Triboelectrostatic Beneficiation de Landfilled Fly Ash WOCA 2015

Triboelectrostatic Beneficiation de

Land Plenplena Fly Ash

L. Baker, A. Gupta, kaj S. Gasiorowski

ST Equipment & Technologies LLC, 101 Hampton Avenue, Needham MA 02494 Usono

KONFERENCO: 2015 Unua de Coal Ash - (www.worldofcoalash.org)

KEYWORDS: Triboelectrostatic, Beneficiation, Fly Ash, Landfilled, sekigita, Apartigo, karbono

RESUMO

Triboelectrostatic disiĝo estis uzata por la komerca Beneficiation de karbo brulado muŝo cindro produkti malaltan karbonon produkton por uzo kiel cemento anstataŭigo en konkreta dum preskaŭ dudek jaroj. kun 18 apartigiloj en 12 karbo-pafadita potencajn fabrikejojn tutmonde, ST Equipment & Technology LLC estas (STET) patentita elektrostatika separador estis uzita por produkti super 15 Milionoj da tunoj da malalta karbono produkto.

ĝisdata, komerca Beneficiation de muŝo cindro estis faritaj ekskluzive en seka "kuri de station‿ cindro. Lastaj media leĝaro kreis, en iuj merkatoj, bezono provizi beneficiated cindro en tempoj de malalta cindro generacio. Ĉi, kuplita kun postulo en kelkaj lokoj malplenigi historiaj cindro ŝutejo lokoj, kreis la bezonon evoluigi procezon por beneficiate historie landfilled cindro.

Antaŭaj studoj montris ke la ekspozicio de muŝo cindro al malsekeco, kaj postaj sekigita influas la triboelectrostatic akuzanta meĥanismo, kun karbono kaj mineralaj eroj akuzanta en la kontraŭa polaridad al tiu travivis kun kuro de stacio cindro. Studoj estis farita fare de la aŭtoroj por determini la efikon de humideco ekspozicio sur apartiga efikeco de pluraj cindro kiuj estis rekuperitaj de vertederos kaj sekigitaj. Zorge renversigon spertis jenan sekiĝo, Sed entute apartiga efikeco estis atingita ekvivalenta al tiu travivis per freŝa kuri de stacio cindro.

La efiko de sekigita cindro nutri relativa humido sur triboelectrostatic apartiga efikeco estis ekzamenita, kaj sentiveco estis treege reduktita kompare al kiuj spertis kun kuro de stacio cindro, malsuprenirante entuta procezo kostoj.

ENKONDUKO

La usona Karbo Cindro Asocio (ACAA) jara enketo de produktado kaj uzo de karbo muŝo cindro raportas, ke inter 1966 kaj 2011, super 2.3 miliardoj mallongaj tunoj de muŝo cindro estis produktita de karbo-pafis utileco kaldronoj.1 De ĉi tiu kvanto proksimume 625 milionojn da tunoj estis utile uzata, plejparte por cemento kaj konkreta produktado. Tamen, la ceteraj 1.7+ miliardoj tunoj estas ĉefe trovita en vertederos aŭ plenigita ponded

impoundments. Dum utiligado tarifoj por freŝe generita muŝo cindro pliigis konsiderinde en la lastaj jaroj, kun aktualaj impostoj proksime 45%, proksimume 40 milionoj tunoj de muŝo cindro daŭre esti forigita jare. Dum utiligado indicoj en Eŭropo estis multe pli alta ol en Usono, konsiderinda volumoj de muŝo cindro ankaŭ estis stokita en vertederos kaj impoundments en iuj eŭropaj landoj.

lastatempe, intereson en rekuperi ĉi emas materialo kreskis, parte pro la peto de altkvalitaj muŝo cindro por konkretaj kaj cemento produktado dum periodo de reduktita produktado kiel karbo-pafadita potencajn generacio malpliiĝis en Eŭropo kaj Nord-Ameriko. Koncernoj pri la longtempa media efiko de tiaj vertederos ankaŭ instigante utilecoj por trovi utilaj uzo aplikoj por ĉi tiu stokita cindro.

