Triboelectrostatic Beneficiation de Land Plenaj kaj Ponded Fly Ash

PREPRINT- artikolo por esti publikigita en ACAA Cindro ĉe Laboro, temo Mondmilito 2015

Triboelectrostatic Beneficiation de

Land Plenaj kaj Ponded Fly Ash

De Lewis Baker, Abhishek Gupta, Stephen Gasiorowski, kaj Frank Hrach

La usona Karbo Cindro Asocio (ACAA) jara enketo de produktado kaj uzo de karbo muŝo cindro raportas, ke inter 1966 kaj 2011, super 2.3 miliardoj mallongaj tunoj de muŝo cindro estis produktita de karbo-pafis utileco kaldronoj.1 De ĉi tiu kvanto proksimume 625 milionojn da tunoj estis utile uzata, plejparte por cemento kaj konkreta produktado. Tamen, la ceteraj 1.7+ miliardoj tunoj estas ĉefe trovita en vertederos aŭ plenigita ponded impoundments. Dum utiligado tarifoj por freŝe generita muŝo cindro pliigis konsiderinde en la lastaj jaroj, kun aktualaj impostoj proksime 45%, proksimume 40 milionoj tunoj de muŝo cindro daŭre esti forigita jare. Dum utiligado indicoj en Eŭropo estis multe pli alta ol en Usono, konsiderinda volumoj de muŝo cindro ankaŭ estis stokita en vertederos kaj impoundments en iuj eŭropaj landoj.

lastatempe, intereson en rekuperi ĉi emas materialo kreskis, parte pro la peto de altkvalitaj muŝo cindro por konkretaj kaj cemento produktado dum periodo de reduktita produktado kiel karbo-pafadita potencajn generacio malpliiĝis en Eŭropo kaj Nord-Ameriko. Koncernoj pri la longtempa media efiko de tiaj vertederos ankaŭ instigante utilecoj por trovi utilaj uzo aplikoj por ĉi tiu stokita cindro.

LAND plenigis ASH KVALITO KAJ Bezonata Beneficiation

Dum iuj de ĉi stokita muŝo cindro povas esti taŭga por utilaj uzo kiel komence fosita, la vasta plimulto postulos iun prilaborado renkonti kvalitnormojn por cemento aŭ konkreta produktado. Ekde la materialo estis tipe malsekigis ebligi uzadon kaj compactación evitante aerportata polvo generacio, sekigita kaj deagglomeration estas necesa kondiĉo por uzo en konkreta ekde konkretaj produktantoj deziros daŭrigi la praktikon de batching muŝo cindro kiel seka, fajna polvo. Tamen, certigante la kemia komponado de la cindro renkontas specifojn, plej precipe la karbono enhavo mezurita kiel perdo-sur-sparkado (LEĜO), estas pli granda defio. Kiel muŝo cindro utiligo kreskis en la lasta 20+ jaroj, plej "en-spec" cindro estis utile uzata, kaj la de-kvalito cindro dispoziciita. tiel, LOI redukto estos postulo por utiligi la grandan plimulton de muŝo cindro reakirebla de utileco impoundments.

LOI REDUKTO BY TRIBOELECTRIC disiĝo

Dum aliaj esploristoj uzis brulado teknikoj kaj flosado procezoj por LOI redukto de rekuperis landfilled kaj ponded muŝo cindro, ST Equipment & teknologioj (STET) trovis ke ĝia unika triboelectrostatic zono apartiga sistemo, longe uzata por Beneficiation de freŝe generita muŝo cindro, estas ankaŭ efika sur reakiris cindro post taŭga sekigita kaj deagglomeration.

STET esploristoj elprovis la triboelectrostatic apartiga konduto de sekigita landfilled cindro de pluraj muŝo cindro vertederos en Ameriko kaj Eŭropo. Ĉi reakiris cindro disigita tre simile al freŝe generita cindro kun unu surpriza diferenco: la partiklo ŝarĝo estis inversigita de tiu de freŝaj cindro kun la karbono akuzanta negativaj rilate al la minerala.2 Aliaj esploristoj de elektrostatikaj disiĝo de muŝo cindro karbono ankaŭ observis ĉi fenomenoj.3,4,5 La polaridad de la STET triboelectrostatic separador povas facile esti adaptitaj por permesi malakcepto de negative ŝargita karbona el sekigitaj landfilled muŝo cindro fontoj. Neniu specialaj modifoj al la separador dezajno aŭ kontroloj estas necese akomodi ĉi fenomenoj.

