भूमि को Triboelectrostatic Beneficiation भरिएको र Ponded फ्लाई ऐश

PREPRINT- लेख कार्य मा ACAA ऐश मा प्रकाशित गर्न, मुद्दा द्वितीय 2015

को Triboelectrostatic Beneficiation

भूमि भरिएको र Ponded फ्लाई ऐश

द्वारा लुईस बेकर, अभिषेक गुप्ता, स्टीफन Gasiorowski, र फ्रैंक Hrach

अमेरिकी कोइला ऐश संघ (ACAA) उत्पादन र कोइला फ्लाई ऐश को प्रयोग को वार्षिक सर्वेक्षण रिपोर्ट बीच कि 1966 र 2011, माथि 2.3 फ्लाई ऐश को अर्ब छोटो टन कोइला-निकाल उपयोगिता बयलर उत्पादित गरिएको छ.1 यो रकम लगभग 625 लाख टन beneficially प्रयोग गरिएका छन्, ज्यादातर सिमेन्ट र ठोस उत्पादन लागि. तथापि, बाकी रहेको 1.7+ अरब टन मुख्यतया landfills मा फेला परेन वा ponded impoundments भरिएका छन्. जबकि ताजा उत्पन्न फ्लाई ऐश लागि उपयोग दर हालैका वर्षहरूमा भन्दा एकदम बढेको छ, नजिकै वर्तमान दरहरू 45%, लगभग 40 फ्लाई ऐश को लाख टन सालाना को disposed गर्न जारी. जबकि युरोप मा उपयोग दर अमेरिकामा भन्दा धेरै उच्च छन्, फ्लाई ऐश को धेरै मात्रा पनि केही युरोपेली देशहरूमा landfills र impoundments भण्डार गरिएको छ.

हालै, यो disposed सामाग्री पुन चासो बढेको छ, कोइला-निकाल शक्ति पुस्ता रूपमा कम उत्पादन को समयमा ठोस र सिमेन्ट उत्पादन लागि उच्च गुणस्तरीय फ्लाई ऐश लागि मांग गर्न आंशिक कारण युरोप र उत्तरी अमेरिका मा घट्यो छ. यस्तो landfills को दीर्घकालीन पर्यावरणीय प्रभाव बारे चिन्ता पनि यस भण्डारण खरानी लागि लाभदायक उपयोग आवेदन फेला पार्न उपयोगिता उत्साह छन्.

भूमि भरिएको ASH गुणवत्ता र आवश्यक BENEFICIATION

जबकि यो भण्डारण फ्लाई ऐश को केही लाभदायी प्रयोगको लागि उपयुक्त हुन सक्छ सुरुमा excavated रूपमा, विशाल बहुमत सिमेन्ट वा ठोस उत्पादन लागि गुणस्तर मापदण्ड पूरा गर्न केही प्रक्रिया आवश्यक हुनेछ. भौतिक सामान्यतया ह्यान्डलिङ र compaction सक्षम wetted गरिएको छ देखि गर्दा ड्रम धूलो पुस्ता परहेज, ठोस उत्पादकहरु सुक्खा रूपमा Batching फ्लाई ऐश को अभ्यास जारी राख्न चाहनुहुन्छ हुनेछ देखि सुकाउने र deagglomeration ठोस प्रयोगको लागि एक आवश्यक आवश्यकता छ, ठीक पाउडर. तथापि, को खरानी को रासायनिक संरचना assuring विनिर्देशों पूरा, सबैभन्दा बाहेकलाई कार्बन सामग्री हानि-मा-ज्वलन रूपमा मापन (कानून), एक ठूलो चुनौती छ. फ्लाई ऐश अन्तिम बढेको छ रूपमा 20+ वर्ष, सबै भन्दा "मा-कल्पना" खरानी beneficially प्रयोग गरिएको छ, र बन्द-गुणवत्ता खरानी disposed. यसरी, LOI कमी उपयोगिता impoundments देखि पुन: प्राप्ति फ्लाई ऐश को विशाल बहुमत उपयोग लागि आवश्यकता हुनेछ.

