Triboelectrostatic beneficiation na Talún Líonta agus Ponded cuil Ash

preprint- airteagal le foilsiú i ACAA Ash ag an Obair, Eagrán II 2015

Triboelectrostatic beneficiation de

Talamh Líonta agus Ponded cuil Ash

De réir Lewis Baker, Abhishek Gupta, stephen Gasiorowski, agus Frank Hrach

An American Coal Ash Association (ACAA) Tuairiscíonn suirbhé bliantúil táirgeadh agus úsáid guail fuinseog eitilt go idir 1966 agus 2011, níos mó 2.3 billiún tonna gearr fuinseog eitilt a bheith arna dtáirgeadh ag coirí fóntais gualbhreoslaithe.1 As an tsuim thart 625 milliún tonna baineadh úsáid thairbheach, den chuid is mó do stroighne agus táirgeadh coincréite. ach, an fágtha 1.7+ billiún tonna fáil go príomha i líonadh talún nó líonta gaibhnithe ponded. Cé go bhfuil rátaí úsáide as freshly a ghintear fuinseog eitilt méadú suntasach le blianta beaga anuas, le rátaí atá ann faoi láthair in aice le 45%, thart 40 leanúint milliún tonna de fuinseog eitilt atá le diúscairt go bliantúil. Cé go bhfuil rátaí úsáid san Eoraip i bhfad níos airde ná sna Stáit Aontaithe, tugadh mórchuid fuinseog eitilt stóráilte freisin i líonadh talún agus gaibhnithe uisce i roinnt tíortha Eorpacha.

Le déanaí, Tá spéis i ais an t-ábhar a dhiúscairt méadaithe, i bpáirt mar gheall ar an éileamh ar ard-chaighdeán fuinseog eitilt do choincréit agus stroighne táirgthe ar lena linn tréimhse táirgthe laghdaithe mar giniúint cumhachta guail-fired tar éis laghdú san Eoraip agus i Meiriceá Thuaidh. Imní mar gheall ar an tionchar fadtéarmach comhshaoil ​​ar líonta talún den sórt sin leideanna freisin fóntais a fháil iarratais ar úsáid thairbheach as an fhuinseog stóráilte.

TALAMH LÍONADH CAIGHDEÁN ASH AGUS RIACHTANACH beneficiation

Cé gur féidir roinnt de seo fuinseog eitilt stóráil oiriúnach le húsáid thairbhiúil mar tochailte ar dtús, Beidh gá an chuid is mó roinnt próiseáil chun freastal ar chaighdeáin cáilíochta do stroighne nó le táirgeadh coincréite. Ós rud é go rinneadh ar an ábhar fliuchta de ghnáth chun cur ar chumas a láimhseáil agus dhlúthú agus giniúint deannaigh san aer a sheachaint, Is thriomú agus deagglomeration riachtanas is gá lena n-úsáid i gcoincréit toisc go mbeidh táirgeoirí nithiúla ag iarraidh chun leanúint ar aghaidh leis an gcleachtas Baisceáil fuinseog eitilt mar tirim, púdar fíneáil. ach, cinntiú go gcuirtear an comhdhéanamh ceimiceach na fuinseoige Buaileann sonraíochtaí, go háirithe an cion de charbón thomhas mar chaillteanas-on-adhainte (DLÍ), Is dúshlán níos mó. Mar úsáid fuinseog eitilt méadaithe sa deireanach 20+ blianta, an chuid is mó "in-spec" fuinseog Baineadh úsáid tairbheach, agus an luaith lasmuigh chaighdeán dhiúscairt. dá bhrí sin, Beidh laghdú Loi ina riachtanas le haghaidh úsáid a bhaint as an chuid is mó de na fuinseog eitilt inghnóthaithe ó gaibhnithe fóntais.

LAGHDÚ Loi AG IDIRSCARADH TRIBOELECTRIC

Cé go bhfuil taighdeoirí eile a úsáidtear teicnící dócháin agus próisis snámhacht le haghaidh laghdú Loi ar aisghabháilte i líonadh talún agus ponded fuinseog eitilt, ST Trealamh & teicneolaíochtaí (STET) d'aimsigh go bhfuil a chuid córas scaradh crios triboelectrostatic uathúil, fada a úsáidtear le haghaidh beneficiation de freshly a ghintear fuinseog eitilt, Is éifeachtach ar fuinseoige a ghnóthú tar éis a thriomú oiriúnacha agus deagglomeration freisin.

