Triboelectrostatic Beneficiation of ნაგავსაყრელის Fly Ash WOCA 2015

Triboelectrostatic Beneficiation of

მიწის ივსება Fly Ash

L. Baker, ა. Gupta, და S. Gasiorowski

ST აღჭურვილობა & Technologies LLC, 101 Hampton Avenue, Needham MA 02494 აშშ

კონფერენცია: 2015 World of ქვანახშირის Ash - (www.worldofcoalash.org)

საკვანძო სიტყვები: Triboelectrostatic, beneficiation, Fly Ash, ნაგავსაყრელის, ხმელი, დაშორიშორების, Ნახშირბადის

ᲐᲑᲡᲢᲠᲐᲥᲢᲣᲚᲘ

Triboelectrostatic გამოყოფა უკვე გამოიყენება კომერციული beneficiation ნახშირის წვის მფრინავები ნაცარი წარმოების დაბალი ნახშირბადის პროდუქტის გამოყენება როგორც ცემენტის შეცვლის კონკრეტული თითქმის ოცი წლის განმავლობაში. ერთად 18 გამყოფების 12 ქვანახშირის ელექტროსადგურების მთელს მსოფლიოში, ST აღჭურვილობა & ტექნიკა შპს (STET) დაპატენტებული ელექტროსტატიკური გამყოფი უკვე გამოიყენება აწარმოოს მეტი 15 მილიონი ტონა ნახშირბადის დაბალი პროდუქტი.

Პაემანზე, კომერციული beneficiation of მფრინავები ნაცარი უკვე შესრულებული მხოლოდ მშრალი "პერსპექტივაში station‿ ash. ბოლო გარემოსდაცვითი კანონმდებლობის შექმნა, გარკვეულ ბაზრებზე, საჭიროა, რათა beneficiated ნაცარი ჯერ დაბალი ნაცარი თაობის. ეს, ერთად მოთხოვნა ზოგიერთ დაცლას ისტორიული ash ნაგავსაყრელი, შექმნა აუცილებლობას განვითარდეს პროცესი beneficiate ისტორიულად ნაგავსაყრელის ash.

წინა კვლევებმა აჩვენა, რომ ზემოქმედების მფრინავები ნაცარი ტენიანობის, და შემდგომი საშრობი გავლენას ახდენს triboelectrostatic დატენვის მექანიზმი, ნახშირბადის და მინერალური ნაწილაკების დატენვის საპირისპირო პოლარობის რომ გამოცდილი პერსპექტივაში სადგური ash. გამოკვლევები არ ჩატარებულა ავტორების მიერ, რათა დადგინდეს ეფექტი ტენიანობის ექსპოზიციის გამოყოფის ეფექტურობის რამდენიმე ფერფლის რომ უკვე Reclaimed ეხლა ნაგავსაყრელების და გამხმარი. Charge შეცვლის განიცადა შემდეგ საშრობი, მაგრამ მთლიანობაში გამოყოფის ეფექტურობის იქნა მიღწეული, როგორსაც განიცდიდა ახალი პერსპექტივაში სადგური ash.

ეფექტი გამხმარი ash შესანახი ტენიანობის on triboelectrostatic გამოყოფის ეფექტურობის იქნა განხილული, და მგრძობიარობა მნიშვნელოვნად შემცირდა შედარებით, განიცდიდა პერსპექტივაში სადგური ash, ამცირებს საერთო პროცესის ხარჯებს.

შესავალი

ამერიკული ქვანახშირის Ash ასოციაცია (ACAA) ყოველწლიური კვლევის წარმოების და გამოყენების ნახშირის მფრინავები ნაცარი იუწყება, რომ შორის 1966 და 2011, მეტი 2.3 მილიარდი მოკლე ტონა მფრინავები ნაცარი უკვე მიერ წარმოებული ქვანახშირის კომუნალური ქვაბები.1 ამ თანხის დაახლოებით 625 მილიონი ტონა უკვე ბენეფიციალური გამოიყენება, ძირითადად ცემენტის და ბეტონის წარმოება. თუმცა, დარჩენილია 1.7+ მილიარდი ტონა პირველ რიგში ნაპოვნი ნაგავსაყრელზე ან შევსებული ponded

impoundments. მიუხედავად იმისა, რომ გამოყენების განაკვეთები ახლად გენერირებული მფრინავები ნაცარი საგრძნობლად გაიზარდა ბოლო წლების განმავლობაში, მიმდინარე განაკვეთები ახლოს 45%, დაახლოებით 40 მილიონი ტონა მფრინავები ნაცარი გაგრძელდება განკარგვა ყოველწლიურად. მიუხედავად იმისა, რომ გამოყენების განაკვეთები ევროპაში ყოფილიყო ბევრად უფრო მაღალია, ვიდრე აშშ, მნიშვნელოვანი რაოდენობით მფრინავები ნაცარი ასევე ინახება ნაგავსაყრელების და impoundments ზოგიერთ ევროპულ ქვეყანაში.

