Piliin ang Wika:
Ang American Coal Ash Association (ACAA) taunang survey ng produksyon at paggamit ng karbon fly ash ulat na sa pagitan ng 1966 at 2011, sa ibabaw 2.3 bilyong maikling tons ng fly ash ay nagawa sa pamamagitan ng karbon-fired Boiler utility. Ng halagang ito, halos 625 milyong tons ay beneficially na ginagamit, karamihan para sa semento at kongkreto produksyon. gayunman, ang natitirang 1.7+ bilyong tonelada ay pangunahing matatagpuan sa landfills o puno ponded impoundments.
Triboelectrostatic Beneficiation ng landfilled at Ponded Fly Ash
Sa pamamagitan ng Lewis Baker,Abhishek Gupta, Stephen Gasiorowski, at Frank Hrach
Ang American Coal Ash Association (ACAA) taunang survey ng produksyon at paggamit ng karbon fly ash ulat na sa pagitan ng 1966 at 2011, sa ibabaw 2.3 bilyong maikling tons ng fly ash ay nagawa sa pamamagitan ng karbon-fired utility boilers.1 Ng halagang ito, halos 625 milyong tons ay beneficially na ginagamit, karamihan para sa semento at kongkreto produksyon. gayunman, ang natitirang 1.7+ bilyong tonelada ay pangunahing matatagpuan sa landfills o puno ponded impoundments. Habang ang paggamit rate para sa sariwang nabuo fly ash ay nadagdagan malaki sa ibabaw nakaraang taon, sa kasalukuyang mga rate ng malapit sa 45%, halos 40 milyong tonelada ng fly ash patuloy na itapon taun-taon. Habang ang paggamit rate sa Europa ay naging magkano ang mas mataas kaysa sa Estados Unidos, malaki volume ng fly ash na rin ang naka-imbak sa landfills at impoundments sa ilang mga European bansa
kamakailan lamang, interes sa pagbawi na ito disposed na materyal ay nadagdagan, bahagyang dahil sa ang demand para sa mataas na kalidad fly ash para sa kongkreto at semento produksyon sa panahon ng isang panahon ng nabawasan produksyon ng karbon-fired power generation ay nabawasan sa Europa at Hilagang Amerika. Mga alalahanin tungkol sa ang pang-matagalang epekto sa kapaligiran ng naturang landfills ay din na nagpo-prompt utility upang mahanap kapaki-pakinabang mga aplikasyon gamiting para sa naka-imbak ash.
Habang ang ilang ng mga ito na naka-imbak fly ash maaaring hindi angkop para pakinabang sa paggamit ng una naghukay, ang karamihan ay mangangailangan ng ilang mga processing upang matugunan ang pamantayan sa kalidad ng semento o kongkreto produksyon. Dahil ang materyal ay karaniwang wetted upang paganahin ang handling at compaction habang pag-iwas sa nasa eruplano dust henerasyon, drying at deagglomeration ay isang kinakailangan na kinakailangan para sa paggamit sa kongkreto dahil kongkreto mga producer ay nais na ipagpatuloy ang pagsasanay ng batching fly ash bilang dry, fine powder. gayunman, assuring ang kemikal komposisyon ng ash nakakatugon pagtutukoy pinakataas kapansin-pansin ang carbon nilalaman, sinusukat ng pagkawala sa pag-aapoy (IKAW AT ANG BATAS)-ay isang mas malawak na hamon. Tulad ng fly ash paggamit ay nadagdagan sa huling 20+ taon, pinaka "in-spec" ash ay beneficially na ginagamit, at ang mga off-kalidad ash itapon. kaya, LOI pagbabawas ay isang kinakailangan para sa paggamit ng karamihan ng fly ash maaaring makuha mula utility impoundments.
Habang ang ibang mga mananaliksik ay may ginagamit combustion pamamaraan at lutang proseso para sa LOI pagbabawas ng nakuhang muli landfilled at ponded fly ash, Kagamitang ST & Technologies (STET) Matagal nang natagpuan na ang kanyang natatanging triboelectrostatic belt separation system, matagal na ginagamit para sa beneficiation ng sariwang nabuo fly ash, ay epektibo sa nakuhang muli ash matapos angkop drying at deagglomeration din.
