Triboelectrostatic obohacovacie uloženého Popolček WOCA 2015

Triboelektrostatické Beneficiovanie

Pôda plnené Popolček

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

Zariadenia ST & Technologies LLC, 101 Hampton Avenue, Needham MA 02494 USA

KONFERENCIA: 2015 Svet uhoľného popolčeka – (www.worldofcoalash.org)

KĽÚČOVÉ SLOVÁ: Triboelectrostatic, Podláh alebo poterov, Popolček, Skládkovať, Sušené, Oddelenie, Uhlíka

Abstraktné

Triboelektrostatické separácia bola použitá pre komerčné rafinácia uhlia spaľovacieho popolčeka produkovať nízkouhlíkový produkt pre použitie ako náhrada cementu v betóne za takmer dvadsať rokov. S 18 oddeľovače v 12 uhlie-vypaloval elektrárne po celom svete, Zariadenia ST & Technology LLC (STET) patentovaný elektrostatický odlučovač bol použitý na výrobu nad 15 Milióna ton nízkouhlíkovej výrobku.

K dnešnému dňu, komerčné rafinácia popolčeka bol vykonaný výhradne na suché "beh stanice ‿ Ash. Nedávne právne predpisy v oblasti životného prostredia vytvorili, na určitých trhoch, potreba dodávať beneficiovaný popol v časoch nízkej tvorby popola. Toto, v spojení s požiadavkou na niektorých miestach na prázdne historické skládky popola, vytvorila proces na to, aby sa v minulosti naplnil historicky naplnený popol.

Predchádzajúce štúdie ukázali, že expozícia popolčeka na vlhkosť, a následné sušenie ovplyvňuje triboelektrostatický nabíjací mechanizmus, s uhlíkových a minerálnych častíc nabíjanie v opačnom polarity, že skúsený s beh stanice popol. Štúdie boli vykonané autori na určenie vplyvu vlhkosti na separačnú účinnosť niekoľkých popol, ktoré boli prehlásil zo skládok a sušené. Zrušenie nabíjania sa zažilo po vysušení, ale celková účinnosť separácie bola dosiahnutá ekvivalentná, že skúsený s čerstvým beh stanice Ash.

Účinok sušeného popola relatívna vlhkosť na triboelektrostatické separácia účinnosť bola skúmaná, a citlivosť bola značne znížená v porovnaní s tým, že skúsený s beh stanice popol, zníženie celkových nákladov na proces.

ÚVOD

Americký uhlie Ash združenia (ACAA) ročný prieskum výroby a využívanie uhoľného popolčeka hlási, že medzi 1966 a 2011, nad 2.3 miliardy krátkych ton popolčeka boli produkované uhlie-vystrelil Utility kotly.1 Tejto sumy približne 625 priaznivo sa použili miliónov ton, väčšinou na výrobu cementu a betónu. Avšak, zostávajúce 1.7+ miliardy ton sú primárne nájdené na skládkach alebo plnené ponded

vzdúvania. Zatiaľ čo miery využitia pre čerstvo generované Popolček sa značne zvýšili v posledných rokoch, s aktuálne sadzby blízko 45%, približne 40 milióna ton popolčeka naďalej každoročne likvidovať. Zatiaľ čo miery využitia v Európe boli oveľa vyššie ako v USA, na skládkach a vzdúvania v niektorých európskych krajinách sa skladovali tiež značné objemy Popolček.

Nedávno, záujem o vrátenie tohto likvidovaný materiál zvýšil, čiastočne z dôvodu dopytu po vysokokvalitnej popolčeka na výrobu betónu a cementu počas obdobia zníženej výroby, pretože výroba energie z uhlia sa v Európe a Severnej Amerike znížila. Obavy o dlhodobý vplyv týchto skládok na životné prostredie sú tiež výzvou Utility nájsť prospešné použitie aplikácií pre tento uložený popol.

