Triboelectrostatic Beneficiation за земјиште Исполнет и Ponded летечка пепел

preprint- Член ќе бидат објавени во ACAA Пепел при работа, прашање II 2015

Triboelectrostatic Beneficiation на

На депонија и Ponded летечка пепел

Од Луис Бејкер, Abhishek Гупта, Стивен Gasiorowski, и Френк Hrach

Американското здружение за јаглен пепел (ACAA) годишно истражување на производството и употребата на јаглен пепел известува дека меѓу 1966 и 2011, повеќе 2.3 милијарди кратки тони летечка пепел се произведени од страна на јаглен Нови котли.1 Од оваа сума околу 625 милиони тони се исплатуваат користи, главно за производство на цемент и бетон производство. Сепак, останатите 1.7+ милијарди тони да се најдат во депонии или исполнет ponded impoundments. Додека користење стапки за свежо генерирана летечка пепел се зголеми значително во последните неколку години, со сегашните стапки во близина 45%, околу 40 милиони тони летечка пепел продолжи да се отстранува на годишно ниво. Додека користење стапки во Европа се многу повисоки отколку во САД, значителни количини на пепел, исто така, се чуваат во депониите и impoundments во некои европски земји.

неодамна, интерес во наплата на оваа депонираниот материјал е зголемен, делумно се должи на побарувачката за висок квалитет на летечки пепел за бетон и производство на цемент во текот на еден период на намалување на производството, како производство на електрична енергија од јаглен е намален во Европа и Северна Америка. Загриженоста за долгорочно влијание на таквите депонии на животната средина, исто така, се прашува комунални услуги да се најдат апликации од корист употреба за оваа чуваат пепел.

На депонија ASH КВАЛИТЕТ И ТРЕБА beneficiation

Додека некои од оваа чуваат летечка пепел може да биде соодветен за корисна употреба како што првично се ископани, огромното мнозинство ќе бараат некои обработка за да ги исполни стандардите за производство на цемент или бетон производство на квалитет. Бидејќи материјалот е обично наквасена да им овозможи на ракување и тампонирање, додека избегнување на воздухот генерација прашина, сушење и deagglomeration е неопходен услов за употреба во бетон, бидејќи производителите бетон ќе сакате да се продолжи со практиката на дозиране летечки пепел како сува, парична казна во прав. Сепак, обезбедување на хемискиот состав на пепел ги задоволува спецификациите, особено содржина на јаглерод мери како загуба на палење (ЗАКОН), е поголем предизвик. Како користење на летечки пепел е зголемен во последните 20+ години, повеќето "во-спец" пепел се исплатуваат користи, и да се исфрли пепел на оф-квалитет. Така, намалување на ЛОИ ќе биде услов за користење на огромното мнозинство на летечки пепел се обновуваат од Нови impoundments.

НАМАЛУВАЊЕ LOI СО ПОДЕЛБА TRIBOELECTRIC

Додека други истражувачи се користат техники за согорување и флотација процеси за намалување LOI на обновени депонира и ponded летечка пепел, ST опрема & технологии (STET) покажа дека својата единствена систем за одвојување triboelectrostatic појас, долго време се користи за beneficiation на свежо генерирана летечка пепел, исто така е ефективен за обновени пепел по соодветна сушење и deagglomeration.

STET истражувачи ја испитуваа однесувањето на triboelectrostatic поделба на суво депонира пепел од неколку депонии летечки пепел во Америка и Европа. Овој зачуван пепел одделени многу слично на свежо генерирана пепел со еден изненадувачки разлика: полнење на честички е обратна од онаа на свежо пепел со јаглерод полнење негативни во однос на минерална.2 Други истражувачи на електростатско поделба на летечки пепел јаглен, исто така, имаат забележано овој феномен.3,4,5 Поларитетот на STET triboelectrostatic сепаратор лесно може да се прилагоди за да се овозможи отфрлање на негативно наелектризирани јаглерод од сушени депонира мува извори пепел. Нема посебни модификации на дизајнот на сепараторот или контроли се неопходни за да се приспособат на овој феномен.

