Beneficiation Triboelectrostatic Landfilled pepeo leti WOCA 2015

Triboelectrostatic Beneficiation of

Land Filled Fly Ash

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

ST opreme & Tehnologija D.O.O., 101 Hampton Avenue, Needhama mama 02494 USA

KONFERENCIJA: 2015 Svet od uglja Ash – (www.worldofcoalash.org)

KLJUČNE REČI: Triboelectrostatic, Beneficiation, Pepeo leti, Landfilled, Dried, Odvajanje, Carbon

SAŽETAK

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. Sa 18 Znaci za razdvajanje u 12 ugalj elektrane širom sveta, ST opreme & Tehnologija D.O.O. (STET JE) patentirani elektrostatiиko za razdvajanje se koristi za izradu gotovo 15 Milion tona nisko ugljen proizvoda.

Do datuma, 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. Ovo, 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, with carbon and mineral particles charging in the opposite polarity to that experienced with run of station ash. Studies have been performed by the authors to determine the effect of moisture exposure on separation efficiency of several ashes that have been reclaimed from landfills and dried. Charge reversal was experienced following drying, but overall separation efficiency was achieved equivalent to that experienced with fresh run of station ash.

The effect of dried ash feed relative humidity on triboelectrostatic separation efficiency was examined, and sensitivity was greatly reduced compared to that experienced with run of station ash, lowering overall process costs.

UVOD

Udruženje Ash američki ugalj (ACAA) godišnje istraživanje proizvodnje i upotrebe pepelu muva izveštava da je između 1966 i 2011, Gotovo 2.3 milijardu kratkih tona mušičarenog pepela proizveli su komunalni kotlovi na ugalj.1 Od ove sume približno 625 milion tona povoljno upotrebljavan, uglavnom za proizvodnju cementa i betona. Međutim, preostala 1.7+ billion tons are primarily found in landfills or filled ponded

impoundments. Dok preopterećenosti stope za sveže generisane muva ash imaju značajno povećan poslednjih godina, sa trenutnom stopom blizu 45%, otprilike 40 milion tona muva ash i dalje dostupni, godišnje. Dok preopterećenosti stopa u Evropi bila mnogo veća nego u Americi., znatne volumene pepela muva takođe smešteno je u deponije i impoundments u nekim evropskim zemljama.

Nedavno, interesovanje za povraćaj ovog rashodovanog materijala je poraslo, delimično zbog potražnje za visokokvalitetnim mušičarskim pepelom za proizvodnju betona i cementa u periodu smanjene proizvodnje jer se proizvodnja energije na ugalj smanjila u Evropi i Severnoj Americi. Zabrinutost zbog dugoročnog uticaja takvih deponija na životnu sredinu takođe podstiče komunalne službe da pronađu aplikacije za blagotvornu upotrebu ovog uskladištenog pepela.

ZEMLJIŠTE ISPUNILO KVALITET PEPELA I ZAHTEVALO DOBROĆUDNOST

Dok neki od ovih uskladištenih mušičarenih pepela mogu biti pogodni za blagotvornu upotrebu kao što je prvobitno iskopano, velika većina će zahtevati određenu preradu da bi zadovoljila standarde kvaliteta za proizvodnju cementa ili betona. Pošto je materijal obično mok da bi se omogućilo rukovanje i sažimanje, a da se istovremeno izbegne proizvodnja prašine koja se prenosi vazduhom, 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. Međutim, uveravanje hemijskog sastava pepela zadovoljava specifikacije, pre svega sadržaj ugljenika koji se meri kao gubitak na paljenju (LOI), je veći izazov. Kako se iskorišćenost pepela muva povećala u poslednjoj 20+ godina, most “in-spec‿ ash has been beneficially used, i nekvalitetni pepeo odložen. Tako, Smanjenje LOI-a biće uslov za korišćenje velike većine pepela mušica koje se mogu oporaviti od zaplene komunalnih usluga.