TRIBOELECTRIC अलग LOI कमी

जबकि अन्य अनुसन्धानकर्ताहरूले landfilled बरामद को LOI कमी लागि दहन प्रविधी र flotation प्रक्रियाहरू प्रयोग र फ्लाई ऐश ponded छ, ST उपकरण & प्रविधिहरू (STET) यसको अद्वितीय triboelectrostatic बेल्ट अलग सिस्टम भेट्टाए छ, लामो ताजा उत्पन्न फ्लाई ऐश को beneficiation लागि प्रयोग, पनि उपयुक्त सुकाउने र deagglomeration पछि पुन: खरानी मा प्रभावकारी छ.

STET शोधकर्ताओं अमेरिका र युरोप मा धेरै फ्लाई ऐश landfills देखि सुकेको landfilled खरानी को triboelectrostatic अलग व्यवहार परीक्षण गरेको छ. यो बरामद खरानी एक अचम्मको फरक धेरै त्यस्तै ताजा उत्पन्न गर्न खरानी विभाजित: कण चार्ज कार्बन संग ताजा खरानी को कि खनिज को सम्बन्ध मा नकारात्मक चार्ज देखि उल्टाउन थियो.2 फ्लाई ऐश कार्बन को electrostatic अलग अन्य अनुसन्धानकर्ताहरूले पनि यो घटना पालन गरेका छन्.3,4,5 को STET triboelectrostatic विभाजक को ध्रुवीयता सजिलै सुकेका landfilled फ्लाई ऐश स्रोतबाट नकारात्मक चार्ज कार्बन अस्वीकार अनुमति समायोजित गर्न सकिन्छ. को विभाजक डिजाइन गर्न कुनै विशेष संशोधनहरू वा नियन्त्रण घटना समायोजित गर्न आवश्यक छन्.

प्रौद्योगिकी परिदृश्यका - फ्लाई ऐश कार्बन जुदाई

को STET कार्बन विभाजक मा (आंकडा 1), भौतिक दुई समानान्तर योजनाविद्य इलेक्ट्रोड बीच पातलो खाली मा खुवाइन्छ छ. कणहरु triboelectrically interparticle सम्पर्क चार्ज गर्दै. यो सकारात्मक चार्ज कार्बन र नकारात्मक चार्ज खनिज (ताजा उत्पन्न खरानी मा wetted छैन र गरिएको छ सुकेको) विपरीत इलेक्ट्रोड आकर्षित छन्. कणहरु त्यसपछि लगातार सार्ने बेल्ट गरेर बह र विपरीत दिशामा प्रवाह गर्दै. बेल्ट को विभाजक को विपरीत समाप्त तिर प्रत्येक इलेक्ट्रोड आसन्न कणहरु उत्प्रेरित गर्छ. उच्च बेल्ट गति पनि धेरै उच्च throughputs सक्षम, सम्म 36 एकल विभाजक मा प्रति घण्टा टन. सानो खाली, उच्च भोल्टेज क्षेत्र, वर्तमान प्रवाह काउन्टरको, को इलेक्ट्रोड मा बेल्ट को जोडदार कण-कण आन्दोलन र आत्म-सफाई कार्य महत्वपूर्ण सुविधाहरू छन्

PREPRINT- लेख कार्य मा ACAA ऐश मा प्रकाशित गर्न, मुद्दा द्वितीय 2015

को STET विभाजक को. विभिन्न प्रक्रिया मापदण्डहरू नियन्त्रणमा, यस्तो बेल्ट गति रूपमा, फिड बिन्दु, र फिड दर, को STET प्रक्रिया भन्दा कम को कार्बन सामग्रीहरू मा कम LOI फ्लाई ऐश उत्पादन 1.5 गर्न 4.5% बाट LOI मा लिएर फिड फ्लाई खरानी देखि 4% माथि 25%.