Taighdeoirí STET tar éis a thástáil an t-iompar scaradh triboelectrostatic de fuinseog líonadh talún triomaithe ó roinnt líonta talún fuinseog eitilt i gCríocha Mheiriceá agus san Eoraip. Seo fuinseog ghnóthú scartha fuinseog an-dul céanna leis ghintear freshly le difríocht iontas amháin: aisiompaíodh gearradh gcáithníní ó sin de fuinseog úr leis an carbón a mhuirearú diúltach maidir leis an mianraí.2 taighdeoirí eile idirscartha leictreastatach eitilt carbóin fuinseog faoi deara chomh maith an fheiniméin.3,4,5 Is féidir leis an polaraíocht an deighilteoir triboelectrostatic STET a choigeartú go héasca diúltú carbóin luchtaithe go diúltach ó fhoinsí fuinseog eitilt i líonadh talún triomaithe chun ligean. Níl aon mhodhnuithe ar leith le dearadh deighilteoir nó rialuithe is gá chun freastal ar an fheiniméin.

TEICNEOLAÍOCHT FORBHREATHNÚ - FLY ASH IDIRSCARADH CARBON

Sa deighilteoir STET carbóin (figiúr 1), Tá ábhar isteach i an bhearna tanaí idir dhá leictreoidí comhphlánacha comhthreomhar. Na cáithníní Gearrtar triboelectrically trí theagmháil interparticle. An carbóin luchtaithe go deimhneach agus an mianraí atá luchtaithe go diúltach (i fuinseog freshly ghintear nach bhfuil curtha fliuchta agus triomaithe) á mealladh chun leictreoidí os coinne. Na cáithníní scuabtha ansin ar bun le crios ag gluaiseacht leanúnach agus a chuirtear in i dtreonna os coinne. Gluaiseann an crios na cáithníní in aice le gach leictreoid i dtreo an taobh eile den deighilteoir. Cuireann an luas crios ard freisin tréchur an-ard, suas go 36 tonna in aghaidh na huaire ar deighilteoir amháin. An bearna beag, réimse ardvoltais, cur i gcoinne sreabhadh reatha, Tá agitation gcáithníní-cáithnín agus féin-ghlanadh gníomh bhríomhar an crios ar na leictreoidí na gnéithe criticiúla

preprint- airteagal le foilsiú i ACAA Ash ag an Obair, Eagrán II 2015

an deighilteoir STET. Trí rialú paraiméadair phróiseas éagsúla, cosúil le luas crios, pointe beatha, agus ráta beatha, Táirgeann an próiseas STET íseal fuinseog Loi eitilt ag t-ábhar carbóin de bhun 1.5 chun 4.5% ó luaithreach eitilt beatha ag dul i LOI ó 4% go dtí os cionn 25%.

Fig. 1 STET Deighilteoir próiseála triomaithe, líonta talún fuinseog eitilt

Tá an dearadh deighilteoir réasúnta simplí agus dlúth. A meaisín a ceapadh chun próiseas 40 tonna in aghaidh na huaire thart ar 30 ft. (9 m.) fada, 5 ft. (1.5 m.) ar fud an, agus 9 ft., m (2.75 m.) ard. Is iad na crios agus rollóirí a bhaineann na codanna ach amháin ag gluaiseacht. Is iad na Leictreoidí stáiseanóireacht agus comhdhéanta d'ábhar durable go cuí. Is é an crios déanta as plaisteach neamh-seoltaí. Is é an tomhaltas chumhacht deighilteoir ar thart 1 cileavatuaire in aghaidh an tona d'ábhar próiseáilte leis an chuid is mó de na cumhachta arna gcaitheamh dhá mótair tiomáint an crios.

Tá an próiseas go hiomlán tirim, éilíonn aon ábhar breise, nach fuinseog eitilt agus cuireann aon uisce dramhaíola nó astuithe aeir. Na ábhair shaothrófar éard fuinseog eitilt laghdaithe in cion de charbón leibhéil oiriúnach lena úsáid mar bhreismheascadh pozzolanic i coincréite, agus cuid bheag carbóin ard úsáideacha mar bhreosla. Soláthraíonn Úsáid sruthanna táirge araon 100% réiteach a eitilt fadhbanna diúscartha fuinseog.

