Виберіть мову:
Американський вугільної золи Асоціації (ACAA) щорічні обстеження виробництва та застосування вугільної золи повідомляє, що між 1966 і 2011, над 2.3 мільярд коротких тонн золи були вироблені вугільними комунальними котлами. З цієї суми, приблизно 625 мільйона тонн благотворно застосовані, в основному на виробництві цементу і бетону. Однак, що залишилися 1.7+ мільярдів тонн знаходяться в першу чергу на звалищах або заповнені ponded impoundments.
Triboelectrostatic збагачення, Landfilled і Ponded золи
Льюїс Бейкер,Abhishek Гупта, Стівен Gasiorowski, і Френк Грач
Американський вугільної золи Асоціації (ACAA) щорічні обстеження виробництва та застосування вугільної золи повідомляє, що між 1966 і 2011, над 2.3 млрд тонн золи, виробленої вугільними комунальними котлами.1 З цієї суми, приблизно 625 мільйона тонн благотворно застосовані, в основному на виробництві цементу і бетону. Однак, що залишилися 1.7+ мільярдів тонн знаходяться в першу чергу на звалищах або заповнені ponded impoundments. Хоча темпи використання свіжозгенерованого попелу значно зросли за останні роки, з поточними ставками поблизу 45%, приблизно 40 мільйона тонн золи, як і раніше бути утилізовані щорічно. Хоча показники використання в Європі були набагато вищими, ніж у Сполучених Штатах, значних обсягів золи також зберігатися звалищ і impoundments в деяких країнах Європи
Нещодавно, інтерес до відновлення цього утилізувався матеріалу зріс, частково через попит на високоякісну золу для виробництва бетону та цементу в період скорочення видобутку, оскільки в Європі та Північній Америці знизилася вугільна генерація. Занепокоєння з приводу довгострокового впливу на навколишнє середовище таких сміттєзвалищ також спонукає комунальні служби знайти вигідні програми для цього збереженого попелу.
Хоча деякі з цих збережених золи мухи можуть бути придатні для корисного використання, як спочатку розкопані, переважна більшість потребуватиме деякої переробки, щоб відповідати стандартам якості виробництва цементу або бетону. Оскільки матеріал, як правило, змочений, щоб забезпечити керованість і ущільнення, уникаючи при цьому повітряно-крапельного пилу, сушильна та деагломерація є необхідною вимогою для використання в бетоні, оскільки виробники бетону захочуть продовжити практику дозування золи як сухої, дрібний порошок. Однак, забезпечення хімічного складу золи відповідає специфікаціям , перш за все, вмісту вуглецю, вимірюється як втрата при запалювання (LOI)— це більший виклик. Як флай-золи використання збільшилося в останній 20+ роки, більшість "in-spec" зола була вигідно використана, і неякісну золу утилізують. Таким чином, Зменшення LOI буде вимогою для використання переважної більшості золи, що відновлюється від комунальних послуг.
У той час як інші дослідники використовували методи горіння і флотаційні процеси для loi скорочення відновлених звалищ і ставку мухома, ST обладнання & Технологій (ЗАЛИШИТИ ЯК БУЛО) виявив, що його унікальність Система поділу трибоелектростатичних стрічок, довго використовується для благодійності щойно згенерованого золи мухи, також ефективний на відновлену зольність після відповідної сушку і деагломерації.