नेभाराको. 1 STET विभाजक सुकेको प्रशोधन, landfilled फ्लाई खरानी

को विभाजक डिजाइन अपेक्षाकृत सरल र संकुचित छ. प्रक्रिया डिजाइन एक मिसिन 40 प्रति घण्टा टन लगभग छ 30 फिट. (9 एम।) लामो, 5 फिट. (1.5 एम।) विस्तृत, र 9 फिट।, एम (2.75 एम।) उच्च. बेल्ट र सम्बद्ध रोलर्स मात्र सार्दा भागहरु छन्. को इलेक्ट्रोड स्थिर र उचित टिकाउ सामाग्री बनेको हो. बेल्ट गैर-प्रवाहकीय प्लास्टिक बनेको छ. को विभाजक शक्ति खपत बारेमा छ 1 प्रति प्रक्रिया बेल्ट ड्राइभिङ दुई मोटर्स द्वारा खपत शक्ति को सबै भन्दा संग सामाग्री को टन किलोवाट-घण्टा.

प्रक्रिया पुरा सुक्खा छ, मक्खी खरानी भन्दा अन्य कुनै अतिरिक्त सामाग्री आवश्यक र कुनै फोहोर पानी वा हावा उत्सर्जन उत्पादन. यो बरामद सामाग्री ठोस मा एक pozzolanic admixture रूपमा प्रयोगको लागि उपयुक्त स्तर कार्बन सामग्री कम फ्लाई ऐश समावेश, र एक उच्च कार्बन अंश इन्धन रूपमा उपयोगी. दुवै उत्पादन प्रवाहको उपयोगिता प्रदान गर्दछ एक 100% खरानी निपटान समस्या उड गर्न समाधान.

PROASH® भूमि भरण देखि बरामद

खरानी चार स्रोतहरू landfills प्राप्त गरेका थिए: संयुक्त राज्य र नमूनाहरू बी मा स्थित एक पावर प्लान्ट देखि नमूना एक, सी, र संयुक्त राज्य अमेरिका देखि डी. यी सबै नमूनाहरू ठूलो उपयोगिता बयलर द्वारा bituminous कोइला को दहन देखि खरानी शामिल. कारण landfills मा सामाग्री को intermingling गर्न, कुनै थप जानकारी विशिष्ट कोइला स्रोत वा दहन अवस्था सम्बन्धमा उपलब्ध छ.

STET प्राप्त रूपमा बीच निहित नमूनाहरू 15% र 27% रूपमा पानी landfilled सामाग्री को लागि विशिष्ट छ. नमूनों पनि ठूलो को बदलिने रकम समावेश >1/8 इन्च (~ 3 मिमी) भौतिक. कार्बन अलग लागि नमूनाहरू तयार, ठूलो मलबे स्क्रीनिंग हटाइयो र नमूनाहरू त सुकेको र कार्बन beneficiation गर्न पूर्व deagglomerated थियो. सुकाउने / deagglomeration लागि धेरै विधिहरू समग्र प्रक्रिया अनुकूलन गर्न पायलट-मात्रा मा मूल्यांकन गरिएको छ. STET एक औद्योगिक सिद्ध चयन गरिएको छ, फिड प्रक्रिया सिस्टम प्रभावकारी electrostatic अलग लागि आवश्यक साथ सुकाउने र deagglomeration प्रदान. एक सामान्य प्रक्रिया प्रवाह पाना चित्रा मा प्रस्तुत छ 2.

PREPRINT- लेख कार्य मा ACAA ऐश मा प्रकाशित गर्न, मुद्दा द्वितीय 2015

आंकडा 2: प्रक्रिया प्रवाह रेखाचित्र

यस तयार नमूनाहरू को गुण सीधा सामान्य उपयोगिता बयलर प्राप्त फ्लाई ऐश को दायरा भित्र राम्रो थिए. को विभाजक फीड र उत्पादनहरु दुवै लागि सबैभन्दा सान्दर्भिक गुण तालिका मा सारांशित छन् 2 बरामद उत्पादन साथ.

कार्बन जुदाई

को STET triboelectric बेल्ट विभाजक प्रयोग कार्बन कटौती परीक्षा सबै चार landfill फ्लाई ऐश स्रोतबाट कम LOI उत्पादनहरु को धेरै राम्रो रिकभरी परिणाम. प्रशोधन ताजा खरानी तुलना रूपमा कार्बन को उल्टो चार्ज रूपमा माथि छलफल कुनै पनि तरिका मा अलग घटाउन थिएन.

