Triboelectrostatic Beneficiation ti Land Kún ati Ponded Fly Ash

PREPRINT- article lati wa ni atejade ni ACAA Ash ni Work, Issue II 2015

Triboelectrostatic Beneficiation of

Land Kún ati Ponded Fly Ash

Nipa Lewis Baker, Abhishek Gupta, Stephen Gasiorowski, ati Frank Hrach

The American Èédú Ash Association (ACAA) lododun iwadi ti isejade ati lilo ti edu fly eeru Ijabọ wipe laarin 1966 ati 2011, lori 2.3 bilionu kukuru toonu ti fly eeru ti a ti yi ni edu-lenu IwUlO boilers.1 Ti yi iye to 625 milionu toonu ti a ti beneficially lo, okeene fun simenti ati ki o nipon gbóògì. sibẹsibẹ, i yoku 1.7+ bilionu toonu ti wa ni nipataki ri ni landfills tabi kún ponded impoundments. Lakoko ti o ti lilo awọn ošuwọn fun titun ti ipilẹṣẹ fly eeru ti pọ ni riro lori odun to šẹšẹ, pẹlu lọwọlọwọ awọn ošuwọn sunmọ 45%, to 40 milionu toonu ti fly eeru tesiwaju lati wa ni sọnu lododun. Nigba ti iṣamulo awọn ošuwọn ni Europe ti Elo ti o ga ju ninu awọn US, akude ipele ti fly eeru ti tun a ti o ti fipamọ ni landfills ati impoundments ni diẹ ninu awọn European awọn orilẹ-ede.

laipe, anfani ni bọlọwọ yi sọnu awọn ohun elo ti ti pọ, kan nitori awọn lori fun ga-didara fly eeru fun nipon to si simenti gbóògì nigba akoko kan ti dinku gbóògì bi edu-lenu ise agbara iran ti din ku ni Europe ati America North. Ifiyesi nipa awọn gun-igba ayika ikolu ti iru landfills ti wa ni tun yato fun igbesi lati wa anfani ti lilo awọn ohun elo fun yi ti o ti fipamọ eeru.

LAND kún eeru didara ati ti a beere BENEFICIATION

Nigba ti diẹ ninu awọn ti yi ti o ti fipamọ fly eeru le jẹ dara fun anfani ti lilo bi lakoko excavated, awọn tiwa ni opolopo yoo beere diẹ ninu awọn processing lati pade didara awọn ajohunše fun simenti tabi nja gbóògì. Niwon awọn ohun elo ti a ojo melo wetted lati jeki mu ati ki o compaction nigba ti etanje gbe ni ti afẹfẹ ekuru iran, gbigbe ati deagglomeration ni a pataki ibeere fun lilo ninu nja niwon nja ti onse yoo fẹ lati tẹsiwaju awọn asa ti batching fly eeru bi a gbẹ, itanran lulú. sibẹsibẹ, dàbi awọn kemikali tiwqn ti awọn eeru pàdé ni pato, julọ ​​paapa ni erogba akoonu won bi pipadanu-on-iginisonu (OFIN), ni kan ti o tobi ipenija. Bi fly eeru iṣamulo ti pọ ni awọn ti o kẹhin 20+ ọdun, julọ ​​"ni-spec" eeru ti a ti beneficially lo, ati awọn pa-didara eeru sọnu. Bayi, LOI idinku ni yio je kan ibeere fun lilo awọn tiwa ni opolopo ninu fly eeru recoverable lati IwUlO impoundments.

LOI Idinku BY TRIBOELECTRIC Iyapa

Nigba ti awọn oluwadi miran ti lo ijona imuposi ati flotation ilana fun LOI idinku ti pada landfilled ati ponded fly eeru, ST Equipment & Technologies (STET) ti ri pe awọn oniwe-oto triboelectrostatic igbanu Iyapa eto, gun lo fun beneficiation ti titun ti ipilẹṣẹ fly eeru, jẹ tun doko lori pada eeru lẹhin dara gbigbe ati deagglomeration.