STET mananaliksik nasubok ang triboelectrostatic paghihiwalay uugali ng pinatuyong landfilled ash mula sa ilang mga fly ash landfills sa Americas at Europa. Ito mababawi ash separated napaka katulad sa sariwang nabuo ash may isang kamangha-mangha pagkakaiba: ang maliit na butil charging ay mababaligtad mula sa na ng mga sariwang ash, may carbon singilin negatibong na may kaugnayan sa mineral.2 Iba pang mga mananaliksik ng electrostatic paghihiwalay ng fly ash carbon ay may sinusunod din ito phenomenon.3-5 Ang polarity ng STET triboelectrostatic separator ay madaling ay nababagay upang payagan ang pagtanggi ng mga negatibong sisingilin carbon mula sa pinatuyong landfilled fly pinagkukunan ash. Walang mga espesyal na mga pagbabago sa separator disenyo o mga kontrol ay kinakailangan upang mapaunlakan ang kanyang phenomena
Sa STET carbon separator (igos. 1), materyal ay fed sa ang manipis na agwat sa pagitan ng dalawang parallel planar electrodes. Ang mga particle ay triboelectrically sisingilin ng interparticle contact. Ang positibo sisingilin carbon at ang mga negatibong sisingilin mineral (sa sariwang nabuo ash na hindi pa wetted at pinatuyong) ay akit sa kabaligtaran electrodes. Ang mga particle ay pagkatapos ay swept up sa pamamagitan ng isang tuloy-tuloy na gumagalaw belt at conveyed sa kabaligtaran direksyon. belt ay gumagalaw ang mga particle sa tabi ng bawat elektrod papunta sa magkabilang dulo ng separator. Ang mataas na bilis ng belt Nagbibigay-daan din mataas na throughputs hanggang sa 36 tons kada oras sa isang solong separator. Ang maliit na agwat sa, mataas na boltahe field, countercurrent flow, masiglang maliit na butil-butil pagkabalisa, at self-paglilinis pagkilos ng belt sa electrodes ay ang mga kritikal na mga tampok ng STET separator. Sa pamamagitan ng pagkontrol ng iba't-ibang mga parameter ng proseso, tulad ng bilis ng belt, feed point, at feed rate, ang STET proseso gumagawa ng mababang LOI fly ash sa mga nilalaman carbon na mas mababa sa 1.5 sa 4.5% mula sa feed fly abo sumasaklaw sa LOI mula sa 4% para matapos 25%.
Ang separator disenyo ay medyo simple at compact. Ang isang machine na dinisenyo upang iproseso 40 tons kada oras ay humigit-kumulang 30 ft (9 m) mahaba, 5 ft (1.5 m) malawak, at 9 ft (2.75 m) matangkad. Ang belt at nauugnay na mga rollers ay ang tanging gumagalaw na bahagi. Ang electrodes ay nakatigil at binubuo ng isang naaangkop na matibay na materyal. belt ay gawa ng nonconductive plastic. Ang separator ni power consumption ay tungkol sa 1 kilowatt-hour per tonelada ng materyal na naproseso nang may karamihan ng kapangyarihan natupok sa pamamagitan ng dalawang motors nagtutulak ng belt.
Ang proseso ay ganap na dry, hindi nangangailangan ng mga karagdagang materyal bukod sa fly ash, at naglalabas ng walang pag-aaksaya ng tubig o air emissions. Ang nakuhang materyales ay binubuo ng fly ash nabawasan sa carbon nilalaman sa antas na angkop para sa paggamit bilang pozzolanic admixture sa kongkretong, at isang high-carbon maliit na bahagi kapaki-pakinabang bilang fuel. Ang paggamit ng parehong mga daloy ng produkto ay nagbibigay ng isang 100% solusyon upang lumipad problema ash pagtatapon.
