Triboelectrostatic Beneficiation ng landfilled Fly Ash WOCA 2015

Triboelectrostatic Beneficiation ng

Land Puno Fly Ash

L. panadero, A. Gupta, at S. Gasiorowski

Kagamitang ST & Technologies LLC, 101 Hampton Avenue, Needham MA 02494 Estados Unidos

PAGPUPULONG: 2015 World of Coal Ash - (www.worldofcoalash.org)

KEYWORDS: Triboelectrostatic, beneficiation, fly Ash, landfilled, tuyo, paghihiwalay, karbon

ABSTRACT

Triboelectrostatic paghihiwalay ay ginagamit para sa komersyal na beneficiation ng karbon pagkasunog fly ash upang makabuo ng isang mababang carbon produkto para sa paggamit bilang isang kapalit semento sa kongkreto para sa halos dalawampung taon. sa 18 panghiwalay in 12 karbon-fired power halaman sa buong mundo, Kagamitang ST & Technology LLC ni (STET) patented electrostatic separator ay ginagamit upang makabuo ng higit sa 15 Milyong tonelada ng mababang carbon produkto.

upang petsa, komersyal na beneficiation ng fly ash ay gumanap ng eksklusibo sa tuyong "run ng station‿ ash. Kamakailang kapaligiran batas ay lumikha, sa ilang mga merkado, isang pangangailangan upang matustusan beneficiated ash sa mga panahon ng mababang ash generation. ito, kaisa sa isang kinakailangan sa ilang mga lokasyon upang alisan ng laman ang makasaysayang ash landfill sites, ay lumikha ng mga pangangailangan upang bumuo ng isang proseso upang beneficiate kasaysayan landfilled ash.

Nakaraang pag-aaral ay pinapakita na ang pagkakalantad ng fly ash sa kahalumigmigan, at kasunod na drying ay nakakaimpluwensya sa triboelectrostatic singilin mekanismo, na may carbon at mineral particle singilin sa tapat polarity sa na naranasan na may run ng istasyon ash. Pag-aaral ay ginanap sa pamamagitan ng may-akda upang matukoy ang mga epekto ng kahalumigmigan exposure sa paghihiwalay kahusayan ng ilang mga abo na na-reclaim mula sa landfills at pinatuyong. Charge pagkabaligtad ay nakaranas ng mga sumusunod na drying, ngunit pangkalahatang kahusayan paghihiwalay ay nakakamit katumbas na nakaranas na may mga sariwang run ng istasyon ash.

Ang epekto ng pinatuyong ash feed kamag-anak halumigmig sa triboelectrostatic kahusayan paghihiwalay ay napagmasdan, at pagiging sensitibo ay lubhang nabawasan kumpara sa na naranasan na may run ng istasyon ash, pagbaba ng pangkalahatang gastos proseso.

PANIMULA

Ang American Coal Ash Association (ACAA) taunang survey ng produksyon at paggamit ng karbon fly ash ulat na sa pagitan ng 1966 at 2011, sa ibabaw 2.3 bilyong maikling tons ng fly ash ay nagawa sa pamamagitan ng karbon-fired Boiler utility.1 Ng halagang ito ng humigit-kumulang 625 milyong tons ay beneficially na ginagamit, karamihan para sa semento at kongkreto produksyon. gayunman, ang natitirang 1.7+ bilyong tonelada ay pangunahing matatagpuan sa landfills o puno ponded

impoundments. Habang paggamit rate para sa sariwang nabuo fly ash ay nadagdagan malaki sa ibabaw nakaraang taon, sa kasalukuyang mga rate ng malapit sa 45%, halos 40 milyong tonelada ng fly ash patuloy na itapon taun-taon. Habang paggamit rate sa Europa ay naging magkano ang mas mataas kaysa sa US, malaki volume ng fly ash na rin ang naka-imbak sa landfills at impoundments sa ilang mga European bansa.

kamakailan lamang, interes sa pagbawi na ito disposed na materyal ay nadagdagan, bahagyang dahil sa ang demand para sa mataas na kalidad fly ash para sa kongkreto at semento produksyon sa panahon ng isang panahon ng nabawasan produksyon ng karbon-fired power generation ay nabawasan sa Europa at Hilagang Amerika. Mga alalahanin tungkol sa ang pang-matagalang epekto sa kapaligiran ng naturang landfills ay din na nagpo-prompt utility upang mahanap kapaki-pakinabang mga aplikasyon gamiting para sa naka-imbak ash.