Дослідники STET перевірили трибоелектростатичну поведінку поділу висушеного звалища з декількох полігонів попелу в Америці та Європі. Це відновлена зола, розділена дуже схоже на свіжозгенерований попіл з однією дивовижною різницею: зарядка частинок була зворотною від зарядки свіжої золи, з вуглецевою зарядкою негативним по відношенню до мінералу.2 Інші дослідники електростатичного відділення золошлаченого вуглецю також спостерігали це явище.3-5 Полярність трибоелектростатичного сепаратора STET може бути легко скоригована, щоб дозволити відмову від негативно зарядженого вуглецю з висушених джерел мухоморів. Для розміщення його явищ не потрібні спеціальні модифікації конструкції сепаратора або елементів управління
У STET вуглецю сепаратор (Мал. 1), матеріал подається в тонку щілину між двома паралельними електродами площинні. Частинки трибоелектрично заряджені міжчастинкових контактів. Позитивно заряджені вуглецю і негативно заряджених мінеральні (свіжі сформований попелу, яке не було змоченим і сушать) залучили до протилежної електроди. Частинки потім помітний безперервної рухомий пояс і передав в протилежних напрямках. Ремінь рухається частинок примикає до кожного електрода на протилежних кінцях розділювач. Висока швидкість ременя також дозволяє дуже високу пропускну здатність до 36 тонн на годину на одному сепараторі. З вузьким проміжком, високовольтне поле, лічильник — потік струму, енергійне збудження частинок-частинок, і самоочищення ременя на електроди є критичними особливостями сепаратора СТЕТ. Контролюючи різних параметрів процесу, Наприклад, швидкість Паса, годувати точки, і швидкість подачі, STET процес виробляє низьких LOI золи на вміст вуглецю менше 1.5 щоб 4.5% від годувати літати попіл, починаючи від ЛОЙ 4% до більше ніж 25%.
Дизайн сепаратор є відносно простий і компактної. Машина призначена для обробки 40 тонн на годину - це приблизно 30 метрів (9 м) довгий, 5 метрів (1.5 м) широкий, і 9 метрів (2.75 м) Високий. До пояса пов'язано ролики можна тільки рухомі частини. Електроди мають стаціонарні і складається з відповідним чином міцного матеріалу. Ремінь Виготовляється з непровідними пластмаси. Споживана потужність на сепаратор є про 1 кіловат-годин на тонну матеріалу, обробленого більшою частиною потужності, споживаної двома двигунами, що приводили ремінь.
Процес є повністю сухий, не вимагає додаткових матеріалів, крім золи мухи, і не виробляє стічних вод або викидів в атмосферу. Відновлені матеріали складаються золи зведені в вмістом вуглецю до рівня, що підходить для використання в якості pozzolanic домішки в бетоні, і високовуглецевої фракції, корисної як паливо. Використання обох потоків продуктів забезпечує 100% вирішення проблем утилізації золи.
З полігонів було отримано чотири джерела попелу: Зразок А з електростанції, розташованої у Великобританії, і зразки B, C, і D зі Сполучених Штатів. Всі ці проби складалися з золи з згоряння бітумного вугілля великими комунальними котлами. У зв'язку зі зшиванням матеріалу на сміттєзвалищі, немає додаткової інформації щодо конкретного джерела вугілля або умов горіння.
Зразки, отримані STET, містили між 15 і 27% Вода, як це характерно для звалищного матеріалу. Зразки також містили різну кількість великих >1/8 у. (3 мм) матеріал. Підготувати зразки для поділу вуглецю, велике сміття було вилучено шляхом скринінгу, а зразки потім висушені та знецінені до. У пілотній шкалі було оцінено кілька методів сушіння/деагломерації для оптимізації загального процесу. STET підібрали промислово перевірену систему обробки кормів, яка пропонує одночасну сушку і деагломерацію, необхідну для ефективного електростатичного сепарації. Загальна блок-схема процесу представлена на рис.. 2.
Властивості підготовлених зразків були в межах діапазону золи Отримують безпосередньо від звичайних комунальних котлів. Найбільш релевантні властивості як для сепараторних кормів, так і для продуктів зведені в таблицю 2, разом з відновленим продуктом.
Обробка сепаратора СТЕТ сушеною, звалищний мухомолет
Схема технологічного потоку
Випробування зі зменшення вуглецю за допомогою трибоелектричного сепаратора ременів STET призвели до дуже хорошого відновлення продуктів з низьким loi з усіх чотирьох джерел звалища. Зворотна зарядка вуглецю, як обговорювалося раніше, жодним чином не погіршила поділ у порівнянні з переробкою свіжої золи.