कम LOI फ्लाई ऐश को गुण को landfill देखि बरामद भएको बयलर र खरानी देखि दुवै ताजा संकलित खरानी लागि STET प्रक्रिया प्रयोग बरामद तालिका मा सारांशित छ 1. परिणाम देखाउँछ कि ProAsh लागि उत्पादन गुणस्तर® landfilled सामाग्री देखि उत्पादन ताजा फ्लाई ऐश स्रोतबाट उत्पादित उत्पादन बराबर छ.

तालिका 1: र फिड को गुण ProAsh बरामद®.

PREPRINT- लेख कार्य मा ACAA ऐश मा प्रकाशित गर्न, मुद्दा द्वितीय 2015

कंक्रीट मा निष्पादन

को ProAsh को गुण® को Reclaimed landfill सामाग्री उत्पन्न ProAsh को कि तुलना थिए® उपयोगिता बयलर उत्पन्न एउटै स्थानबाट ताजा फ्लाई खरानी बाट उत्पादन. यो प्रक्रिया Reclaimed खरानी ASTM C618 र AASHTO M250 स्तर को सबै विनिर्देशों पूरा. निम्न तालिकाले ताजा र Reclaimed सामाग्री बीच नगण्य फरक देखाउन स्रोतहरूबाट दुई देखि नमूनाहरू लागि रसायन संक्षिप्त.

तालिका 2: कम LOI खरानी को खरानी रसायन.

एक को बल विकास 20% एक मोर्टार मा कम LOI फ्लाई ऐश को प्रतिस्थापन युक्त 600 पाउन्ड cementitious / यार्ड3 (हेर्नुहोस् तालिका 3 तल) को ProAsh देखाए® landfilled खरानी देखि व्युत्पन्न उत्पादन ProAsh प्रयोग उत्पादित बल मोर्टार तुलना संग मोर्टार yielded® एउटै स्थानमा उत्पादित ताजा फ्लाई ऐश देखि. उच्च अन्त समर्थन हुनेछ beneficiated Reclaimed खरानी को अन्त उत्पादन ठोस उद्योग अत्यधिक मूल्यवान स्थिति अनुरूप मा प्रयोग ProAsh® यो हाल गर्दछ को बजार मा उठाउँछ.

तालिका 3: मोर्टार सिलिन्डरहरु को compressive बल.

प्रक्रिया अर्थशास्त्र

संयुक्त राज्य अमेरिका मा कम लागत प्राकृतिक ग्याँस को उपलब्धता निकै सुकाउने प्रक्रिया को अर्थशास्त्र बढाउँछ, landfills देखि wetted फ्लाई ऐश को सुकाउने सहित. तालिका 4 लागि संयुक्त राज्य अमेरिका मा सञ्चालनका लागि इन्धन खर्च संक्षिप्त 15% र 20% चिस्यान सामग्रीहरू. सुकाउने को विशिष्ट inefficiencies को गणना मान समावेश छन्. लागत सामाग्री को सुकाएपछि ठूलो आधारित छन्. STET triboelectrostatic अलग प्रशोधनका लागि सुकाउने फ्लाई ऐश लागि वृद्धि लागत अपेक्षाकृत कम छन्.

तालिका 4: सुकेको ठूलो को आधार मा सुकाउने लागत.

PREPRINT- लेख कार्य मा ACAA ऐश मा प्रकाशित गर्न, मुद्दा द्वितीय 2015

पनि फिड सुकाउने लागत को वाहेक संग, को STET अलग प्रक्रिया एक कम लागत प्रदान गर्दछ, औद्योगिक सिद्ध, प्रक्रिया landfilled फ्लाई ऐश को LOI कमी लागि. को STET प्रक्रिया Reclaimed फ्लाई ऐश लागि हो एक-तेस्रो दहन आधारित प्रणाली तुलना राजधानी लागत एक-आधा गर्न. को STET प्रक्रिया Reclaimed फ्लाई ऐश लागि पनि दहन वा flotation आधारित प्रणाली तुलना वातावरण गर्न एकदम कम उत्सर्जन छ. मानक STET प्रक्रिया स्थापना गर्न मात्र थप हावा उत्सर्जन स्रोत देखि एक प्राकृतिक ग्याँस-निकाल ड्रायर छ, अनुमति अपेक्षाकृत सरल हुनेछ.

