelavo krme, ki ponuja hkratno sušenje in deaglomeracijo, potrebno za učinkovito elektrostatično ločevanje. Splošni diagram poteka procesa je prikazan na sliki. 2.
The properties of the prepared samples were well within the range of pepel obtained directly from normal utility boilers. Najpomembnejše lastnosti za separatorje in proizvode so povzete v tabeli 2, skupaj z predelanim izdelkom.
Stet separator predelava posušena, na odlagališčih muhi pepel
Diagram poteka procesa
Poskusi zmanjšanja emisij ogljika z uporabo separatorja triboelektričnih pasov STET so povzročili zelo dobro predelavo proizvodov z nizko loi iz vseh štirih virov pepela za letenje na odlagališčih.. Povratno polnjenje ogljika, kot je bilo obravnavano prej, ni ni poslabšalo ločevanja na noben način v primerjavi s predelavo svežega pepela.
Lastnosti muhe z nizko LOI, predelanega po postopku STET za sveže zbran pepel iz kotla in pepel, ki se izliva z odlagališča, so povzete v tabeli 1. Rezultati kažejo, da je kakovost proizvoda za ProAsh® proizvedena iz odloženega materiala, enakovredna proizvodu, proizvedenem iz virov sveže muhe iz pepela.
Lastnosti ProAsh, proizvedene iz predelanega odlagališča materiala, so bili primerjani z lastnostmi ProAsh, proizvedenega iz svežega pepela muhe, ki ga proizvajajo komunalni kotli z iste lokacije. Predelani predelani pepel ustreza vsem specifikacijama ASTM C618 in AASHTO M 250 Standardi. Tabela 2 povzema kemijo vzorcev iz dveh virov, ki kažeta nepomembno razliko med svežim in predelanim materialom.
Razvoj moči 20% nadomestitev pepela z nizko LOI v malti, ki vsebuje 600 lb/yd3 cementni material (glej tabela 3) je pokazala, proash proizvod, pridobljen iz odloženega pepela, ki je prinesel malte z močjo, primerljivo z malte, proizvedene z uporabo ProAsh iz svežega pepela muhe, proizvedenega na isti lokaciji. Končni produkt dobro povoženega pepela bi podprl visokokakovostne uporabe v betonski industriji v skladu z zelo dragocenim položajem, ki ga ima ProAsh na trgih, ki jih trenutno uporablja..
Razpoložljivost poceni zemeljskega plina v Združenih državah močno povečuje ekonomiko sušenja procesov, vključno s sušenjem namočenega pepela muhe z odlagališč. Tabela 4 povzema stroške goriva za operacije v Združenih državah amerike za 15% in 20% vsebina vlage. Tipične neučinkovitosti sušenja so vključene v izračunane vrednosti. Stroški temeljijo na masi materiala po sušenju. Dodatni stroški sušenja pepela za triboelectrostatično ločevanje STET so relativno nizki.
Tudi z dodatkom stroškov sušenja krme, postopek ločevanja STET ponuja, industrijsko dokazan proces za zmanjšanje LOI od odloženega pepela muhe. Postopek STET za predelan pepel muhe je ena tretjina do polovica stroškov kapitala v primerjavi s sistemi, ki temeljijo na zgorevanju. Proces STET za predelan pepel muhe ima tudi bistveno manjše emisije v okolje v primerjavi s sistemi, ki temeljijo na zgorevanju ali flotaciji. Ker je edini dodatni vir emisij zraka v standardni obrat stet sušilec na zemeljski plin, bi bilo razmeroma enostavno.