LAND FILLED ASH KALIDAD AT KINAKAILANGANG beneficiation

Habang ang ilang ng mga ito na naka-imbak fly ash maaaring hindi angkop para pakinabang sa paggamit ng una naghukay, ang karamihan ay mangangailangan ng ilang mga processing upang matugunan ang pamantayan sa kalidad ng semento o kongkreto produksyon. Dahil ang materyal ay karaniwang wetted upang paganahin ang handling at compaction habang pag-iwas sa nasa eruplano dust henerasyon, drying ay marahil maging isang minimal na kinakailangan para sa paggamit sa kongkreto mula noong kongkreto mga producer ay nais na ipagpatuloy ang pagsasanay ng batching fly ash bilang dry powder. gayunman, assuring ang kemikal komposisyon ng ash nakakatugon pagtutukoy, pinaka-kapansin-pansin ang carbon nilalaman sinusukat ng timbang-sa-pag-aapoy (IKAW AT ANG BATAS), ay isang mas malawak na hamon. Tulad ng fly ash paggamit ay nadagdagan sa huling 20+ taon, pinaka "in-spec‿ ash ay beneficially na ginagamit, at ang mga off-kalidad ash itapon. kaya, LOI pagbabawas ay magiging isang kinakailangan para sa paggamit ng karamihan ng fly ash maaaring makuha mula utility impoundments.

LOI pagbabawas BY triboelectric SEPARATION

Habang iba't-ibang mga manggagawa ginamit combustion pamamaraan at lutang proseso para sa LOI pagbabawas ng nakuhang muli landfilled at ponded fly ash, Kagamitang ST & Technologies (STET) Matagal nang natagpuan na ang kanyang standard processing system, matagal na ginagamit para sa beneficiation ng sariwang nabuo fly ash, ay pantay epektibo sa nakuhang muli ash matapos angkop drying at deagglomeration sa mas mababang kabuuang gastos ng operating.

Sa panahon ng ramp-up sa komersyal na aplikasyon ng sistema ng STET processing para sa fly ash, STET mga mananaliksik nasubok ang paghihiwalay ng pinatuyong landfilled ash. Ito mababawi ash separated napaka katulad sa sariwang nabuo ash may isang kamangha-mangha pagkakaiba: ang maliit na butil charging ay mababaligtad mula sa na ng mga sariwang abo na may carbon singilin negatibong na may kaugnayan sa mineral.2 Iba pang mga mananaliksik ng electrostatic paghihiwalay ng fly ash carbon din sinusunod ito phenomena.3,4,5

TECHNOLOGY PANGKALAHATANG-IDEYA - FLY ASH CARBON SEPARATION

Sa STET carbon separator (pigura 1), materyal ay fed sa ang manipis na agwat sa pagitan ng dalawang parallel planar electrodes. Ang mga particle ay triboelectrically sisingilin ng interparticle contact. Ang positibo sisingilin carbon at ang mga negatibong sisingilin mineral (sa sariwang nabuo ash na hindi pa wetted at pinatuyong) ay akit sa kabaligtaran electrodes. Ang mga particle ay pagkatapos ay swept up sa pamamagitan ng isang tuloy-tuloy na gumagalaw belt at conveyed sa kabaligtaran direksyon. belt ay gumagalaw ang mga particle sa tabi ng bawat elektrod papunta sa magkabilang dulo ng separator. Ang mataas na bilis ng belt Nagbibigay-daan din mataas na throughputs, hanggang 36 tonelada kada oras sa isang solong separator. Ang maliit na agwat sa, mataas na boltahe field, kontrahin kasalukuyang daloy, masiglang maliit na butil-butil pagkabalisa at self-cleaning pagkilos ng belt sa electrodes ay ang mga kritikal na mga tampok ng STET separator. Sa pamamagitan ng pagkontrol ng iba't-ibang mga parameter ng proseso, tulad ng bilis ng belt, feed point, at feed rate, ang STET proseso gumagawa ng mababang LOI fly ash sa mga nilalaman carbon na mas mababa sa 1.5 sa 4.5% mula sa feed fly abo sumasaklaw sa LOI mula sa 4% para matapos 25%.

igos. 1 STET Separator

Ang separator disenyo ay medyo simple at compact. Ang isang machine na dinisenyo upang iproseso 36 tonelada kada oras ay humigit-kumulang 9 m (30 ft.) mahaba, 1.5 m (5 ft.) malawak, at 2.75 m (9 ft.) mataas. Ang belt at nauugnay na mga rollers ay ang tanging gumagalaw na bahagi. Ang electrodes ay nakatigil at binubuo ng isang naaangkop na matibay na materyal. belt ay gawa ng di- kondaktibo plastic. Ang separator ni power consumption ay tungkol sa 1 kilowatt-hour bawat tonelada ng materyal na naproseso nang may karamihan ng kapangyarihan natupok sa pamamagitan ng dalawang motors nagtutulak ng belt.

