Triboelectrostatic Beneficiation no poligonā apglabātajiem Fly Ash WOCA 2015

Triboelectrostatic Beneficiation of

Land Filled Fly Ash

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

ST aprīkojums & Technologies LLC, 101 Hampton Avenue, Needham MA 02494 ASV

CONFERENCE: 2015 World of Coal Ash – (www.worldofcoalash.org)

KEYWORDS: Triboelectrostatic, Beneficiation, Vieglie pelni, Landfilled, Dried, Atdalīšana, Carbon

abstrakts

Triboelectrostatic separation has been used for the commercial beneficiation of coal combustion fly ash to produce a low carbon product for use as a cement replacement in concrete for nearly twenty years. With 18 separators in 12 coal-fired power plants across the world, ST aprīkojums & Technology LLC (STET) patented electrostatic separator has been used to produce over 15 Million tonnes of low carbon product.

To date, commercial beneficiation of fly ash has been performed exclusively on dry “run of station‿ ash. Recent environmental legislation has created, in certain markets, a need to supply beneficiated ash in times of low ash generation. Tas, coupled with a requirement in some locations to empty historical ash landfill sites, has created the need to develop a process to beneficiate historically landfilled ash.

Previous studies have shown that the exposure of fly ash to moisture, and subsequent drying influences the triboelectrostatic charging mechanism, ar oglekļa un minerālu daļiņas, iekasējot pretējas polaritātes, kas saskaras ar to palaist no stacijas pelni. Pētījumi, kas veikti, autori, lai noteiktu mitruma iedarbības ietekmi uz atdalīšanas efektivitāte vairākas pelni, kas ir atgūti no poligoniem un žāvētas. Bija pieredzējis maksas maiņu, pēc žāvēšanas, bet kopumā sadalīšanas efektivitāte bija sasniegts līdzvērtīgs, pieredze ar svaigu palaist stacijas pelnu.

Tika izvērtēta žāvētu pelnu barības relatīvā mitruma ietekme uz triboelectrostatic sadalīšanas efektivitāte, un jutīguma bija ievērojami samazināta, salīdzinot ar to, ka pieredze ar staciju darbināt pelni, kopumā samazināt procesa izmaksas.

IEVADS

Amerikāņu ogļu pelnu asociācija (ACAA) gada pārskats par ražošanu un izmantošanu akmeņogļu vieglie pelni ziņo, ka starp 1966 un 2011, pāri 2.3 miljardu short tonnu vieglie pelni ir ražotas ar funkcionāliem akmeņoglēm kurināmu katlu.1 Šī summa aptuveni 625 miljoni tonnas pozitīvi izmantot, pārsvarā cementa un betona ražošanai. Tomēr, pārējie 1.7+ miljardi tonnu galvenokārt atrodami poligonos vai aizpildīta ponded

uzkrāšanu. Lai gan tikko radīto lidojošo pelnu izmantošanas rādītāji pēdējos gados ir ievērojami palielinājušies, ar pašreizējiem tarifiem tuvu 45%, Aptuveni 40 miljoniem tonnu lidojošo pelnu turpina likvidēt katru gadu. Lai gan izmantošanas rādītāji Eiropā ir bijuši daudz augstāki nekā ASV, dažās Eiropas valstīs atkritumu poligonos un konfiscējumos ir uzglabāti arī ievērojami pelnu apjomi..

Nesen, interese atgūt šo izmesto materiālu ir palielinājusies, daļēji tāpēc, ka Eiropā un Ziemeļamerikā ir samazinājies pieprasījums pēc augstas kvalitātes pelniem betona un cementa ražošanai ražošanas samazināšanās periodā, jo ogļu spēkstaciju ražošana ir samazinājusies.. Bažas par šādu atkritumu poligonu ilgtermiņa ietekmi uz vidi arī mudina komunālos pakalpojumu sniedzējus atrast izdevīgus lietojumus šiem uzglabātajiem pelniem.