Преглед на технологијата - летечка пепел CARBON ПОДЕЛБА

Во одвојувачот на STET јаглерод (Слика 1), материјал се внесува во тенки јаз помеѓу две паралелни рамнински електроди. На честички се triboelectrically обвинет од страна на interparticle контакт. Позитивно наелектризираните јаглерод и негативно наелектризирани минерални (во свежо генерирана пепел која не е навлажнета и суво) се привлечени од спротивната електрода. На честички потоа се вплеткал со континуиран движат лента и ги пренесе во спротивни насоки. На ремените се движи на честички во непосредна близина на секоја електрода кон спротивните краеви на сепаратор. висока брзина на лента, исто така, им овозможува на многу висок throughputs, до 36 тони на час на еден сепаратор. На мал јаз, поле висок напон, се спротивстави на протокот на струја, енергични агитација честички честички и само-чистење акција на ременот на електродите се критичните функции

preprint- Член ќе бидат објавени во ACAA Пепел при работа, прашање II 2015

на STET сепаратор. Со контролирање на различни процесот параметри, како што се брзината појас, точка feed, и хранат стапка, на STET процес произведува ниско LOI летечка пепел во содржината на јаглерод помал од 1.5 до 4.5% од храна летаат пепел се движат во LOI од 4% до над 25%.

Слика. 1 STET Разделувач процесуирање суво, депониран летечка пепел

дизајн на сепараторот е релативно едноставен и компактен. А машината наменета за обработка на 40 тони на час е околу 30 ФТ. (9 м.) долг, 5 ФТ. (1.5 м.) широк, и 9 ft., m (2.75 м.) висок. Појас и придружни ролки се единствените подвижни делови. Електродите се во мирување и е составен од соодветно издржлив материјал. На ремените е направен од не-проводен пластика. потрошувачка на енергија на сепараторот е околу 1 киловат-час по тон на материјалот се обработува со повеќето од консумира од страна на две мотори моќ возење појас.

Процесот е целосно сува, не бара дополнителни материјали, освен летечка пепел и не произведува емисии во воздухот отпадни води или. Обнови материјали се состојат од пепел се намали во содржина на јаглерод на нивоата погодни за употреба како адитив pozzolanic во бетон, и висок процент на јаглерод дел корисна како гориво. Користење на двете струи производ обезбедува 100% решение да лета проблеми располагање пепел.

PROASH® Закрепна од депонии

Четири извори на пепел се добиени од депониите: Еден примерок од централа се наоѓа во Велика Британија и примероци Б, C, и Д од САД. Сите овие примероци се состои од пепел од согорувањето на јаглен битуменозни од страна на големите Нови котли. Поради мешањето на материјал во депониите, нема дополнителни информации се достапни во врска со одреден извор на јаглен или согорување услови.

Примероците како што ја добиле од STET содржани помеѓу 15% и 27% вода, како што е типично за депониран материјал. Примероците, исто така, содржат различни количини на големи >1/8 инчен (~ 3 mm) материјал. Да се ​​подготви примероци за поделба на јаглерод, на големи остатоци беше отстранет од страна на скрининг и примероците потоа се суши и деагломерираниот пред јаглен beneficiation. Неколку методи за сушење / deagglomeration се проценети на пилот-скала, со цел да се оптимизира на севкупниот процес. STET избра еден индустриски докажани, Систем за обработка на храна која нуди истовремено сушење и deagglomeration неопходни за ефективна електростатско поделба. A лист протокот на општиот процес е прикажана на Слика 2.

preprint- Член ќе бидат објавени во ACAA Пепел при работа, прашање II 2015

Слика 2: Дијаграм Процес

Својствата на подготвени примероци се во рамките на опсегот на летечки пепел добиен директно од нормалните Нови котли. На повеќето релевантни својства и за одделување на гасови и производи се сумирани во Табела 2 заедно со обновени производ.

CARBON ПОДЕЛБА

обиди за намалување на јаглеродните користење STET triboelectric одвојувачот на појас резултираше со многу добра наплата на ниско LOI производи од сите четири депонија извори на летечки пепел. Обратна полнење на јаглерод, како што беше дискутирано погоре не се деградира поделба на било кој начин како во однос на обработката на свежо пепел.

Својствата на пепел ниска LOI мува обнови користење на процесот на STET за двете свежо собрани пепел од котел и пепел закрепна од депонијата се сумирани во Табела 1. Резултатите покажуваат дека квалитетот на производот за ProAsh® произведени од депониран материјал е еквивалентно на производ произведен од свежи лета извори пепел.