STET oluwadi ti ni idanwo awọn triboelectrostatic Iyapa ihuwasi ti si dahùn o landfilled eeru lati orisirisi fly eeru landfills ni Amerika ati Europe. Eleyi pada eeru yà gan bakanna to titun ti ipilẹṣẹ eeru pẹlu ọkan yanilenu iyato: awọn patiku gbigba agbara ti a ifasilẹ awọn lati pe ti alabapade eeru pẹlu awọn erogba gbigba agbara odi ni ibatan si awọn erupe.2 Awọn oluwadi miran ti electrostatic Iyapa ti fly eeru erogba ti tun woye yi iyalenu.3,4,5 Awọn polarity ti awọn STET triboelectrostatic separator le awọn iṣọrọ wa ni titunse lati gba ijusile ti odi agbara erogba lati si dahùn o landfilled fly eeru orisun. Ko si pataki iyipada si awọn separator oniru tabi idari wa ni pataki lati gba yi iyalenu.

IMO Akopọ - eṣinṣin Ash erogba Iyapa

Ni awọn STET erogba separator (olusin 1), awọn ohun elo ti ni je sinu tinrin o gboro laarin awọn meji ni afiwe ipele amọna. Awọn patikulu ti wa ni triboelectrically gba agbara nipasẹ interparticle olubasọrọ. Awọn daadaa agbara carbon ati awọn odi agbara ni erupe (ni titun ti ipilẹṣẹ eeru ti o ti ko ti wetted ati ki o si dahùn o) wa ni ifojusi lati idakeji amọna. Awọn patikulu ti wa ni ki o si gbo soke nipa a lemọlemọfún gbigbe igbanu ati mu ni idakeji itọnisọna. Awọn igbanu rare ni patikulu nitosi si kọọkan elekiturodu si idakeji opin ti awọn separator. Awọn ga igbanu iyara tun kí gidigidi ga throughputs, soke to 36 tonnu fun wakati lori kan nikan separator. Awọn kekere gboro, ga foliteji aaye, counter lọwọlọwọ sisan, jafafa patiku-patiku Woôle ati awọn ara-ninu igbese ti awọn igbanu lori awọn amọna ni o wa ni lominu ni awọn ẹya ara ẹrọ

PREPRINT- article lati wa ni atejade ni ACAA Ash ni Work, Issue II 2015

ti awọn STET separator. Nipa ṣiṣe akoso orisirisi ilana sile, gẹgẹ bi awọn igbanu iyara, kikọ sii ojuami, ati kikọ oṣuwọn, awọn STET ilana fun wa kekere LOI fly eeru ni erogba akoonu ti ti kere ju 1.5 to 4.5% lati kikọ sii fly ẽru orisirisi ni LOI lati 4% to lORI 25%.

eeya. 1 STET separator processing dahùn o, landfilled fly eeru

Awọn separator oniru jẹ jo o rọrun ati iwapọ. A ẹrọ še lati ilana 40 toonu fun wakati kan ni to 30 ft. (9 m.) gun, 5 ft. (1.5 m.) jakejado, ati 9 ft., m (2.75 m.) ga. Awọn igbanu ati ki o ni nkan rollers ni o wa ni nikan gbigbe awọn ẹya ara. Awọn amọna wa ni adaduro ati ki o kq ti ẹya bojumu o tọ awọn ohun elo ti. Awọn igbanu ti wa ni ṣe ti kii-conductive ṣiṣu. Awọn separator ká agbara agbara jẹ nipa 1 monamona-wakati fun tonne ti awọn ohun elo ti ni ilọsiwaju pẹlu julọ ninu awọn agbara run nipa meji Motors iwakọ ni igbanu.

Awọn ilana ni o šee igbọkanle gbẹ, nbeere ko si afikun ohun elo miiran ju awọn fly eeru ati fun ko si egbin omi tabi air gaju. Awọn pada ohun elo ni fly eeru dinku ni erogba akoonu si awọn ipele dara fun lilo bi a pozzolanic admixture ni nja, ati ki o kan ga erogba ida wulo bi idana. Iṣamulo ti awọn mejeeji ọja ṣiṣan pese a 100% ojutu lati fo eeru nu isoro.

