Triboelectrostatic Beneficiation of Land dieusi tur Ponded Laleur Ash

PREPRINT- artikel bisa diterbitkeun dina ACAA Ash di Gawé, ngaluarkeun II 2015

Triboelectrostatic Beneficiation tina

Land dieusi tur Ponded Laleur Ash

Ku Lewis Baker, Abhishek Gupta, Stephen Gasiorowski, jeung Frank Hrach

The Amérika Association Ash Batubara (ACAA) survéy taunan produksi sarta pamakéan laleur lebu batubara ngalaporkeun yén antara 1966 jeung 2011, di luhur 2.3 miliar ton pondok lebu laleur geus dihasilkeun ku boilers utiliti batubara-dipecat.1 Tina jumlah ieu kurang 625 juta ton geus beneficially dipaké, lolobana pikeun semén jeung produksi beton. Sanajan, sésana 1.7+ miliar ton anu utamina kapanggih dina landfills atanapi kaeusi impoundments ponded. Bari ongkos utilization pikeun laleur lebu Freshly dihasilkeun geus ngaronjat considerably leuwih taun panganyarna, kalawan ongkos ayeuna deukeut 45%, kira-kira 40 juta ton lebu laleur terus disposed of taunan. Bari ongkos utilization di Éropa geus loba nu leuwih luhur ti di AS, jilid considerable lebu laleur geus ogé geus disimpen dina landfills na impoundments di sababaraha nagara Éropa.

cikeneh, minat recovering bahan disposed ieu geus ngaronjat, sawaréh alatan paménta pikeun laleur lebu kualitas luhur pikeun beton jeung semen produksi salami periode ti ngurangan produksi salaku generasi kakuatan batubara-dipecat geus turun di Éropa jeung Amérika Kalér. Kasalempang dampak lingkungan jangka panjang landfills sapertos nu ogé nyababkeun Utiliti pikeun manggihan pamakéan aplikasi mangpaatna pikeun lebu disimpen ieu.

Tanah kaeusi kualitas lebu AND diperlukeun BENEFICIATION

Bari ditambahan laleur lebu disimpen ieu meureun cocog pikeun pamakéan mangpaat sakumaha mimitina digali, Lolobana ngabutuhkeun sababaraha processing papanggih standar kualitas pikeun semén atawa produksi beton. Kusabab bahan geus ilaharna wetted ngaktipkeun penanganan sarta compaction bari Ngahindarkeun generasi lebu airborne, drying na deagglomeration mangrupakeun sarat dipikabutuh pikeun pamakéan di beton saprak produser beton bakal rék nuluykeun praktek lebu batching laleur salaku garing, bubuk rupa. Sanajan, assuring komposisi kimia lebu nu meets spésifikasi, utamana eusi karbon diukur sakumaha rugi-on-ignition (hukum), mangrupakeun tantangan gede. Salaku utilization laleur lebu geus ngaronjat dina panungtungan 20+ taun, paling "dina-Spesifikasina" lebu geus beneficially dipaké, jeung lebu kaluar-kualitas disposed. kituna, réduksi LOI bakal sarat pikeun ngamangpaatkeun Lolobana lebu laleur recoverable ti impoundments utiliti.

LOI réduksi ku separation TRIBOELECTRIC

Bari peneliti lianna geus dipaké téhnik durukan jeung prosés flotation pikeun ngurangan LOI of pulih landfilled na ponded lebu laleur, ST Equipment & Panyiaran (STET) geus kapanggih yén sistem separation sabuk triboelectrostatic unik na, panjang dipaké pikeun beneficiation of laleur lebu Freshly dihasilkeun, oge éféktif dina lebu pulih sanggeus drying merenah jeung deagglomeration.

peneliti STET geus diuji paripolah separation triboelectrostatic lebu landfilled garing tina sababaraha landfills laleur lebu di Amérika jeung Éropa. lebu pulih Ieu dipisahkeun lebu pisan kitu ka Freshly dihasilkeun ku hiji bédana héran: nu ngecas partikel ieu malikkeun ti éta lebu seger kalayan karbon nu ngecas négatip dina hubungan mineral nu.2 peneliti séjén pisah éléktrostatik of laleur lebu karbon ogé geus katalungtik fenomena ieu.3,4,5 The polaritasna tina SEPARATOR triboelectrostatic STET harese disaluyukeun pikeun ngidinan tampikan karbon nu muatanana négatif tina sumber lebu landfilled laleur garing. Taya parobahan husus ka rarancang SEPARATOR atawa kadali anu diperlukeun pikeun nampung fenomena ieu.

