Triboelectrostatic Beneficiation მიწის შევსებული და ponded Fly Ash

ბეჭდვითი- სტატია უნდა გამოქვეყნდეს ACAA Ash სამუშაო, Issue II 2015

Triboelectrostatic Beneficiation of

მიწის ივსება და ponded Fly Ash

ლუის Baker, Abhishek Gupta, სტივენ Gasiorowski, და ფრენკ ჰრაჩ

ამერიკული ქვანახშირის Ash ასოციაცია (ACAA) ყოველწლიური კვლევის წარმოების და გამოყენების ნახშირის მფრინავები ნაცარი იუწყება, რომ შორის 1966 და 2011, მეტი 2.3 მილიარდი მოკლე ტონა მფრინავები ნაცარი უკვე მიერ წარმოებული ქვანახშირის კომუნალური ქვაბები.1 ამ თანხის დაახლოებით 625 მილიონი ტონა უკვე ბენეფიციალური გამოიყენება, ძირითადად ცემენტის და ბეტონის წარმოება. თუმცა, დარჩენილია 1.7+ მილიარდი ტონა პირველ რიგში ნაპოვნი ნაგავსაყრელზე ან შევსებული ponded impoundments. მიუხედავად იმისა, რომ გამოყენების განაკვეთები ახლად გენერირებული მფრინავები ნაცარი საგრძნობლად გაიზარდა ბოლო წლების განმავლობაში, მიმდინარე განაკვეთები ახლოს 45%, დაახლოებით 40 მილიონი ტონა მფრინავები ნაცარი გაგრძელდება განკარგვა ყოველწლიურად. მიუხედავად იმისა, რომ გამოყენების განაკვეთები ევროპაში ყოფილიყო ბევრად უფრო მაღალია, ვიდრე აშშ, მნიშვნელოვანი რაოდენობით მფრინავები ნაცარი ასევე ინახება ნაგავსაყრელების და impoundments ზოგიერთ ევროპულ ქვეყანაში.

ცოტა ხნის წინ, ინტერესი აღმოფხვრას ამ განწყობილი მასალა გაიზარდა, ნაწილობრივ იმის გამო, რომ მოთხოვნა მაღალი ხარისხის მფრინავები ნაცარი კონკრეტული და ცემენტის წარმოების პერიოდში შემცირდა წარმოების ქვანახშირის ელექტროენერგიის შემცირდა ევროპასა და ჩრდილოეთ ამერიკაში. შეშფოთება გრძელვადიანი გავლენა გარემოზე ასეთი ნაგავსაყრელი ასევე რითაც კომუნალური მოძიების ბენეფიციარი გამოყენების განაცხადების ინახება ash.

მიწის ივსება ASH QUALITY და საჭირო გამდიდრების

მიუხედავად იმისა, რომ ზოგიერთი ამ ინახება მფრინავები ნაცარი შეიძლება იყოს შესაფერისი მომგებიანი გამოყენება, როგორც თავდაპირველად გათხრილი, უმრავლესობის დასჭირდება გარკვეული დამუშავების უხარისხობა ცემენტის და ბეტონის წარმოება. მას შემდეგ, რაც ეს მასალა, როგორც წესი, wetted საშუალებას დამუშავება და დატკეპნა ხოლო თავიდან სადესანტო მტვერი თაობა, საშრობი და deagglomeration აუცილებელი მოთხოვნა გამოყენების კონკრეტული მას შემდეგ, რაც კონკრეტული მწარმოებლები გავაგრძელო პრაქტიკა ბეტონის მფრინავები ნაცარი, როგორც მშრალი, ჯარიმის ფხვნილი. თუმცა, დაარწმუნა ქიმიური შემადგენლობა ნაცარი აკმაყოფილებს სპეციფიკაციები, განსაკუთრებით ნახშირბადის შინაარსი იზომება როგორც დაკარგვა-on-ანთება (LAW), არის დიდი გამოწვევა. როგორც მფრინავები ნაცარი გამოყენების გაიზარდა ბოლო 20+ წლის, ყველაზე "in-spec" ash უკვე ბენეფიციალური გამოიყენება, და off ხარისხის ash განწყობილი. ამდენად, LOI შემცირება იქნება მოთხოვნა სარგებლობის უმრავლესობის მფრინავები ნაცარი ანაზღაურებადი კომუნალური impoundments.