TEKNOLOGIO SUPERRIGARDO - FLY ASH CARBON disiĝo

En la STET karbono apartigilon (figuro 1), materialo estas manĝita en la maldika breĉo inter du paralelaj ebenaj elektrodoj. La eroj triboelectrically ŝargita fare interparticle kontakton. La pozitive ŝargita karbono kaj la negative ŝargita minerala (en freŝe generita cindro kiu ne malsekigis kaj sekigitaj) altiras al kontraŭa elektrodoj. La eroj tiam blovis per kontinuan movanta zonon kaj transdonita en kontraŭaj direktoj. La zono movas la partikloj apud ĉiu elektrodo al ekstremaj kontraŭaj de la apartigilon. La alta zono rapido ankaŭ ebligas tre alta throughputs, ĝis 36 tunoj por horo sur sola disigilo. La malgranda breĉo, alta tensio kampo, kontraŭstari aktuala fluo, viglan partiklo-partikla agitado kaj mem-purigado agon de la zono sur la elektrodoj estas la kritikaj ecoj

PREPRINT- artikolo por esti publikigita en ACAA Cindro ĉe Laboro, temo Mondmilito 2015

de la STET apartigilon. Kontrolante diversaj procezo parametroj, kiel ekzemple zono rapido, feed punkto, kaj manĝas rapideco, la STET procezo produktas malaltan LOI muŝo cindro en karbono enhavo de malpli ol 1.5 al 4.5% el manĝas muŝon cindro intervalante en LOI de 4% over 25%.

Figo. 1 STET Apartigilo procesante sekigitaj, landfilled muŝo cindro

La separador dezajno estas relative simpla kaj kompakta. Maŝino desegnita por procesi 40 Tunoj por horo estas proksimume 30 ft. (9 m.) longa, 5 ft. (1.5 m.) larĝa, kaj 9 ft., m (2.75 m.) altaj. La zono kaj rilataj ruloj estas la solaj partoj móviles. La elektrodoj estas senmova kaj kunmetita de konvene durable materialo. La zono estas farita de ne-konduktiva plasto. La separador la konsumo de energio estas ĉirkaŭ 1 kilovato-horo po tuno de materialo procesita kun la plejparto de la potenco konsumita de du motoroj veturanta la zono.

La procezo estas tute seka, postulas neniun plian materialojn krom la muŝo cindro kaj produktas ne malŝparo akvo aŭ aero emisiones. La reakiris materialoj konsistas el muŝo cindro reduktita en karbono enhavo al niveloj taŭga por uzo kiel pozzolanic admixture en konkreta, kaj alta karbona frakcio utila kiel karburaĵo. Utiligo de ambaŭ produktoj riveretoj provizas 100% solvo por flugi cindro dispono problemoj.

PROASH® Resaniĝis de LAND plenigas

Kvar fontoj de cindro akiris de rubodeponejoj: specimeno A de elektra centralo situas en Britio kaj specimenoj B, C, kaj D el Usono. Ĉiuj ĉi tiuj specimenoj konsistis el frakseno de la brulado de karbo bituminoso de granda utileco kaldronoj. Pro la intermiksante de materialo en la vertederos, ne plu informo havebla pri specifaj karbo fonto aŭ brulado kondiĉoj.

La specimenoj kiel ricevinta de STET enhavis inter 15% kaj 27% akvo kiel estas tipa por landfilled materialo. La specimenoj ankaŭ enhavis varianta kvantoj de grandaj >1/8 colo (~ 3 mm) materialo. Prepari la specimenojn por karbono disiĝo, la grandaj derompaĵoj estis forigitaj fare kribranta kaj la specimenoj tiam sekigita kaj deagglomerated antaŭ karbono Beneficiation. Pluraj metodoj por sekiĝo / deagglomeration estis taksitaj je la piloto-skalo por optimumigi la entuta procezo. STET selektis al industrie pruvita, feed prilaborado sistemo kiu proponas samtempaj sekigita kaj deagglomeration necesa por efika elektrostatika disiĝo. A ĝenerala procezo fluo folio estas prezentita en Figuro 2.

PREPRINT- artikolo por esti publikigita en ACAA Cindro ĉe Laboro, temo Mondmilito 2015

figuro 2: Procezo Flua Diagramo

La proprietoj de la preta specimenoj estis bone ene de la gamo de muŝo cindro akiris rekte de normala utileco kaldronoj. La plej gravaj ecoj por kaj la apartigosigno fluojn kaj produktoj estas resumitaj en Tabelo 2 kune kun restaŭrita produkto.

CARBON disiĝo

Karbono redukto provoj uzante la STET triboelectric zono separador rezultigis tre bona reakiro de malalta LOI produktojn de ĉiuj kvar ŝutejo muŝo cindro fontoj. La reverso ŝargado de la karbono kiel diskutis pli supre ne degradas la disiĝo ajn kompare al procesante freŝa cindro.