Властивості низьколояльної золи, відновленої за допомогою процесу STET, як для щойно зібраної золи з котла, так і для золи, відновленої зі звалища, підсумовується в табл. 1. Результати показують, що якість продукції для ProAsh® виготовлена зі звалищного матеріалу, еквівалентна продукту, виробленому зі свіжих джерел золи.
Властивості ProAsh, що генеруються з відновленого матеріалу звалища, порівнювалися з властивостями ProAsh, виробленими зі свіжої золи, що генерується комунальними котлами з того ж місця. Оброблена відновлена зола відповідає всім технічним характеристикам ASTM C618 і AASHTO M 250 Стандартів. Таблиця 2 підсумовує хімію для зразків з двох джерел, що показують незначну різницю між свіжим і відновленим матеріалом.
Міцний розвиток 20% заміна низько-LOI золи в ступці, що містить 600 lb/yd3 цементивний матеріал (див. 3) показав продукт ProAsh, отриманий зі звалищної золи, дав міномети з міцністю, порівнянними з мінометами, виробленими за допомогою ProAsh зі свіжої золи, виробленої в тому ж місці. Кінцевий продукт відновленої золи буде підтримувати високопродуктивне використання в бетонній промисловості відповідно до дуже цінної позиції, яку ProAsh користується на ринках, які вона в даний час обслуговує.
Наявність недорогого природного газу в США значно підсилює економіку сушильних процесів, включаючи сушку змоченої золи мухи зі звалищ. Таблиця 4 підсумовує витрати на паливо для операцій у Сполучених Штатах для 15% і 20% вологість. Типові неефективності сушіння включаються в розрахункові значення. Витрати засновані на масі матеріалу після висихання. Інкрементні витрати на сушку золи для трибоелектростатичної обробки STET відносно низькі.
Навіть з додаванням витрат на сушіння кормів, процес розділення СТЕТ пропонує недорогий, промислово доведений процес скорочення loi звалищ звалища золи. Процес STET для відновленої золи становить від третини до половини капітальної вартості в порівнянні з системами на основі горіння. Процес STET для відновленої золи також має значно менші викиди в навколишнє середовище в порівнянні з системами на основі горіння або флотації. Оскільки єдиним додатковим джерелом викидів повітря до стандартної установки процесу STET є сушарка для природного газу, дозволу було б відносно просто.
| Зразок подачі до роздільника | LOI, % | ProAsh LOI, % | ProAsh Проба, % +325 Сітка |
Масовий вихід ProAsh, % |
|---|---|---|---|---|
| Свіжий A | 10.2 | 3.6 | 23 | 84 |
| Звалище А | 11.1 | 3.6 | 20 | 80 |
| Свіжий B | 5.3 | 2.0 | 13 | 86 |
| Звалище B | 7.1 | 2.0 | 15 | 65 |
| Свіжий C | 4.7 | 2.6 | 16 | 82 |
| Звалище C | 5.7 | 2.5 | 23 | 72 |
| Звалище D | 10.8 | 3.0 | 25 | 80 |
| Джерело матеріалу | SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | Цао | MgO (MgO) | K2O | Na2O (Івате) | SO3 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Свіжий B | 51.60 | 24.70 | 9.9 | 2.22 | 0.85 | 2.19 | 0.28 | 0.09 |
| Звалище B | 50.40 | 25.00 | 9.3 | 3.04 | 0.85 | 2.41 | 0.21 | 0.11 |
| Свіжий C | 47.7 | 23.4 | 10.8 | 5.6 | 1.0 | 1.9 | 1.1 | 0.03 |
| Звалище C | 48.5 | 26.5 | 11.5 | 1.8 | 0.86 | 2.39 | 1.18 | 0.02 |
| 7-день міцність на стиск, % контролю свіжої золи | 28-день міцність на стиск, % контролю свіжої золи | |
|---|---|---|
| Свіжий B | 100 | 100 |
| Звалище B | 107 | 113 |
| Свіжий C | 100 | 100 |
| Звалище C | 97 | 99 |
| Вміст вологи, % | Потреба в теплі KWhr/T волога основа | Вартість сушіння / T суха основа (природний газ коштував $3,45/ммBtu) |
| 15 | 165 | $ 2.28 |
| 20 | 217 | $ 3.19 |