Téhnologi Kapercayaan - laleur lebu karbon separation

Dina SEPARATOR STET karbon (angka 1), bahan anu fed ka celah ipis antara dua éléktroda planar paralel. Partikel nu triboelectrically dieusi ku kontak interparticle. Karbon boga muatan positif sarta mineral nu muatanana négatif (dina lebu Freshly dihasilkeun éta teu acan wetted tur garing) anu katarik éléktroda sabalikna. Partikel nu lajeng disapu nepi ku sabuk pindah kontinyu sarta conveyed dina arah sabalikna. sabuk nu ngalir partikel meungkeut unggal éléktroda nuju tungtung sabalikna ti SEPARATOR nu. Laju sabuk tinggi oge nyandak throughputs pisan tinggi, nepi ka 36 ton per jam dina SEPARATOR tunggal. Celah leutik, médan tegangan tinggi, kontra aliran ayeuna, vigorous agitation partikel-partikel sarta timer beberesih Peta tina sabuk dina éléktroda nu fitur kritis

PREPRINT- artikel bisa diterbitkeun dina ACAA Ash di Gawé, ngaluarkeun II 2015

tina SEPARATOR STET. Ku ngadalikeun rupa parameter prosés, kayaning speed sabuk, titik feed, na laju feed, prosés STET ngahasilkeun LOI laleur lebu low di eusi karbon kirang ti 1.5 ka 4.5% ti ashes laleur feed ranging di LOI tina 4% mun leuwih 25%.

buah Ara. 1 STET SEPARATOR ngolah garing, laleur lebu landfilled

Desain SEPARATOR relatif basajan tur kompak. A mesin dirancang pikeun ngolah 40 ton per jam geus ngadeukeutan 30 ft. (9 m.) panjang, 5 ft. (1.5 m.) lega, jeung 9 ft., m (2.75 m.) luhur. Beubeur na rollers dimaksudkeun nyaéta sésa ngan pindah. The éléktroda nu cicing tur diwangun ku hiji bahan appropriately awét. sabuk nu dijieunna tina plastik non-conductive. konsumsi kakuatan nu SEPARATOR urang nyaeta ngeunaan 1 kilowatt-jam per ton bahan olahan jeung lolobana kakuatan dihakan ku dua motor nyetir sabuk nu.

prosés téh sagemblengna garing, henteu merlukeun bahan tambahan lian ti lebu laleur jeung ngahasilkeun euweuh cai limbah atawa émisi hawa. bahan nu pulih diwangun ku lebu laleur ngurangan di eusi karbon kana kadar cocog pikeun pamakéan salaku admixture pozzolanic di beton, sarta fraksi karbon tinggi mangpaat sakumaha suluh. Utilization duanana aliran produk nyadiakeun 100% solusi ngapung masalah pembuangan lebu.

PROASH® Pulih FROM ngeusi taneuh

Opat sumber lebu anu dicandak ti landfills: sampel A tina tutuwuhan kakuatan lokasina di Britania Raya jeung sampel B, C, sarta D ti Amérika Serikat. Kabéh sampel ieu diwangun ti lebu tina durukan batubara bituminous ku boilers utiliti badag. Alatan éta intermingling tina bahan dina landfills, henteu informasi salajengna nyaeta sadia ngeunaan sumber batubara atanapi durukan kaayaan spésifik.

Sampel saperti ditampi ku STET ngandung antara 15% jeung 27% cai salaku anu has pikeun bahan landfilled. Sampel ogé ngandung jumlah varying tina badag >1/8 inci (~ 3 mm) material. Nyiapkeun sampel pikeun separation karbon, lebu badag ieu dikaluarkeun ku screening sarta sampel lajeng garing sarta deagglomerated saméméh beneficiation karbon. Sababaraha metodeu pikeun drying / deagglomeration geus dievaluasi dina pilot skala guna ngaoptimalkeun prosés sakabéh. STET geus dipilih hiji industri dibuktikeun, Sistim processing feed nu nawarkeun drying simultaneous na deagglomeration dipikabutuh pikeun separation éléktrostatik éféktif. A prosés umum aliran lambar geus dibere dina Gambar 2.

PREPRINT- artikel bisa diterbitkeun dina ACAA Ash di Gawé, ngaluarkeun II 2015

angka 2: Prosés Aliran Diagram

Sipat sampel disusun éta ogé dina rentang lebu laleur diala langsung ti boilers utiliti normal. Sipat paling relevan pikeun boh eupan SEPARATOR jeung produk anu diringkeskeun di Table 2 sapanjang kalayan produk pulih.

karbon separation

percobaan réduksi Karbon ngagunakeun SEPARATOR sabuk triboelectric STET nyababkeun recovery pohara alus produk LOI low ti sumber laleur lebu opat TPA. The ngecas sabalikna karbon salaku dibahas di luhur teu nguraikeun nu separation sagala cara sakumaha dibandingkeun ngolah lebu seger.