La proprietoj de la malalta LOI muŝo cindro reakiris uzante la STET procezo por ambaŭ freŝe kolektitaj cindro el la forno kaj cindro resaniĝis de la vertedero estas resumita en Tablo 1. La rezultoj montras ke la produkto kvalito por ProAsh® produktitaj de landfilled materialo estas ekvivalenta al produkto produktita de freŝa muŝo cindro fontoj.

tablo 1: Propraĵoj de nutrado kaj reakiris ProAsh®.

PREPRINT- artikolo por esti publikigita en ACAA Cindro ĉe Laboro, temo Mondmilito 2015

PERFORMANCE IN CONCRETE

La proprietoj de la ProAsh® generita de la rekuperita ŝutejo materialo estis komparita kun tiu de ProAsh® produktitaj de freŝa muŝo cindro generitaj de la utileco kaldronoj de la sama loko. La procesita rekuperita cindro renkontas ĉiuj especificaciones de ASTM C618 kaj AASHTO M250 normoj. La sekva tabulo resumas la kemio por specimenoj de du el la fontoj montras la sensignifaj diferenco inter la freŝa kaj materialo rekuperita.

tablo 2: Cindro Kemio de malaltaj LOI cindro.

Forto disvolviĝo de 20% anstataŭigo de la malalta LOI muŝo cindro en pistujo enhavantaj 600 lb cementitious / id3 (Vidu Tablo 3 sub) montris la ProAsh® produkto derivita de landfilled cindro cedinta pistujoj potence komparebla al pistujoj produktitaj uzante ProAsh® de freŝa muŝo cindro produktita ĉe la sama loko. La fino produkto de la beneficiated rekuperita cindro apogus altaj fino uzas en la konkreta industrio konsekvenca kun la tre valora pozicio ProAsh® ĝuas en la merkatoj ĝi nuntempe funkcias.

tablo 3: Compressive forto de mortero cilindroj.

PROCEZO ekonomiko

La havebleco de malalta kosto natura gaso en Usono ege plibonigas la ekonomiko de sekigita procezoj, inkluzive de la sekigita de malsekigis muŝo cindro de rubodeponejoj. tablo 4 resumas la karburaĵo kostas por operacioj en Usono por 15% kaj 20% humideco enhavo. Tipaj ineficiencias de sekigita estas inkluzivita en la kalkulita valoroj. Kostoj estas bazitaj sur la maso de materialo post sekiĝo. La dumtajpa kostoj por sekiĝo muŝo cindro por STET triboelectrostatic apartiga prilaborado estas relative malalta.

tablo 4: Sekigita kostojn sur bazo de sekigita maso.

PREPRINT- artikolo por esti publikigita en ACAA Cindro ĉe Laboro, temo Mondmilito 2015

Eĉ kun la aldono de servo sekigita kostoj, la STET apartiga procezo proponas malaltan koston, industrie pruvita, procezo por LOI redukto de landfilled muŝo cindro. La STET procezo por rekuperita muŝo cindro estas unu triono al duono de la ĉefurbo kosto kompare al brulado bazita sistemoj. La STET procezo por rekuperitaj muŝo cindro ankaŭ havas signife pli malalta emisiones al la medio kompare al brulado aŭ flosado bazitaj sistemoj. Ekde la sola aldona aero emisión fonto al la norma STET procezo instalado estas natura gaso-pafis sekigilo, permeso estus relative simpla.

Reakiris FUEL VALORO DE ALTA-CARBON MUŜO ASH

Krom la malalta karbono produkto por uzi en konkreta, markon nomita ProAsh®, la STET apartiga procezo ankaŭ rekuperas alie malŝparis unburned karbono en la formo de karbono-riĉaj muŝo cindro, branded EcoTherm™. EcoTherm™ havas signifan karburaĵo valoro kaj povas facile esti redonita al la elektra centralo uzante la STET EcoTherm™ Reiri sistemon por redukti la karbo uzo ĉe la planto. Kiam EcoTherm™ bruligita per utileco kaldrono, la energio de brulado estas transformita al alta premo / alta temperaturo vaporo kaj poste al elektro samtempe efikeco kiel karbo, kutime 35%. La konvertiĝo de la reakiris termika energio al elektro en ST Equipment & Technology LLC EcoTherm™ Reiru sistemo estas du al tri fojojn pli alta ol tiu de la konkurenciva teknologio kie la energio estas reakirita kiel malalta grado varmego en la formo de varma akvo kiu cirkulas por la kaldrono manĝas akvo sistemo. EcoTherm™ Ankaŭ estas uzita kiel fonto de alúmina en cemento fornoj, delokigante la pli multekosta bauxita kiu estas kutime transportitaj longajn distancojn. Uzante la alta karbono EcoTherm™ cindro aŭ en elektra centralo aŭ cemento forno, maksimumigas la reakiro de energio de la liverita karbo, reduktante la bezonon al mino kaj transporti plian brulaĵon al la instalaĵoj.