उच्च कार्बन फ्लाई ऐश बरामद ईंन्धन VALUE

ठोस प्रयोगको लागि कम कार्बन उत्पादन बाहेक, ब्रान्ड नाम ProAsh®, को STET अलग प्रक्रिया पनि अन्यथा कार्बन-धनी फ्लाई ऐश को रूप मा unburned कार्बन बर्बाद ठीक, ब्रांडेड EcoTherm™. EcoTherm™ महत्वपूर्ण इन्धन मूल्य छ र सजिलै STET EcoTherm प्रयोग गरेर बिजुली बोट फर्के गर्न सकिन्छ™ को बोट मा कोइला प्रयोग घटाउन सिस्टम फिर्ता. जब EcoTherm™ उपयोगिता बयलर मा जलाइएको छ, दहन देखि ऊर्जा उच्च दबाव रूपान्तरित छ / उच्च तापमान कोइला जस्तै दक्षता मा र त्यसपछि बिजुली गर्न बाफ, सामान्यतया 35%. ST उपकरण मा बिजुली गर्न बरामद तापीय ऊर्जा को रूपान्तरण & प्रविधि LLC EcoTherm™ सिस्टम फिर्ती दुई तीन पटक बयलर फिड पानी प्रणाली फैलाइएको छ जो तातो पानी को रूप मा कम ग्रेड गर्मी रूपमा जहाँ ऊर्जा बरामद छ प्रतिस्पर्धी प्रविधिको भन्दा उच्च छ. EcoTherm™ पनि सिमेन्ट भट्टों मा अल्युमिना स्रोतको रूपमा प्रयोग गरिन्छ, सामान्यतया लामो दूरी ओसारपसार गरिन्छ जो अधिक महंगा bauxite displacing. उच्च कार्बन EcoTherm उपयोग™ एक पावर प्लान्ट वा सिमेन्ट kiln मा या त खरानी, को वितरण कोइला देखि ऊर्जा रिकभरी maximizes, मेरो र सुविधा थप इन्धन ओसारपसार गर्न आवश्यकता कम.

STET गरेको Talen ऊर्जा ब्रैंडन Shores, SMEPA R.D. मोरो, NBP Belledune, RWEnpower Didcot, EDF ऊर्जा पश्चिम बर्टन, RWEnpower Aberthaw, र कोरिया दक्षिण-पूर्वी पावर खरानी बिरुवाहरु उड सबै EcoTherm समावेश™ प्रणाली फिर्ती.

STET ASH प्रसंस्करण सुविधाहरु

STET गरेको अलग प्रक्रिया देखि व्यावसायिक प्रयोग गरिएको छ 1995 फ्लाई ऐश beneficiation लागि र अधिक उत्पन्न भएको छ 20 उच्च गुणस्तर को लाख टन ठोस उत्पादन लागि खरानी उड. नियन्त्रित कम LOI फ्लाई ProAsh®, को U.S. भर एघार शक्ति स्टेशन मा STET गरेको प्रविधि संग हाल उत्पादन, क्यानाडा, बेलायत।, पोल्याण्ड, र कोरिया को गणतन्त्र. ProAsh® उड खरानी बीस राज्य राजमार्ग अधिकारीहरूले प्रयोगको लागि स्वीकृत गरिएको छ, साथै अन्य धेरै विशिष्टीकरण एजेन्सीहरू रूपमा. ProAsh® पनि क्यानाडा मानक संघ र एन अन्तर्गत प्रमाणित गरिएको छ 450:2005 युरोप मा गुणवत्ता स्तर. STET प्रविधि प्रयोग गरेर खरानी प्रक्रिया सुविधाहरु तालिका मा सूचीबद्ध 5.