AR ZEMI PILDĪTU PELNU KVALITĀTE UN NEPIECIEŠAMĀS VAJADZĪBAS

Lai gan daži no šiem uzglabātajiem lidojošajiem pelniem var būt piemēroti lietderīgai izmantošanai, kā sākotnēji, lielākajai daļai būs nepieciešama apstrāde, lai atbilstu cementa vai betona ražošanas kvalitātes standartiem.. Tā kā materiāls parasti ir samitrināts, lai nodrošinātu vadāmību un sablīvēšanos, vienlaikus izvairoties no putekļu radīšanas gaisā, drying will probably be a minimal requirement for use in concrete since concrete producers will want to continue the practice of batching fly ash as a dry powder. Tomēr, pelnu ķīmiskā sastāva pārspīšana atbilst specifikācijām, oglekļa saturu, ko mēra kā aizdegšanās zudumus, (LOI), ir lielāks izaicinājums. Tā kā mušu pelnu izmantošana pēdējā laikā ir palielinājusies, 20+ gadi, most “in-spec‿ ash has been beneficially used, un nek kvalitatīvie pelni , kas izmesti. Tādējādi, LOI samazināšana būs prasība, lai izmantotu lielāko daļu no lidojošajiem pelniem, kas atgūstami no komunālo pakalpojumu konfiscētajiem.

LOI SAMAZINĀŠANA AR TRIBOELEKTRISKU ATDALĪŠANU

While various workers have used combustion techniques and flotation processes for LOI reduction of recovered landfilled and ponded fly ash, ST aprīkojums & Tehnoloģijas (STET) has found that its standard processing system, ilgi izmanto, lai iegūtu svaigi radītus mušu pelnus, is equally effective on recovered ash after suitable drying and deagglomeration at lower overall operating costs.

During the ramp-up to commercial application of the STET processing system for fly ash, STET researchers tested the separation of dried landfilled ash. Šie atgūtie pelni, kas atdalīti ļoti līdzīgi svaigi radītiem pelniem, ar vienu pārsteidzošu atšķirību: daļiņu uzlādi mainīja no svaigu pelnu uzlādes ar oglekļa uzlādes negatīvo daļu attiecībā pret minerālu.2 Šo parādību novērojuši arī citi lidojošo pelnu oglekļa elektrostatiskās atdalīšanas pētnieki.3,4,5

TEHNOLOĢIJU PĀRSKATS – MAZO PELNU OGLEKĻA ATDALĪŠANA

STET oglekļa separatorā (Stāvs 1), materiāls tiek ievadīts plānā spraugā starp diviem paralēliem planārajam elektrodiem. Daļiņas ir triboelektriski uzlādētas, saskaroties ar starpdaļiņām. Pozitīvi lādēts ogleklis un negatīvi lādēts minerāls (ar svaigi ģenerēto pelni, kas nav samitrināts un žāvētas) pievelkas iepretim elektrodi. Daļiņas tad nes nepārtraukti pārvietojas jostas un nogādā pretējos virzienos. Josta virzās daļiņas, kas atrodas blakus katra elektroda pie pretējās galus atdalītāju. Augstu lentes ātrums nodrošina arī ļoti augsts standartveidlapas un norādot, līdz 36 tonnām stundā par vienu atdalītāju. Neliela atstarpe, augstsprieguma lauku, straumju plūsmas skaitītājs, enerģisku daļiņu daļiņu uzbudinājums un pašattīrīšanās rīcības jostas ar elektrodiem ir STET atdalītāju kritiskās funkcijas. Kontrolējot dažādu procesu parametri, piemēram, lentes ātrums, punktu barības, un plūsmas ātrums, STET process rada zemu LOI vieglie pelni pie oglekļa saturu mazāk nekā 1.5 lai 4.5% no barības lidot sākot LOI no pelniem 4% pat vairāk nekā 25%.

Vīģes. 1 STET atdalītājs

Atdalītāju dizains ir salīdzinoši vienkāršs un kompakts. Mašīna, ko paredzēts apstrādāt 36 tonnām stundā ir aptuveni 9 m (30 ft.) garš, 1.5 m (5 ft.) plats, un 2.75 m (9 ft.) augsta. Drošības josta un ar to saistītie veltņi ir vienīgās kustīgās daļas. Elektrodi ir nekustīgi un sastāv no atbilstoši izturīga materiāla. The belt is made of non- conductive plastic. Atdalītāja enerģijas patēriņš ir aptuveni 1 kilovatstunda uz tonnu materiāla, kas pārstrādāts ar lielāko daļu jaudas, ko patērē divi motori, kas vada drošības jostu.