Sipat tina lebu low LOI laleur pulih ngagunakeun prosés STET pikeun duanana lebu Freshly dikumpulkeun tina alat keur ngagolakkeun jeung lebu pulih tina TPA anu diringkeskeun di Table 1. Hasilna nunjukkeun yén kualitas produk pikeun ProAsh® dihasilkeun tina bahan landfilled sarua jeung produk dihasilkeun tina sumber lebu laleur seger.

meja 1: Sipat feed jeung pulih ProAsh®.

PREPRINT- artikel bisa diterbitkeun dina ACAA Ash di Gawé, ngaluarkeun II 2015

Kinerja IN beton

Sipat tina ProAsh® dihasilkeun tina bahan TPA reclaimed anu dibandingkeun yen tina ProAsh® dihasilkeun tina lebu laleur seger dihasilkeun ku boilers utiliti ti lokasi anu sarua. lebu reclaimed nu diprosés meets sagala spésifikasi of ASTM C618 jeung standar AASHTO M250. Tabel di handap summarizes kimia pikeun sampel tina dua sahiji sumber némbongkeun bédana kalindih antara bahan seger jeung reclaimed.

meja 2: Ash Chemistry of LOI lebu low.

ngembangkeun kakuatan hiji 20% substitusi tina LOI laleur lebu low di mortir a ngandung 600 sedengkeun cementitious / yd3 (Tempo Table 3 di handap) némbongkeun ProAsh® produk diturunkeun tina lebu landfilled yielded mortars kalawan kakuatan comparable mun mortars dihasilkeun migunakeun ProAsh® ti lebu laleur seger dihasilkeun di lokasi nu sami. Produk ahir lebu reclaimed nu beneficiated bakal ngarojong luhur tungtung migunakeun dina industri beton konsisten jeung posisi kacida berharga ProAsh® enjoys di pasar eta ayeuna fungsi.

meja 3: kakuatan Compressive tina tabung mortir.

prosés Ékonomi

Ketersediaan gas alam béaya rendah di AS greatly ngaronjatkeun ékonomi prosés drying, kaasup nu drying of laleur lebu wetted ti landfills. meja 4 summarizes waragad suluh pikeun operasi di AS pikeun 15% jeung 20% eusi Uap. inefficiencies has drying anu kaasup kana nilai diitung. Waragad anu dumasar kana massa bahan sanggeus drying. Waragad Incremental pikeun lebu drying laleur pikeun STET processing separation triboelectrostatic anu kawilang low.

meja 4: waragad Drying on dasar massa garing.

PREPRINT- artikel bisa diterbitkeun dina ACAA Ash di Gawé, ngaluarkeun II 2015

Malah ditambah biaya drying feed, prosés separation STET nawarkeun hiji béaya rendah, industri dibuktikeun, prosés pikeun ngurangan LOI of laleur lebu landfilled. Prosés STET pikeun laleur lebu reclaimed hiji-katilu hiji-satengah tina biaya Ibu dibandingkeun sistem dumasar durukan. Prosés STET pikeun laleur lebu reclaimed ogé boga émisi nyata handap ka lingkungan dibandingkeun durukan atawa sistem dumasar flotation. Kusabab hijina sumber émisi hawa tambahan kana instalasi prosés STET baku mangrupakeun dryer gas-dipecat alam, permitting bakal kawilang basajan.

Pulih suluh nilai tinggi-karbon laleur lebu

Sajaba produk karbon low keur dipake dina beton, brand ngaranna ProAsh®, prosés separation STET ogé recovers disebutkeun wasted karbon unburned dina bentuk laleur lebu-euyeub karbon, branded EcoTherm™. EcoTherm™ boga nilai suluh signifikan jeung harese balik ka tutuwuhan kakuatan listrik ngagunakeun EcoTherm STET™ Balik sistem pikeun ngurangan pamakéan batubara di pabrik. nalika EcoTherm™ geus dibeuleum dina alat keur ngagolakkeun utiliti, énergi ti durukan geus dirobah jadi tekanan tinggi / hawa uap tinggi lajeng ka listrik di efisiensi sarua salaku batubara, ilaharna 35%. Konversi energi termal nu pulih ka listrik di ST Equipment & Téhnologi LLC EcoTherm™ Sistim balik téh dua tilu kali leuwih luhur ti éta tina téhnologi kalapa mana énergi anu pulih sakumaha panas low-grade dina bentuk cai panas nu geus medar ka alat keur ngagolakkeun feed Sistim cai. EcoTherm™ ogé dipaké salaku sumber alumina di kilns semén, displacing nu bauxite beuki mahal anu biasana diangkut jarak panjang. Ngamangpaatkeun EcoTherm karbon tinggi™ lebu boh dina tutuwuhan kakuatan atawa kiln semén, maximizes nu recovery énérgi tina batubara dikirimkeun, ngurangan kudu milik sarta ngangkut suluh tambahan kana fasilitas.