PROASH® Aisghabháil ó líonann TALÚN

Fuarthas ceithre foinsí fuinseog ó líonadh talún: sampla A ó ghléasra cumhachta suite sa Ríocht Aontaithe agus samplaí B, C, agus D ó na Stáit Aontaithe. Gach na samplaí comhdhéanta de fuinseog ó dhóchán ghual biotúmanach ag coirí fóntais mór. Mar gheall ar an intermingling ábhair sna líonadh talún, Tá aon eolas breise ar fáil maidir le foinse guail nó dócháin coinníollacha sonracha.

Na samplaí seo mar a fuair STET atá idir 15% agus 27% Tá uisce mar tipiciúil le haghaidh ábhar líonta talún. Na samplaí atá freisin méideanna éagsúla de móra >1/8 orlach (~ 3 mm) ábhar. A ullmhú ar an sampla le haghaidh scaradh carbóin, baineadh an smionagar mór trí scagadh agus na samplaí sin a thriomú agus a deagglomerated roimh beneficiation carbóin. Tá measúnú déanta roinnt modhanna chun triomú / deagglomeration ag an scála píolótach chun barr feabhais ar an bpróiseas foriomlán. STET roghnaithe ar cruthaithe thionsclaíocht, Córas próiseála bia a chuireann a thriomú comhuaineach agus deagglomeration gá chun deighilt leictreastatach éifeachtach. Tá bileog sreabhadh próiseas ginearálta i láthair i bhFíor 2.

preprint- airteagal le foilsiú i ACAA Ash ag an Obair, Eagrán II 2015

figiúr 2: Próiseas Shreabhadh Léaráid

Ba iad na hairíonna de na samplaí a ullmhaithe go maith laistigh de raon na fuinseog eitilt fháil go díreach ó gnáth coirí fóntais. Tá achoimre ar na hairíonna is ábhartha maidir leis Fothaí deighilteoir agus táirgí araon i dTábla 2 mar aon le táirgí a aisghabháil.

IDIRSCARTHA CARBON

trialacha laghdaithe carbóin ag baint úsáide as an deighilteoir crios STET triboelectric thoradh aisghabháil an-mhaith le táirgí Loi íseal ó gach foinse fuinseog eitilt ceithre líonadh talún. Gearradh chúl an charbóin mar a pléadh thuas nach raibh degrade an scaradh ar bhealach ar bith i gcomparáid leis phróiseáil fuinseog úr.

An airíonna na fuinseoige eitilt Loi íseal aisghabháil ag baint úsáide as an bpróiseas STET don dá fuinseog freshly bailíodh ó na coire agus fuinseog ar ais ón líonadh talún tá achoimre i dTábla 1. Léiríonn na torthaí go bhfuil an caighdeán an táirge do ProAsh® a tháirgtear ó ábhar líonta talún comhionann le táirge a tháirgtear ó fhoinsí fuinseog eitilt úr.

Tábla 1: Airíonna beatha agus do bhaint ProAsh®.

preprint- airteagal le foilsiú i ACAA Ash ag an Obair, Eagrán II 2015

FEIDHMÍOCHT IN CONCRETE

An airíonna na ProAsh® ghintear ón ábhar líonta talún athghinte a bhí i gcomparáid leis sin de ProAsh® a tháirgtear ó fuinseog eitilt úr a ghineann na coirí fóntais as an suíomh céanna. Tagann an luaith athghinte phróiseáil sonraíochtaí uile ASTM C618 agus caighdeáin AASHTO M250. Déantar achoimre sa tábla seo a leanas an t-cheimic chun samplaí ó dhá cheann de na foinsí a léiríonn an difríocht neamhshuntasach idir an t-ábhar úr agus athghinte.

Tábla 2: Ash Ceimic fuinseoige Loi íseal.

Forbairt Neart de 20% a chur in ionad an fuinseoige Loi eitilt íseal i moirtéal ina 600 lb cementitious / YD3 (Féach Tábla 3 thíos) Léirigh an ProAsh® táirge díorthaithe ó fuinseog líonta talún thug moirtéal le neart inchomparáide leis moirtéal a tháirgtear ag baint úsáide as ProAsh® ó fuinseog eitilt úr a tháirgtear ag an suíomh céanna. Tá an táirge deiridh na fuinseoige reclaimed beneficiated thacódh deireadh ard úsáidí i dtionscal coincréite ag teacht leis an staid an-luachmhar ProAsh® taitneamh sna margaí a bhfreastalaíonn sí faoi láthair.

Tábla 3: neart compressive de sorcóirí moirtéal.