LOI შემცირება TRIBOELECTRIC გამიჯვნა

მიუხედავად იმისა, რომ სხვა მკვლევარებმა გამოიყენება წვის ტექნიკა და ფლოტაციის პროცესების LOI შემცირება ამოღებული ნაგავსაყრელის და ponded მფრინავები ნაცარი, ST აღჭურვილობა & ტექნოლოგიები (STET) აღმოაჩინა, რომ მისი უნიკალური triboelectrostatic ქამარი გამოყოფის სისტემა, დიდი ხანია გამოიყენება beneficiation ახლად გენერირებული მფრინავები ნაცარი, ასევე ეფექტური ამოღებული ash შემდეგ შესაფერისი საშრობი და deagglomeration.

STET მკვლევარებმა ტესტირება triboelectrostatic გამოყოფის ქცევის გამხმარი ნაგავსაყრელის ash რამდენიმე მფრინავები ნაცარი ნაგავსაყრელზე ამერიკის და ევროპის. ეს ამოღებული ash გამოყოფილი ძალიან გავს ახლად წარმოქმნილი ფერფლის ერთი გასაკვირი განსხვავება: ნაწილაკების დატენვის შეცვალა, რომ საქართველოს ახალი ნაცარი ნახშირბადის დატენვის უარყოფითი იმ მინერალური.2 სხვა მკვლევარები ელექტროსტატიკური გამოყოფის მფრინავები ნაცარი ნახშირბადის ასევე დაფიქსირდა მოვლენებზე.3,4,5 პოლარობის STET triboelectrostatic გამყოფი ადვილად მორგებული საშუალებას უარის უარყოფითად დამუხტული ნახშირბადის გამხმარი ნაგავსაყრელის მფრინავები ნაცარი წყაროები. არ არის განსაკუთრებული შესწორებას გამყოფი დიზაინი და კონტროლის აუცილებელი გადაიდგა ამ მოვლენების.

ტექნიკა მიმოხილვა - FLY ASH CARBON გამიჯვნა

იმ STET ნახშირბადის გამყოფი (ფიგურა 1), მასალა ყელში შევიდა თხელი უფსკრული ორი პარალელური planar ელექტროდების. ნაწილაკების triboelectrically ღირებულებაა interparticle კონტაქტი. დადებითად დამუხტული ნახშირბადის და უარყოფითად დამუხტული მინერალური (ახლად წარმოქმნილი ნაცარი, რომელიც არ იქნა wetted და გამხმარი) იზიდავს საპირისპირო ელექტროდების. ნაწილაკების მაშინ როდესაც up უწყვეტი მოძრავი ქამარი და გადმოცემული საპირისპირო მიმართულებით. ქამარი მოძრაობს ნაწილაკების მიმდებარე თითოეულ ელექტროდი მიმართ საპირისპირო შაბათ გამყოფი. მაღალი ქამარი სიჩქარე ასევე საშუალებას ძალიან მაღალი throughputs, მდე 36 ტონა საათში ერთი გამყოფი. პატარა უფსკრული, მაღალი ძაბვის სფეროში, ეწინააღმდეგება მიმდინარე ნაკადის, ენერგიული ნაწილაკების ნაწილაკების აგიტაცია და თვითმმართველობის დასუფთავების აქცია ქამარი ელექტროდების კრიტიკული ფუნქციები

ბეჭდვითი- სტატია უნდა გამოქვეყნდეს ACAA Ash სამუშაო, Issue II 2015

საქართველოს STET გამყოფი. By მაკონტროლებელი სხვადასხვა პროცესის პარამეტრების, როგორიცაა ქამარი სიჩქარე, feed წერტილი, და საკვების კურსი, STET პროცესს დაბალი LOI მფრინავები ნაცარი ნახშირმჟავური შინაარსი ნაკლები 1.5 to 4.5% საწყისი feed fly ashes დაწყებული LOI საწყისი 4% ზე 25%.

