Triboelectrostatic Beneficiation e landfill Fly Ash WOCA 2015

Triboelectrostatic Beneficiation e

Land mbushur Fly Ash

L. furrtar, A. Gupta, dhe S. Gasiorowski

ST Pajisje & Technologies LLC, 101 Hampton Avenue, Needham MA 02494 SHBA

KONFERENCA: 2015 Bota e qymyrit Ash - (www.worldofcoalash.org)

Fjalë kyçe: Triboelectrostatic, Beneficiation, Fly Ash, landfill, e tharë, ndarje, karbon

ABSTRAKT

Ndarja Triboelectrostatic ka qenë përdorur për Beneficiation komercial të djegies së qymyrit hirit të prodhuar një produkt të ulët të karbonit për përdorim si një zëvendësim çimentos në beton për gati njëzet vjet. me 18 separators në 12 termocentralet me qymyr në të gjithë botën, ST Pajisje & Technology LLC-së (STET) patentuar separator elektrostatike është përdorur për të prodhuar më shumë se 15 Milion ton e produktit të ulët të karbonit.

Deri më sot, Beneficiation komerciale të hirit është kryer ekskluzivisht në të thatë "afat të hirit station‿. Legjislacioni i kohëve të fundit mjedisor ka krijuar, në tregje të caktuara, nevoja për furnizimin e hirit beneficiated në kohën e brezit të ulët të hirit. kjo, shoqëruar me një kërkesë në disa vende të zbrazët deponive historike hirit, ka krijuar nevojën për të zhvilluar një proces të beneficiate hirit landfill historikisht.

Studimet e mëparshme kanë treguar se ekspozimi i hirit të lagështisë, dhe tharje pasuese ndikon mekanizmin triboelectrostatic akuzuar, me karbonit dhe minerale grimcave akuzuar në polarizimit të kundërt me atë përvojë me afat të stacionit hirit. Studimet janë kryer nga autorët për të përcaktuar efektin e ekspozimit lagështi mbi efikasitetin ndarjen e disa hirit që janë bonifikuar nga deponitë dhe të thata. Charge ndryshim ishte përjetuar tharje në vijim, por efikasiteti i përgjithshëm ndarja është arritur ekuivalente me atë përvojë me afat të ri të stacionit të hirit.

Efekti i hirit të thata ushqehen lagështia relative në efikasitetin triboelectrostatic ndarje u shqyrtuar, dhe ndjeshmëri është reduktuar në masë të madhe në krahasim me atë përvojë me afat të stacionit hirit, uljen e kostove të përgjithshme të procesit.

PREZANTIMI

Qymyrit Ash Shoqata Amerikane (ACAA) Sondazhi vjetor i prodhimit dhe përdorimit të qymyrit hirit raporton se mes 1966 dhe 2011, mbi 2.3 miliard ton shkurtër e hirit janë prodhuar nga kaldaja shërbimeve qymyr.1 Nga kjo shumë përafërsisht 625 milion ton janë përdorur beneficially, kryesisht për prodhimin e çimentos dhe prodhimin e betonit. megjithatë, mbetja 1.7+ miliardë tonë janë gjetur kryesisht në deponi ose të mbushura rrjedhur

impoundments. Ndërsa normat e përdorimit për hirit gjeneruar fllad fluturojnë janë rritur ndjeshëm gjatë viteve të fundit, me normat aktuale pranë 45%, përafërsisht 40 milion ton e hirit vazhdojnë të hidhen në vit. Ndërsa shkalla e shfrytëzimit në Evropë kanë qenë shumë më të larta se sa në SHBA, vëllime të konsiderueshme e hirit janë të ruajtur në deponitë dhe impoundments në disa vende evropiane.

kohët e fundit, interes në rimarrjen e këtij materiali deponuara ka rritur, pjesërisht për shkak të kërkesës për cilësi të lartë të hirit fluturues për beton dhe çimento prodhimit gjatë një periudhe të prodhimit të reduktuar, si prodhimin e energjisë me qymyr ka rënë në Evropë dhe Amerikën e Veriut. Shqetësimet në lidhje me ndikimin afatgjatë mjedisor të deponive të tilla janë gjithashtu duke bërë që shërbimet për të gjetur aplikacione të dobishme të përdorur për këtë hirit të ruajtura.

