Triboelectrostatic sodrinimo žemės užpildyti ir Ponded pelenai

IŠANKSTINIS SPAUSDINIMAS- straipsnis turi būti paskelbtas ACAA Ash darbe, II numeris 2015

Triboelektrostatinis

Žemė užpildyta ir užtvenkti lakieji pelenai

Autorius Lewis Baker, Abhishek Gupta, Steponas Gasiorowski, Ir Frank Hrach

Amerikos anglių pelenai asociacija (ACAA) metinėje apžvalgoje gamybos ir naudojimo anglių pelenai byloja, kad tarp 1966 ir 2011, per 2.3 milijardų trumpų tonų pelenai buvo gaminami akmens anglimi kūrenamų katilų.1 Iš šios sumos maždaug 625 pozityviai vartojamos milijonų tonų, daugiausia cemento ir betono gamybai. Tačiau, likusi 1.7+ milijardų tonų yra randamos sąvartynuose arba užpildyti ponded impoundments. O naudos koeficientus, šviežiai sukurtas pelenai pastaraisiais metais žymiai padidėjo, Dabartinis lygis – 45%, maždaug 40 milijonų tonų pelenų ir toliau turi būti realizuotas per metus. Nors panaudojimo lygis Europoje buvo daug didesnė nei JAV, didelės apimties pelenai taip pat buvo saugomos sąvartynų ir impoundments kai kuriose Europos šalyse.

Neseniai, susidomėjimas šios šalinamos medžiagos susigrąžinimu padidino, iš dalies dėl aukštos kokybės lakiųjų pelenų betono ir cemento gamybai paklausos, nes europoje ir Šiaurės Amerikoje sumažėjo anglimi kūrenamos elektros energijos gamyba. Susirūpinimas dėl tokių sąvartynų ilgalaikio poveikio aplinkai taip pat skatina komunalines paslaugas rasti naudingą šių saugomų pelenų naudojimo paskirtį.

ŽEMĖS PELENŲ KOKYBĖ IR REIKALAUJAMA PARAMOS

Nors kai kurie iš šių pelenų gali būti tinkami naudingam naudojimui, nes iš pradžių iškasti, dauguma reikės tam tikro perdirbimo, kad atitiktų cemento arba betono gamybos kokybės standartus,. Kadangi medžiaga paprastai buvo sudrėkinta, kad būtų galima tvarkyti ir sutankinti, vengiant ore esančių dulkių susidarymo, Džiovinimas ir deagglomeracija yra būtinas reikalavimas norint juos naudoti betone, nes betono gamintojai norės tęsti lakiųjų pelenų kaip sausų lakiųjų pelenų pakavimo praktiką., smulkūs milteliai. Tačiau, pelenų cheminę sudėtį, atitinka specifikacijas,, visų pirma anglies kiekis, išmatuotas kaip nuostolingas (LOI), yra didesnis iššūkis. Kadangi lakiųjų pelenų panaudojimas per pastaruosius 20+ metų, dauguma "in-spec" pelenų buvo naudingai naudojami, ir ne kokybės pelenai, išmesti. Taigi, LOI sumažinimas bus naudoti didžiąją dalį lakiųjų pelenų, atkuriamų iš komunalinių konfiskavimo atvejų reikalavimas.

LOI SUMAŽINIMAS TRIBOELEKTRINIS ATSKYRIMAS

Nors kiti tyrėjai naudojo degimo metodus ir flotacijos procesus, kad sumažintų išgautus sąvartynuose ir tvenkintus musių pelenus., ST įranga & Technologijas (STET) nustatė, kad jos unikali triboelectrostatic diržų atskyrimo sistema, ilgai naudojami naujai susidariusiems lakiųjų pelenų panaudojimui, taip pat veiksmingas atgautų pelenų po tinkamo džiovinimo ir deagglomeration.