Fig. 1 STET გამყოფი დამუშავება გამხმარი, ნაგავსაყრლის მფრინავები ნაცარი

გამყოფი დიზაინი შედარებით მარტივი და კომპაქტური. მანქანა განკუთვნილია დამუშავებას 40 ტონა საათში დაახლოებით 30 ft. (9 მ.) ხანგრძლივი, 5 ft. (1.5 მ.) ფართო, და 9 ft., მ (2.75 მ.) მაღალი. ქამარი და მასთან დაკავშირებული ლილვაკები ერთადერთი მოძრავი ნაწილები. ელექტროდების სტაციონარული და შედგება სათანადო გამძლე მასალა. ქამარი დამზადებულია არასამთავრობო გამტარ პლასტიკური. გამყოფი ის ენერგომოხმარება შესახებ 1 კილოვატ საათი ტონაზე მასალა დამუშავებული ყველაზე დენის მოხმარება ორი ძრავები მამოძრავებელი ქამარი.

პროცესი მთლიანად მშრალი, არ მოითხოვს დამატებითი მასალების გარდა fly ნაცარი და არ აწარმოებს ნარჩენების წყლის და ჰაერის გამოყოფა. ამოღებული მასალა შედგება მფრინავები ნაცარი შემცირდა ნახშირბადის შინაარსის დონე ვარგისია როგორც pozzolanic admixture კონკრეტული, და მაღალი ნახშირბადის ფრაქციას სასარგებლო როგორც საწვავი. გამოყენების ორივე პროდუქტის ნაკადების უზრუნველყოფს 100% გამოსავალი ფრენა ნაცარი განკარგულებაშია პრობლემები.

PROASH® ამოღებული მიწის ავსებს

ოთხი წყაროს ნაცარი მიღებული იქნა ნაგავსაყრელზე: ნიმუში საწყისი ელექტროსადგური მდებარეობს გაერთიანებული სამეფოს და ნიმუშები B, C, და D, ამერიკის შეერთებული შტატები. ყველა ეს ნიმუშები შედგებოდა ash წვის ბიტუმოვანი ნახშირის დიდი კომუნალური ქვაბები. იმის გამო, რომ intermingling მასალის ნაგავსაყრელების, არსებობს დამატებითი ინფორმაციის მიღება კონკრეტულ ნახშირის წყაროს ან წვის პირობების.

ნიმუშები როგორც მიერ მიღებული STET შეიცავდა შორის 15% და 27% წყალი, როგორც არის დამახასიათებელი ნაგავსაყრლის მასალა. ნიმუშები ასევე შეიცავდა განსხვავებული რაოდენობით დიდი >1/8 inch (~ 3 მმ) მასალა. მოამზადოს ნიმუშები ნახშირბადის გამოყოფის, დიდი ნარჩენების ამოღებულ იქნა სკრინინგისა და ნიმუშები შემდეგ გამხმარი და deagglomerated ადრე ნახშირბადის beneficiation. რამდენიმე მეთოდი საშრობი / deagglomeration უკვე შეფასებულია პილოტი მასშტაბის ოპტიმიზაციის მიზნით საერთო პროცესში. STET აქვს შერჩეული ინდუსტრიულად დაამტკიცა, საკვების დამუშავების სისტემა, რომელიც სთავაზობს ერთდროულად საშრობი და deagglomeration აუცილებელია ეფექტური ელექტროსტატიკური გამოყოფა. ზოგადი პროცესი ნაკადი ფურცელი არის წარმოდგენილი ფიგურა 2.

ბეჭდვითი- სტატია უნდა გამოქვეყნდეს ACAA Ash სამუშაო, Issue II 2015

ფიგურა 2: პროცესი დიაგრამაზე

თვისებები მომზადებული ნიმუშები კარგად ფარგლებში მფრინავები ნაცარი მიღებული პირდაპირ ნორმალური კომუნალური ქვაბები. ყველაზე მნიშვნელოვანი თვისებები როგორც გამყოფი feeds და პროდუქტების შეჯამებულია 2 ერთად ამოღებული პროდუქტი.

CARBON გამიჯვნა

ნახშირბადის შემცირების სასამართლოები გამოყენებით STET triboelectric ქამარი გამყოფი შედეგად ძალიან კარგი აღდგენა დაბალი LOI პროდუქცია ოთხივე ნაგავსაყრელის მფრინავები ნაცარი წყაროები. საპირისპირო დატენვის ნახშირბადის როგორც ზემოთ განხილული არ დეგრადაცია გამოყოფის არანაირად შედარებით დამუშავების ახალი ნაცარი.