SMANJENJE LOI TRIBOELEKTRIČNIM RAZDVAJANJEM

While various workers have used combustion techniques and flotation processes for LOI reduction of recovered landfilled and ponded fly ash, ST opreme & Tehnologije (STET JE) has found that its standard processing system, dugo se koristi za beneficaciju sveže generisanog mušičarskog pepela, 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. Ovaj oporavljeni pepeo se odvojio veoma slično sveže generisanom pepelu sa jednom iznenađujućom razlikom: punjenje čestica je obrnuto od svežeg pepela sa negativnim punjenjem ugljenika u odnosu na mineral.2 Drugi istraživači elektrostatičkog razdvajanja ugljenika mušičarenja takođe su primetili ovaj fenomen.3,4,5

PREGLED TEHNOLOGIJE – MUVA ASH UGLJEN ODVAJANJE

U znak za razdvajanje ugljen STET (Figura 1), materijal je hranio u tankom jaz između dva paralelna planar elektrode. Иestice su triboelectrically optužen od strane interparticle kontakt. Pozitivno nabijen ugljen i negativno nabijen mineralne (u sveže generisane pepeo koji ima ne raskvašenog i sušeni) privlači ih nasuprot elektrode. Иestice su onda zahvatio i kontinuirani pokretni pojas i preneo u suprotnim smerovima. Pojas se pomera na čestice graniče sa svake elektrode prema suprotnim stranama znak za razdvajanje. Visoki pojas brzina je takođe omogućava vrlo visok throughputs, do 36 tona po satu na jednoj razdvajanje. Mali razmak, polje visokog napona, trenutni protok pulta, uzrujanost energična иestica-иestica i samo-četkanja pojasa na elektrode su kritične značajke znaka za razdvajanje STET. Kontrolisanjem različitih parametara procesa, kao što je brzina pojas, Nahrani tačka, i nahrani stopa, proces STET proizvodi nisko LOI muva ash na ugljen sadržaj manje od 1.5 da 4.5% iz feed leti pepeo koji se kreću u LOI iz 4% da je gotovo 25%.

Smokva. 1 STET je znak za razdvajanje

Za razdvajanje dizajn je relativno jednostavna i kompaktne. Stroj je dizajniran da se 36 tona po satu je približno 9 m (30 FT.) duga, 1.5 m (5 FT.) širok, i 2.75 m (9 FT.) visoko. Pojas i pridruženi oblice su samo delovi. Elektrode su stacionarni i čine je na odgovarajući način otpornih materijala. The belt is made of non- conductive plastic. Znak za razdvajanje potrošnju energije u pitanju 1 kilowatt-hour po Toni materijala obrađen sa najve obuzet 2 motora vozila pojasa.

Proces je potpuno suva., zahteva nema dodatni materijal koji nije muva Asha i proizvodi bez otpadnih voda ili vazduha emisije. The recovered materials consist of fly ash reduced in carbon content to levels suitable for use as a pozzolanic admixture in

concrete, i razlomak visok ugljen, što je korisno kao gorivo. Iskorišćenje potoci oba proizvoda pruža i 100% rešenje problema muva ash rashoda.

SPASENE GORIVA VREDNOST PEPEO LETI VISOKO-UGLJEN

Pored niske ugljen proizvod za upotrebu u betonu, brend pod imenom ProAsh®, STET rastavu obradi takođe oporavi inače uzalud Nesagoreli ugljen u obliku ugljen-bogati muva ash, brendirani EcoTherm™. EcoTherm™ ima značajne goriva vrednost, a može lako da se vrati u El. elektrana koristi na STET EcoTherm™ Povratni sistem za smanjenje upotrebe uglja u elektrani. Kada EcoTherm™ nareže u kotao uslužni program, energiju od sagorijevanja se konvertuje u visokog pritiska / Visoka temperatura parne i onda da struju po istom efikasnošću kao ugalj, obično 35%. Konverzija oporavljene toplotne energije u električnu energiju u ST Opremi & Tehnologija LLC EcoTherm™ Povraćaj sistem je dva do tri puta veća od one konkurentne tehnologije gde energija se spasavaju kao vadimo toplote u obliku tople vode koja je koje kruћe da kotao nahrani vodeni sistem. EcoTherm™ koristi se i kao izvor glinice u peći za sušenje cementa, uzete skuplji Boksit, a to je obično transportovani udaljenostima. Korišćenja visok ugljen EcoTherm™ Ash ili u elektranu ili kiln je cement, Uvećava energiju oporavak od isporučuje uglja, smanjuje potrebu da svoj i transporta dodatni goriva do toaleta.