ცოტა ხნის წინ, ინტერესი აღმოფხვრას ამ განწყობილი მასალა გაიზარდა, ნაწილობრივ იმის გამო, რომ მოთხოვნა მაღალი ხარისხის მფრინავები ნაცარი კონკრეტული და ცემენტის წარმოების პერიოდში შემცირდა წარმოების ქვანახშირის ელექტროენერგიის შემცირდა ევროპასა და ჩრდილოეთ ამერიკაში. შეშფოთება გრძელვადიანი გავლენა გარემოზე ასეთი ნაგავსაყრელი ასევე რითაც კომუნალური მოძიების ბენეფიციარი გამოყენების განაცხადების ინახება ash.

მიწის ივსება ASH QUALITY და საჭირო გამდიდრების

მიუხედავად იმისა, რომ ზოგიერთი ამ ინახება მფრინავები ნაცარი შეიძლება იყოს შესაფერისი მომგებიანი გამოყენება, როგორც თავდაპირველად გათხრილი, უმრავლესობის დასჭირდება გარკვეული დამუშავების უხარისხობა ცემენტის და ბეტონის წარმოება. მას შემდეგ, რაც ეს მასალა, როგორც წესი, wetted საშუალებას დამუშავება და დატკეპნა ხოლო თავიდან სადესანტო მტვერი თაობა, საშრობი სავარაუდოდ მინიმალური მოთხოვნა გამოყენების კონკრეტული მას შემდეგ, რაც კონკრეტული მწარმოებლები გავაგრძელო პრაქტიკა ბეტონის მფრინავები ნაცარი, როგორც მშრალი ფხვნილი. თუმცა, დაარწმუნა ქიმიური შემადგენლობა ნაცარი აკმაყოფილებს სპეციფიკაციები, განსაკუთრებით ნახშირბადის შინაარსი იზომება როგორც დაკარგვა-on-ანთება (LAW), არის დიდი გამოწვევა. როგორც მფრინავები ნაცარი გამოყენების გაიზარდა ბოლო 20+ წლის, ყველაზე "in-spec‿ ash უკვე ბენეფიციალური გამოიყენება, და off ხარისხის ash განწყობილი. ამდენად, LOI შემცირება იქნება მოთხოვნა სარგებლობის უმრავლესობის მფრინავები ნაცარი ანაზღაურებადი კომუნალური impoundments.

LOI შემცირება TRIBOELECTRIC გამიჯვნა

მიუხედავად იმისა, რომ სხვადასხვა მუშები არ გამოიყენება წვის ტექნიკა და ფლოტაციის პროცესების LOI შემცირება ამოღებული ნაგავსაყრელის და ponded მფრინავები ნაცარი, ST აღჭურვილობა & ტექნოლოგიები (STET) აღმოაჩინა, რომ მისი სტანდარტული დამუშავების სისტემის, დიდი ხანია გამოიყენება beneficiation ახლად გენერირებული მფრინავები ნაცარი, თანაბრად მოქმედებს ამოღებული ash შემდეგ შესაფერისი საშრობი და deagglomeration დაბალ საერთო საოპერაციო ხარჯები.

დროს ramp-მდე კომერციული გამოყენების STET დამუშავების სისტემის მფრინავები ნაცარი, STET მკვლევარებმა ტესტირება გამოყოფის გამხმარი ნაგავსაყრლის ash. ეს ამოღებული ash გამოყოფილი ძალიან გავს ახლად წარმოქმნილი ფერფლის ერთი გასაკვირი განსხვავება: ნაწილაკების დატენვის შეცვალა, რომ საქართველოს ახალი ნაცარი ნახშირბადის დატენვის უარყოფითი იმ მინერალური.2 სხვა მკვლევარები ელექტროსტატიკური გამოყოფის მფრინავები ნაცარი ნახშირბადის ასევე დაფიქსირდა მოვლენებზე.3,4,5

