Triboelectrostatic sodrinimo sąvartyno pelenai WOCA 2015

Triboelektrostatinis

Žemės pripildyto pelenai

L. Kepėjas, A. Gupta, ir S. Gasiorowski

ST įranga & Technologijos UAB, 101 Hampton Avenue, Needham MA 02494 JUNGTINĖS AMERIKOS VALSTIJOS

KONFERENCIJA: 2015 Pasaulio anglies pelenų – (www.worldofcoalash.org)

RAKTINIAI ŽODŽIAI: Triboelectrostatic, Sodrinimas, Lakieji pelenai, Sąvartynuose, Džiovintų, Atskyrimas, Anglies

Abstraktus

Triboelektrostatinis atskyrimas buvo naudojamas komercinis akmens anglių deginimo laku, gaminti mažai anglies produktą naudoti kaip cemento pakaitalas betono beveik dvidešimt metų. Su 18 skyrikliai 12 akmens anglimi kūrenamos elektrinės visame pasaulyje, ST įranga & Technologijos UAB (STET) patentuota elektrostatinis skyriklio buvo naudojamas gaminti per 15 Milijonų tonų mažiau anglies dioksido produkto.

Iki šiol, lakiųjų pelenų komercinis naudojimas buvo vykdomas tik sausu "Station ‿ Ash". Naujausi aplinkos teisės aktai sukūrė, tam tikrose rinkose, poreikis tiekti naudos gavėjus pelenų susidarymo laikotarpiais. Tai, kai kuriose vietose buvo nustatytas tuščias istorinių pelenų sąvartynų vietas, buvo sukurtas poreikis plėtoti istoriškai sąvartynuose šalinat turinčių pelenų.

Ankstesni tyrimai parodė, kad lakiųjų pelenų poveikis drėgmei, ir vėlesnis džiovinimas turi įtakos triboelektrostatinio įkrovimo mechanizmui, su anglies ir mineralinių dalelių įkrovimo į priešingą poliškumą, kad patyręs su paleisti stoties pelenų. Autoriai atliko tyrimus, siekdami nustatyti drėgmės poveikio kelių pelenų, kurie buvo regeneruoti iš sąvartynų ir džiovintų. Įkrovimo atšaukimas buvo patyręs po džiovinimo, bet bendras atskyrimo efektyvumas buvo pasiektas lygiavertis tos patirties, patyręs su šviežia stotis pelenų.

Buvo išnagrinėtas džiovintų pelenų pašarų santykinės drėgmės poveikis triboelektrostatinio atskyrimo efektyvumui,, jautrumas buvo labai sumažėjęs, palyginti su ta, kuri patyrė su stoties pelenų, sumažinti bendras proceso išlaidas.

ĮVADAS

Amerikos anglių pelenai asociacija (ACAA) metinėje apžvalgoje gamybos ir naudojimo anglių pelenai byloja, kad tarp 1966 ir 2011, per 2.3 milijardų trumpų tonų pelenai buvo gaminami akmens anglimi kūrenamų katilų.1 Iš šios sumos maždaug 625 pozityviai vartojamos milijonų tonų, daugiausia cemento ir betono gamybai. Tačiau, likusi 1.7+ milijardų tonų visų pirma aptinkama sąvartynuose arba užpildytame tvenkinio

konfiskavimos. O naudos koeficientus, šviežiai sukurtas pelenai pastaraisiais metais žymiai padidėjo, Dabartinis lygis – 45%, maždaug 40 milijonų tonų pelenų ir toliau turi būti realizuotas per metus. Nors panaudojimo lygis Europoje buvo daug didesnė nei JAV, didelės apimties pelenai taip pat buvo saugomos sąvartynų ir impoundments kai kuriose Europos šalyse.

Neseniai, susidomėjimas šios šalinamos medžiagos susigrąžinimu padidino, iš dalies dėl aukštos kokybės lakiųjų pelenų betono ir cemento gamybai paklausos, nes europoje ir Šiaurės Amerikoje sumažėjo anglimi kūrenamos elektros energijos gamyba. Susirūpinimas dėl tokių sąvartynų ilgalaikio poveikio aplinkai taip pat skatina komunalines paslaugas rasti naudingą šių saugomų pelenų naudojimo paskirtį.