LAND PLOTËSOHET CILËSISË ASH dhe kërkoi Beneficiation

Ndërsa disa prej këtij hirit ruajtur fluturues mund të jenë të përshtatshme për përdorim të dobishme si gërmuar në fillim, pjesa më e madhe do të kërkojë disa të përpunimit për të përmbushur standardet e cilësisë për prodhimin e çimentos apo prodhimin e betonit. Që materiali ka qenë i laget zakonisht për të mundësuar trajtimin dhe ngjeshjen duke shmangur brez ajrore pluhurit, tharje ndoshta do të jetë një kërkesë minimale për përdorim në beton që Prodhuesve të Betonit do të duan të vazhdojnë praktikën e Batching hirit si një pluhur të thatë. megjithatë, duke siguruar përbërjen kimike të hirit plotëson specifikimet, më së shumti përmbajtja e karbonit i matur si humbje-on-ndezjen (LIGJI), është një sfidë e madhe. Si Shfrytëzimi fluturojnë hirit është rritur në të fundit 20+ vjet, më "in-spec‿ ash ka qenë përdorur beneficially, dhe hiri off me cilësi të predispozuar. kështu, reduktimi LOI do të jetë një kërkesë për të shfrytëzuar shumicën e hirit rikuperueshme nga impoundments shërbimeve.

LOI REDUKTIMI nga ndarja TRIBOELECTRIC

Ndërsa punëtorët e ndryshme kanë përdorur teknika të djegies dhe proceset e vënie në qarkullim për reduktimin LOI e mbulohen në landfill dhe rrjedhur hiri, ST Pajisje & Technologies (STET) ka gjetur se sistemin e saj standarde të përpunimit, përdoret gjatë për Beneficiation e hirit të gjeneruara fllad fluturojnë, është po aq efektive në mbulohen hirit pas tharjes përshtatshëm dhe deagglomeration në shpenzimet e përgjithshme operative më të ulëta.

Gjatë luftoj-deri në zbatimin komercial të sistemit të përpunimit STET për hirit, Hulumtuesit STET testuar ndarjen e thata hirit në landfill. Kjo ash shëruar ndara hirit shumë të ngjashme për të gjeneruar fllad me një ndryshim të habitshme: tarifimi grimcë u përmbyset nga ajo e hirit të freskët me karbon akuzuar negative në lidhje me minerale.2 Hulumtuesit e tjera të ndarjes elektrostatike e hirit karbonit kanë vërejtur këtë fenomene.3,4,5

TEKNOLOGJIA PASQYRA - FLY ASH CARBON NDARJA

Në ndarës STET karbonit (figurë 1), material është ushqyer në boshllëk të hollë midis dy elektrodave paralele planare. Grimcat ngarkohen triboelectrically nga kontakti interparticle. Karbonit ngarkuar pozitivisht dhe minerale ngarkuar negativisht (në hirit gjeneruar fllad që nuk është wetted dhe të thata) janë tërhequr për elektroda të kundërta. Grimcat janë pastaj përfshinë nga një rrip të vazhdueshme në lëvizje dhe përcolli në drejtime të kundërta. Rrip lëviz grimcat ngjitur për seciles elektrode drejt skajet e kundërta të ndarës. Shpejtësia e lartë rrip gjithashtu mundëson xhiros shumë të larta, deri ne 36 ton në orë në një ndarës të vetme. Hendeku i vogël, fushë tension të lartë, kundër rrjedhjen e tanishme, fuqishme agjitacion grimcë-grimcë dhe vetë-pastrimi veprim i brezit në elektroda janë tiparet kritike e ndarës STET. Duke kontrolluar parametrat e ndryshme të procesit, të tilla si shpejtësia rrip, pika ushqim, dhe shkalla e ushqimit, procesi STET prodhon ulët hirit LOI fluturojnë në përmbajtjen e karbonit të vogël se 1.5 te 4.5% nga hi fluturimi ushqimit duke filluar në LOI nga 4% në mbi 25%.

Fik. 1 STET Separator

Dizajni ndarës është relativisht e thjeshtë dhe kompakt. Një makinë projektuar për të procesit 36 ton në orë është përafërsisht 9 m (30 ft.) gjatë, 1.5 m (5 ft.) i gjerë, dhe 2.75 m (9 ft.) i lartë. Rripin dhe rollers shoqëruese janë pjesë vetëm lëvizin. Elektroda janë të palëvizshme dhe të përbërë nga një material në mënyrë të përshtatshme të qëndrueshme. Rrip është bërë nga jo- plastike përçueshëm. konsumi i energjisë ndarësin është rreth 1 kilovat-orë për ton të materialit të përpunuar me pjesën më të madhe të energjisë së konsumuar nga dy motorët ngarje rripin.