PROASH® Pada lati LAND kún

Mẹrin awọn orisun ti eeru won gba lati landfills: ayẹwo A lati kan agbara ọgbin be ninu awọn United Kingdom ati awọn ayẹwo B, C, ati D lati United States. Gbogbo awọn wọnyi ayẹwo je ti eeru lati ijona ti bituminous edu nipa tobi IwUlO boilers. Nitori awọn intermingling ti ohun elo ninu awọn landfills, ko si si siwaju alaye wa nipa kan pato edu orisun tabi ijona awọn ipo.

Awọn ayẹwo awọn ti o gbà nipa STET ti o wa laarin 15% ati 27% omi bi jẹ aṣoju fun landfilled awọn ohun elo ti. Awọn ayẹwo tun ti o wa ninu orisirisi oye ti o tobi >1/8 inch (~ 3 mm) awọn ohun elo ti. Lati ṣeto awọn ayẹwo fun erogba Iyapa, awọn ti o tobi idoti ti a kuro nipa waworan ati awọn ayẹwo ki o si dahùn o ati ki deagglomerated saju to erogba beneficiation. Ni ọpọlọpọ awọn ọna fun gbigbe / deagglomeration ti a ti akojopo ni awaoko-asekale ni ibere lati je ki awọn ìwò ilana. STET ti yan ohun industrially fihan, kikọ sii processing eto ti o nfun igbakana gbigbe ati deagglomeration pataki fun munadoko electrostatic Iyapa. A gbogbo ilana sisan dì ti gbekalẹ ni Figure 2.

PREPRINT- article lati wa ni atejade ni ACAA Ash ni Work, Issue II 2015

olusin 2: Ilana Flow atọka

Awọn-ini ti awọn pese awọn ayẹwo wà daradara laarin awọn ibiti o ti fly eeru gba taara lati deede IwUlO boilers. Julọ ti o yẹ ini fun awọn mejeeji awọn separator awọn kikọ sii ati awọn ọja ti wa ni nisoki ni Table 2 pẹlú pẹlu pada ọja.

erogba Iyapa

Erogba idinku idanwo lilo awọn STET triboelectric igbanu separator yorisi ni gan ti o dara gbigba ti awọn kekere LOI awọn ọja lati gbogbo awọn merin landfill fly eeru orisun. Awọn ọna gbigba agbara ti awọn erogba bi sísọ loke kò degrade awọn Iyapa ni eyikeyi ọna bi akawe si processing alabapade eeru.

Awọn-ini ti awọn kekere LOI fly eeru pada lilo awọn STET ilana fun awọn mejeeji titun gbà eeru lati igbomikana ati eeru pada lati landfill ti wa ni nisoki ni Table 1. Awọn esi ti fi hàn pé awọn ọja didara fun ProAsh® produced lati landfilled ohun elo ti jẹ deede si ọja produced lati alabapade fly eeru orisun.

Table 1: -Ini ti kikọ sii ati ki o pada ProAsh®.

PREPRINT- article lati wa ni atejade ni ACAA Ash ni Work, Issue II 2015

Iṣẹ IN nja

Awọn ini ti awọn ProAsh® ti ipilẹṣẹ lati reclaimed landfill awọn ohun elo ti won akawe si wipe ti ProAsh® produced lati alabapade fly eeru ti ipilẹṣẹ nipasẹ awọn IwUlO boilers lati kanna ipo. Awọn ilọsiwaju reclaimed eeru pàdé gbogbo awọn pato ti ASTM C618 ati AASHTO M250 awọn ajohunše. Awọn wọnyi tabili akopọ awọn kemistri fun awọn ayẹwo lati awọn meji ninu awọn orisun fifi awọn insignificant iyato laarin awọn alabapade ati reclaimed awọn ohun elo ti.

Table 2: Ash Kemistri ti kekere LOI eeru.

Agbara idagbasoke ti a 20% fidipo ti awọn kekere LOI fly eeru ni kan amọ ti o ni awọn 600 lb cementitious / yd3 (Wo Table 3 ni isalẹ) fihan awọn ProAsh® ọja yo lati landfilled eeru yielded Mortars pẹlu agbara afiwera si Mortars produced lilo ProAsh® lati alabapade fly eeru yi ni kanna ipo. Ni opin ọja ti awọn beneficiated reclaimed eeru yoo ni atilẹyin ga opin nlo ni nja ile ise ni ibamu pẹlu awọn nyara niyelori ipo ProAsh® gbadun ninu awọn ọja ti o Lọwọlọwọ Sin.