| Vzorec podaja v ločilo | LOI, % | ProAsh LOI, % | ProAsh (v mestu ProAsh) Drobnosti, % +325 očesa |
ProAsh masni donos, % |
|---|---|---|---|---|
| Sveža A | 10.2 | 3.6 | 23 | 84 |
| Odloženo A | 11.1 | 3.6 | 20 | 80 |
| sveže b | 5.3 | 2.0 | 13 | 86 |
| Odloženi B | 7.1 | 2.0 | 15 | 65 |
| Sveža C | 4.7 | 2.6 | 16 | 82 |
| Odlagajo C | 5.7 | 2.5 | 23 | 72 |
| Odlagališča D | 10.8 | 3.0 | 25 | 80 |
| Vir materiala | SiO2 | Al2O3 (v mestu Al2O3) | Fe2O3 | Cao | Mgo | K2o | Na2o | SO3 (blizu: SO3 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| sveže b | 51.60 | 24.70 | 9.9 | 2.22 | 0.85 | 2.19 | 0.28 | 0.09 |
| Odloženi B | 50.40 | 25.00 | 9.3 | 3.04 | 0.85 | 2.41 | 0.21 | 0.11 |
| Sveža C | 47.7 | 23.4 | 10.8 | 5.6 | 1.0 | 1.9 | 1.1 | 0.03 |
| Odlagajo C | 48.5 | 26.5 | 11.5 | 1.8 | 0.86 | 2.39 | 1.18 | 0.02 |
| 7-dan tlačna trdnost, % nadzora svežega pepela | 28-dan tlačna trdnost, % nadzora svežega pepela | |
|---|---|---|
| sveže b | 100 | 100 |
| Odloženi B | 107 | 113 |
| Sveža C | 100 | 100 |
| Odlagajo C | 97 | 99 |
| Vsebnost vlage, % | Zahteva po toploti KWhr/T mokra osnova | Stroški sušenja/suha osnova T (zemeljski plin strošek $3.45/mmBtu) |
| 15 | 165 | $ 2.28 |
| 20 | 217 | $ 3.19 |
Poleg nizkoogljičnega izdelka za uporabo v betonu - blagovno znamko imenom ProAsh-PROCES LOČEVANJA STET tudi opomore drugače zapravili nezgorele ogljika v obliki ogljika bogati pepel letenje, blagovno znamko EcoTherm™. EcoTherm ima pomembno vrednost goriva in se lahko enostavno vrne v električno elektrarno s sistemom VRAČANJE STET EcoTherm za zmanjšanje uporabe premoga v obratu. Ko je EcoTherm spali v utility kotel, energija iz zgorevanja se pretvori v visokotlačno/visokotemperaturno paro in nato v električno energijo z enako učinkovitostjo kot premog, Običajno 35%. Pretvorba predelane toplotne energije v električno energijo v sistemu vračanja STET EcoTherm je dvakrat do trikrat višja od pretvorbe konkurenčne tehnologije, pri kateri se energija predela kot toplota nizke kakovosti v obliki vroče vode., , ki je v obtoku, da kotel napajalni sistem. EcoTherm se uporablja tudi kot vir aluminijevega oksida v cementnih pečeh, izpodriva dražje boksit, , ki se običajno prevaža na dolge razdalje. Uporaba visoko ogljičnega pepela EcoTherm bodisi v elektrarni ali cementni peči maksimira energetsko predelavo dobavljenega premoga, zmanjšanje potrebe po minah in prevozu dodatnega goriva v objekte in naprave, ki.
STET's Talen Energy Brandon Shores, msppa r.d. Morrow, NBP Belledune, RWEnpower Didcot, EDF Energija West Burton, RWEnpower Aberthaw, in Koreja Jugovzhodne Power fly pepel rastline vse vključujejo EcoTherm Return sistemov.
Stet je ločitev proces se uporablja komercialno, saj 1995 za muharjenje pepela in je ustvarila več kot 20 milijonov ton visokokakovostne pepel za konkretne proizvodnje. Nadzorovano zdravilo low-LOI ProAsh se trenutno proizvaja s stetovo tehnologijo na 12 elektrarne po vsej ZDA, Kanada, Združeno kraljestvo, Poljska, in Republiko Korejo. ProAshfly pepel je bil odobren za uporabo več kot 20 državni organi za avtoceste, kot tudi številne druge specifikacijske agencije. ProAsh je bil certificiran tudi v okviru Kanadskega združenja za standarde in 450:2005 standardov kakovosti v Evropi. Obrati za predelavo pepela, ki uporabljajo tehnologijo STET, so navedeni v tabeli 5.
Po ustreznem scalping velikega materiala, Sušenje, in deaglomeracija, fly pepel, ki se izliva iz komunalnih odlagališč lahko zmanjša vsebnost ogljika z uporabo komercializiranega triboelektrnega separatorja pasu STET. Kakovost pepela letenje izdelka, ProAsh (v mestu ProAsh), uporabo sistema STET za predelano odlagališče, je enako proash, proizveden iz pepela sveže krme. Izdelek ProAsh je zelo primeren in dokazan v proizvodnji betona. Obnova in koriščenje odloženega pepela bosta proizvajalcem betona zagotavljala stalno dobavo visokokakovostnega pepela kljub zmanjšani proizvodnji "svežega" pepela, saj se bodo premogovne javne službe zmanjšale za proizvodnjo. Poleg tega, elektrarne, ki morajo odstraniti pepel z odlagališč za izpolnitev spreminjajočih se okoljskih predpisov, bodo lahko uporabile postopek za spremembo odgovornosti za odpadne izdelke v dragoceno surovino za proizvajalce betona.. Postopek ločevanja STET z opremo za predprocesiranje krme za sušenje in deaglomeriranje na odlagališčih muhe pepela je privlačna možnost za afificiacijo pepela z bistveno nižjimi stroški in nižjimi emisijami v primerjavi z drugimi emisijami- in flotacijski sistemi. ❖
1. American Premog Pepel premoga zgorevanja izdelkov in uporabo statistike, http://www.acaausa.org/Publications/Production-Use-Reports.
