Triboelectrostatic Beneficiation atılan sineği kül WOCA 2015

Triboelectrostatic Beneficiation

Arazi uçan kül dolu

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

ST ekipman & Teknolojik LLC, 101 Hampton Avenue, Needham MA 02494 ABD

KONFERANS: 2015 Kömür kül dünya- (www.worldofcoalash.org)

ANAHTAR KELİMELER: Triboelectrostatic, Beneficiation, Uçan kül, Atılan, Kurutulmuş, Ayrılık, Karbon

SOYUT

Triboelectrostatic ayırma kömür yanma fly ash ticari beneficiation için beton çimento yerine yaklaşık yirmi yıldır olarak kullanmak için bir düşük karbon ürün üretmek için kullanılmıştır. İle 18 ayırıcı olarak 12 kömür yakıtlı enerji santralleri dünya çapında, ST ekipman & Technology LLC's (STET) patentli Elektrostatik ayırıcı üzerinde üretmek için kullanılan 15 Düşük karbon ürün milyon ton.

Bugüne kadar, sadece kuru "kaçak station‿ kül fly ash ticari beneficiation sahne aldı. Son çevresel mevzuat yarattı, Belirli pazarlarda, beneficiated kül düşük kül üretimi zamanlarında sağlamak için bir ihtiyaç. Bu, bazı yerlerde boş tarihi kül depolama siteleri için bir şartı ile birleştiğinde, tarihsel olarak atılan beneficiate kül bir işleme geliştirmek için ihtiyaç yarattı.

Önceki çalışmalar, uçan kül maruz nem göstermiştir, ve sonraki kurutma mekanizması şarj triboelectrostatic etkiler, karbon ve mineral parçacıklar ile bir istasyon kül Çalıştır deneyimli için Ters polarite şarj. Çalışmalar ayrılık verimlilik atık depolama alanı ve kurutulmuş birkaç kül nem pozlama etkisini belirlemek için yazarlar tarafından gerçekleştirilen. Şarj ters kurutma takip yaşandı, Ama genel olarak ayırma verimliliği elde istasyonu kül taze çalışma ile deneyimli için denilirdi.

Kurutulmuş kül besleme bağıl nem triboelectrostatic ayrılık verimlilik üzerinde etkisi incelenmiş, ve duyarlılık büyük ölçüde azaltılmış çalışma istasyonu ile bu deneyimli ile karşılaştırıldığında kül oldu, düşürücü genel olarak işlem maliyeti.

GİRİŞ

Amerikan kömür kül Derneği (ACAA) üretimin yıllık araştırma ve kömür uçan kül kullanımı arasında raporlar 1966 ve 2011, üzerinde 2.3 milyar kısa ton sinek külkömür yakıtlı hizmet kazanları tarafından üretilmiştir.1 Bu miktar yaklaşık 625 milyon ton beneficially kullanılmıştır, çoğunlukla çimento ve beton üretimi için. Ancak, kalan 1.7+ milyar ton öncelikle depolama alanları bulunamadı veya havuzuna dolu

impoundments. Kullanım oranı için taze üretilen fly ash artarken önemli ölçüde son yıllarda, geçerli oranları ile 45%, yaklaşık 40 fly ash milyon ton her yıl bertaraf edilecek devam. Ise Avrupa'da kullanım oranı ABD'de çok daha yüksek olabilirdi, fly ash hatırı sayılır miktarda da atık depolama ve bazı Avrupa ülkelerinde impoundments saklanan.

Son zamanlarda, Bu bertaraf malzeme kurtarma ilgi arttı, kısmen için yüksek kaliteli uçan kül azaltılmış üretim kömürle güç olarak bir dönemde beton ve çimento üretimi için talep nedeniyle üretimi Avrupa ve Kuzey Amerika'da azalmıştır. Böyle depolama alanları uzun vadeli çevresel etkileri hakkında endişeler de faydalı kullanım uygulamaları için bu saklı kül bulmak için yardımcı programları isteyen.

TOPRAK DOLU KÜL KALİTE VE GEREKLİ BENEFICIATION

Bunların bir kısmını fly ash depolanan iken yararlı kullanım için uygun olarak başlangıçta kazılan, büyük çoğunluğu çimento ve beton üretim için kalite standartlarını karşılamak için bazı işleme gerektirir. Malzeme işleme ve havadaki toz üretimi kaçınırken sıkıştırmayı etkinleştirmek için genellikle ıslak beri, Beton üreticileri fly ash bir kuru toz olarak toplu işleme uygulaması devam etmek isteyeceklerdir bu yana kurutma muhtemelen beton kullanmak için en az bir gereklilik olacak. Ancak, kül kimyasal bileşimi temin belirlemelerini karşılar, en önemlisi, ateşleme kaybı olarak ölçülen karbon içeriği (LOI), daha büyük bir meydan okuma. Uçan kül son kullanımı arttı 20+ yıl, en "in-spec‿ kül yararlı kullanılmıştır, ve kaliteli kapalı kül bertaraf. Böylece, LOI azaltma fly ash yardımcı programını impoundments kurtarılabilir büyük çoğunluğu kullanmak için bir gereklilik olacak.