PREPRINT- लेख कार्य मा ACAA ऐश मा प्रकाशित गर्न, मुद्दा द्वितीय 2015

तालिका 5. STET अलग प्रविधि प्रयोग गरेर ऐश प्रशोधन सुविधाहरु उड

PREPRINT- लेख कार्य मा ACAA ऐश मा प्रकाशित गर्न, मुद्दा द्वितीय 2015

निष्कर्ष

ठूलो सामाग्री को उपयुक्त scalping पछि, सुकाउने, र deagglomeration, उपयोगिता बोट landfills देखि बरामद खरानी उड को commercialized STET triboelectric बेल्ट विभाजक प्रयोग कार्बन सामग्री कम गर्न सकिन्छ. मक्खी खरानी उत्पादन गुणस्तर, ProAsh® Reclaimed landfill सामाग्री मा STET सिस्टम प्रयोग ProAsh बराबर छ® ताजा फिड फ्लाई खरानी बाट उत्पादन. को ProAsh® उत्पादन धेरै राम्रो तरिकाले उपयुक्त र ठोस उत्पादन मा सिद्ध छ. landfilled खरानी को रिकभरी र beneficiation "ताजा" कोइला-निकाल उपयोगिता पुस्ता कम खरानी को कम उत्पादन बाबजुद ठोस उत्पादकहरु लागि उच्च गुणवत्ता खरानी को एक जारी आपूर्ति प्रदान गर्नेछ. यसबाहेक, पर्यावरण नियमहरु परिवर्तन भेट्न landfills देखि खरानी हटाउन आवश्यक शक्ति बिरुवाहरु ठोस उत्पादकहरु को लागि एक मूल्यवान कच्चा माल मा बर्बादी उत्पादन दायित्व बदल गर्न प्रक्रिया उपयोग गर्न सक्षम हुनेछ. सुकाउने लागि फिड पूर्व-प्रक्रिया उपकरण र landfilled फ्लाई ऐश deagglomerating संग STET अलग प्रक्रिया आकर्षक अन्य दहन र flotation आधारित प्रणाली तुलना एकदम कम लागत र कम उत्सर्जन संग खरानी beneficiation लागि विकल्प छ.

सन्दर्भ

[1]अमेरिकी कोइला ऐश कोइला दहन उत्पादन र तथ्याङ्क प्रयोग: http://www.acaa- usa.org/Publications/Production-Use-Reports.

[2]ST आन्तरिक रिपोर्ट, अगस्ट 1995.

[3]मा,T.X,. Schaefer, जीएल, प्रतिबन्ध, एच, Neathery, J.K., र Stencel, J.M. दहन फ्लाई ऐश को ड्राई Beneficiation प्रशोधन, उपयोगिता फ्लाई ऐश मा Unburned कार्बन मा डो सम्मेलन को कार्यवाही, सक्छ 19 20, पिट्सबर्ग, पीए, 1998.

[4]Baltrus, J.P., Diehl, J.R., Soong, Us |, बालुवा, डब्ल्यू. फ्लाई खरानी र शुल्क सहनुपरेको को Triboelectrostatic अलग, इन्धन 81, (2002) pp.757-762.

[5]Cangialosi, एफ, Notarnicola, एम, Liberti, एल, Stencel, जे. triboelectrostatic beneficiation समयमा फ्लाई ऐश शुल्क वितरण मा weathering को भूमिका, खतरनाक सामाग्री को जर्नल, 164 (2009) pp.683-688.

लेखक

लुईस बेकर ST उपकरण लागि युरोपेली प्राविधिक सहायता प्रबन्धक छ & प्रविधि (STET) संयुक्त राज्य मा आधारित

अभिषेक गुप्ता जुदाई टेक्नोलजी पायलट बोट र प्रयोगशाला सुविधा मा आधारित प्रक्रिया इन्जिनियर छ, STET प्राविधिक केन्द्र, 101 Hampton Ave, Needham एमए 02494 +1-781-972-2300

डा. स्टीफन Gasiorowski, पीएच.डी. ST उपकरण को लागि एक वरिष्ठ अनुसन्धान वैज्ञानिक छ & प्रविधि (STET) नयाँ हैम्पशायर मा आधारित.

फ्रैंक Hrach जुदाई टेक्नोलजी पायलट बोट र प्रयोगशाला सुविधा मा आधारित प्रक्रिया ईन्जिनियरिङ् को उपाध्यक्ष छ, STET प्राविधिक केन्द्र, 101 Hampton Ave, Needham एमए 02494 +1-781-972-2300