ŽEMĖS PELENŲ KOKYBĖ IR REIKALAUJAMA PARAMOS

Nors kai kurie iš šių pelenų gali būti tinkami naudingam naudojimui, nes iš pradžių iškasti, dauguma reikės tam tikro perdirbimo, kad atitiktų cemento arba betono gamybos kokybės standartus,. Kadangi medžiaga paprastai buvo sudrėkinta, kad būtų galima tvarkyti ir sutankinti, vengiant ore esančių dulkių susidarymo, džiovinimas tikriausiai bus minimalus reikalavimas naudoti betoną, nes betono gamintojai norės tęsti lakiųjų pelenų, kaip sausų miltelių, rūšiavimo praktiką. Tačiau, pelenų cheminę sudėtį, atitinka specifikacijas,, visų pirma anglies kiekis, išmatuotas kaip nuostolingas (LOI), yra didesnis iššūkis. Kadangi lakiųjų pelenų panaudojimas per pastaruosius 20+ metų, "spec‿ pelenai buvo naudingai naudojami, ir ne kokybės pelenai, išmesti. Taigi, LOI sumažinimas bus naudoti didžiąją dalį lakiųjų pelenų, atkuriamų iš komunalinių konfiskavimo atvejų reikalavimas.

LOI SUMAŽINIMAS TRIBOELEKTRINIS ATSKYRIMAS

Nors įvairūs darbuotojai naudojo degimo metodus ir flotacijos procesus, kad sumažintų regeneruotų sąvartynuose šalinamų ir tvenkinių lakiųjų pelenų kiekį, ST įranga & Technologijas (STET) nustatė, kad jos standartinė apdorojimo sistema, ilgai naudojami naujai susidariusiems lakiųjų pelenų panaudojimui, yra vienodai veiksmingas ir regeneruotiems pelenams po tinkamo džiovinimo ir deagglomeracijos, esant mažesnėms bendrosioms veiklos sąnaudoms.

Skret apdorojimo sistemos, skirtos pelenams, naudojimo komerciniais tikslais, STET mokslininkai išbandė džiovintų sąvartynuose šalinamų pelenų atskyrimą. Šis regeneruotas pelenų atskirti labai panašiai kaip šviežiai susidariusių pelenų su vienu stebina skirtumas: dalelių įkrovimas buvo pakeistas nuo šviežių pelenų, o anglies apmokestinimo neigiamas kiekis mineralinio.2 Kiti mokslininkai elektrostatinio atskyrimo lakiųjų pelenų anglies taip pat pastebėjo šį reiškinius.3,4,5

TECHNOLOGIJŲ APŽVALGA – PELENAI ANGLIES DIOKSIDO ATSKYRIMO

Į STET anglies separatorių (Paveikslas 1), medžiaga paduodama į plonas tarpelį tarp dviejų lygiagrečių plokščių elektrodų. Dalelės triboelectrically įkraunamos tarpdalelių sąlyčio. Teigiamo krūvio anglis ir neigiamo krūvio mineralinių (– šviežiai sukurtas ash ne išmirkytu ir džiovinti) traukia į elektrodai priešais. Dalelių paskui nusirito nuolat juda diržus ir vežami į priešingas puses. Juosta juda greta kiekvieno elektrodo link priešingose galų separatoriaus dalelių. Didelis juostos greitis leidžia taip pat labai aukšto našumo, iki 36 tonos per valandą ant vieno skyriklį. Maži tarpai, aukštos įtampos laukas, skaitiklis srov, energingai dalelių-dalelių sujaudinimas ir Savaime išsivalantis veiksmo juostos į elektrodai yra ypatingos svarbos funkcijas STET skyriklis. Reguliuojant įvairių proceso parametrų, pvz. juostos greitis, pašarų punktas, ir pateikimo sparta, STET procesą sudaro mažas LOI pelenai ne anglies kiekis mažiau nei 1.5 į 4.5% iš pašarų skristi svyruoja LOI iš pelenų 4% per 25%.

Fig. 1 EXE separatorius

Skirtukas dizainas yra gana paprastas ir kompaktiškas. Mašina, skirta apdoroti 36 tonos per valandą yra maždaug 9 m (30 metrų.) ilgas, 1.5 m (5 metrų.) Platus, ir 2.75 m (9 metrų.) didelis. Diržas ir susijusios volai yra vos judančias. Į elektrodai yra stacionarus ir kurį sudaro atitinkamai tvirtos medžiagos. Diržas pagamintas iš- laidus plastikas. Į separatorių elektros energijos kiekis yra apie 1 kilovatvalandžių už toną perdirbtą su dauguma du variklius, važiavimo juostos suvartojama galia.