На додаток до низьковуглецевого продукту для використання в бетоні — під торговою маркою ProAsh — процес поділу STET також відновлює інакше даремно незгорілі вуглецю у вигляді багатого вуглецем золи, фірмові EcoTherm™. EcoTherm має значну цінність палива і може бути легко повернутий на електростанцію за допомогою системи STET EcoTherm Return для зменшення використання вугілля на заводі. Коли ЕкоТем згорів у комунальному котлі, енергія від згоряння перетворюється на високотемпературну/ високотемпературну пару, а потім на електроенергію з тією ж ефективністю, що і вугілля, зазвичай 35%. Перетворення відновленої теплової енергії на електроенергію в системі STET EcoTherm Return в два-три рази вище, ніж у конкурентної технології, де енергія відновлювався як низькоясне тепло у вигляді гарячої води, яка циркулює в систему подачі води котла. EcoTherm також використовується як джерело глинозему в цементних печах, витіснення дорожчого бокситу, яка зазвичай перевозяться на великі відстані. Використання високовуглецевої золи EcoTherm або на електростанції, або на цементній печі максимізує відновлення енергії з поставленого вугілля, Зниження необхідності Шахта і транспортувати додаткового палива на об'єктах.
STET готелю Talen енергії Брендон берегів, SMEPA R.D. Морроу, НБФ-Belledune, RWEnpower Didcot, EDF енергії Західний Бертон, RWEnpower Абертоу, і Корея Південно-Східної електростанції fly зольні заводи всі включають EcoTherm системи повернення.
Процес розділення STET використовується в комерційних цілях з 1995 для попелу мухи і породив більше 20 млн тонн високоякісної льотної золи для виробництва бетону. Контрольований low-LOI ProAsh в даний час виробляється за технологією STET на 12 електростанції по всій території Сполучених Штатів, Канада, до Сполученого Королівства, Польща, та Республіки Корея. Попіл ProAshfly був схвалений для використання більш ніж 20 органи дорожнього руху штату, як і багато інших установ специфікації. ProAsh також сертифікована Канадською асоціацією стандартів та 450:2005 стандарти якості в Європі. Зола обробки об'єктів за допомогою STET технології наведені в табл 5.
Після відповідного скальпінгу великого матеріалу, Сушіння, і деагломерація, мухомора, відновлена на полігонах комунальних підприємств, може бути зменшена за вмістом вуглецю за допомогою комерціалізованого трибоелектричного сепаратора ременів STET. Якість продукту зольність мухомолету, ProAsh, використання системи STET на відновленому полігоні, еквівалентно ProAsh, виробленому зі свіжих кормів летять золою. Продукт ProAsh дуже добре підходить і зарекомендував себе у виробництві бетону. Відновлення та знецінення звалищ забезпечить постійне постачання високоякісної золи для виробників бетону, незважаючи на скорочення видобутку «свіжої» золи, оскільки вугільні підприємства скорочують генерацію. крім того, електростанції, які потребують вилучення золи зі звалищ для задоволення змін екологічних норм, зможуть використовувати цей процес, щоб змінити відповідальність за відходи в цінну сировину для виробників бетону. Процес сепарації СТЕТ з обладнанням для попередньої обробки кормів для сушіння та деагломерації звалищних золи є привабливим варіантом для золошлацької з значно меншою вартістю та меншими викидами порівняно з іншими згоряннями- і флотаційні системи. ❖
1. Американські продукти згоряння вугілля вугілля та статистика використання, http://www.acaausa.org/Publications/Production-Use-Reports.
2. St Внутрішній звіт, Серпень. 1995.
3. Лі, T. На 100% більше,; Шефер, J. Л.; Заборона, Ч.; Neathery, J. K.; і Стенсель, J. М., "Суха обробка згоряння флай-золи," Матеріали конференції DoE про незгорілі вуглецю на утиліті Fly Ash, Піттсбург, Па, Травень 19-20, 1998.