ტექნიკა მიმოხილვა - FLY ASH CARBON გამიჯვნა

იმ STET ნახშირბადის გამყოფი (ფიგურა 1), მასალა ყელში შევიდა თხელი უფსკრული ორი პარალელური planar ელექტროდების. ნაწილაკების triboelectrically ღირებულებაა interparticle კონტაქტი. დადებითად დამუხტული ნახშირბადის და უარყოფითად დამუხტული მინერალური (ახლად წარმოქმნილი ნაცარი, რომელიც არ იქნა wetted და გამხმარი) იზიდავს საპირისპირო ელექტროდების. ნაწილაკების მაშინ როდესაც up უწყვეტი მოძრავი ქამარი და გადმოცემული საპირისპირო მიმართულებით. ქამარი მოძრაობს ნაწილაკების მიმდებარე თითოეულ ელექტროდი მიმართ საპირისპირო შაბათ გამყოფი. მაღალი ქამარი სიჩქარე ასევე საშუალებას ძალიან მაღალი throughputs, მდე 36 ტონა საათში ერთი გამყოფი. პატარა უფსკრული, მაღალი ძაბვის სფეროში, ეწინააღმდეგება მიმდინარე ნაკადის, ენერგიული ნაწილაკების ნაწილაკების აგიტაცია და თვითმმართველობის დასუფთავების აქცია ქამარი ელექტროდების კრიტიკული თვისებები STET გამყოფი. By მაკონტროლებელი სხვადასხვა პროცესის პარამეტრების, როგორიცაა ქამარი სიჩქარე, feed წერტილი, და საკვების კურსი, STET პროცესს დაბალი LOI მფრინავები ნაცარი ნახშირმჟავური შინაარსი ნაკლები 1.5 to 4.5% საწყისი feed fly ashes დაწყებული LOI საწყისი 4% ზე 25%.

Fig. 1 STET გამყოფი

გამყოფი დიზაინი შედარებით მარტივი და კომპაქტური. მანქანა განკუთვნილია დამუშავებას 36 ტონა საათში დაახლოებით 9 მ (30 ft.) ხანგრძლივი, 1.5 მ (5 ft.) ფართო, და 2.75 მ (9 ft.) მაღალი. ქამარი და მასთან დაკავშირებული ლილვაკები ერთადერთი მოძრავი ნაწილები. ელექტროდების სტაციონარული და შედგება სათანადო გამძლე მასალა. ქამარი დამზადებულია არასამთავრობო- გამტარ პლასტიკური. გამყოფი ის ენერგომოხმარება შესახებ 1 კილოვატ საათი ტონაზე მასალა დამუშავებული ყველაზე დენის მოხმარება ორი ძრავები მამოძრავებელი ქამარი.

პროცესი მთლიანად მშრალი, არ მოითხოვს დამატებითი მასალების გარდა fly ნაცარი და არ აწარმოებს ნარჩენების წყლის და ჰაერის გამოყოფა. ამოღებული მასალა შედგება მფრინავები ნაცარი შემცირდა ნახშირბადის შინაარსის დონე ვარგისია როგორც pozzolanic admixture in

კონკრეტული, და მაღალი ნახშირბადის ფრაქციას სასარგებლო როგორც საწვავი. გამოყენების ორივე პროდუქტის ნაკადების უზრუნველყოფს 100% გამოსავალი ფრენა ნაცარი განკარგულებაშია პრობლემები.