თვისებები დაბალი LOI მფრინავები ნაცარი ამოღებული გამოყენებით STET პროცესი, როგორც ახლად შეგროვებული ნაცარი ქვაბის და ნაცარი ამოღებული ნაგავსაყრელი შეჯამებულია 1. შედეგები აჩვენებს, რომ პროდუქტის ხარისხის ProAsh® წარმოებული ნაგავსაყრლის მასალა უდრის პროდუქტი მზადდება ახალი მფრინავები ნაცარი წყაროები.

მაგიდა 1: Properties საკვების და ამოღებული ProAsh®.

ბეჭდვითი- სტატია უნდა გამოქვეყნდეს ACAA Ash სამუშაო, Issue II 2015

წარმოდგენა CONCRETE

თვისებები ProAsh® გამომუშავებული დაიბრუნეს ნაგავსაყრელის მატერიალური შედარებით ProAsh® მზადდება ახალი მფრინავები ნაცარი მიერ გამომუშავებული კომუნალური ქვაბები და იგივე. დამუშავებული დაიბრუნეს ash აკმაყოფილებს ყველა სპეციფიკაციები ASTM C618 და AASHTO M250 სტანდარტების. შემდეგი ცხრილი აჯამებს ქიმიის ნიმუშები ორი წყაროების გვიჩვენებს უმნიშვნელო განსხვავება ახალი და დაიბრუნეს მასალა.

მაგიდა 2: Ash ქიმიის დაბალი LOI ash.

Strength განვითარების 20% ჩანაცვლების დაბალი LOI მფრინავები ნაცარი ნაღმტყორცნებიდან შემცველი 600 lb ცემენტის / yd3 (ცხრილი 3 ქვევით) აჩვენა ProAsh® პროდუქტის გამომდინარე ნაგავსაყრლის ash დაემორჩილა ნაღმტყორცნებიდან ძალა შედარებით ნაღმტყორცნებიდან გამოშვება ProAsh® ახალი მფრინავები ნაცარი წარმოებული იმავე ადგილას. ბოლოს პროდუქტი beneficiated დაიბრუნეს ash მხარს დაუჭერს მაღალი ბოლოს იყენებს კონკრეტულ ინდუსტრიაში შეესაბამება უაღრესად ღირებული პოზიცია ProAsh® სარგებლობს ბაზარზე ეს გაკეთებული ემსახურება.

მაგიდა 3: კომპრესიული ძალა ნაღმტყორცნებიდან ცილინდრი.

პროცესის ECONOMICS

ხელმისაწვდომობის დაბალი ღირებულება ბუნებრივი აირის USA მნიშვნელოვნად აძლიერებს ეკონომიკის საშრობი პროცესები, მათ შორის სიმშრალე დასველებულ fly ნაცარი ნაგავსაყრელზე. მაგიდა 4 უყრის საწვავის ხარჯებს ოპერაციების ამერიკის 15% და 20% ტენიანობის შინაარსი. ტიპიური inefficiencies საშრობი შედის გამოითვლება ღირებულებების. ხარჯები ეფუძნება მასა მასალა გაშრობის შემდეგ. დამატებითი ხარჯები საშრობი მფრინავები ნაცარი for STET triboelectrostatic გამოყოფის დამუშავება შედარებით დაბალი.

მაგიდა 4: გაშრობის ხარჯების საფუძველზე გამხმარი მასობრივი.

ბეჭდვითი- სტატია უნდა გამოქვეყნდეს ACAA Ash სამუშაო, Issue II 2015

მაშინაც კი, დამატებით feed საშრობი ხარჯები, STET გამოყოფის პროცესს სთავაზობს დაბალი ღირებულება, ინდუსტრიულად დაამტკიცა, პროცესი LOI შემცირება ნაგავსაყრლის მფრინავები ნაცარი. STET პროცესი დაიბრუნეს მფრინავები ნაცარი არის ერთი მესამედი ერთ ნახევარი დედაქალაქის ღირებულება შედარებით აალება სისტემები. STET პროცესი reclaimed მფრინავები ნაცარი ასევე მნიშვნელოვნად დაბალია გამონაბოლქვი გარემოს შედარებით წვის ან ფლოტაციის დაფუძნებული სისტემები. მას შემდეგ, რაც მხოლოდ დამატებითი ჰაერის ემისიის წყარო სტანდარტული STET პროცესი ინსტალაცია ბუნებრივი გაზის გათავისუფლებული საშრობი, ნებართვების იქნება შედარებით მარტივი.