Ang proseso ay ganap na dry, hindi nangangailangan ng mga karagdagang materyal bukod sa fly ash at naglalabas ng walang pag-aaksaya ng tubig o air emissions. Ang nakuhang materyales ay binubuo ng fly ash nabawasan sa carbon nilalaman sa antas na angkop para sa paggamit bilang pozzolanic admixture in

kongkreto, at ang isang mataas na carbon maliit na bahagi kapaki-pakinabang bilang fuel. Paggamit ng parehong daluyan ng produkto ay nagbibigay ng isang 100% solusyon upang lumipad problema ash pagtatapon.

Mababawi FUEL VALUE NG HIGH-CARBON FLY ASH

Bilang karagdagan sa mga mababang carbon produkto para sa paggamit sa kongkreto, tatak na may pangalang ProAsh®, ang STET proseso ng paghihiwalay din recovers hindi man nasayang unburned carbon sa anyo ng carbon-rich fly ash, branded ECOTHERM™. ECOTHERM™ may makabuluhang halaga ng gasolina at maaaring madaling ma-ibabalik sa electric power plant gamit ang STET ECOTHERM™ Bumalik system upang bawasan ang paggamit karbon sa planta. kapag ECOTHERM™ Nasunog sa utility boiler, ang enerhiya mula sa combustion ay convert sa mataas na presyon / mataas na temperatura steam at pagkatapos ay sa koryente sa parehong kahusayan ng karbon, karaniwang 35%. Ang conversion ng nakuhang muli thermal enerhiya sa koryente sa ST Equipment & Technology LLC ECOTHERM™ Bumalik sistema ay dalawa sa tatlong beses na mas mataas kaysa sa competitive na teknolohiya na kung saan ang enerhiya ay mababawi bilang mababang uri init sa anyo ng mainit na tubig na kung saan ay circulated sa boiler feed tubig sistema. ECOTHERM™ ay ginagamit din bilang isang mapagkukunan ng alumina sa kilns semento, displacing ang mas mahal bauxite na kung saan ay karaniwang transported mahaba distances. Ang paggamit ng mataas na carbon ECOTHERM™ abo alinman sa isang planta ng kapangyarihan o isang semento tapahan, magpapakinabang sa enerhiya pagbawi mula sa naihatid karbon, pagbawas ng pangangailangan sa minahan at transportasyon karagdagang gasolina sa mga kagamitan.

ni STET Raven Power Brandon Shores, SMEPA R.D. kinabukasan, NBP Belledune, RWEnpower Didcot, EDF Energy West Burton, at RWEnpower Aberthaw lumipad halaman ash, lahat ay may kasamang ECOTHERM™ return systems. Ang mahahalagang sangkap ng sistema ay ipinakita sa Figure 2.

igos. 2 ECOTHERM™ return sistema

STET ASH procesing PASILIDAD

Kontroladong mababang LOI fly ash ay nagawa na may ni STET teknolohiya sa labindalawang mga istasyon ng kapangyarihan sa buong U.S., Canada, ang UK., Poland, at Republic of Korea. ProAsh® lumipad ash ay naaprubahan para sa paggamit sa pamamagitan ng higit sa dalawampung estado awtoridad highway, pati na rin ang maraming iba pang mga ahensya ng detalye. ProAsh® din sertipikadong sa ilalim ng Canadian Standards Association at EN 450:2005 kalidad na mga pamantayan sa Europa. Ash processing facility gamit STET teknolohiya ay nakalista sa Table 1.

mesa 1. STET Commercial Operations

COAL ASH nakuhang muli galing LAND pumupuno

Dalawang mga mapagkukunan ng abo ay nakuha mula sa landfills: sample A mula sa isang power plant na matatagpuan sa

United Kingdom at sample B: mula sa Estados Unidos. Ang parehong mga sample ay binubuo ng abo mula sa combustion ng bituminous karbon sa pamamagitan ng malaking Boiler utility. Dahil sa paghahalubilo ng materyal sa landfills, walang karagdagang impormasyon ay makukuha tungkol tukoy karbon mapagkukunan o pagkasunog kondisyon.