LAND plenigis ASH KVALITO KAJ Bezonata Beneficiation

Dum iuj de ĉi stokita muŝo cindro povas esti taŭga por utilaj uzo kiel komence fosita, la vasta plimulto postulos iun prilaborado renkonti kvalitnormojn por cemento aŭ konkreta produktado. Ekde la materialo estis tipe malsekigis ebligi uzadon kaj compactación evitante aerportata polvo generacio, sekigita verŝajne estos minimuma postulo por uzo en konkreta ekde konkretaj produktantoj deziros daŭrigi la praktikon de batching muŝo cindro kiel seka pulvoro. Tamen, certigante la kemia komponado de la cindro renkontas specifojn, plej precipe la karbono enhavo mezurita kiel perdo-sur-sparkado (LEĜO), estas pli granda defio. Kiel muŝo cindro utiligo kreskis en la lasta 20+ jaroj, plej "en-spec‿ cindro estis utile uzata, kaj la de-kvalito cindro dispoziciita. tiel, LOI redukto estos postulo por utiligi la grandan plimulton de muŝo cindro reakirebla de utileco impoundments.

LOI REDUKTO BY TRIBOELECTRIC disiĝo

Dum pluraj laboristoj uzis brulado teknikoj kaj flosado procezoj por LOI redukto de rekuperis landfilled kaj ponded muŝo cindro, ST Equipment & teknologioj (STET) trovis ke ĝia normo prilaborado sistemo, longe uzata por Beneficiation de freŝe generita muŝo cindro, estas same efikaj sur reakiris cindro post taŭga sekigita kaj deagglomeration ĉe pli malalta supertuto mastruma kostojn.

Dum la ramplo-ĝis komercan aplikon de la STET prilaborado sistemo por muŝo cindro, STET esploristoj elprovis la disiĝo de sekigita landfilled cindro. Ĉi reakiris cindro disigita tre simile al freŝe generita cindro kun unu surpriza diferenco: la partiklo ŝarĝo estis inversigita de tiu de freŝaj cindro kun la karbono akuzanta negativaj rilate al la minerala.2 Aliaj esploristoj de elektrostatikaj disiĝo de muŝo cindro karbono ankaŭ observis ĉi fenomenoj.3,4,5

TEKNOLOGIO SUPERRIGARDO - FLY ASH CARBON disiĝo

En la STET karbono apartigilon (figuro 1), materialo estas manĝita en la maldika breĉo inter du paralelaj ebenaj elektrodoj. La eroj triboelectrically ŝargita fare interparticle kontakton. La pozitive ŝargita karbono kaj la negative ŝargita minerala (en freŝe generita cindro kiu ne malsekigis kaj sekigitaj) altiras al kontraŭa elektrodoj. La eroj tiam blovis per kontinuan movanta zonon kaj transdonita en kontraŭaj direktoj. La zono movas la partikloj apud ĉiu elektrodo al ekstremaj kontraŭaj de la apartigilon. La alta zono rapido ankaŭ ebligas tre alta throughputs, ĝis 36 tunoj por horo sur sola disigilo. La malgranda breĉo, alta tensio kampo, kontraŭstari aktuala fluo, viglan partiklo-partikla agitado kaj mem-purigado agon de la zono sur la elektrodoj estas la kritikaj trajtoj de la STET apartigilon. Kontrolante diversaj procezo parametroj, kiel ekzemple zono rapido, feed punkto, kaj manĝas rapideco, la STET procezo produktas malaltan LOI muŝo cindro en karbono enhavo de malpli ol 1.5 al 4.5% el manĝas muŝon cindro intervalante en LOI de 4% over 25%.

Figo. 1 STET Apartigilo

La separador dezajno estas relative simpla kaj kompakta. Maŝino desegnita por procesi 36 tunoj horo estas proksimume 9 m (30 ft.) longa, 1.5 m (5 ft.) larĝa, kaj 2.75 m (9 ft.) altaj. La zono kaj rilataj ruloj estas la solaj partoj móviles. La elektrodoj estas senmova kaj kunmetita de konvene durable materialo. La zono estas farita de ne- konduktiva plasto. La separador la konsumo de energio estas ĉirkaŭ 1 kilovato-horo po tuno de materialo procesita kun la plejparto de la potenco konsumita de du motoroj veturanta la zono.