EACNAMAÍOCHT PRÓISEAS

Infhaighteacht gáis nádúrtha ar chostas íseal i Stáit Aontaithe Mheiriceá go mór le eacnamaíocht na bpróiseas a thriomú, lena n-áirítear an thriomú fliuchta fuinseog eitilt ó líonadh talún. Tábla 4 achoimre ar na costais bhreosla le haghaidh oibríochtaí i Stáit Aontaithe Mheiriceá le haghaidh 15% agus 20% na th 'taise. neamhéifeachtachtaí tipiciúla thriomú san áireamh sna luachanna a ríomh. Costais bunaithe ar mhais na ábhar tar éis a thriomú. Is iad na costais incriminteacha do thriomú fuinseog eitilt le haghaidh próiseála scaradh triboelectrostatic STET réasúnta íseal.

Tábla 4: Costais Triomú ar bhonn maise tirime.

preprint- airteagal le foilsiú i ACAA Ash ag an Obair, Eagrán II 2015

Fiú amháin leis an Chomh maith le costais a thriomú beatha, cuireann an phróiseas deighilte STET ar chostas íseal, thionsclaíocht cruthaithe, próiseas chun laghdú Loi de líonta talún fuinseog eitilt. Tá an próiseas STET haghaidh athghinte fuinseog eitilt aon trian le leath an chostais chaipitil i gcomparáid le córais dócháin atá bunaithe ar. Tá freisin ar an bpróiseas STET haghaidh reclaimed fuinseog eitilt astuithe i bhfad níos ísle leis an gcomhshaol i gcomparáid le dócháin nó córais snámhachta bunaithe. Ós rud é an fhoinse astaíochtaí aeir ach sa bhreis ar an tsuiteáil bpróiseas STET caighdeánach Is triomadóir gás-adhainte nádúrtha, cheadú a bheadh ​​réasúnta simplí.

Aisghafa FUEL LUACH HIGH-CHARBÓIN FLY ASH

Chomh maith leis an táirge ísealcharbóin lena n-úsáid i gcoincréit, branda ProAsh ainmnithe®, an phróiseas deighilte STET aisghabhann freisin amú ar shlí eile carbóin unburned i bhfoirm ar mhórán carbóin fuinseog eitilt, EcoTherm brandáilte™. EcoTherm™ Tá luach suntasach breosla agus is féidir a chur ar ais go héasca ar an gléasra cumhachta leictreachais ag baint úsáide as an EcoTherm STET™ Córas Fill ar laghdú ar an úsáid guail ag an ngléasra. nuair EcoTherm™ dóitear sa choire fóntais, Tá an fuinneamh ó dhóchán thiontú go brú ard / gal teocht ard agus ansin le leictreachas ag an éifeachtacht céanna le gual, de ghnáth 35%. An tiontú an fuinneamh teirmeach a aisghabháil le leictreachas i ST Trealamh & Technology LLC EcoTherm™ Tá córas Fill ar ais dhá nó trí huaire níos airde ná sin ar an teicneolaíocht iomaíoch ina bhfuil an fuinneamh a ghnóthú mar theas de ghrád íseal, i bhfoirm uisce the a scaiptear ar an gcóras uisce coire beatha. EcoTherm™ Tá úsáid freisin mar fhoinse alúmana i áitheanna stroighne, displacing an Báicsít níos costasaí a iompraítear de ghnáth achair fhada. Úsáid a bhaint as an EcoTherm carbóin ard™ fuinseog bíodh sé ag ghléasra cumhachta nó áith stroighin, Uasmhéadaíonn an aisghabháil fuinnimh ó ghual sheachadadh, ag laghdú an gá atá le mianach agus breosla breise a iompar chuig na háiseanna.

STET s talen Energy Brandon Shores, SMEPA R.D. Morrow, NBP Belledune, RWEnpower Didcot, EDF Energy West Burton, RWEnpower Aberthaw, agus an Chóiré Theas-Thoir Power eitilt plandaí fuinseog uile a chuimsiú is EcoTherm™ córais Tuairisceán.