2. St notranje poročilo, Avgust. 1995.
3. Li, T. X.; Schaefer, J. L.; Prepoved, H.; Neathery, J. K.; in Stencel, J. M., "Suha korektacija Obdelava izgorevanja pepela fly," Postopki konference DOE o nezgorelih carbon na Utility Fly Pepel, Pittsburgh, Pa, Maja 19-20, 1998.
4. Baltrus (v mestu: Baltrus, J. P.; Diehl, J. R.; Soong (Slovenski), Y.; in pesek, W., "Triboelectrostatično ločevanje fly pepela in naboja," Gorivo, V. 81, 2002, PP. 757-762.
5. Cangialosi (v mestu Cangialosi), F.; Notarnicola (v mestu Notarnicola), M.; Liberti, L.; in Stencel, J., "Vloga preperevanja na fly ash charge distribution med Triboelectrostatik Beneficiation," Revija nevarnih materialov, V. 164, 2009, PP. 683-688.
Lewis Baker je evropski vodja tehnične podpore za opremo ST & Tehnologija (STET) s sedežem v Združenem kraljestvu
Abhishek Gupta je procesni inženir s sedežem v pilotni tovarni STET in laboratoriju v Needhamu, MA.
Stephen Gasiorowski je višji raziskovalni znanstvenik za ST Oprema & Tehnologija (STET) s sedežem v New Hampshire.
Frank Hrach je podpredsednik procesnega inženiringa s sedežem v pilotni tovarni STET in laboratoriju v Needhamu., MA.
| Komunalna in električna elektrarna | Lokacijo | Začetek komercialnega poslovanja | Podrobnosti objekta |
|---|---|---|---|
| Duke Energy- postaja Roxboro | Severna Karolina | September. 1997 | 2 Ločila |
| Talen Energy- Postaja Brandon Shores | Maryland | April. 1999 | 2 Ločila 35,000 tona shranjevanje kupola Ecotherm Return 2008 |
| Škotska (Lafarge / Škotsko power skupno podjetje)— Postaja Longannet | Škotskem, Uk | ČDO. 2002 | 1 ločilo |
| Jacksonville Električni organ- St. John's River Power Park, Fl | Florida | Maja 2003 | 2 separatorji Premog/petkoke mešanice odstranjevanje amoniaka |
| South Mississippi Električni power Authority R.D. železniška postaja Morrow | Mississippi | Jan. 2005 | 1 separator ekoterm vrnitev |
| Nova železniška postaja Brunswick Power Company Belledune | Novi Brunswick, Kanada | April. 2005 | 1 separator premoga / petcoke mešanice Ecotherm vrnitev |
| postaja RWE npower Didcot | Angliji, U | Avgust. 2005 | 1 separator ekoterm vrnitev |
| železniška postaja Talen Energy Brunner Island | Pennsylvania | December. 2006 | 2 Ločila 40,000 tona kupola za shranjevanje |
| Tampa električni co. postaja Big Bend | Florida | April. 2008 | 3 Ločila, dvojna podaja 25,000 tona shranjevanje kupola Amoniak odstranitev |
| železniška postaja RWE npower Aberthaw (Lafarge Cement Velika Britanija) | Wales, Uk | September. 2008 | 1 separator odstranjevanje amoniaka Ecotherm vrnitev |
| železniška postaja EDF Energy West Burton (Lafarge Cement Velika Britanija, Cemex (višek)) | Angliji, Uk | ČDO. 2008 | 1 separator ekoterm vrnitev |
| ZGP (Lafarge Cement Poljska / Ciech Janikosoda JV) | Poljska | Mar. 2010 | 1 separato (separato) |
| Koreja jugovzhodne power yeongheung enote 5&6 | Južna Koreja | September. 2014 | 1 separator ekoterm vrnitev |
| Švig Termika-Siekierki | Poljska | Načrtovano 2016 | 1 separator ekoterm vrnitev |
| Najavljeni | Poljska | Načrtovano 2016 | 1 separator ekoterm vrnitev |