KVALITA POPOLA NAPLNILA PÔDU A POŽADOVANÉ BENEFICIOVANIE

Zatiaľ čo niektoré z týchto uložených lietať popol môže byť vhodný pre prospešné použitie ako spočiatku vykopané, Prevažná väčšina bude vyžadovať určité spracovanie, aby spĺňali kvalitatívne normy pre cement alebo betón výroby. Keďže materiál bol zvyčajne navlhčené, aby sa umožnila manipulácia a zhutnenie a zároveň sa zabránilo vzniku prachu prenášaného vzduchom, sušenie bude pravdepodobne minimálna požiadavka na použitie v betóne, pretože výrobcovia betónu budú chcieť pokračovať v praxi dávkovanie popolčeka ako suchý prášok. Avšak, zabezpečenie chemického zloženia popola spĺňa špecifikácie, najmä obsah uhlíka meraný ako strata pri vznietení (LOI), je väčšou výzvou. Vzhľadom k to, využitie popolčeka sa zvýšila v poslednom 20+ rokov, väčšina "in-spec‿ popol bol priaznivo používaný, a ne kvalitný popol zlikvidovaný. Tak, LOI zníženie bude požiadavka na využitie drvivá väčšina popolčeka z muškárenia vymáhateľné z utility zabavenie.

LOI REDUKCIA TRIBOELEKTRICKOU SEPARÁCIOU

Zatiaľ čo rôzni pracovníci používajú spaľovacie techniky a flotačné procesy pre LOI zníženie regenerovaného skládku a ponor popolčeka, Zariadenia ST & Technológie (STET) zistil, že jeho štandardný systém spracovania, dlho používa pre rafinácia čerstvo generované popolčeka, je rovnako účinný pri regenerácii popola po vhodnom vysušení a deaglomerácii pri nižších celkových prevádzkových nákladoch.

Pri rozbehu na komerčné použitie systému spracovania STET pre Popolček, STET výskumníci testovali separáciu sušeného naplneného popola. Tento obnovený popol oddelený veľmi podobne ako čerstvo generované popol s jedným prekvapivý rozdiel: nabíjanie častíc bolo obrátené z čerstvého popola s negatívnym nabíjaním uhlíka vo vzťahu k minerálnym.2 Tento jav pozorovali aj iní výskumníci elektrostatickej separácie popolčeka.3,4,5

PREHĽAD TECHNOLÓGIE – POPOLČEK UHLÍKA ODDELENIE

V odlučovači STETI uhlíka (Obrázok 1), materiál je podávaný do tenkej medzery medzi dve paralelné planárne elektródy. Častice sú triboelectrically nabité medzičastou kontaktu. Kladne nabitých uhlíka a záporne nabité minerálnych (v čerstvo generované popola, ktorá nebola nasýtenou a sušené) sú priťahované k oproti elektródy. Častice sú potom strhne do nepretržitého pohybu pásu a prepravované v opačných smeroch. Pás sa pohybuje vedľa každej elektróde smerom opačných koncoch oddeľovač častice. Vysoký pás rýchlosť umožňuje veľmi vysoký výkon, až do 36 ton za hodinu na jeden oddeľovač. A malá medzera, vysoké napätie pole, proti prúdu, energický častíc-častíc nepokoj a Samočistiaci pôsobenia pásu na elektródy sú kritické funkcie STETI oddeľovač. Ovládanie rôznych parametrov procesu, napríklad rýchlosť pohybu pásu, vysielacie štúdio, a rýchlosť posuvu, STETI proces produkuje nízke LOI popolčeka v obsahu uhlíka v menej ako 1.5 na 4.5% z krmiva lietať popol rozmedzí LOI od 4% k viac ako 25%.

Figa. 1 STET oddeľovač

Oddeľovač dizajn je pomerne jednoduchý a kompaktný. Stroj určený na spracovanie 36 ton za hodinu je približne 9 m (30 ft.) dlhé, 1.5 m (5 ft.) široký, a 2.75 m (9 ft.) vysoká. Pás a pridružených valčeky sú len pohyblivé časti. Elektródy sú stacionárne a zložené z vhodne odolný materiál. Pás je vyrobený z- vodivé plasty. Oddeľovač príkon je o 1 kilowatt-hodinu za tonu materiál spracovaný s väčšina energie spotrebovanej v dvoch motorový Hnací remeň.