Apat pinagkukunan ng abo ay nakuha mula sa landfills: Sample A mula sa isang power plant na matatagpuan sa United Kingdom at Sample B, C, at D mula sa Estados Unidos. Ang lahat ng mga sample ay binubuo ng abo mula sa combustion ng bituminous karbon sa pamamagitan ng malaking Boiler utility. Dahil sa paghahalubilo ng materyal sa landfills, walang karagdagang impormasyon ay makukuha tungkol tukoy karbon mapagkukunan o pagkasunog kondisyon.
Ang mga halimbawa ng tumanggap sa pamamagitan STET napapaloob sa pagitan 15 at 27% tubig, bilang ay karaniwan para sa landfilled materyal. Ang mga halimbawa na nakapaloob din iba't ibang mga halaga ng mga malalaking >1/8 sa. (3 mm) materyal. Upang ihanda ang mga halimbawa para carbon paghihiwalay, ang malaking labi ay inalis ng pag-screen at ang mga sample pagkatapos ay tuyo at deagglomerated bago ang carbon beneficiation. Maraming pamamaraan para sa drying / deagglomeration ay sinusuri sa pilot scale upang i-optimize ang pangkalahatang proseso. STET ay pinili ng isang tungkol sa industrya napatunayan feed processing system na nag-aalok sabay-sabay na pagpapatayo at deagglomeration kinakailangan para sa epektibong electrostatic paghihiwalay. Ang isang pangkalahatang proseso ng flowchart ay iniharap sa Fig. 2.
Ang mga katangian ng mga inihandang sample ay nasa loob ng saklaw ng lumipad ash nakuha nang direkta mula sa mga normal na utility boiler. Ang pinaka-kaugnay na mga katangian para sa parehong mga separator mga feed at mga produkto ay summarized sa Table 2, kasama mababawi produkto.
STET separator processing pinatuyong, landfilled fly ash
Proseso ng daloy diagram
Carbon pagbabawas pagsubok gamit ang STET triboelectric belt separator nagdulot ng napakahusay na pagbawi ng mga produktong mababa ang LOI mula sa lahat ng apat na landfill pinagkukunan fly ash. Ang reverse-charge ng carbon gaya ng tinalakay dati ay hindi pasamain ang paghihiwalay sa anumang paraan bilang kung ihahambing sa pagpoproseso ng sariwang ash.
Ang mga katangian ng mababang-LOI fly ash mababawi gamit ang STET proseso para sa parehong sariwa nakolekta ash mula sa boiler at ash nakuhang muli mula sa landfill ay summarized sa Table 1. Ang mga resulta ay na ang kalidad ng produkto para ProAsh® ginawa mula landfilled materyal ay katumbas ng produkto na ginawa mula sa mga sariwang fly pinagkukunan ash.
Ang mga katangian ng ProAsh na nabuo mula sa reclaim landfill materyal ay inihambing sa na ng ProAsh na ginawa mula sa mga sariwang fly ash binuo sa pamamagitan ng Boiler utility mula sa parehong lokasyon. Ang naproseso reclaimed ash nakakatugon sa lahat ng mga pagtutukoy ng ASTM C618 at AASHTO M 250 pamantayan. mesa 2 nagbubuod sa kimika para sa mga sample mula sa dalawang mga pinagkukunan na nagpapakita ng mga hindi gaanong mahalaga pagkakaiba sa pagitan ng sariwa at reclaim materyales.
Lakas pagbuo ng isang 20% pagpapalit ng low-LOI fly ash sa almires na naglalaman ng 600 lb / yd3 cementitious materyal (tingnan ang Table 3) nagpakita ang ProAsh produktong hango sa landfilled ash yielded mortars na may lakas na maihahambing sa mortars ginawa gamit ProAsh mula sa mga sariwang fly ash ginawa sa parehong lokasyon. Ang katapusan ng produkto ng beneficiated reclaimed ash ay sumusuporta sa high-end na gumagamit sa kongkreto industriya pare-pareho sa mataas na mahalagang posisyon ProAsh tinatangkilik sa merkado ito ay kasalukuyang naninilbihan.