Procesi është plotësisht e thatë, nuk kërkon materiale shtesë përveç hirit fluturojnë dhe prodhon ujë të mbeturinave ose shkarkimeve në ajër. Të mbuluara materialet përbëhet nga hirit fluturues reduktuar në përmbajtjen e karbonit me të niveleve të përshtatshme për përdorim si një përzierje pozzolanic në

beton, dhe një fraksion i lartë të karbonit të dobishme si derivate. Përdorimi i të dy rrjedhave të produktit siguron një 100% zgjidhje për të fluturuar problemet e deponimit të hirit.

RIKTHENI FUEL VLERA E lartë të karbonit hiri

Përveç produktit të ulët të karbonit për përdorim në beton, markë emrin ProAsh®, procesi STET ndarja gjithashtu rimëkëmbet humbur ndryshe karbonit unburned në formën e karbonit të pasur hirit, ECOTHERM markës™. ECOTHERM™ ka vlera të rëndësishme të karburantit dhe të lehtë mund të kthehen në uzinën e energjisë elektrike duke përdorur ECOTHERM STET™ Kthehu sistem për të zvogëluar përdorimin e qymyrit në fabrikë. kur ECOTHERM™ është djegur në kazan shërbimeve, energjia nga djegia është konvertuar në presion të lartë / avull temperaturë të lartë dhe pastaj të energjisë elektrike në të njëjtin efikasitet, si qymyr, në mënyrë tipike 35%. Shndërrimi i energjisë shëruar termike të energjisë elektrike në ST Pajisje & Technology LLC ECOTHERM™ Sistemi i kthimit është dy deri në tre herë më e lartë se ajo e teknologjisë konkurrues ku energjia është shëruar si nxehtësi të ulët të keq në formën e ujit të nxehtë që është qarkulluar në sistemin e ujit ushqimit bojler. ECOTHERM™ është përdorur edhe si një burim i aluminit në furrat e çimentos, shpërnguljes së boksit më të shtrenjtë i cili transportohet zakonisht në distanca të gjata. Shfrytëzuar ECOTHERM lartë të karbonit™ hirit ose në një termocentral ose një furrë çimento, maksimizon rimëkëmbjen e energjisë nga qymyri dorëzuar, duke reduktuar nevojën për të minave dhe transportuar karburant shtesë për objektet.

Raven Fuqia Brandon Shores STET-së, SMEPA R.D. e nesërme, NBP Belledune, RWEnpower Didcot, EDF Energy West Burton, dhe RWEnpower Aberthaw fluturojnë bimë hirit, të gjithë të përfshijë ECOTHERM™ sistemet e kthimit. Komponentët thelbësore të sistemit janë paraqitur në Figurën 2.

Fik. 2 ECOTHERM™ Sistemi i kthimit

STET ASH për përpunimin OBJEKTET

Kontrolluar LOI ulët fluturojnë hirit është prodhuar me teknologjinë STET së në dymbëdhjetë stacioneve të energjisë në të gjithë SH.B.A., Kanadë, Mbretëria e bashkuar., Poloni, dhe Republika e Koresë. ProAsh® hiri është miratuar për përdorim nga më shumë se njëzet autoritetet autostradës shtetit, si edhe shumë agjenci të tjera specifikimeve. ProAsh® ka qenë gjithashtu i certifikuar sipas Shoqatës Standardeve kanadez dhe EN 450:2005 standardet e cilësisë në Evropë. objekteve të përpunimit Ash duke përdorur teknologji STET janë të shënuara në Tabelën 1.

tabelë 1. STET Operacionet komerciale

COAL ASH mbulohen nga mbush tokës

Dy burimet e hirit janë marrë nga deponitë: mostër A nga një termocentral vendosura në

Mbretëria e Bashkuar dhe mostra B: nga Shtetet e Bashkuara. Të dyja këto mostra përbëhej nga hirit nga djegia e qymyrit bituminoze nga kaldajat e mëdha të shërbimeve. Për shkak të përzierjes së materialit në deponi, asnjë informacion i mëtejshëm është i disponueshëm në lidhje me burim qymyr ose djegies kushtet specifike.