ამოღებული საწვავის ღირებულება მაღალი CARBON FLY ASH

გარდა ამისა, დაბალი ნახშირბადის პროდუქტის გამოყენება კონკრეტული, ბრენდის სახელწოდებით ProAsh®, STET გამოყოფის პროცესს ასევე აღდგება სხვაგვარად შეეწირა დაუმწვარი ნახშირბადის სახით ნახშირბადის მდიდარი მფრინავები ნაცარი, ბრენდირებული ეკოთერმის™. ეკოთერმის™ მნიშვნელოვანი საწვავის ღირებულება და ადვილად უბრუნდება ელექტროსადგური გამოყენებით STET ეკოთერმის™ დაბრუნება სისტემა შეამციროს ნახშირის გამოყენება მცენარეთა. როდესაც ეკოთერმის™ იწვება კომუნალური ქვაბის, ენერგეტიკის წვის მოაქცია მაღალი წნევის / მაღალი ტემპერატურის ორთქლი და შემდეგ ელექტროენერგიის ამავე ეფექტურობა, როგორც ნახშირი, როგორც წესი, 35%. კონვერტაციის ამოღებული თერმული ენერგია ელექტროენერგიის ST აღჭურვილობა & Technology LLC ეკოთერმის™ დაბრუნება სისტემა ორ-სამჯერ უფრო მაღალია, ვიდრე კონკურენტული ტექნოლოგია სადაც ენერგია ამოღებული, როგორც უხარისხო სითბოს სახით ცხელი წყალი, რომელიც გავრცელდება ქვაბის წყლის სისტემის. ეკოთერმის™ ასევე გამოიყენება როგორც წყარო ალუმინის ცემენტის kilns, რითაც უფრო ძვირი bauxite, რომელიც, როგორც წესი, ტრანსპორტირება ხანგრძლივი დისტანციებზე. გამოყენება მაღალი ნახშირბადის ეკოთერმის™ ash არც ერთი ელექტროსადგური ან ცემენტის, მაქსიმალურად ენერგიის აღდგენა მიწოდება ნახშირის, შემცირების საჭიროება დანაღმვას და ტრანსპორტირება დამატებითი საწვავის ობიექტების.

STET ის TALEN ენერგეტიკის Brandon Shores, SMEPA R.D. Morrow, nbp Belledune, RWEnpower Didcot, EDF Energy West Burton, RWEnpower Aberthaw, და კორეის სამხრეთ-აღმოსავლეთ Power ფრენა ნაცარი მცენარეთა ყველა მოიცავს ეკოთერმის™ დაბრუნების სისტემები.

STET ASH გადამამუშავებელი ობიექტების

STET გამოყოფის პროცესი უკვე გამოიყენება კომერციული წლიდან 1995 for მფრინავები ნაცარი beneficiation და გენერირებული მეტი 20 მილიონი ტონა მაღალი ხარისხის ფრენა ნაცარი ბეტონის წარმოებაში. კონტროლირებადი დაბალი LOI fly ProAsh®, ამჟამად მზადდება STET ტექნოლოგია თერთმეტი სადგურების მთელ აშშ, კანადაში, გაერთიანებული სამეფო., პოლონეთი, და კორეის რესპუბლიკის. ProAsh® ფრენა ნაცარი უკვე დამტკიცებული გამოყენებისათვის მეტი ოცი სახელმწიფო გზატკეცილზე ხელისუფლება, ისევე როგორც ბევრი სხვა დაზუსტება სააგენტოები. ProAsh® უკვე დამოწმებული ქვეშ კანადის სტანდარტები ასოციაცია და EN 450:2005 ხარისხის სტანდარტების ევროპაში. Ash გადამამუშავებელი ობიექტების გამოყენებით STET ტექნოლოგია ჩამოთვლილია მაგიდა 5.