ამოღებული საწვავის ღირებულება მაღალი CARBON FLY ASH

გარდა ამისა, დაბალი ნახშირბადის პროდუქტის გამოყენება კონკრეტული, ბრენდის სახელწოდებით ProAsh®, STET გამოყოფის პროცესს ასევე აღდგება სხვაგვარად შეეწირა დაუმწვარი ნახშირბადის სახით ნახშირბადის მდიდარი მფრინავები ნაცარი, ბრენდირებული ეკოთერმის™. ეკოთერმის™ მნიშვნელოვანი საწვავის ღირებულება და ადვილად უბრუნდება ელექტროსადგური გამოყენებით STET ეკოთერმის™ დაბრუნება სისტემა შეამციროს ნახშირის გამოყენება მცენარეთა. როდესაც ეკოთერმის™ იწვება კომუნალური ქვაბის, ენერგეტიკის წვის მოაქცია მაღალი წნევის / მაღალი ტემპერატურის ორთქლი და შემდეგ ელექტროენერგიის ამავე ეფექტურობა, როგორც ნახშირი, როგორც წესი, 35%. კონვერტაციის ამოღებული თერმული ენერგია ელექტროენერგიის ST აღჭურვილობა & Technology LLC ეკოთერმის™ დაბრუნება სისტემა ორ-სამჯერ უფრო მაღალია, ვიდრე კონკურენტული ტექნოლოგია სადაც ენერგია ამოღებული, როგორც უხარისხო სითბოს სახით ცხელი წყალი, რომელიც გავრცელდება ქვაბის წყლის სისტემის. ეკოთერმის™ ასევე გამოიყენება როგორც წყარო ალუმინის ცემენტის kilns, რითაც უფრო ძვირი bauxite, რომელიც, როგორც წესი, ტრანსპორტირება ხანგრძლივი დისტანციებზე. გამოყენება მაღალი ნახშირბადის ეკოთერმის™ ash არც ერთი ელექტროსადგური ან ცემენტის, მაქსიმალურად ენერგიის აღდგენა მიწოდება ნახშირის, შემცირების საჭიროება დანაღმვას და ტრანსპორტირება დამატებითი საწვავის ობიექტების.

STET ის Raven Power Brandon Shores, SMEPA R.D. Morrow, nbp Belledune, RWEnpower Didcot, EDF Energy West Burton, და RWEnpower Aberthaw ფრენა ნაცარი მცენარეები, ყველა მოიცავს ეკოთერმის™ დაბრუნების სისტემები. არსებითი კომპონენტია სისტემის წარმოდგენილი ფიგურა 2.

Fig. 2 ეკოთერმის™ დაბრუნება სისტემა

STET ASH PROCESING საშუალებები

კონტროლირებადი დაბალი LOI მფრინავები ნაცარი მზადდება STET ტექნოლოგია თორმეტი სადგურების მთელ აშშ, კანადაში, გაერთიანებული სამეფო., პოლონეთი, და კორეის რესპუბლიკის. ProAsh® ფრენა ნაცარი უკვე დამტკიცებული გამოყენებისათვის მეტი ოცი სახელმწიფო გზატკეცილზე ხელისუფლება, ისევე როგორც ბევრი სხვა დაზუსტება სააგენტოები. ProAsh® უკვე დამოწმებული ქვეშ კანადის სტანდარტები ასოციაცია და EN 450:2005 ხარისხის სტანდარტების ევროპაში. Ash გადამამუშავებელი ობიექტების გამოყენებით STET ტექნოლოგია ჩამოთვლილია მაგიდა 1.

მაგიდა 1. STET კომერციული ოპერაციების

COAL ASH ამოღებული მიწის ავსებს

ორი წყაროდან ნაცარი მიღებული იქნა ნაგავსაყრელზე: ნიმუში საწყისი ელექტროსადგური მდებარეობს

გაერთიანებული სამეფოს და ნიმუში B: ამერიკის შეერთებული შტატები. ორივე ეს ნიმუშები შედგებოდა ash წვის ბიტუმოვანი ნახშირის დიდი კომუნალური ქვაბები. იმის გამო, რომ intermingling მასალის ნაგავსაყრელების, არსებობს დამატებითი ინფორმაციის მიღება კონკრეტულ ნახშირის წყაროს ან წვის პირობების.

ნიმუშები როგორც მიერ მიღებული STET შეიცავდა შორის 15% და 20% წყალი, როგორც არის დამახასიათებელი ნაგავსაყრლის მასალა. ნიმუშები ასევე შეიცავდა განსხვავებული რაოდენობით დიდი >1/8 inch (~ 3 მმ) მასალა. მოამზადოს ნიმუშები ნახშირბადის გამოყოფის, დიდი ნარჩენების ამოღებულ იქნა სკრინინგისა და ნიმუშები შემდეგ გამხმარი და deagglomerated ადრე ნახშირბადის beneficiation. სხვადასხვა მეთოდებს საშრობი / deagglomeration აფასებს ოპტიმიზაციის მიზნით საერთო პროცესში. ზოგადი პროცესი ნაკადი ფურცელი არის წარმოდგენილი ფიგურა 3.