STET tyrėjai išbandė džiovintų sąvartynuose šalinamų pelenų triboelektrostinį atskyrimo elgesį iš kelių musių pelenų sąvartynų Amerikoje ir Europoje. Šis regeneruotas pelenų atskirti labai panašiai kaip šviežiai susidariusių pelenų su vienu stebina skirtumas: dalelių įkrovimas buvo pakeistas nuo šviežių pelenų, o anglies apmokestinimo neigiamas kiekis mineralinio.2 Kiti mokslininkai elektrostatinio atskyrimo lakiųjų pelenų anglies taip pat pastebėjo šį reiškinius.3,4,5 STET triboelektrostatinio separatoriaus poliškumą galima lengvai reguliuoti, kad būtų galima atmesti neigiamo krūvio anglį iš sausų sąvartynuose šalinamų lakiųjų pelenų šaltinių. Norint prisitaikyti prie šio reiškinio, nereikia jokių specialių separatoriaus konstrukcijos ar valdiklių pakeitimų..

TECHNOLOGIJŲ APŽVALGA – PELENAI ANGLIES DIOKSIDO ATSKYRIMO

Į STET anglies separatorių (Paveikslas 1), medžiaga paduodama į plonas tarpelį tarp dviejų lygiagrečių plokščių elektrodų. Dalelės triboelectrically įkraunamos tarpdalelių sąlyčio. Teigiamo krūvio anglis ir neigiamo krūvio mineralinių (– šviežiai sukurtas ash ne išmirkytu ir džiovinti) traukia į elektrodai priešais. Dalelių paskui nusirito nuolat juda diržus ir vežami į priešingas puses. Juosta juda greta kiekvieno elektrodo link priešingose galų separatoriaus dalelių. Didelis juostos greitis leidžia taip pat labai aukšto našumo, iki 36 tonos per valandą ant vieno skyriklį. Maži tarpai, aukštos įtampos laukas, skaitiklis srov, Svarbiausios savybės yra energingas dalelių maišymas ir diržo savaiminis išsivalymas ant elektrodų

IŠANKSTINIS SPAUSDINIMAS- straipsnis turi būti paskelbtas ACAA Ash darbe, II numeris 2015

STET separatoriaus. Reguliuojant įvairių proceso parametrų, pvz. juostos greitis, pašarų punktas, ir pateikimo sparta, STET procesą sudaro mažas LOI pelenai ne anglies kiekis mažiau nei 1.5 į 4.5% iš pašarų skristi svyruoja LOI iš pelenų 4% per 25%.

Fig. 1 STET separatoriaus apdorojimas džiovintas, sąvartynuose šalinami musės pelenai

Skirtukas dizainas yra gana paprastas ir kompaktiškas. Mašina, skirta apdoroti 40 tonų per valandą yra maždaug 30 Ft. (9 m.) ilgas, 5 Ft. (1.5 m.) Platus, ir 9 metrų., m (2.75 m.) didelis. Diržas ir susijusios volai yra vos judančias. Į elektrodai yra stacionarus ir kurį sudaro atitinkamai tvirtos medžiagos. Diržas pagamintas iš nelaidaus plastiko. Į separatorių elektros energijos kiekis yra apie 1 kilovatvalandžių už toną perdirbtą su dauguma du variklius, važiavimo juostos suvartojama galia.

Šis procesas yra visiškai sausas, reikalaujama jokių papildomų medžiagų, išskyrus lakieji pelenai ir gamina jokio vandens ar oro taršos mažinimo. Regeneruotos medžiagos sudaro pelenai mažinamas anglies kiekio lygis tinka naudoti kaip Pucolaninio priedu betono, ir naudinga, kaip kuro didelis anglies frakcija. Abiejų produktų srautų panaudojimas suteikia tam 100% pelenų šalinimo problemų sprendimas.

PROAŠAS® ATGAUTA IŠ ŽEMĖS UŽPILDŲ

Iš sąvartynų buvo gauti keturi pelenų šaltiniai: A pavyzdys iš Jungtinėje Karalystėje esančios elektrinės ir B pavyzdžiai, C, ir D iš Jungtinių Amerikos Valstijų. Visus šiuos mėginius sudarė pelenai iš bituminių anglių degimo dideliais komunaliniais katilais. Dėl medžiagų susimišimo į sąvartynus, daugiau informacijos apie konkrečias anglies šaltinio ar degimo sąlygas nėra..