Process ir pilnīgi sauss, nav vajadzīgi citi papildu materiāli kā tikai lidojošie pelni, un tie nerada notekūdeņus vai emisijas gaisā.. The recovered materials consist of fly ash reduced in carbon content to levels suitable for use as a pozzolanic admixture in

concrete, un augsta oglekļa frakcija, kas noderīga kā degvielas. Abu produktu plūsmu izmantošana nodrošina 100% risinājums , lai lidotu ar pelnu likvidēšanas problēmām.

REĢENERĒTĀS DEGVIELAS VĒRTĪBA PELNIEM AR AUGSTU OGLEKĻA SATURU

Papildus mazoglekļa produktam, ko izmanto betona, zīmols ProAsh®, STET atdalīšanas procesā atgūst arī citādi izšķērdētu nesadegušu oglekli ar oglekli bagātu lidojošu pelnu veidā;, ar zīmolu EcoTherm™. Ekoterma (EcoTherm)™ ir ievērojama degvielas vērtība, un to var viegli atgriezt elektrostacijā, izmantojot STET EcoTherm™ Atgriešanās sistēma ogļu izmantošanas samazināšanai rūpnīcā. Kad EcoTherm™ komunālajā katlā tiek sadedzināts, sadegšanas enerģija tiek pārvērsta augstspiediena / augstas temperatūras tvaiku un pēc tam elektrību ar tādu pašu efektivitāti kā akmeņoglēm, Parasti 35%. Reģenerētās siltumenerģijas pārveidošana elektroenerģijā ST iekārtās & Tehnoloģija SIA EcoTherm™ Atgriešanas sistēma ir divas līdz trīs reizes augstāka nekā konkurētspējīgajai tehnoloģijai, kurā enerģiju atgūst kā zemas kvalitātes siltumu karstā ūdens veidā, kas tiek cirkulēts katla padeves ūdens sistēmā. Ekoterma (EcoTherm)™ izmanto arī kā alumīnija oksīda avotu cementa krāsnīs, pārvietojot dārgāko boksītu, ko parasti pārvadā lielos attālumos. Augsta oglekļa ecoTherm izmantošana™ pārpelno vai nu spēkstacijā, vai cementa krāsnī, maksimāli palielina enerģijas reģenerāciju no piegādātās ogles, samazināt vajadzību rakt un transportēt papildu degvielu uz iekārtām,.

STET’s Raven Power Brandon Shores, MVUPA R.D. Morrow, NBP Belledune, RWEnpower Didcot, EDF Energy West Burton, and RWEnpower Aberthaw fly ash plants, visi ir EcoTherm™ Atgriešanas sistēmas. Sistēmas būtiskākās sastāvdaļas ir norādītas attēlā. 2.

Vīģes. 2 Ekoterma (EcoTherm)™ Atgriešanas sistēma

STET ASH PROCESING FACILITIES

Controlled low LOI fly ash is produced with STET’s technology at twelve power stations throughout the U.S., Kanāda, Apvienotās Karalistes, Polija, un Korejas Republika. ProAsh (ProAsh)® lidojošos pelnus ir apstiprinājušas vairāk nekā divdesmit valsts automaģistrāļu iestādes, kā arī daudzas citas specifikācijas aģentūras. ProAsh (ProAsh)® ir sertificēts arī saskaņā ar Kanādas Standartu asociāciju un EN 450:2005 kvalitātes standartus Eiropā. Pelnu pārstrādes iekārtas, kas izmanto STET tehnoloģiju, ir uzskaitītas 1.

Tabula 1. STET komerciālās darbības

COAL ASH RECOVERED FROM LAND FILLS

Two sources of ash were obtained from landfills: sample A from a power plant located in

the United Kingdom and sample B: from the United States. Abi šie paraugi, kas sastāvēja no pelni no bitumenogles ar lielu lietderība katlu degšanas. Sakarā ar sajauk anos materiālu atkritumu poligonos, papildu informācija nav pieejama attiecībā uz konkrētu akmeņogļu avotu vai sadedzināšanas nosacījumi.