ბეჭდვითი- სტატია უნდა გამოქვეყნდეს ACAA Ash სამუშაო, Issue II 2015

მაგიდა 5. ფრენა ნაცარი გენერაციის ობიექტების გამოყენებით STET გამოყოფის ტექნიკა

ბეჭდვითი- სტატია უნდა გამოქვეყნდეს ACAA Ash სამუშაო, Issue II 2015

დასკვნები

მას შემდეგ, რაც შესაფერისი scalping დიდი მასალა, საშრობი, და deagglomeration, ფრენა ნაცარი ამოღებული სასარგებლო მცენარეთა ნაგავსაყრელების შეიძლება შემცირდეს ნახშირბადის შინაარსი გამოყენებით გაიყიდება STET triboelectric ქამარი გამყოფი. ხარისხის მფრინავები ნაცარი პროდუქტი, ProAsh® გამოყენებით STET სისტემის დაიბრუნეს ნაგავსაყრელის მასალა უდრის ProAsh® მზადდება ახალი feed მფრინავები ნაცარი. ProAsh® პროდუქტი ძალიან კარგია და აპრობირებული ბეტონის წარმოებაში. აღდგენა და beneficiation of ნაგავსაყრლის ash უზრუნველყოფს უწყვეტი მიწოდების მაღალი ხარისხის ნაცარი კონკრეტული, მიუხედავად შემცირებული წარმოების "ახალი" ash როგორც ქვანახშირის კომუნალური შეამციროს თაობის. გარდა ამისა,, ჰესების, უნდა ამოიღონ ნაცარი ნაგავსაყრელების ცვალებად გარემოს დაცვის წესებს შეძლებს გამოიყენოს პროცესის შეცვალოს ნარჩენების პროდუქტის პასუხისმგებლობის შევიდა ღირებული ნედლეულის ბეტონის მწარმოებელთა. STET გამოყოფის პროცესს საკვების წინასწარი დამუშავების აღჭურვილობა საშრობი და deagglomerating ნაგავსაყრელის მფრინავები ნაცარი არის მიმზიდველი ვარიანტი ნაცარი beneficiation მნიშვნელოვნად იაფად და ქვედა გამოყოფა შედარებით სხვა წვის და ფლოტაციის დაფუძნებული სისტემები.

ლიტერატურა

[1]American Coal Ash ქვანახშირის წვის პროდუქტების და გამოყენების სტატისტიკა: http://www.acaa- usa.org/Publications/Production-Use-Reports.

[2]ST შიდა ანგარიში, აგვისტო 1995.

[3]in,T.X,. სხეფერის, JL, Ban, H., Neathery, J.K., და Stencel, J.M. მშრალი Beneficiation გენერაციის წვის Fly Ash, შრომები DOE კონფერენცია დაუმწვარი Carbon კომუნალური Fly Ash, მაისი 19 20, Pittsburgh, PA, 1998.

[4]Baltrus, J.P., Diehl, J.R., Soong, Y., Sands, W. Triboelectrostatic გამოყოფის მფრინავები ნაცარი და პასუხისმგებელი შეცვლის, Საწვავი 81, (2002) pp.757-762.

[5]Cangialosi, F., Notarnicola, მ, Liberti, L, Stencel, J. როლი გამოფიტვის on მფრინავები ნაცარი პასუხისმგებელი განაწილების დროს triboelectrostatic beneficiation, ჟურნალი სახიფათო მასალების, 164 (2009) pp.683-688.

ავტორის

Lewis Baker ევროპული ტექნიკური მხარდაჭერის მენეჯერი ST აღჭურვილობა & ტექნიკა (STET) საფუძველზე გაერთიანებული სამეფო

Abhishek Gupta არის პროცესი ინჟინერი საფუძველზე დაშორიშორების ტექნოლოგიები პილოტი მცენარეთა და ლაბორატორიული დაწესებულებაში, STET ტექნიკური ცენტრი, 101 Hampton Ave, Needham MA 02494 +1-781-972-2300

Dr. სტივენ Gasiorowski, მეცნიერებათა დოქტორი. უფროსი მეცნიერ for ST აღჭურვილობა & ტექნიკა (STET) დაფუძნებული New Hampshire.

Frank ჰრაჩ არის ვიცე-პრეზიდენტი პროცესი საინჟინრო საფუძველზე დაშორიშორების ტექნოლოგიები პილოტი მცენარეთა და ლაბორატორიული დაწესებულებაში, STET ტექნიკური ცენტრი, 101 Hampton Ave, Needham MA 02494 +1-781-972-2300