STET gauti mėginiai, esantys tarp 15% ir 27% vandens, kaip būdinga sąvartynuose šalinamoms medžiagoms. Mėginiuose taip pat buvo įvairaus kiekio didelių >1/8 colių (~3 mm) Medžiagos. Mėginių paruošimas anglies atskyrimui, didelės nuolaužos buvo pašalintos atrankinės patikros būdu, o mėginiai prieš anglies dioksido beneficiaciją išdžiovinti ir deagglomerated. Siekiant optimizuoti bendrą procesą, bandomuoju mastu buvo įvertinti keli džiovinimo/deagglomeracijos metodai. STET pasirinko pramoniniu požiūriu patikrintą, pašarų apdorojimo sistema, leidžianti vienu metu džiovinti ir deagglomeruoti, būtiną efektyviam elektrostatiniam atskyrimui. Bendras proceso srauto lapas pateikiamas paveiksle 2.

IŠANKSTINIS SPAUSDINIMAS- straipsnis turi būti paskelbtas ACAA Ash darbe, II numeris 2015

Paveikslas 2: Proceso eigos diagrama

Paruoštų mėginių savybės atitiko lakiųjų pelenų, gautų tiesiogiai iš įprastų komunalinių katilų, asortimentą. Tinkamiausios skyriklio informacijos santraukų ir produktų savybės apibendrintos lentelėje 2 kartu su regeneruotu produktu.

ANGLIES ATSKYRIMAS

Anglies dioksido mažinimo bandymai, naudojant STET triboelektrinį diržų separatorių, labai gerai išgavo mažai LOI produktus iš visų keturių sąvartynų lakiųjų pelenų šaltinių. Atvirkštinis anglies įkrovimas, kaip aptarta pirmiau, niekaip nepablogino atskyrimo, palyginti su šviežių pelenų perdirbimu.

Mažo LOI lakiųjų pelenų, regeneruotų naudojant STET procesą, savybės tiek šviežiai surinktoms katilo pelenams, tiek iš sąvartyno atgautiems pelenams apibendrinti lentelėje 1. Rezultatai rodo, kad ProAsh produkto kokybė® pagamintas iš sąvartynuose šalinamų medžiagų yra lygiavertis produktui, pagamintam iš šviežių lakiųjų pelenų šaltinių.

Lentelė 1: Pašarų savybės ir regeneruotas ProAsh®.

IŠANKSTINIS SPAUSDINIMAS- straipsnis turi būti paskelbtas ACAA Ash darbe, II numeris 2015

NAŠUMAS BETONU

"ProAsh" savybės® iš regeneruotų sąvartynų medžiagų buvo lyginamos su "ProAsh" medžiagomis® pagaminti iš šviežių lakiųjų pelenų, susidarančių iš komunalinių katilų iš tos pačios vietos. Perdirbti regeneruoti pelenai atitinka visas ASTM C618 ir AASHTO M250 standartų specifikacijas. Šioje lentelėje apibendrinama dviejų šaltinių mėginių chemija, rodanti nereikšmingą skirtumą tarp šviežios ir regeneruotos medžiagos.

Lentelė 2: Pelenai Chemija mažai LOI pelenų.

Stipriosios stiprybės plėtra 20% mažo LSS lakiųjų pelenų pakeitimas skiediniu, kuriame yra 600 lb cementinis/ yd3 (Žiūrėkite lentelę 3 Žemiau) parodė "ProAsh"® produktas, gautas iš sąvartynuose pašalintų pelenų, iš kurių gauti skiediniai, kurių stiprumas panašus į skiedinių, pagamintų naudojant ProAsh, stiprumą® iš šviežių lakiųjų pelenų, pagamintų toje pačioje vietoje. Galutinis bevaisių regeneruotų pelenų produktas palaikytų aukščiausios klasės naudojimą betono pramonėje, atitinkantį labai vertingą "ProAsh" poziciją® naudojasi šiuo metu aptarnaujamose rinkose.

Lentelė 3: Skiedinio cilindrų gniuždomasis stipris.

PROCESO EKONOMIKA

Pigių gamtinių dujų prieinamumas JAV labai pagerina džiovinimo procesų ekonomiką, įskaitant sudrėkintų musių pelenų džiovinimą iš sąvartynų. Lentelė 4 apibendrina degalų sąnaudas operacijoms JAV 15% ir 20% drėgmės kiekis. Tipiniai džiovinimo trūkumai įtraukiami į apskaičiuotas vertes. Išlaidos pagrįstos medžiagos mase po džiovinimo. Papildomos skraidymo pelenų džiovinimo stet triboelectrostatic atskyrimo apdorojimo išlaidos yra palyginti mažos.