Mostrat e pranuan nga STET përfshira në mes të 15% dhe 20% uji siç është tipike për materiale në landfill. Mostrat përmbante edhe sasi të ndryshme të mëdha >1/8 inç (~ 3 mm) material. Për përgatitjen e mostrave për ndarjen e karbonit, mbeturinat e madhe u hoq nga shqyrtimit dhe mostrat pastaj të thata dhe deagglomerated para Beneficiation karbonit. metoda të ndryshme për tharje / deagglomeration janë duke u vlerësuar në mënyrë për të optimizuar procesin e përgjithshëm. Një fletë rrjedhë procesi i përgjithshëm është paraqitur në Figurën 3.

figurë 3: fletë rrjedhën e procesit

Pronat e mostrave të përgatitura ishin edhe brenda rrezes së hirit të marra direkt nga kaldajat normale shërbimeve. Pronat më të rëndësishme për të dy prurjet ndarës dhe produktet janë përmbledhur në Tabelën 2 së bashku me produktin shëruar.

CARBON NDARJA

gjykimet e reduktimit të karbonit duke perdoruremailin e STET ndarës triboelectric rrip rezultuar në shërim shumë të mirë të produktit të ulët LOI. Dukuritë interesante vërejtur ishte kthimi i akuzuar i karbonit diskutuara më lart. Ndërsa kjo sjellje është vënë re më parë nga STET dhe studiues të tjerë, mekanizmi që ndryshon funksionet relative e punës dhe kështu kontakti sjelljen e materialit akuzuar nuk është kuptuar. Një mekanizëm sugjeruar është rishpërndarja e joneve të tretshme në minerale dhe

Tabela në vijim përmbledh kimi për mostrat nga burimi B. Testimi në burim një material nuk ka përfunduar.

tabelë 4: Ash Kimi e hirit të ulët LOI.

zhvillimi Forca e një 20% zëvendësimi i ulët hirit LOI fluturues në një mortajë permbajtur 600 lb / yd3 tregoi materiali rrjedh nga hirit landfill kryer disi më mirë se materialit nga prodhimi i freskët. Shih Tabelën 5 poshtë.

tabelë 5: Rezistenca në ngjeshje e cubes llaç.

KONKLUZIONE

Pas Scalping përshtatshme të materialit të mëdha, tharje, dhe deagglomeration, hiri mbulohen nga deponitë e bimëve utility mund të reduktohet në përmbajtje karboni duke përdorur komercializuar STET rrip triboelectric ndarës. Efikasiteti i sistemit STET është në thelb ekuivalent të hirit të marra fllad nga operacionet bojler dhe të thata material në landfill. Produkti ndarës është i përshtatshëm për përdorim në prodhimin e betonit pa Beneficiation mëtejshëm me pronat gati identike të performancës. Rimëkëmbja dhe Beneficiation e hirit në landfill do të sigurojë një furnizim të vazhdueshëm të hirit të kualitetit të lartë për prodhuesit e betonit, në dritën e reduktuar prodhimin e "hirit fresh‿ si shërbimet qymyr reduktuar brez. Përveç kësaj, termocentralet që duhet për të hequr hirit nga deponitë për të përmbushur ndryshimin e rregulloreve mjedisore do të jetë në gjendje të shfrytëzojë procesin për të ndryshuar një detyrim produkt të mbeturinave në një material të vlefshëm të para për prodhuesit e betonit.

REFERENCAT

[1]produkteve të djegies American Coal Ash qymyrit dhe përdorimin Statistika: https://www.acaa-usa.org/Publications/Production-Use-Reports/

[2]raport i brendshëm ST, Gusht 1995.

[3]në,T.X,. Schaefer, JL, ndalim, H., Neathery, J.K., dhe Stencel, J.M. Dry Beneficiation Përpunimi i Djegie Fly Ash, Procedura e Konferencës DOE ne karbon padjegur në dobi Fly Ash, Mund 19 20, Pittsburgh, PA, 1998.

[4]Baltrus, J.P., Diehl, J.R., Soong, Y., plazh, W. ndarja Triboelectrostatic e hirit fluturojnë dhe rimarrjen ngarkuar, Karburant 81, (2002) pp.757-762.

[5]Cangialosi, F., NOTARNICOLA, M., Liberti, L, Stencel, J. Roli i erozion në fluturojnë shpërndarjen pagesë ash gjatë Beneficiation triboelectrostatic, Journal e materialeve të rrezikshme, 164 (2009) pp.683-688.

Word në PDF Converter Konvertuar By BCLTechnologies