Kādā tie saņemti, STET ietverti starp paraugiem 15% un 20% ūdens ir tipisks apglabātajos materiāls. Paraugi ietverti arī dažādā daudzumā lielu >1/8 collu (~ 3 mm) materiāls. Lai sagatavotu paraugu oglekļa atdalīšanas, lielie gruži tika aizvākti, veicot skrīningu, un paraugi pēc tam tika žāvēti un deaglomerēti pirms oglekļa. Various methods for drying/deagglomeration are being evaluated in order to optimize the overall process. Vispārīga procesa plūsmas lapa ir parādīta attēlā 3.

Stāvs 3: Process flow sheet

Sagatavoto paraugu īpašības bija labi robežās no parastajiem komunālajiem katliem iegūtajiem lidojošajiem pelniem. Gan separatoru plūsmām, gan produktiem svarīgākās īpašības ir apkopotas tabulā 2 kopā ar reģenerētu produktu.

OGLEKĻA ATDALĪŠANA

Carbon reduction trials using the STET triboelectric belt separator resulted in very good recovery of low LOI product. The interesting phenomena observed was the reversal of charging of the carbon discussed above. While this behavior has been observed previously by STET and other researchers, the mechanism that changes the relative work functions and thus contact charging behavior of the material is not understood. One suggested mechanism is the redistribution of soluble ions on the mineral and

following table summarizes the chemistry for samples from source B. Testing on source A material has not been completed.

Tabula 4: Pelnu ķīmija ar zemu LOI pelnu saturu.

Stiprības attīstība 20% zema LOI mušu pelnu aizstāšana javā, kas satur 600 lb / yd3 showed the material derived from landfilled ash performed somewhat better than material from fresh production. Skatīt tabulu 5 Zem.

Tabula 5: Compressive strength of mortar cubes.

Secinājumi

Pēc piemērotas liela materiāla skalošanas, Žāvēšanas, un deagglomerācija, no komunālo iekārtu poligoniem atgūtos lidojošos pelnus var samazināt oglekļa saturā, izmantojot komercializēto STET triboelektrisko jostu separatoru. The efficiency of the STET system is essentially equivalent for ashes obtained freshly from boiler operations and dried landfilled material. The separator product is suitable for use in concrete production without further beneficiation with nearly identical performance properties. The recovery and beneficiation of landfilled ash will provide a continuing supply of high quality ash for concrete producers in spite of the reduced production of “fresh‿ ash as coal-fired utilities reduce generation. Turklāt, elektrostacijas, kurām jāizņem pelni no izgāztuvēm, lai izpildītu mainīgos vides noteikumus, varēs izmantot procesu, lai atkritumu produktu atbildību pārvērstu vērtīgā izejvielā betona ražotājiem.

Atsauces

[1]Amerikas ogļu pelnu ogļu sadedzināšanas produkti un izmantošanas statistika: https https://www.acaa-usa.org/Publications/Production-Use-Reports/

[2]ST iekšējais pārskats, Augusts 1995.

[3]Li,T.X,. Schaefer, Dž.L., Aizliegums, H., Neathery, Jk., un Stencel, Dž.M. Sausās beneficiācijas sadedzināšanas pelnu pārstrāde, DOE konferences par nesadegušo oglekli par komunālajiem lidojošajiem pelniem procedūras, Maijs 19 20, Pittsburgh, Pa (Pa), 1998.

[4]Baltrus (Baltrus), Jp., Dīls (Diehl), Jr., Drīzumā, Y., Smiltis, W. Māšu triboelectrostatiskā atdalīšana un lādiņa maiņa, Degvielas 81, (2002) 757.–762. lpp..

[5]Cangialosi (Cangialosi), F., Notarikola (Notarnicola), M., Liberti (Liberti), L, Stencel, J. Laika apstākļu loma uz pelnu lādiņa sadalījumu triboelectrostatiskas beneficiācijas laikā, Bīstamo materiālu žurnāls, 164 (2009) 683.–688. lpp..

Word to PDF Converter Converted By BCLTechnologies