Šis procesas yra visiškai sausas, reikalaujama jokių papildomų medžiagų, išskyrus lakieji pelenai ir gamina jokio vandens ar oro taršos mažinimo. Regeneruotas medžiagas sudaro lakieji pelenai, kurių sudėtyje yra anglies, iki tokio lygio, kuris tinka naudoti kaip pozzolanic mišinys

Betono, ir naudinga, kaip kuro didelis anglies frakcija. Abiejų produktų srautų panaudojimas suteikia tam 100% pelenų šalinimo problemų sprendimas.

ATKURTUS KURO VERTĖ YRA DAUG ANGLIES PELENAI

Be to, mažo anglies dioksido kiekio vaistu, skirtu betonui, prekės ženklas, pavadintas ProAsh®, STET atskyrimo procesas taip pat susitraukia kitaip švaistomi nesudegusių anglies anglies dioksido turinčių lakiųjų pelenų pavidalu, firminis EcoTherm™. EcoTherm (Netoli viešbučio)™ turi didelę degalų vertę ir gali būti lengvai grąžintas į elektrinę naudojant "STET EcoTherm"™ Grąžinimo sistema, siekiant sumažinti anglies naudojimą įmonėje. Kai EcoTherm™ deginamas komunalinių paslaugų katile, deginimo energijos konvertuojamas į aukšto slėgio / aukštos temperatūros garais ir tada elektros energiją taip pat veiksmingai kaip anglis, paprastai 35%. Regeneruotos šiluminės energijos konvertavimas į elektros energiją ST įrangoje & Technologijos UAB EcoTherm™ Grąžinimo sistema yra nuo dviejų iki trijų kartų didesnė už konkurencingos technologijos, kurioje energija atkuriama kaip žemos kokybės šiluma karšto vandens pavidalu, kuris cirkuliuoja į katilo tiekimo vandens sistemą. EcoTherm (Netoli viešbučio)™ taip pat naudojamas kaip aliuminio oksido šaltinis cemento krosnyse, išstumti brangesnį boksą, kuris paprastai gabenamas dideliais atstumais. Naudojant aukštos anglies EcoTherm™ pelenai jėgainėje arba cemento krosnyje, padidina energijos gavybą iš pristatytų anglies, nereikia dažnai kasyklos ir papildomos kuro prie įrenginių.

STET's Raven Power Brandon Krantai, SMEPA R.D. Rytoj, LNB Belledune, RWEnpower Didcot, EPF energijos Vakarų Burton, ir RWEnpower Aberthaw lakiaisiais pelenais augalai, visi apima EcoTherm™ Grąžinimo sistemos. Paveiksle pateikiami pagrindiniai sistemos 2.

Fig. 2 EcoTherm (Netoli viešbučio)™ Grąžinimo sistema

EXE PELENŲ APDOROJIMO ĮRANGA

Kontroliuojamas mažas LOI pelenai gaminamas su STET's technologijos dvylika elektrinėse visoje JAV., Kanada, Jungtinėje Karalystėje, Lenkija, ir Korėjos Respublika. ProAsh (Netoli® lakieji pelenai buvo patvirtinti naudoti daugiau nei dvidešimt valstybinių greitkelių valdžios institucijų, taip pat daug kitos specifikacijos agentūros. ProAsh (Netoli® taip pat buvo sertifikuoti pagal Kanados standartų asociaciją ir EN 450:2005 kokybės standartų Europoje. Pelenų perdirbimo komplekso STET technologija yra pateikti lentelėje 1.

Lentelė 1. EXE komercines operacijas

AKMENS ANGLIŲ PELENAI, IŠGAUTI UŽPILDANT ŽEMĘ

Du pelenų šaltiniai buvo gauti iš sąvartynų: a mėginys iš jėgainės, esančios

Jungtinė Karalystė ir B pavyzdys: iš Lietuvos. Abu šie mėginiai buvo paimti iš bituminių akmens anglių deginimo dideliais komunaliniais katilais pelenų. Dėl medžiagų susimišimo į sąvartynus, daugiau informacijos apie konkrečias anglies šaltinio ar degimo sąlygas nėra..

STET gauti mėginiai, esantys tarp 15% ir 20% vandens, kaip būdinga sąvartynuose šalinamoms medžiagoms. Mėginiuose taip pat buvo įvairaus kiekio didelių >1/8 colių (~3 mm) Medžiagos. Mėginių paruošimas anglies atskyrimui, didelės nuolaužos buvo pašalintos atrankinės patikros būdu, o mėginiai prieš anglies dioksido beneficiaciją išdžiovinti ir deagglomerated. Siekiant optimizuoti bendrą procesą, vertinami įvairūs džiovinimo ir (arba) deagglomeracijos metodai.. Bendras proceso srauto lapas pateikiamas paveiksle 3.