Table 3: Compressive agbara ti amọ gbọrọ.

ilana aje

Wiwa ti kekere iye owo adayeba gaasi ni USA gidigidi iyi awọn aje ti gbigbe sii lakọkọ, pẹlu awọn gbigbe ti wetted fly eeru lati landfills. Table 4 akopọ awọn idana owo fun awọn mosi ni USA fun 15% ati 20% ọrinrin akoonu ti. Aṣoju inefficiencies ti gbigbe ti wa ni o wa ninu awọn iṣiro iye. Owo ti wa ni orisun lori awọn ibi-ti awọn ohun elo ti lẹhin ti gbigbe. Awọn ti afikun owo fun gbigbe fly eeru fun STET triboelectrostatic Iyapa processing ni o wa jo mo kekere.

Table 4: Gbigbe owo lori igba ti si dahùn o ibi-.

PREPRINT- article lati wa ni atejade ni ACAA Ash ni Work, Issue II 2015

Ani pẹlu awọn afikun ti kikọ sii gbigbe owo, awọn STET Iyapa ilana nfun a kekere iye owo, industrially fihan, ilana fun LOI idinku ti landfilled fly eeru. Awọn STET ilana fun reclaimed fly eeru jẹ ọkan-kẹta si ọkan-idaji awọn olu iye owo akawe si ijona orisun ọna šiše. Awọn STET ilana fun reclaimed fly eeru tun ni o ni significantly kekere itujade si ayika akawe si ijona tabi flotation orisun ọna šiše. Niwon awọn nikan afikun air njade lara orisun lati awọn boṣewa STET ilana fifi sori ẹrọ ni a adayeba gaasi-lenu togbe, fífàye gba ni yio jẹ jo o rọrun.

Pada idana IYE OF Ga-erogba eṣinṣin Ash

Ni afikun si awọn kekere erogba ọja fun lilo ninu nja, brand ti a npè ni ProAsh®, awọn STET Iyapa ilana tun recovers bibẹkọ ti wasted unburned erogba ni awọn fọọmu ti carbon-ọlọrọ fly eeru, iyasọtọ EcoTherm™. EcoTherm™ ni o ni significant idana iye ati ki o le awọn iṣọrọ wa ni pada si awọn ina agbara ọgbin lilo awọn STET EcoTherm™ Pada eto lati din edu lilo ni ọgbin. Nigba ti EcoTherm™ ti wa ni iná ni IwUlO igbomikana, awọn agbara lati ijona ti ni iyipada to ga titẹ / ga otutu nya ati ki o to ina ni kanna ṣiṣe bi edu, ojo melo 35%. Awọn iyipada ti awọn pada gbona agbara to ina ni ST Equipment & Technology LLC EcoTherm™ Pada eto ni meji si ni igba mẹta ti o ga ju wipe ti ifigagbaga ọna ti ibi ti awọn agbara ti wa ni pada bi kekere-ite ooru ni awọn fọọmu ti gbona omi eyi ti o ti şe si awọn igbomikana kikọ sii omi eto. EcoTherm™ ti wa ni tun lo bi orisun kan ti alumina ni simenti kilns, displacing awọn diẹ gbowolori bauxite eyi ti o ti maa n gbigbe gun ijinna. Lilo awọn ga erogba EcoTherm™ eeru boya ni a agbara ọgbin tabi a simenti kiln, maximizes ni agbara gbigba lati fi edu, atehinwa ye lati mi ki o si gbe afikun idana si awọn ohun elo.

STET ká Talen Energy Brandon eti okun, SMEPA R.D. Morrow, NBP Belledune, RWEnpower Didcot, EDF Energy West Burton, RWEnpower Aberthaw, ati awọn Korea South-East Power fò eeru eweko gbogbo ni EcoTherm™ pada awọn ọna šiše.