Proces je úplne suchý, nevyžaduje žiadne dodatočné materiály iné ako Popolček a neprodukuje žiadne emisie odpadovej vody alebo do vzduchu. Zhodnotené materiály pozostávajú z popolčeka zníženého v obsahu uhlíka na úrovne vhodné na použitie ako pozzolanová

Konkrétne, a vysokým obsahom uhlíka frakcia užitočné ako palivo. Využitie oboch prúdov produkt poskytuje 100% Riešenie problémov s likvidáciou Popolček.

HODNOTY OBNOVENÉ PALIVA Z VYSOKÝM OBSAHOM UHLÍKA POPOLČEK

Okrem nízkouhlíkových výrobku na použitie v betóne, značka s názvom ProAsh®, oddelenie STETI spracovať aj obnovuje inak zbytočne nespáleného uhlíka vo forme uhlík-bohaté Popolček, značkové EcoTherm™. EcoTherm™ má významné paliva hodnotu a ľahko sa vrátiť k elektrárne pomocou STETI EcoTherm™ Systém návratu na zníženie používania uhlia v závode. Keď EcoTherm™ je spálil v kotle utility, energia zo spaľovania je prevedený na vysoký tlak / vysoká teplota pary a potom na elektrickú energiu v rovnakú účinnosť ako uhlie, zvyčajne 35%. Premena zhodnotenej tepelnej energie na elektrickú energiu v zariadeniach ST & Technológia LLC EcoTherm™ Systém návratu je dva až trikrát vyššia než konkurenčné technológie, kde sa zhodnocuje energia ako low-grade tepla vo forme horúcej vody, ktorá prúdi do kotla feed vodný systém. EcoTherm™ sa tiež používa ako zdroj oxidu hlinitého v cementárňach, vytláčanie drahšie bauxitu, ktorý sa zvyčajne prepravuje na dlhé vzdialenosti. Využívajúce high carbon EcoTherm™ popol elektráreň alebo cementové pece, maximalizuje využitie energie z dodaného uhlia, znižuje potrebu dolu a doprava dodatočné palivo do zariadení.

STET je Raven Napájanie Brandon Shores, SMEPA R.D. Morrow, NBP Belledune, RWEnpower Didcot, EDF energia West Burton, a RWEnpower Aberthaw Popolček rastliny, Všetky zahŕňajú EcoTherm™ Systémy separovaného zberu. Základné komponenty systému sú prezentované na obrázku 2.

Figa. 2 EcoTherm™ Obnovenie systému

STET POPOL SPRACOVÁVACIE ZARIADENIA

Kontrolované nízke LOI Popolček sa vyrába technológiou STETI 's v dvanástich elektrární v celej USA, Kanada, Spojené kráľovstvo, Poľsko, a Kórejskou republikou. ProAsh (Aš)!® popolček bol schválený pre použitie viac ako dvadsať štátnych diaľničných úradov, rovnako ako mnoho iných agentúr špecifikácia. ProAsh (Aš)!® bola certifikovaná aj podľa Kanadskej asociácie pre normalizáciu a EN 450:2005 štandardy kvality v Európe. Popol spracovateľských zariadení pomocou STETI technológie sú uvedené v tabuľke 1.

Tabuľka 1. STET obchodných operácií

UHOĽNÝ POPOL ZÍSKANÝ Z VÝPLNÍ PÔDY

Zo skládok boli získané dva zdroje popola: vzorky A z elektrárne nachádzanej v

v Spojenom kráľovstve a vo vzorke B: zo Spojených štátov. Obe tieto vzorky pozostávali z popola zo spaľovania bitúmenového uhlia veľkými úžitkových kotlov. Vzhľadom na premiešanie materiálu na skládkach, nie sú k dispozícii žiadne ďalšie informácie týkajúce sa konkrétneho zdroja uhlia alebo podmienok spaľovania.