ÁISEANNA PRÓISEÁIL STET ASH

Tá phróiseas scartha STET ar baineadh úsáid as tráchtála ó 1995 le beneficiation fuinseog eitilt agus ghin thar 20 milliún tonna de chaighdeán ard eitilt fuinseog le haghaidh táirgeadh coincréite. Rialaithe ProAsh eitilt Loi íseal®, a tháirgtear faoi láthair leis an teicneolaíocht STET ag a haon déag stáisiún cumhachta ar fud an U.S., Ceanada, an Ríocht Aontaithe., An Pholainn, agus Poblacht na Cóiré. ProAsh® Tá eitilt fuinseog faofa lena n-úsáid ag breis is fiche údarás mhórbhealaigh stáit, chomh maith le go leor gníomhaireachtaí sonraíocht eile. ProAsh® mbeidh sé deimhnithe freisin faoi Cheanada Cumann Caighdeáin agus EN 450:2005 caighdeáin cháilíochta san Eoraip. áiseanna próiseála Ash baint úsáide as teicneolaíocht STET liostaithe i dTábla 5.

preprint- airteagal le foilsiú i ACAA Ash ag an Obair, Eagrán II 2015

Tábla 5. Cuil Áiseanna Ash Próiseáil baint úsáide as teicneolaíocht scaradh STET

preprint- airteagal le foilsiú i ACAA Ash ag an Obair, Eagrán II 2015

CONCLÚIDÍ

Tar éis scalping oiriúnach d'ábhar mór, thriomú, agus deagglomeration, Is féidir le eitilt fuinseog aisghabháil ó líonadh talún plandaí fóntais a laghdú ar chion carbóin ag baint úsáide as an STET commercialized deighilteoir crios triboelectric. Caighdeán an táirge fuinseog eitilt, ProAsh® ag baint úsáide as an gcóras STET ar ábhar líonta talún athghinte comhionann le ProAsh® a tháirgtear ó úr fuinseog eitilt beatha. An ProAsh® Tá an táirge an-oireann go maith agus cruthaithe i dtáirgeadh coincréite. Beidh an téarnamh agus beneficiation de fuinseog líonta talún a chur ar fáil soláthar leanúnach de fuinseog scoth a sholáthar do tháirgeoirí nithiúla in ainneoin an táirgeadh laghdaithe fuinseog "úr" mar fóntais guail a laghdú giniúna. chomh maith, Beidh stáisiúin chumhachta gur gá luaith a bhaint as láithreáin líonta talún chun freastal ar rialacháin chomhshaoil ​​atá ag athrú a bheith in ann a bhaint as an bpróiseas chun a dhliteanais i leith táirgí dramhaíola isteach i ábhar luachmhar amh do tháirgeoirí nithiúla a athrú. Tá an próiseas scaradh STET le trealamh beatha réamh-próiseála do thriomú agus deagglomerating líonadh talún fuinseog eitilt rogha tarraingteach do beneficiation fuinseoige le costas i bhfad níos ísle agus astaíochtaí níos ísle i gcomparáid le dócháin eile agus córais snámhachta bunaithe.

TAGAIRTÍ

[1]Táirgí dócháin American Coal Ash Ghual agus Staitisticí Úsáid: http://www.acaa- usa.org/Publications/Production-Use-Reports.

[2]ST tuarascáil inmheánach, Lúnasa 1995.

[3]i,T.X,. Schaefer, JL, Ban, H., Neathery, J.K., agus Stencel, J.M. Dry beneficiation Próiseáil dóchan Fly Ash, Imeachtaí na Comhdhála DOE ar Carbóin unburned ar Utility Fly Ash, Bealtaine 19 20, Pittsburgh, PA, 1998.

[4]Baltrus, J.P., Diehl, J.R., Soong, Y., Sands, W. scaradh Triboelectrostatic ar eitilt fuinseog agus muirear cúlú, Breosla 81, (2002) pp.757-762.

[5]Cangialosi, F., Notarnicola, M., Liberti, L, Stencel, J. An ról atá ag síonchaitheamh ar eitilt dháileadh aisce fuinseog linn beneficiation triboelectrostatic, Iris na Ábhar Contúirteach, 164 (2009) pp.683-688.

liosta údar

Is Lewis Baker Bhainisteoir Tacaíochta Teicniúil Eorpach do ST Trealamh & teicneolaíocht (STET) atá bunaithe sa Ríocht Aontaithe

Is Abhishek Gupta Innealtóir Próiseas atá bunaithe ar an saoráid ngléasra Technologies Scaradh píolótach agus saotharlainne, STET Center Teicniúil, 101 Hampton Ave, Needham MA 02494 +1-781-972-2300

Dr. stephen Gasiorowski, Ph.D. Is Eolaí Sinsearach Taighde do ST Trealamh & teicneolaíocht (STET) lonnaithe sa New Hampshire.

Frank Hrach Leas-Uachtarán na Phróisis Innealtóireachta bunaithe ar an saoráid ngléasra Technologies Scaradh píolótach agus saotharlainne, STET Center Teicniúil, 101 Hampton Ave, Needham MA 02494 +1-781-972-2300