La procezo estas tute seka, postulas neniun plian materialojn krom la muŝo cindro kaj produktas ne malŝparo akvo aŭ aero emisiones. La reakiris materialoj konsistas el muŝo cindro reduktita en karbono enhavo al niveloj taŭga por uzo kiel pozzolanic admixture en

konkreta, kaj alta karbona frakcio utila kiel karburaĵo. Utiligo de ambaŭ produktoj riveretoj provizas 100% solvo por flugi cindro dispono problemoj.

Reakiris FUEL VALORO DE ALTA-CARBON MUŜO ASH

Krom la malalta karbono produkto por uzi en konkreta, markon nomita ProAsh®, la STET apartiga procezo ankaŭ rekuperas alie malŝparis unburned karbono en la formo de karbono-riĉaj muŝo cindro, branded EcoTherm™. EcoTherm™ havas signifan karburaĵo valoro kaj povas facile esti redonita al la elektra centralo uzante la STET EcoTherm™ Reiri sistemon por redukti la karbo uzo ĉe la planto. Kiam EcoTherm™ bruligita per utileco kaldrono, la energio de brulado estas transformita al alta premo / alta temperaturo vaporo kaj poste al elektro samtempe efikeco kiel karbo, kutime 35%. La konvertiĝo de la reakiris termika energio al elektro en ST Equipment & Technology LLC EcoTherm™ Reiru sistemo estas du al tri fojojn pli alta ol tiu de la konkurenciva teknologio kie la energio estas reakirita kiel malalta grado varmego en la formo de varma akvo kiu cirkulas por la kaldrono manĝas akvo sistemo. EcoTherm™ Ankaŭ estas uzita kiel fonto de alúmina en cemento fornoj, delokigante la pli multekosta bauxita kiu estas kutime transportitaj longajn distancojn. Uzante la alta karbono EcoTherm™ cindro aŭ en elektra centralo aŭ cemento forno, maksimumigas la reakiro de energio de la liverita karbo, reduktante la bezonon al mino kaj transporti plian brulaĵon al la instalaĵoj.

STET la Raven Potenco Brandon Shores, SMEPA R.D. morgaŭ, NBP Belledune, RWEnpower Didcot, EDF Energio Okcidenta Burton, kaj RWEnpower Aberthaw flugi cindro plantoj, ĉiuj inkludas EcoTherm™ Reiru sistemoj. La esencaj komponantoj de la sistemo estas prezentitaj en la Figuro 2.

Figo. 2 EcoTherm™ Reiru sistemo

STET ASH procesing FACILITIES

Kontrolita malalta LOI muŝo cindro estas produktata per STET teknologio ĉe dek du centraj tra la Usonaj, Kanado, la U.K., Pollando, kaj Respubliko de Koreio. ProAsh® flugi cindro estis aprobita por uzo fare de pli ol dudek ŝtatŝoseo aŭtoritatojn, kaj ankaŭ multaj aliaj specifo agentejoj. ProAsh® Ĝi ankaŭ estis atestita sub Canadian Standards Association kaj EN 450:2005 kvalitnormojn en Eŭropo. Cindro prilaborado instalaĵoj uzante STET teknologio estas listigitaj en Tablo 1.

tablo 1. STET Komerca Operacioj

COAL ASH resaniĝis post LAND plenigas

Du fontoj de cindro akiris de rubodeponejoj: specimeno A de elektra centralo situas en

Britio kaj specimeno B: el Usono. Ambaŭ ĉi tiuj specimenoj konsistis el frakseno de la brulado de karbo bituminoso de granda utileco kaldronoj. Pro la intermiksante de materialo en la vertederos, ne plu informo havebla pri specifaj karbo fonto aŭ brulado kondiĉoj.