Vzorky, ktoré stet dostal, obsiahnuté medzi 15% a 20% voda, ktorá je typická pre skládkovaný materiál. Vzorky obsahovali aj rôzne množstvá veľkých >1/8 palec (~3 mm) Materiál. Príprava vzoriek na separáciu uhlíka, veľké nečistoty boli odstránené skríningom a vzorky potom sušené a deaglomerované pred uhlíkom beneficiation. Vyhodnocujú sa rôzne metódy sušenia/deaglomerácie s cieľom optimalizovať celkový proces. Všeobecný tok procesu je uvedený na obrázku 3.

Obrázok 3: Procesný tok list

Vlastnosti pripravených vzoriek boli dobre v rozsahu popolčeka získaného priamo z bežných úžitkových kotlov. Najrelevantnejšie vlastnosti pre separačné kanály aj produkty sú zhrnuté v tabuľke 2 spolu s rehodnotenou produktom.

SEPARÁCIA UHLÍKA

Štúdie na zníženie emisií uhlíka s použitím odlučovača triboelektrického pásu STET viedli k veľmi dobrej obnove. Zaujímavými pozorovanými javmi bolo zrušenie nabíjania uhlíka, o ktorej sa diskutovalo. Zatiaľ čo toto správanie bolo pozorované predtým STET a ďalších výskumných pracovníkov, mechanizmus, ktorý mení relatívne pracovné funkcie, a tým kontaktovať nabíjanie správanie materiálu nie je chápaný. Jedným z navrhovaných mechanizmov je prerozdelenie rozpustných iónov na

v nasledujúcej tabuľke je zhrnuté chémia vzoriek zo zdroja B. Testovanie materiálu zdroja A nebolo ukončené.

Tabuľka 4: Ash Chémia nízke LOI popola.

Sila rozvoja 20% nahradenie popolčeka s nízkym LOI v malte obsahujúcej 600 Libra / yd (yd)3 ukázali, že materiál získaný zo skládkového popola bol o niečo lepší ako materiál z čerstvej výroby. Pozri tabuľku 5 nižšie.

Tabuľka 5: Pevnosť malty v tlakovej sile.

ZÁVERY

Po vhodnom skalpovaní veľkého materiálu, Sušenie, a deagglomeration, popolček zhodnotený zo skládok úžitkových zariadení sa môže znížiť obsah uhlíka pomocou komercializovaného odlučovača stetových trojikopov. Účinnosť systému STET je v podstate ekvivalentná popolu získanému čerstvo z operácií kotla a sušeného skládkového materiálu. Separačný výrobok je vhodný na použitie pri výrobe betónu bez ďalšieho znenia s takmer identickými výkonnostnými vlastnosťami. Zhodnocovanie a znehodnotenie skládkového popola poskytne výrobcom betónu pokračujúcu dodávku vysokokvalitného popola napriek zníženej produkcii "čerstvého‿ popola, keďže uhoľné elektrárne znižujú výrobu. Okrem toho, elektrárne, ktoré potrebujú odstrániť popol zo skládok, aby spĺňali meniace sa environmentálne predpisy, budú môcť využiť tento proces na zmenu zodpovednosti za odpadové výrobok na cennú surovinu pre výrobcov betónu..

REFERENCIE

[1]Americký uhlie Ash uhlia spaliny a použitie štatistiky: https://www.acaa-usa.org/Publications/Production-Use-Reports/

[2]Interná správa ST, Augusta 1995.

[3]Li,T.X.,. Schaefer, J.L., Zákaz, H., Neathery, Jk., a Stencel, J.M.. Suché Beneficiation Spracovanie spaľovacieho popola, Konanie konferencie DOE o Nespálenom uhlíkovej na Utility Fly Ash, Môže 19 20, Pittsburgh, Pa, 1998.

[4]Baltrus, Jp., Diehl, Jr., Soong, Y., Piesky, W. Triboelektrostatické oddelenie popolčeka a storno nabíjania, Paliva 81, (2002) PP. 757-762.

[5]Cangialosi, F., Notarnicola, M., Liberti, L, Stencel, J. Úloha poveternostným vplyvom na distribúciu popolčeka nabíjanie počas triboelektrostatické rafinácia, Časopis nebezpečných materiálov, 164 (2009) PP. 683-688.

Word do PDF Converter Prevedené BCLTechnologies