Ang availability ng murang natural gas sa Estados Unidos malaki enhances ang economics ng pagpapatayo proseso, kabilang ang pagpapatayo ng wetted fly ash mula sa landfills. mesa 4 nagbubuod ang mga gastos ng gasolina para sa mga pagpapatakbo sa Estados Unidos para sa 15% at 20% mga nilalaman kahalumigmigan. Typical inefficiencies ng drying ay kasama sa ang kinakalkula halaga. Mga gastos ay batay sa mga mass ng mga materyal na pagkatapos ng pagpapatayo. Ang incremental gastos para sa drying fly ash para STET triboelectrostatic paghihiwalay processing ay relatibong mababa.
Kahit na may mga karagdagan ng feed drying gastos, ang proseso STET paghihiwalay ay nag-aalok ng isang mababang-cost, tungkol sa industrya napatunayan proseso para sa LOI pagbabawas ng landfilled fly ash. Ang STET proseso para sa reclaimed fly ash ay isang-ikatlo sa isa-kalahati ng gastos capital kumpara sa combustion-based na mga sistema ng. Ang STET proseso para sa reclaimed fly ash ay mayroon ding makabuluhang mas mababang emissions sa kapaligiran kumpara sa combustion o lutang-based na mga sistema ng. Dahil ang tanging mga karagdagang air emission pinagmulan upang ang karaniwang pag-install STET proseso ay isang natural na gas-fired dryer, na nagpapahintulot ito magiging relatibong simpleng.
| Feed sample upang separator | IKAW AT ANG BATAS, % | ProAsh IKAW AT ANG BATAS, % | ProAsh katalasan, % +325 mata |
ProAsh mass ani, % |
|---|---|---|---|---|
| Fresh A | 10.2 | 3.6 | 23 | 84 |
| landfilled A | 11.1 | 3.6 | 20 | 80 |
| Fresh B | 5.3 | 2.0 | 13 | 86 |
| landfilled B | 7.1 | 2.0 | 15 | 65 |
| Fresh C | 4.7 | 2.6 | 16 | 82 |
| landfilled C | 5.7 | 2.5 | 23 | 72 |
| landfilled D | 10.8 | 3.0 | 25 | 80 |
| Materyal pinagmulan | SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | Cao | MgO | K2O | Na2O | SO3 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Fresh B | 51.60 | 24.70 | 9.9 | 2.22 | 0.85 | 2.19 | 0.28 | 0.09 |
| landfilled B | 50.40 | 25.00 | 9.3 | 3.04 | 0.85 | 2.41 | 0.21 | 0.11 |
| Fresh C | 47.7 | 23.4 | 10.8 | 5.6 | 1.0 | 1.9 | 1.1 | 0.03 |
| landfilled C | 48.5 | 26.5 | 11.5 | 1.8 | 0.86 | 2.39 | 1.18 | 0.02 |
| 7-araw compressive lakas, % ng mga sariwang ash control | 28-araw compressive lakas, % ng mga sariwang ash control | |
|---|---|---|
| Fresh B | 100 | 100 |
| landfilled B | 107 | 113 |
| Fresh C | 100 | 100 |
| landfilled C | 97 | 99 |
| kahalumigmigan nilalaman, % | Heat kinakailangan KWhr / T wet batayan | Drying na gastos / T dry batayan (natural gas nagkakahalaga ng $ 3.45 / mmBtu) |
| 15 | 165 | $ 2.28 |
| 20 | 217 | $ 3.19 |
Bilang karagdagan sa mga mababang-carbon produkto para sa paggamit sa concrete- brand-pinangalanan ProAsh-proseso STET paghihiwalay din recovers hindi man nasayang unburned carbon sa anyo ng carbon-rich fly ash, branded ECOTHERM™. ECOTHERM ay may makabuluhang halaga ng gasolina at maaaring madaling ma-ibabalik sa electric power plant gamit ang STET ECOTHERM Return system upang mabawasan ang karbon paggamit sa halaman. Kapag ECOTHERM ay sinunog sa utility boiler, ang enerhiya mula sa combustion ay convert sa mataas na presyon / mataas na temperatura steam at pagkatapos ay sa koryente sa parehong kahusayan ng karbon, karaniwang 35%. Ang conversion ng nakuhang muli thermal enerhiya sa kuryente sa sistema STET ECOTHERM Return ay dalawa hanggang tatlong beses na mas mataas kaysa sa competitive na teknolohiya na kung saan ang enerhiya ay mababawi bilang mababang uri init sa anyo ng mainit na tubig, na kung saan ay circulated sa boiler feed tubig sistema. ECOTHERM ay ginagamit din bilang isang mapagkukunan ng alumina sa kilns semento, displacing ang mas mahal Bauxite, na kung saan ay karaniwang transported mahaba distances. Gamit ang mataas na carbon ECOTHERM ash alinman sa isang planta ng kapangyarihan o isang semento tapahan magpapakinabang sa enerhiya pagbawi mula sa naihatid karbon, pagbawas ng pangangailangan sa minahan at transportasyon karagdagang gasolina sa mga kagamitan.