La specimenoj kiel ricevinta de STET enhavis inter 15% kaj 20% akvo kiel estas tipa por landfilled materialo. La specimenoj ankaŭ enhavis varianta kvantoj de grandaj >1/8 colo (~ 3 mm) materialo. Prepari la specimenojn por karbono disiĝo, la grandaj derompaĵoj estis forigitaj fare kribranta kaj la specimenoj tiam sekigita kaj deagglomerated antaŭ karbono Beneficiation. Diversaj metodoj por sekiĝo / deagglomeration estas estanta taksita por optimumigi la entuta procezo. A ĝenerala procezo fluo folio estas prezentita en Figuro 3.

figuro 3: Procezo fluo folio

La proprietoj de la preta specimenoj estis bone ene de la gamo de muŝo cindro akiris rekte de normala utileco kaldronoj. La plej gravaj ecoj por kaj la apartigosigno fluojn kaj produktoj estas resumitaj en Tabelo 2 kune kun restaŭrita produkto.

CARBON disiĝo

Karbono redukto provoj uzante la STET triboelectric zono separador rezultigis tre bona reakiro de malalta LOI produkto. La interesaj fenomenoj observis estis la inversigo de akuzanta de la karbono diskutis pli supre. Dum ĉi tiu konduto estis observita antaŭe por STET kaj aliaj esploristoj, la mekanismo kiu ŝanĝas la relativa laboro funkcioj kaj tiel kontakton akuzanta konduto de la materialo ne komprenas. Unu proponita mekanismo estas la redistribuo de solveblaj jonoj sur la mineralaj kaj

sekva tabulo resumas la kemio por specimenoj el fonto B. Testado sur fonto Materialo ne kompletigis.

tablo 4: Cindro Kemio de malaltaj LOI cindro.

Forto disvolviĝo de 20% anstataŭigo de la malalta LOI muŝo cindro en pistujo enhavantaj 600 lb / id3 montris la materialo derivita de landfilled frakseno farita iom pli bone ol materialon de freŝa produktado. Vidu Tablo 5 sub.

tablo 5: Compressive forto de mortero kuboj.

KONKLUDOJ

Post taŭgaj scalping de grandaj materialoj, sekiĝo, kaj deagglomeration, flugi cindro resaniĝis de utileco planto vertederos eblas reduktita en karbono enhavo uzante la comercializado STET triboelectric zono apartigilon. La efikeco de la STET sistemo estas esence ekvivalenta al cindro akiris freŝe el kaldrono operacioj kaj sekigitaj landfilled materialo. La separador produkto estas taŭga por uzo en konkreta produktado sen plua Beneficiation kun preskaŭ identa efikeco ecoj. La reakiro kaj Beneficiation de landfilled cindro provizos daŭra provizo de alta kvalito cindro por konkretaj produktantoj malgraŭ la reduktita produktado de "fresh‿ cindro kiel karbo-pafis utilecoj redukti generacio. Aldone, elektrocentraloj kiuj bezonas forigi cindro de vertederos renkonti ŝanĝanta mediajn regularoj povos utiligi la procezo ŝanĝi malŝparo produkto respondeco en valora krudan materialon por konkretaj produktantoj.

Referencoj

[1]American Coal Cindro Coal Combustion produktoj kaj Uzo Statistiko: https://www.acaa-usa.org/Publications/Production-Use-Reports/

[2]ST interna raporto, aŭgusto 1995.

[3]en,T.X,. Schaefer, JL, malpermeso, H., Neathery, J.K., kaj Stencel, J.M. Seka Beneficiation Pretigo de Combustion Fly Ash, Paperoj de la DOE Konferenco pri Unburned Karbono sur Utileco Fly Ash, majo 19 20, Pittsburgh, PA, 1998.

[4]Baltrus, J.P., Diehl, J.R., Soong, Y., Sabloj, Ok. Triboelectrostatic disiĝo de muŝo cindro kaj zorge renversigon, brulaĵo 81, (2002) pp.757-762.

[5]Cangialosi, F., Notarnicola, M., Liberti, L, Stencel, J. La rolo de erozio sur muŝo cindro zorge disdonado dum triboelectrostatic Beneficiation, Ĵurnalo de Danĝera Materialoj, 164 (2009) pp.683-688.

Vorto al PDF Konvertilo Converted Per BCLTechnologies