Табела 1: Својства на храна и обнови ProAsh®.

preprint- Член ќе бидат објавени во ACAA Пепел при работа, прашање II 2015

ИЗВЕДБА ВО БЕТОНСКИ

Својствата на ProAsh® генерирани од рекултивираните депонија материјал се спореди со онаа на ProAsh® произведени од свежо летечка пепел генерирани од котли на комунални услуги од иста локација. Обработените рекултивираните пепел ги исполнува сите спецификации на ASTM C618 и стандарди AASHTO M250. Следната табела ги сумира хемија за примероците од двата извори покажува незначителна разлика меѓу свежи и рекултивираните материјали.

Табела 2: Пепел хемија на ниско LOI пепел.

Јачина на развојот на 20% замена на низок LOI летечки пепел во малтер содржи 600 lb цементни / YD3 (види Табела 3 подолу) покажа ProAsh® производ добиен од депониран пепел дадоа малтери со сила да се спореди со минофрлачи произведени со користење ProAsh® од свежо летечка пепел произведени на истата локација. Крајниот производ на beneficiated рекултивираните пепел ќе ја поддржи високо крајот користи во бетонската индустрија во согласност со високо вредни позиција ProAsh® ужива во пазарите во моментов работи.

Табела 3: Цврстина на притисок кај малтерот цилиндри.

ПРОЦЕС НА ЕКОНОМИЈА

Достапноста на ниска цена на природен гас во САД, во голема мера ја подобрува економијата на сушење процеси, вклучувајќи го и сушење на wetted летечка пепел од депониите. Табела 4 ги сумира трошоците за гориво за операции во САД, 15% и 20% содржина на влага. Типични недостатокот на ефикасност на сушење се вклучени во пресметаните вредности. Трошоци се базира врз масата на материјалот по сушењето. На зголемени трошоци за сушење на летечки пепел за STET обработка triboelectrostatic поделба се релативно ниски.

Табела 4: трошоците за сушење врз основа на суво маса.

preprint- Член ќе бидат објавени во ACAA Пепел при работа, прашање II 2015

Дури и со додавање на трошоците за храна сушење, процесот на поделба STET нуди ниски трошоци, индустриски докажани, процес за намалување на ЛОИ на депониран летечка пепел. Процесот на STET за рекултивираните летечка пепел е една третина до една половина од цената на капиталот во однос на системите за согорување врз. Процесот на STET за рекултивираните летечка пепел, исто така, има значително пониски емисии во животната средина во однос на согорување или флотација базирани системи. Бидејќи само дополнителен извор на емисии во воздухот на стандард процесот на инсталација STET е гас Фен за природен, дозволи ќе биде релативно едноставно.

ОБНОВЕНИ ГОРИВО ВРЕДНОСТ НА високо јаглероден пепел

Во прилог на ниска производ јаглерод за употреба во бетон, бренд име ProAsh®, процесот на STET поделба, исто така, го обновува потроши поинаку неизгорен јаглерод во форма на јаглерод богата летечка пепел, брендирани EcoTherm™. EcoTherm™ има значајна вредност на гориво и може лесно да се врати во фабриката електрична енергија со користење на STET EcoTherm™ Враќање на системот за намалување на употребата на јаглен во фабриката. кога EcoTherm™ е изгорена во котелот на комунални услуги, на енергија од согорување се конвертира во висок притисок / висока температура пареа, а потоа на електрична енергија во истата ефикасност како јаглен, обично 35%. Замената на обновени топлинска енергија во електрична енергија во ST опрема & Технологија ДОО EcoTherm™ систем за враќање е два до три пати повисока од онаа на конкурентна технологија, каде што енергијата се обнови како долна топлинска енергија во облик на топла вода која циркулира во системот за котловска вода. EcoTherm™ исто така се користи како извор на Алумина во цементни печки, разместување поскапи боксит, кои обично се транспортираат на големи растојанија. Користење на високо јаглерод EcoTherm™ пепел или на производство на електрична енергија или цемент печка, максимизира обновување на енергијата од доставената јаглен, намалување на потребата за рудникот и транспорт на дополнително гориво на објекти.