ni STET Talen Energy Brandon Shores, SMEPA R.D. kinabukasan, NBP Belledune, RWEnpower Didcot, EDF Energy West Burton, RWEnpower Aberthaw, at ang Korea South-East Power lumipad halaman ash lahat ay may kasamang ECOTHERM Return systems.
paghihiwalay proseso STET ay ginagamit pangkomersyo simula 1995 para sa fly ash beneficiation at ay nakabuo ng higit sa 20 milyong tonelada ng mataas na kalidad lumipad ash para sa kongkreto produksyon. Kontroladong mababa ang LOI ProAsh kasalukuyan ay ginawa na may ni STET teknolohiya sa 12 mga istasyon ng kapangyarihan sa buong Estados Unidos, Canada, United Kingdom, Poland, at ang Republika ng Korea. ProAshfly ash ay naaprubahan para sa paggamit sa pamamagitan ng higit sa 20 estado awtoridad highway, pati na rin ang maraming iba pang mga ahensya ng detalye. ProAsh din sertipikadong sa ilalim ng Canadian Standards Association at EN 450:2005 kalidad na mga pamantayan sa Europa. Ash processing facility gamit STET teknolohiya ay nakalista sa Table 5.
Pagkatapos angkop scalping ng mga malalaking materyal, pagpapatayo, at deagglomeration, lumipad ash nakuhang muli mula sa landfills utility halaman ay maaaring mabawasan sa carbon nilalaman gamit ang commercialized STET triboelectric belt separator. Ang kalidad ng ang produkto fly ash, ProAsh, gamit ang STET system sa reclaimed landfill materyal, ay katumbas ng ProAsh na ginawa mula sa mga sariwang feed fly ash. Ang ProAsh produkto ay napaka-well-ugma at napatunayan sa kongkreto produksyon. Ang pagbawi at beneficiation ng landfilled ash ay magbibigay ng isang patuloy na supply ng mataas na kalidad ash para sa kongkreto mga producer sa kabila ng nabawasan produksyon ng mga "sariwang" ash bilang ng karbon-fired mga utility mabawasan ang generation. Bukod pa rito, halaman ng kapangyarihan na kailangan upang alisin ang abo mula sa landfills upang matugunan ang pagbabago ng mga regulasyon sa kapaligiran ay maaaring gamitin ang proseso na baguhin ang isang pananagutan basura produkto sa isang mahalagang raw materyal para sa kongkreto mga producer. Ang STET paghihiwalay proseso sa feed preprocessing kagamitan para sa pagpapatayo at deagglomerating landfilled fly ash ay isang kaakit-akit na opsyon para sa ash beneficiation na may makabuluhang mas mababang gastos at mas mababang emissions kumpara sa iba pang combustion- at lutang-based na mga sistema ng. ❖
1. Amerikano Coal Ash Coal Combustion Mga Produkto at Paggamit Statistics, http://www.acaausa.org/Publications/Production-Use-Reports.