4. Балтру (Нен), J. Ч. П.; Дьєл (Івате, J. Р.; Сун, Y. Y.; і Піски, W., "Трибоелектростатичне розділення флай-попелу та розворот заряду," Паливо, V. 81, 2002, PP. 757-762.
5. Кангіалосі, Ф.; Нідарнікола, М.; Свобода, Л.; і Стенсель, J., "Роль випробовування на флай-попелястому заряді розподілу під час triboelectrostatic Beneficiation," Журнал небезпечних матеріалів, V. 164, 2009, PP. 683-688.
Льюїс Бейкер - європейський менеджер з технічної підтримки обладнання ST & Технологія (ЗАЛИШИТИ ЯК БУЛО) базується у Великій Британії
Абхішек Гупта - інженер-технолог, що базується на пілотному заводі stet та лабораторному об'єкті в Needham, МА.
Стівен Гасіоровскі - старший науковий співробітник з обладнання ST & Технологія (ЗАЛИШИТИ ЯК БУЛО) базується в Нью-Гемпширі.
Френк Грач є віце-президентом з технологічного інжинірингу, що базується на пілотному заводі та лабораторному об'єкті STET в Needham, МА.
| Комунальне підприємство та електростанція | Розташування | Старт комерційних операцій | Відомості про об'єкт |
|---|---|---|---|
| Дюк Енергетс — станція Роксборо | Північна Кароліна | Sept. 1997 | 2 Сепаратори |
| Талеен Енергетія — станція Брендон-Шорс | Меріленд | Квітень. 1999 | 2 Сепаратори 35,000 тонн зберігання купол Екотерм Повернення 2008 |
| ScotAsh («Лафарж» / Шотландська влада спільне підприємство)— Станція Лонганнет | Шотландія, ВЕЛИКОБРИТАНІЯ | Жовтень. 2002 | 1 роздільник |
| Джексонвілл електричної влади— вул.. -Джон річки влади парк, FL | Флорида | Травень 2003 | 2 сепаратори Вугілля / петке суміші видалення аміаку |
| Південна Міссісіпі електричний орган влади R. D. Морроу станція | Міссісіпі | Ян. 2005 | 1 сепаратор Повернення Екотерма |
| "Нью-Брансвік" електростанція "Бельдюна" | Нью-Брансвік, Канада | Квітень. 2005 | 1 сепаратор Вугілля / петке суміші Ecotherm повернення |
| Залізнична станція «РУМИ» | Англія, U | Серпень. 2005 | 1 сепаратор Повернення Екотерма |
| Станція "Талеен Енер енергії" на острові Бруннер | Пенсільванія | Грудня. 2006 | 2 Сепаратори 40,000 тонна зберігання купол |
| Тампа Electric Co. Big Bend станції | Флорида | Квітень. 2008 | 3 Сепаратори, подвійний прохід 25,000 тонн зберігання купола видалення аміаку |
| Залізнична станція РМИ нровідлига (Цемент Lafarge Великобританії) | Уельс, ВЕЛИКОБРИТАНІЯ | Sept. 2008 | 1 сепаратор видалення аміаку Повернення Екотерма |
| Залізнична станція ЕДФ Енерджі Вест Бертон (Цемент Lafarge Великобританії, Cemex) | Англія, ВЕЛИКОБРИТАНІЯ | Жовтень. 2008 | 1 сепаратор Повернення Екотерма |
| ZGP (Цемент Lafarge Польщі / Ciech Janikosoda СП) | Польща | Мар. 2010 | 1 розділювач |
| Корея Південно-Східної сили Yeongheung одиниць 5&6 | Південна Корея | Sept. 2014 | 1 сепаратор Повернення Екотерма |
| PGNiG Терміна-Сек'єркі | Польща | Заплановано 2016 | 1 сепаратор Повернення Екотерма |
| Буде оголошено | Польща | Заплановано 2016 | 1 сепаратор Повернення Екотерма |