ფიგურა 3: პროცესი ნაკადი ფურცელი

თვისებები მომზადებული ნიმუშები კარგად ფარგლებში მფრინავები ნაცარი მიღებული პირდაპირ ნორმალური კომუნალური ქვაბები. ყველაზე მნიშვნელოვანი თვისებები როგორც გამყოფი feeds და პროდუქტების შეჯამებულია 2 ერთად ამოღებული პროდუქტი.

CARBON გამიჯვნა

ნახშირბადის შემცირების სასამართლოები გამოყენებით STET triboelectric ქამარი გამყოფი შედეგად ძალიან კარგი აღდგენა დაბალი LOI პროდუქტი. საინტერესო მოვლენის დაკვირვება იყო შეცვლის დატენვის ნახშირბადის ზემოთ განხილული. მიუხედავად იმისა, რომ ეს საქციელი შეინიშნება ადრე STET და სხვა მკვლევართა, მექანიზმი, რომელიც ცვლის ნათესავი მუშაობის ფუნქციები და ამით საკონტაქტო დატენვის ქცევის მასალა არ არის გაგებული. ერთი ვარაუდით მექანიზმი გადანაწილების ხსნადი იონების მინერალური და

შემდეგი ცხრილი აჯამებს ქიმიის ნიმუშები წყარო B. ტესტირება წყარო მასალა არ დასრულებულა.

მაგიდა 4: Ash ქიმიის დაბალი LOI ash.

Strength განვითარების 20% ჩანაცვლების დაბალი LOI მფრინავები ნაცარი ნაღმტყორცნებიდან შემცველი 600 LB / yd3 აჩვენა მასალა მომდინარეობს ნაგავსაყრლის ash შესრულებული გარკვეულწილად უკეთესია, ვიდრე მატერიალური ახალი წარმოება. ცხრილი 5 ქვევით.

მაგიდა 5: კომპრესიული ძალა ნაღმტყორცნებიდან კუბურები.

დასკვნები

მას შემდეგ, რაც შესაფერისი scalping დიდი მასალა, საშრობი, და deagglomeration, ფრენა ნაცარი ამოღებული სასარგებლო მცენარეთა ნაგავსაყრელების შეიძლება შემცირდეს ნახშირბადის შინაარსი გამოყენებით გაიყიდება STET triboelectric ქამარი გამყოფი. ეფექტურობის STET სისტემა არსებითად ექვივალენტი ashes მიღებული ახლად ქვაბის ოპერაციების და გამხმარი ნაგავსაყრელის მასალა. გამყოფი პროდუქტი ვარგისია ბეტონის წარმოების გარეშე beneficiation თითქმის იდენტურია შესრულების თვისებები. აღდგენა და beneficiation of ნაგავსაყრლის ash უზრუნველყოფს უწყვეტი მიწოდების მაღალი ხარისხის ნაცარი კონკრეტული, მიუხედავად შემცირებული წარმოების "fresh‿ ash როგორც ქვანახშირის კომუნალური შეამციროს თაობის. გარდა ამისა,, ჰესების, უნდა ამოიღონ ნაცარი ნაგავსაყრელების ცვალებად გარემოს დაცვის წესებს შეძლებს გამოიყენოს პროცესის შეცვალოს ნარჩენების პროდუქტის პასუხისმგებლობის შევიდა ღირებული ნედლეულის ბეტონის მწარმოებელთა.

ლიტერატურა

[1]American Coal Ash ქვანახშირის წვის პროდუქტების და გამოყენების სტატისტიკა: https://www.acaa-usa.org/Publications/Production-Use-Reports/

[2]ST შიდა ანგარიში, აგვისტო 1995.

[3]in,T.X,. სხეფერის, JL, Ban, H., Neathery, J.K., და Stencel, J.M. მშრალი Beneficiation გენერაციის წვის Fly Ash, შრომები DOE კონფერენცია დაუმწვარი Carbon კომუნალური Fly Ash, მაისი 19 20, Pittsburgh, PA, 1998.

[4]Baltrus, J.P., Diehl, J.R., Soong, Y., Sands, W. Triboelectrostatic გამოყოფის მფრინავები ნაცარი და პასუხისმგებელი შეცვლის, Საწვავი 81, (2002) pp.757-762.

[5]Cangialosi, F., Notarnicola, მ, Liberti, L, Stencel, J. როლი გამოფიტვის on მფრინავები ნაცარი პასუხისმგებელი განაწილების დროს triboelectrostatic beneficiation, ჟურნალი სახიფათო მასალების, 164 (2009) pp.683-688.

Word to PDF Converter მოაქცია BCLTechnologies