Lentelė 4: Džiovinimo išlaidos pagal džiovintą masę.

IŠANKSTINIS SPAUSDINIMAS- straipsnis turi būti paskelbtas ACAA Ash darbe, II numeris 2015

Net ir pridėjus pašarų džiovinimo išlaidas, STET atskyrimo procesas siūlo mažą kainą, pramoniniu požiūriu įrodytas, LOI šalinimo į sąvartynus šalinamų lakiųjų pelenų mažinimo procesas. STET procesas, taikomas regeneruotiesiems lakiesiems pelenams, sudaro nuo trečdalio iki pusės kapitalo sąnaudų, palyginti su deginimu grindžiamomis sistemomis. Be to, regeneruotų lakiųjų pelenų STET procesas į aplinką išmeta gerokai mažiau teršalų, palyginti su degimo ar flotacija grindžiamomis sistemomis. Kadangi vienintelis papildomas oro taršos šaltinis standartiniame STET proceso įrenginyje yra gamtinėmis dujomis kūrenama džiovykla, Išduoti leidimus būtų gana paprasta.

ATKURTUS KURO VERTĖ YRA DAUG ANGLIES PELENAI

Be to, mažo anglies dioksido kiekio vaistu, skirtu betonui, prekės ženklas, pavadintas ProAsh®, STET atskyrimo procesas taip pat susitraukia kitaip švaistomi nesudegusių anglies anglies dioksido turinčių lakiųjų pelenų pavidalu, firminis EcoTherm™. EcoTherm (Netoli viešbučio)™ turi didelę degalų vertę ir gali būti lengvai grąžintas į elektrinę naudojant "STET EcoTherm"™ Grąžinimo sistema, siekiant sumažinti anglies naudojimą įmonėje. Kai EcoTherm™ deginamas komunalinių paslaugų katile, deginimo energijos konvertuojamas į aukšto slėgio / aukštos temperatūros garais ir tada elektros energiją taip pat veiksmingai kaip anglis, paprastai 35%. Regeneruotos šiluminės energijos konvertavimas į elektros energiją ST įrangoje & Technologijos UAB EcoTherm™ Grąžinimo sistema yra nuo dviejų iki trijų kartų didesnė už konkurencingos technologijos, kurioje energija atkuriama kaip žemos kokybės šiluma karšto vandens pavidalu, kuris cirkuliuoja į katilo tiekimo vandens sistemą. EcoTherm (Netoli viešbučio)™ taip pat naudojamas kaip aliuminio oksido šaltinis cemento krosnyse, išstumti brangesnį boksą, kuris paprastai gabenamas dideliais atstumais. Naudojant aukštos anglies EcoTherm™ pelenai jėgainėje arba cemento krosnyje, padidina energijos gavybą iš pristatytų anglies, nereikia dažnai kasyklos ir papildomos kuro prie įrenginių.

PALIKTI 's Talen energijos Brandon krantų, SMEPA R.D. Rytoj, LNB Belledune, RWEnpower Didcot, EPF energijos Vakarų Burton, RWEnpower Aberthaw, ir "Korea South-East Power" lakiųjų pelenų gamyklose yra "EcoTherm"™ Grąžinimo sistemos.

STET PELENŲ PERDIRBIMO ĮRENGINIAI

STET atskyrimo procesas buvo naudojamas komerciniais tikslais nuo tada, kai 1995 už pelenų subsidijavimą ir sukūrė daugiau nei 20 milijonai tonų aukštos kokybės lakiųjų pelenų betono gamybai. Kontroliuojamas žemas LOI skraidymas ProAsh®, šiuo metu gaminamas naudojant STET technologiją vienuolikoje elektrinių visoje JAV., Kanada, Jungtinėje Karalystėje, Lenkija, ir Korėjos Respublika. ProAsh (Netoli® lakieji pelenai buvo patvirtinti naudoti daugiau nei dvidešimt valstybinių greitkelių valdžios institucijų, taip pat daug kitos specifikacijos agentūros. ProAsh (Netoli® taip pat buvo sertifikuoti pagal Kanados standartų asociaciją ir EN 450:2005 kokybės standartų Europoje. Pelenų perdirbimo komplekso STET technologija yra pateikti lentelėje 5.