STET Ash processing ohun elo

STET ká Iyapa ilana ti a ti lo ti owo niwon 1995 fun fly eeru beneficiation ati ki o ti ipilẹṣẹ lori 20 milionu toonu ti ga didara fò eeru fun nja gbóògì. Dari kekere LOI fly ProAsh®, ti wa ni Lọwọlọwọ yi pẹlu STET ká ọna ni mọkanla agbara ibudo jakejado U.S., Canada, awọn U.K., Poland, ati Republic of Korea. ProAsh® fò eeru ti a ti fọwọsi fun lilo nipa lori ogun ipinle ọna alase, bi daradara bi ọpọlọpọ awọn miiran sipesifikesonu ajo. ProAsh® ti tun a ti ifọwọsi labẹ Canadian Standards Association ati EN 450:2005 didara awọn ajohunše ni Europe. Ash processing ohun elo lilo STET ọna ti wa ni akojọ si ni Table 5.

PREPRINT- article lati wa ni atejade ni ACAA Ash ni Work, Issue II 2015

Table 5. Fò Ash Processing ohun elo lilo STET Iyapa ọna ẹrọ

PREPRINT- article lati wa ni atejade ni ACAA Ash ni Work, Issue II 2015

ipinnu

Lẹhin ti o dara scalping ti o tobi awọn ohun elo ti, gbigbe, ati deagglomeration, fò eeru pada lati IwUlO ọgbin landfills le wa ni dinku ni erogba akoonu nipa lilo awọn commercialized STET triboelectric igbanu separator. Awọn didara ti awọn fly eeru ọja, ProAsh® lilo awọn STET eto lori reclaimed landfill awọn ohun elo ti ni deede lati ProAsh® produced lati alabapade kikọ sii fly eeru. The ProAsh® ọja jẹ gidigidi daradara ti baamu ati ki o fihan ni nja gbóògì. Awọn imularada ati beneficiation ti landfilled eeru yoo pese a tẹsiwaju ipese ti ga didara eeru fun nja ti onse ni p awọn dinku gbóògì ti "alabapade" eeru bi edu-lenu ise fun igbesi din iran. afikun ohun ti, agbara eweko ti o nilo lati yọ eeru lati landfills lati pade iyipada ayika ilana yoo ni anfani lati lo awọn ilana lati paarọ a egbin ọja layabiliti sinu kan niyelori aise ohun elo fun nja ti onse. Awọn STET Iyapa ilana pẹlu kikọ sii kọkọ-processing awọn eroja fun gbigbe ati deagglomerating landfilled fly eeru jẹ ẹya wuni aṣayan fun eeru beneficiation pẹlu significantly kekere iye owo ati kekere itujade akawe si miiran ijona ati flotation orisun ọna šiše.

to jo

[1]American Èédú Ash Èédú ijona awọn ọja ati Lo Statistics: http://www.acaa- usa.org/Publications/Production-Use-Reports.

[2]ST ti abẹnu Iroyin, August 1995.

[3]ni,T.X,. Schaefer, JL, Ban, H., Neathery, J.K., ati Stencel, J.M. Gbẹ Beneficiation Processing of ijona Fly Ash, Ejo ti awọn DOE Conference on Unburned erogba on IwUlO Fly Ash, Le 19 20, Pittsburgh, PA, 1998.

[4]Baltrus, J.P., Diehl, J.R., Soong, Y., Yanrin, W. Triboelectrostatic Iyapa ti fly eeru ati idiyele iyipada, idana 81, (2002) pp.757-762.

[5]Cangialosi, F., Notarnicola, M., Liberti, L, Stencel, J. Awọn ipa ti weathering lori fly eeru idiyele pinpin nigba triboelectrostatic beneficiation, Journal of oloro ohun elo, 164 (2009) pp.683-688.

onkọwe

Lewis Baker ni awọn European Imọ Support Manager fun ST Equipment & Technology (STET) orisun ninu awọn United Kingdom

Abhishek Gupta ni a ilana Engineer da ni Iyapa Technologies awaoko ọgbin ati lab apo, STET Technical Center, 101 Hampton Ave, Needham MA 02494 +1-781-972-2300

Dr. Stephen Gasiorowski, Ph.D. ni a Olùkọ Iwadi Ọmowé fun ST Equipment & Technology (STET) orisun ninu awọn New Hampshire.

Frank Hrach ni Igbakeji Aare ti ilana Engineering orisun ni Iyapa Technologies awaoko ọgbin ati lab apo, STET Technical Center, 101 Hampton Ave, Needham MA 02494 +1-781-972-2300