STET la Talen Energio Brandon Shores, SMEPA R.D. morgaŭ, NBP Belledune, RWEnpower Didcot, EDF Energio Okcidenta Burton, RWEnpower Aberthaw, kaj la Koreio Sudorienta Potenco flugi cindro plantoj ĉiuj inkludas EcoTherm™ Reiru sistemoj.

STET ASH PROCESSING FACILITIES

STET la apartiga procezo estis uzita komerca ekde 1995 por muŝon cindro Beneficiation kaj ĝi generis pli ol 20 milionoj tunoj de alta kvalito flugi cindro por konkreta produktado. Kontrolita malalta LOI muŝo ProAsh®, estas nuntempe produktitaj kun STET teknologio ĉe dek unu centraj tra la Usonaj, Kanado, la U.K., Pollando, kaj Respubliko de Koreio. ProAsh® flugi cindro estis aprobita por uzo fare de pli ol dudek ŝtatŝoseo aŭtoritatojn, kaj ankaŭ multaj aliaj specifo agentejoj. ProAsh® Ĝi ankaŭ estis atestita sub Canadian Standards Association kaj EN 450:2005 kvalitnormojn en Eŭropo. Cindro prilaborado instalaĵoj uzante STET teknologio estas listigitaj en Tablo 5.

PREPRINT- artikolo por esti publikigita en ACAA Cindro ĉe Laboro, temo Mondmilito 2015

tablo 5. Fly Ash Processing instalaĵoj uzante STET apartiga teknologio

PREPRINT- artikolo por esti publikigita en ACAA Cindro ĉe Laboro, temo Mondmilito 2015

KONKLUDOJ

Post taŭgaj scalping de grandaj materialoj, sekiĝo, kaj deagglomeration, flugi cindro resaniĝis de utileco planto vertederos eblas reduktita en karbono enhavo uzante la comercializado STET triboelectric zono apartigilon. La kvalito de la muŝo cindro produkto, ProAsh® uzante la STET sistemo sur rekuperita ŝutejo materialo estas ekvivalenta al ProAsh® produktitaj de freŝa manĝas muŝon cindro. la ProAsh® produkto estas tre bone taŭgas kaj pruvita en konkreta produktado. La reakiro kaj Beneficiation de landfilled cindro provizos daŭra provizo de alta kvalito cindro por konkretaj produktantoj malgraŭ la reduktita produktado de "freŝa" cindro kiel karbo-pafis utilecoj redukti generacio. Aldone, elektrocentraloj kiuj bezonas forigi cindro de vertederos renkonti ŝanĝanta mediajn regularoj povos utiligi la procezo ŝanĝi malŝparo produkto respondeco en valora krudan materialon por konkretaj produktantoj. La STET apartiga procezo kun manĝas antaŭ-pretiganta ekipaĵon por sekigita kaj deagglomerating landfilled muŝo cindro estas alloga eblo por cindro Beneficiation kun signife pli malalta kosto kaj malalta emisiones kompare al aliaj brulado kaj flosado bazitaj sistemoj.

Referencoj

[1]American Coal Cindro Coal Combustion produktoj kaj Uzo Statistiko: http://www.acaa- usa.org/Publications/Production-Use-Reports.

[2]ST interna raporto, aŭgusto 1995.

[3]en,T.X,. Schaefer, JL, malpermeso, H., Neathery, J.K., kaj Stencel, J.M. Seka Beneficiation Pretigo de Combustion Fly Ash, Paperoj de la DOE Konferenco pri Unburned Karbono sur Utileco Fly Ash, majo 19 20, Pittsburgh, PA, 1998.

[4]Baltrus, J.P., Diehl, J.R., Soong, Y., Sabloj, Ok. Triboelectrostatic disiĝo de muŝo cindro kaj zorge renversigon, brulaĵo 81, (2002) pp.757-762.

[5]Cangialosi, F., Notarnicola, M., Liberti, L, Stencel, J. La rolo de erozio sur muŝo cindro zorge disdonado dum triboelectrostatic Beneficiation, Ĵurnalo de Danĝera Materialoj, 164 (2009) pp.683-688.

AŬTOROJ

Lewis Baker estas la Eŭropa Teknika Subteno Manager por ST Equipment & teknologio (STET) bazita en Britio

Abhishek Gupta estas Process Engineer bazita en la Separation Technologies piloto planto kaj laboratorio instalaĵo, STET Technical Center, 101 Hampton Ave, Needham MA 02494 +1-781-972-2300

D-ro. Stephen Gasiorowski, Ph.D. estas Senior Research Scientist por ST Equipment & teknologio (STET) bazita en la Nov-Hampŝiro.

Frank Hrach estas Vicprezidanto de Process Engineering bazita en la Separation Technologies piloto planto kaj laboratorio instalaĵo, STET Technical Center, 101 Hampton Ave, Needham MA 02494 +1-781-972-2300