IŠANKSTINIS SPAUSDINIMAS- straipsnis turi būti paskelbtas ACAA Ash darbe, II numeris 2015

Lentelė 5. Lakiųjų pelenų apdorojimo įrenginiai, kuriuose naudojama STET atskyrimo technologija

IŠANKSTINIS SPAUSDINIMAS- straipsnis turi būti paskelbtas ACAA Ash darbe, II numeris 2015

IŠVADOS

Po tinkamo skalpavimo iš didelės medžiagos, Džiovinimo, ir deagglomeration, iš komunalinių įrenginių sąvartynų gautas lakiųjų pelenų kiekis gali būti sumažintas naudojant komercializuotą STET triboelektrinių diržų separatorių. Skraidymo pelenų produkto kokybė, ProAsh (Netoli® STET sistemos naudojimas regeneruotoms sąvartynų medžiagoms yra lygiavertis "ProAsh"® pagaminti iš šviežių pašarinių lakiųjų pelenų. "ProAsh"® Produktas yra labai gerai pritaikytas ir įrodytas betono gamyboje. Sąvartynuose šalinamų pelenų regeneravimas ir naudos gavimas užtikrins nuolatinį aukštos kokybės pelenų tiekimą betono gamintojams, nepaisant sumažėjusios "šviežių" pelenų gamybos, nes anglimis kūrenamos komunalinės paslaugos mažina gamybą. Be to, elektrinės, kurioms reikia pašalinti pelenus iš sąvartynų, kad atitiktų besikeičiančias aplinkos apsaugos taisykles, galės panaudoti procesą, kad pakeistų atliekų produktų atsakomybę į vertingą žaliavą konkretiems gamintojams. STET atskyrimo procesas su pašarų pirminio apdorojimo įranga, skirta džiovinti ir deagglomeruoti sąvartynuose šalinamus lakiuosius pelenus, yra patraukli galimybė naudoti pelenus su gerokai mažesnėmis sąnaudomis ir mažesniu išmetamųjų teršalų kiekiu, palyginti su kitomis degimo ir flotacijos sistemomis.

NUORODOS

[1]Amerikos anglių pelenai anglių degimo produktų ir naudojimo statistika: http://El. paštas: www.acaa- usa.org/Publications/Production-Use-Reports.

[2]ST vidaus ataskaita, Rugpjūčio 1995.

[3]Li,T.X (Netoli,. Schaefer, Aistė Liutkuviene, Draudimas, H., Neathery, Aistė Jasiulaitė, ir Stencel, Mindaugas Jokubauskas. Sausas geranoriškas degimo fly Ash apdorojimas, Doe konferencijos dėl nesudegusio anglies naudojimo "Fly Ash" procesas, Gali 19 20, Pitsburgas, Pa, 1998.

[4]Baltrusas, Jp., Diehl, Jr., Soong (Netoli vadinamųjų), Y., Sands, W. Lakiųjų pelenų triboelektrostatinis atskyrimas ir įkrovos atstatymas, Kuro 81, (2002) 2004 m. 1 31.

[5]Cangialosi (Netoli |, F., Notarnicola (Lietuvių), M., Liberti (Netoli "Netlog", L, Stencel, J. Oro sąlygų dėl fly ash charge paskirstymo vaidmuo triboelectrostatic naudos, Pavojingų medžiagų leidinys, 164 (2009) 683–688 m..

AUTORIAI

Lewis Baker yra Europos st įrangos techninės pagalbos vadovas & Technologijos (STET) Įsikūrusi Jungtinėje Karalystėje

Abhishek Gupta yra procesų inžinierius, dirbantis "Separation Technologies" bandomojoje gamykloje ir laboratorijos įrenginyje, STET techninis centras, 101 Hamptono pr., Needham MA 02494 +1-781-972-2300

Dr.. Steponas Gasiorowski, Mokslų daktaras. yra vyresnysis ST įrangos mokslinis bendradarbis & Technologijos (STET) įsikūręs Naujajame Hampšyre.

Frankas Hrachas yra procesų inžinerijos viceprezidentas, įsikūręs "Separation Technologies" bandomojoje gamykloje ir laboratorijos įrenginyje, STET techninis centras, 101 Hamptono pr., Needham MA 02494 +1-781-972-2300