Talen енергија Брендон Shores STET е, SMEPA R.D. утре, NBP Belledune, RWEnpower Didcot, ЕДФ енергија Вест Бартон, RWEnpower Aberthaw, Кореја и Југоисточна Моќ летечка пепел растенија сите вклучуваат EcoTherm™ системи за враќање.

STET ASH преработувачки капацитети

процесот на поделба STET е се користи за комерцијални, бидејќи 1995 за летечка пепел beneficiation и е генерирана над 20 милиони тони висококвалитетни Летечки пепел за бетон производство. Контролирани ниска LOI мува ProAsh®, во моментов е произведена со технологија STET е во единаесет централи во текот на САД, Канада, на Обединетото Кралство, Полска, и Република Кореја. ProAsh® летечка пепел е одобрен за употреба од страна на повеќе од дваесет државни органи автопат, како и многу други спецификација агенции. ProAsh® Исто така, се сертифицирани според Канадската Асоцијација стандарди и EN 450:2005 стандарди за квалитет во Европа. обработка пепел објекти што користат STET технологија се наведени во Табела 5.

preprint- Член ќе бидат објавени во ACAA Пепел при работа, прашање II 2015

Табела 5. Летаат објекти Пепел обработка на користење STET поделба технологија

preprint- Член ќе бидат објавени во ACAA Пепел при работа, прашање II 2015

ЗАКЛУЧОЦИ

После соодветна scalping на големи материјал, сушење, и deagglomeration, летечка пепел закрепна од комуналните депонии растенијата може да се намали со содржина на јаглерод користење сепаратор triboelectric појас комерцијализирана STET. Квалитетот на производот пепел мува, ProAsh® користење на системот за STET на рекултивираните депонија материјал е еквивалентно на ProAsh® произведени од свежо храна летечка пепел. на ProAsh® производот е многу добро прилагодени и докажани во производство на бетон. За обновување и beneficiation на депониран пепел ќе се обезбеди континуирана набавка на висок квалитет на пепел за бетон производители и покрај намаленото производство на "свежи" пепел како јаглен претпријатија се намали генерација. дополнително, електрани кои треба да се отстрани пепел од депониите за да се исполнат менување на прописите за животната средина ќе бидат во можност да го користат процесот да се смени одговорност губење производ во важна суровина за бетон производители. Процесот на STET поделба со опрема храна пред-обработка за сушење и deagglomerating депонира летечка пепел е атрактивна опција за пепел, beneficiation со значително пониски трошоци и пониски емисии во споредба со другите согорување и флотација базирани системи.

РЕФЕРЕНЦИ

[1]производи американски јаглен пепел јаглен согорување и употреба статистика: http://www.acaa- usa.org/Publications/Production-Use-Reports.

[2]внатрешен извештај ST, август 1995.

[3]во,T.X,. Шефер, JL, Бан, Х., Neathery, J.K., и Stencel, J.M. Сува Beneficiation обработка на согорување летечка пепел, Зборник на трудови на конференцијата DOE на неизгорен Carbon за комунални летечка пепел, мај 19 20, Питсбург, Па, 1998.

[4]Baltrus, J.P., Дил, J.R., Сунг, Y., Песоци, W. Triboelectrostatic поделба на летечки пепел и наплатува пресврт, Гориво 81, (2002) pp.757-762.

[5]Cangialosi, F., Notarnicola, М., Liberti, L, Stencel, J. Улогата на атмосферски влијанија на мува задолжен дистрибуција пепел во текот triboelectrostatic beneficiation, Весник на опасни материи, 164 (2009) pp.683-688.

АВТОРИТЕ

Луис Бејкер е менаџер на Европската Техничка поддршка за ST опрема & технологија (STET) со седиште во Обединетото Кралство

Abhishek Гупта е инженер Процес врз основа на сепарацијата технологии пилот-фабрика и лабораториски објект, STET Технички центар, 101 Хемптон Ave, Needham р 02494 +1-781-972-2300

д-р. Стивен Gasiorowski, д-р. е виш истражувач за ST опрема & технологија (STET) со седиште во Њу Хемпшир.

Френк Hrach е потпретседател на процесот на факултет врз основа на сепарацијата технологии пилот-фабрика и лабораториски објект, STET Технички центар, 101 Хемптон Ave, Needham р 02494 +1-781-972-2300