STET’s Raven Power Brandon Shores, SMEPA R.D. Jutro, NBP Belledune, RWEnpower Didkotu, EDF energije zapadni Burton, i RWEnpower Aberthaw muva ash biljke, Uključi sve EcoTherm™ Povraćaj sistemi. Neophodne komponente sistema su predstavljeni na slici 2.

Smokva. 2 EcoTherm™ Vratite sistem

STET JE ASH PROCESING OBJEKATA

Kontrolisan nisko LOI muva ash je napravljena sa STET je tehnologija na 12 trafo stanica širom USA., Kanada, Velikoj Britaniji, Poljska, i Republike Koreje. ProAsh® "fly Eš" je odobren za korišćenje preko dvadeset državnih organa za autoputeve, kao i mnoge druge agencije Specifikacija. ProAsh® je takođe sertifikovan po udruženju kanadskih standarda i EN 450:2005 standardi kvaliteta u Evropi. Eš obrada objekata pomoću tehnologije STET navedene u tabeli 1.

Tabela 1. STET komercijalnim poslovima

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. Both these samples consisted of ash from the combustion of bituminous coal by large utility boilers. Zbog mešanja materijala na deponijama, nema više informacija u vezi sa specifičnim izvorom uglja ili uslovima sagorevanja.

Uzorci koje je steT primio sadržali su između 15% i 20% voda kao što je tipično za deponiju materijala. Uzorci su takođe sadržali različite količine velikih >1/8 inču (~3 mm) Materijal. Priprema uzoraka za razdvajanje ugljenika, velike krhotine su uklonjene skriningom i uzorci su se potom osušili i deagglomerirali pre beneficacije ugljenika. Various methods for drying/deagglomeration are being evaluated in order to optimize the overall process. List toka opšteg procesa predstavljen je na slici 3.

Figura 3: Process flow sheet

Svojstva pripremljenih uzoraka bila su daleko u dometu pepela mušice dobijenog direktno iz normalnih komunalnih kotla. Najvaћnija svojstva feedova i proizvoda za razdvajanje su rezimirana u tabeli 2 zajedno sa spasenim proizvodom.

RAZDVAJANJE UGLJENIKA

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.

Tabela 4: Eš hemija niskog LOI pepela.

Razvoj snage 20% zamena niskog LOI letećeg pepela u malteru koji sadrži 600 lb / yd3 showed the material derived from landfilled ash performed somewhat better than material from fresh production. Pogledajte tabelu 5 Ispod.

Tabela 5: Compressive strength of mortar cubes.

ZAKLJUČCI

Nakon odgovarajućeg skalpinga krupnog materijala, Suљi, i deagglomeration, mušičarski pepeo pronađen na deponijama komunalnih postrojenja može se smanjiti u sadržaju ugljenika pomoću komercijalizovanog STET triboelektričnog znaka za razdvajanje pojasa. 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. Pored toga, elektrane koje treba da uklone pepeo sa deponija kako bi ispunile promenljive ekološke propise moći će da iskoriste proces za izmenu odgovornosti otpadnog proizvoda u vrednu sirovinu za proizvođače betona.

REFERENCE

[1]Američki ugalj sagorijevanja uglja Ash proizvoda i upotrebu Statistika: https://www.acaa-usa.org/Publications/Production-Use-Reports/

[2]St interni izveštaj, Avgusta 1995.

[3]Li,T.X,. Љafer, J.L., Ban, H., Neathery, Džej Kej., i Stencel, J.M. Dry Beneficiation Processing of Combustion Fly Ash, Proceedings of the DOE Conference on Unburned Carbon on Utility Fly Ash, Maja 19 20, Pitsburg, Tata, 1998.

[4]Baltrus, J.p.., Diehl, Džej Ar., Uskoro, Y., Sends, W. Triboelektrostatično odvajanje pepela mušice i obrtanje naboja, Gorivo 81, (2002) pp.757-762.

[5]Cangialosi, F.., Notarnicola, M., Liberti, L, Stencel, J. The role of weathering on fly ash charge distribution during triboelectrostatic beneficiation, Journal of Hazardous Materials, 164 (2009) pp.683-688.

Word to PDF Converter Converted By BCLTechnologies