Paveikslas 3: Proceso eigos lapas

Paruoštų mėginių savybės atitiko lakiųjų pelenų, gautų tiesiogiai iš įprastų komunalinių katilų, asortimentą. Tinkamiausios skyriklio informacijos santraukų ir produktų savybės apibendrintos lentelėje 2 kartu su regeneruotu produktu.

ANGLIES ATSKYRIMAS

Anglies dioksido kiekio mažinimo bandymai naudojant STET triboelektrinių diržų separatorių lėmė labai gerą mažo LOI produkto. Pastebėti įdomūs reiškiniai buvo pirmiau aptarto anglies apmokestinimo panaikinimas. Nors šią problemą anksčiau pastebėjo STET ir kiti mokslininkai, mechanizmas, kuris keičia santykines darbo funkcijas ir taip susisiekite su medžiagos įkrovimo elgsena, nėra suprantamas. Vienas siūlomas mechanizmas yra tirpių jonų perskirstymas mineralinei ir

lentelėje apibendrinama B šaltinio mėginių chemija. Bandymas su šaltiniu Medžiaga nebaigta.

Lentelė 4: Pelenai Chemija mažai LOI pelenų.

Stipriosios stiprybės plėtra 20% mažo LSS lakiųjų pelenų pakeitimas skiediniu, kuriame yra 600 Lb / Yd3 parodė, kad medžiaga, gauta iš sąvartynuose šalinamų pelenų, buvo atlikta šiek tiek geriau nei šviežių produktų. Žiūrėkite lentelę 5 Žemiau.

Lentelė 5: Skiedinio kubelių gniuždymo stiprumas.

IŠVADOS

Po tinkamo skalpavimo iš didelės medžiagos, Džiovinimo, ir deagglomeration, iš komunalinių įrenginių sąvartynų gautas lakiųjų pelenų kiekis gali būti sumažintas naudojant komercializuotą STET triboelektrinių diržų separatorių. STET sistemos veiksmingumas iš esmės yra lygiavertis pelenams, gautiems iš šviežių katilų eksploatavimo ir išdžiovintų sąvartynuose šalinamų medžiagų. Separatoriaus produktas tinka naudoti betono gamyboje be papildomos naudos, turinčios beveik identiškas eksploatacines savybes. Išgaunant ir naudos iš sąvartynuose šalinamų pelenų bus toliau tiekiami aukštos kokybės pelenai betono gamintojams, nepaisant sumažėjusios "šviežių‿ pelenų gamybos, nes anglimi kūrenamos komunalinės įmonės mažina gamybą. Be to, elektrinės, kurioms reikia pašalinti pelenus iš sąvartynų, kad atitiktų besikeičiančias aplinkos apsaugos taisykles, galės panaudoti procesą, kad pakeistų atliekų produktų atsakomybę į vertingą žaliavą konkretiems gamintojams.

NUORODOS

[1]Amerikos anglių pelenai anglių degimo produktų ir naudojimo statistika: Https (netoli )://www.acaa-usa.org/Publications/Production-Use-Reports/

[2]ST vidaus ataskaita, Rugpjūčio 1995.

[3]Li,T.X (Netoli,. Schaefer, Aistė Liutkuviene, Draudimas, H., Neathery, Aistė Jasiulaitė, ir Stencel, Mindaugas Jokubauskas. Sausas geranoriškas degimo fly Ash apdorojimas, Doe konferencijos dėl nesudegusio anglies naudojimo "Fly Ash" procesas, Gali 19 20, Pitsburgas, Pa, 1998.

[4]Baltrusas, Jp., Diehl, Jr., Soong (Netoli vadinamųjų), Y., Sands, W. Lakiųjų pelenų triboelektrostatinis atskyrimas ir įkrovos atstatymas, Kuro 81, (2002) 2004 m. 1 31.

[5]Cangialosi (Netoli |, F., Notarnicola (Lietuvių), M., Liberti (Netoli "Netlog", L, Stencel, J. Oro sąlygų dėl fly ash charge paskirstymo vaidmuo triboelectrostatic naudos, Pavojingų medžiagų leidinys, 164 (2009) 683–688 m..

Word į PDF konverteris Konvertuojamas BCLTechnologies