STET urang Talen Energy Brandon Shores, SMEPA R.D. Morrow, NBP Belledune, RWEnpower Didcot, EDF Energy West Burton, RWEnpower Aberthaw, sarta Koréa Kidul-Wétan Power ngapung tatangkalan lebu kabeh kaasup EcoTherm™ sistem balik.

Fasilitas ngolah STET lebu

prosés separation STET urang geus dipake komérsial saprak 1995 pikeun laleur lebu beneficiation sarta geus dihasilkeun ngaliwatan 20 juta ton kualitas luhur ngapung lebu pikeun produksi beton. Dikawasa LOI low laleur ProAsh®, geus ayeuna dihasilkeun ku téhnologi STET urang di sabelas stasiun kakuatan sakuliah AS, Kanada, nu U.K., Polandia, jeung Républik Koréa. ProAsh® ngapung lebu geus disatujuan keur dipake ku leuwih dua puluh otoritas raya kaayaan, kitu ogé loba instansi spésifikasi séjén. ProAsh® ogé geus Certified handapeun Association Standards Kanada tur en 450:2005 standar kualitas di Éropa. fasilitas pengolahan lebu maké téhnologi STET dibéréndélkeun di Table 5.

PREPRINT- artikel bisa diterbitkeun dina ACAA Ash di Gawé, ngaluarkeun II 2015

meja 5. Ngapung fasilitas Ash Processing maké téhnologi separation STET

PREPRINT- artikel bisa diterbitkeun dina ACAA Ash di Gawé, ngaluarkeun II 2015

conclusions

Saatos scalping cocok tina bahan badag, drying, sarta deagglomeration, ngapung lebu pulih tina landfills tutuwuhan utiliti bisa ngurangan di eusi karbon ngagunakeun commercialized STET SEPARATOR triboelectric sabuk. Kualitas produk lebu laleur, ProAsh® ngagunakeun sistem STET on bahan TPA reclaimed sarua jeung ProAsh® dihasilkeun tina lebu feed laleur seger. The ProAsh® produk pisan ogé cocog jeung dibuktikeun dina produksi beton. The recovery na beneficiation lebu landfilled baris nyadiakeun suplai neraskeun lebu kualitas luhur pikeun produser beton di spite tina ngurangan produksi lebu "seger" salaku Utiliti batubara-dipecat ngurangan generasi. Sajaba, pembangkit listrik anu kudu dipiceun lebu tina landfills papanggih ngarobah aturan lingkungan bakal tiasa ngagunakeun prosés pikeun ngarobah hiji liability produk runtah kana bahan baku berharga pikeun produser beton. Prosés separation STET kalawan parabot feed tos ngolah pikeun drying na deagglomerating landfilled laleur lebu mangrupa pilihan pikaresepeun pikeun lebu beneficiation kalawan waragad nyata leuwih handap sarta emisi handap dibandingkeun durukan sejen tur sistem dumasar flotation.

rujukan

[1]produk durukan Amérika Batubara Ash Batubara na Paké Statistik: http://www.acaa- usa.org/Publications/Production-Use-Reports.

[2]laporan internal ST, Agustus 1995.

[3]di,T.X,. Schaefer, JL, nyaram, H., Neathery, J.K., sarta Stencel, J.M. Garing Beneficiation Processing tina durukan Laleur Ash, Cara ngagawe tina Konferénsi DOE on Karbon Unburned on Utiliti Laleur Ash, Mei 19 20, Pittsburgh, Pa, 1998.

[4]Baltrus, J.P., Diehl, J.R., Noong, Y., Sands, W. separation Triboelectrostatic lebu laleur jeung muatan ngabalikeun, bahan beuleum 81, (2002) pp.757-762.

[5]Cangialosi, F., Notarnicola, M., Liberti, L, Stencel, J. Peran weathering on laleur distribusi muatan lebu nalika beneficiation triboelectrostatic, Journal of Bahan picilakaeun, 164 (2009) pp.683-688.

pangarang

Lewis Baker teh Rojongan Téknis Éropa Manajer pikeun ST Equipment & teknologi (STET) dumasar di Britania Raya

Abhishek Gupta mangrupakeun Insinyur Prosés dumasar di fasilitas pilot separation Panyiaran tutuwuhan jeung lab, STET Center Téknis, 101 Hampton Ave, Needham MA 02494 +1-781-972-2300

Dr. Stephen Gasiorowski, Ph.D. mangrupakeun Senior Panalungtikan Élmuwan pikeun ST Equipment & teknologi (STET) dumasar dina New Hampshire.

Frank Hrach nyaéta Wakil Présidén Prosés Téknik dumasar di fasilitas pilot separation Panyiaran tutuwuhan jeung lab, STET Center Téknis, 101 Hampton Ave, Needham MA 02494 +1-781-972-2300