Ang mga halimbawa ng tumanggap sa pamamagitan STET napapaloob sa pagitan 15% at 20% tubig bilang ay karaniwan para sa landfilled materyal. Ang mga halimbawa na nakapaloob din iba't ibang mga halaga ng mga malalaking >1/8 pulgada (~ 3 mm) materyal. Upang ihanda ang mga halimbawa para carbon paghihiwalay, ang malaking labi ay inalis ng pag-screen at ang mga sample pagkatapos ay tuyo at deagglomerated bago ang carbon beneficiation. Iba't-ibang mga pamamaraan para sa drying / deagglomeration ay ina-nasuri upang i-optimize ang pangkalahatang proseso. Ang isang pangkalahatang proseso ng daloy sheet ay iniharap sa Figure 3.

pigura 3: Proseso ng daloy sheet

Ang mga katangian ng inihandang mga halimbawa ay na rin sa loob ng hanay ng fly ash nakuha nang direkta mula sa normal Boiler utility. Ang pinaka-kaugnay na mga katangian para sa parehong mga separator mga feed at mga produkto ay summarized sa Table 2 kasama mababawi produkto.

CARBON SEPARATION

Carbon pagbabawas pagsubok gamit ang STET triboelectric belt separator nagdulot ng napakahusay na pagbawi ng mababang LOI produkto. Ang mga kagiliw-giliw phenomena sinusunod ay ang pagbaliktad ng singilin ng carbon tinalakay sa itaas. Habang pag-uugali na ito ay nai-obserbahan dati ng STET at iba pang mga mananaliksik, ang mekanismo na pagbabago sa kamag-anak na pag-andar ng trabaho at sa gayon ay contact singilin pag-uugali ng materyal ay hindi naiintindihan. Isang iminumungkahing mga mekanismo ay ang muling pamamahagi ng mga natutunaw ions sa mineral at

sumusunod na talahanayan summarizes ang kimika para sa mga halimbawa mula sa pinagmulan B. Testing sa pinagmulan Ang isang materyal na ay hindi pa nakumpleto.

mesa 4: Ash Chemistry ng mababang LOI ash.

Lakas pagbuo ng isang 20% pagpapalit ng mababang LOI fly ash sa almires na naglalaman ng 600 lb / yd3 Nagpakita ang mga materyal na nakuha mula sa landfilled ash ginanap medyo mas mahusay kaysa sa mga materyal mula sa mga sariwang production. Tingnan ang Table 5 sa ibaba.

mesa 5: Compressive lakas ng mortar cube.

Konklusyon

Pagkatapos angkop scalping ng mga malalaking materyal, pagpapatayo, at deagglomeration, lumipad ash nakuhang muli mula sa landfills utility halaman ay maaaring mabawasan sa carbon nilalaman gamit ang commercialized STET triboelectric belt separator. Ang kahusayan ng sistema STET ay mahalagang katumbas para sa mga abo nakuha sariwa mula sa mga pagpapatakbo ng boiler at pinatuyong landfilled materyal. Ang separator produkto ay angkop para sa paggamit sa kongkreto produksyon nang walang karagdagang beneficiation may halos magkapareho mga katangian ng pagganap. Ang pagbawi at beneficiation ng landfilled ash ay magbibigay ng isang patuloy na supply ng mataas na kalidad ash para sa kongkreto mga producer sa kabila ng nabawasan produksyon ng mga "fresh‿ ash bilang ng karbon-fired mga utility mabawasan ang generation. Bukod pa rito, power halaman na kailangan upang alisin ang abo mula sa landfills upang matugunan ang pagbabago ng kapaligiran regulasyon ay maaaring makapag upang magamit ang proseso upang baguhin ang isang pananagutan basura produkto sa isang mahalagang raw materyal para sa kongkreto mga producer.

MGA REPERENSIYA

[1]Amerikano Coal Ash Coal mga produkto Combustion at Paggamit Statistics: https://www.acaa-usa.org/Publications/Production-Use-Reports/

[2]ST panloob na ulat, Agosto 1995.

[3]sa,T.X,. Schaefer, JL, pagbabawal, H., Neathery, J.K., at Stencel, J.M. Dry Beneficiation Pagproseso ng Combustion Fly Ash, Paglilitis ng DOE Conference on Unburned Carbon on Utility Fly Ash, Mayo 19 20, Pittsburgh, PA, 1998.

[4]Baltrus, J.P., Diehl, J.R., Soong, Y., Sands, W. Triboelectrostatic paghihiwalay ng fly ash at bayad pagkabaligtad, panggatong 81, (2002) pp.757-762.

[5]Cangialosi, F., Notarnicola, M., Liberti, L, Stencel, J. Ang papel na ginagampanan ng pagbabago dulot ng panahon sa fly pamamahagi ash singil sa panahon triboelectrostatic beneficiation, Journal ng Mapanganib Materyales, 164 (2009) pp.683-688.

Word sa PDF Converter Convert By BCLTechnologies