2. ST Internal Isumbong ang, Agosto. 1995.
3. sa, T. X.; Schaefer, J. L.; pagbabawal, H.; Neathery, J. K.; at Stencel, J. M., "Dry Beneficiation Pagproseso ng Combustion Fly Ash,"Paglilitis ng DOE Conference on Unburned Carbon on Utility Fly Ash, Pittsburgh, PA, Mayo 19-20, 1998.
4. Baltrus, J. P.; Diehl, J. R.; Soong, Y.; at Sands, W., "Triboelectrostatic Paghiwalay ng Fly Ash at Charge Reversal,"Fuel, V. 81, 2002, pp. 757-762.
5. Cangialosi, F.; Notarnicola, M.; Liberti, L.; at Stencel, J., "Ang Tungkulin ng pagbabago dulot ng panahon sa Fly Ash Charge Distribution panahon Triboelectrostatic Beneficiation,"Journal ng Mapanganib Materyales, V. 164, 2009, pp. 683-688.
Lewis Baker ay ang European Support Technical Manager para sa ST Equipment & Teknolohiya (STET) na nakabase sa United Kingdom
Abhishek Gupta ay isang Proseso Engineer batay sa STET pilot plant at lab pasilidad sa Needham, MA.
Stephen Gasiorowski ay isang Senior Research Scientist para sa ST Equipment & Teknolohiya (STET) na nakabase sa New Hampshire.
Frank Hrach ay Vice President ng Proseso Engineering batay sa STET pilot plant at lab pasilidad sa Needham, MA.
| Utility at power station | lugar | Simula ng komersyal na operasyon | mga detalye pasilidad |
|---|---|---|---|
| Duke Enerhiya-Roxboro Station | North Carolina | mag-anak na Irlandes. 1997 | 2 panghiwalay |
| Talen Enerhiya-Brandon Shores Station | Maryland | Abril. 1999 | 2 panghiwalay 35,000 tonelada ng imbakan simboryo ECOTHERM Return 2008 |
| Shchotash (Lafarge / Scottish Power Joint Venture)-Longannet Station | Eskosya, Reyno Unido | Oktubre. 2002 | 1 panghiwalay |
| Jacksonville Electric Authority- St. River Power Park ni Juan, FL | Plorida | Mayo 2003 | 2 panghiwalay Coal / petcoke humahalo Ammonia pag-alis |
| South Mississippi Electric Power Authority R.D. Morrow Station | Mississippi | Jan. 2005 | 1 separator ECOTHERM return |
| New Brunswick Power Company Belledune Station | New Brunswick, Canada | Abril. 2005 | 1 separator Coal / petcoke humahalo ECOTHERM return |
| RWE npower Didcot Station | Inglatera, ang | Agosto. 2005 | 1 separator ECOTHERM return |
| Talen Energy Brunner Island Station | Pennsylvania | Disyembre. 2006 | 2 panghiwalay 40,000 tonelada ng imbakan simboryo |
| Tampa Electric Co. Big Bend Station | Plorida | Abril. 2008 | 3 panghiwalay, double pass 25,000 tonelada ng imbakan simboryo Ammonia pag-alis |
| OF npower Aberthaw Station (Lafarge Cement UK) | Wales, Reyno Unido | mag-anak na Irlandes. 2008 | 1 separator Ammonia pag-alis ECOTHERM return |
| EDF Energy West Burton Station (Lafarge Cement UK, Cemex) | Inglatera, Reyno Unido | Oktubre. 2008 | 1 separator ECOTHERM return |
| zgp (Lafarge Cement Poland / Ciech Janikosoda JV) | Poland | magpapangit. 2010 | 1 hiwalay |
| Korea South-East Power Yeongheung Yunit 5&6 | Timog Korea | mag-anak na Irlandes. 2014 | 1 separator ECOTHERM return |
| PGNiG-Siekierki Termika | Poland | Naka-iskedyul 2016 | 1 separator ECOTHERM return |
| Upang Maging Inanunsyo | Poland | Naka-iskedyul 2016 | 1 separator ECOTHERM return |