TRIBOELECTRIC AYIRMA TARAFINDAN LOI AZALTMA

Çeşitli işçi yanma teknikleri ve flotasyon süreçleri kurtarılan atılan ve havuzuna fly ash LOI azaltılması için kullanılan iken, ST ekipman & Teknolojileri (STET) Bu onun Standart işleme sistemi buldu, taze beneficiation için kullanılan uzun fly ash oluşturulan, uygun kurutma ve deagglomeration alt genel işletme maliyetleri, sonra kurtarılan kül eşit derecede etkili olduğunu.

Sinek külü için STET işleme sisteminin ticari uygulamasına kadar rampa sırasında, GÖRÜNÜYORUM araştırmacılar kurutulmuş atılan kül ayrılması test. Bu kurtarılan kül çok benzer şekilde taze oluşturulan kül bir şaşırtıcı farkla ayrılmış.: Parçacık şarj taze kül mineral ile ilgili olarak negatif şarj karbon ile ters yapıldı..2 Diğer araştırmacılar fly ash karbon elektrostatik ayrılığı da bu olayları gözlemledim.3,4,5

TEKNOLOJİYE GENEL BAKIŞ – FLY ASH KARBON AYIRMA

STET karbon ayırıcısı olarak (Şekil 1), malzeme iki paralel düzlemsel elektrot arasında ince boşluk içine beslenir. Parçacıklar triboelectrically interparticle temas ile uygulanır. Pozitif yüklü karbon ve olumsuz ücret mineral (o ıslak kuru ve değil taze oluşturulan kül içinde) elektrotlar çekici. Parçacıklar sonra sürekli bir hareket kayış tarafından süpürüldü ve ters yönde iletti. Kemer parçacıklar bitişik elektroda ayırıcı ters ucuna doğru hareket eder.. Yüksek bant hızı da çok yüksek throughputs sağlayan, ilâ 36 tek bir ayırıcı üzerinde saatte ton. Küçük boşluk, yüksek voltaj alanı, Counter geçerli akış, dinç parçacık-parçacık ajitasyon ve elektrotlar kemerinde kendi kendini temizleyen eylem STET ayırıcı kritik bulunuyor. Çeşitli işlem parametrelerini kontrol ederek, bant hızı gibi, besleme noktası, ve kuru yem, STET işlemi karbon içeriği itibariyle düşük LOI fly ash üretir daha az 1.5 Hedef 4.5% akıştan LOI arasında değişen kül fly 4% için bitti 25%.

İncir. 1 STET ayırıcı

Nispeten basit ve kompakt ayırıcı tasarım. İşlemek için tasarlanmış bir makine 36 ton saatte yaklaşık de 9 m (30 ft.) uzun, 1.5 m (5 ft.) geniş, ve 2.75 m (9 ft.) yüksek. Kemer ve ilişkili Silindirler tek hareketli parçalar vardır. Sabit ve uygun şekilde dayanıklı bir malzemeden oluşmaktadır elektrotlar. Kemer olmayan yapılır- iletken plastik. Ayırıcı'nın güç tüketimi olduğunu 1 kemer sürüş iki motors tarafından tüketilen güç çoğu ile işlenmiş malzeme ton başına Kilowatt-Hour.

Süreci tamamen kurudur, uçan kül dışında hiçbir ek belgeleri de istemektedir ve hiçbir atık su veya hava emisyonları üreten. Uçan kül pozzolanic bir katkı olarak kullanıma uygun düzeylere karbon içeriği azaltılmış kurtarılan malzemeler oluşur

Beton, ve yakıt olarak yararlı bir yüksek karbon kesir. Her iki ürün akışları kullanımı sağlayan bir 100% fly ash elden çıkarma sorunlarına çözüm.

KURTARILAN YAKIT DEĞERİ YÜKSEK KARBON UÇAN KÜL

Ek olarak düşük karbon ürün beton kullanmak için, ProAsh adlı marka®, STET ayırma işlemi de kurtarır aksi takdirde yanmamış karbon karbon zengini uçan kül şeklinde boşa, markalı EcoTherm™. EcoTherm™ önemli yakıt değeri ve elektrik güç için bitki STET EcoTherm kullanarak kolayca döndürülebilir™ Bitki kömür kullanımını azaltmak için dönüş sistemi. Ne zaman EcoTherm™ yardımcı programı kazan içinde yandı, yanma enerjisi yüksek basınç için dönüştürülür / yüksek sıcaklıkta Buhar ve sonra elektrik kömür aynı verimlilikle için, genellikle 35%. Kurtarılan termal enerji dönüşüm ST ekipman elektrik & Teknoloji LLC EcoTherm™ Dönüş sistemi düşük dereceli ısı sıcak su kazanı için sirküle şeklinde su sistemi besleme olarak nerede enerji kurtarılır 2-3 kez rekabet teknoloji daha yüksek. EcoTherm™ Alümina çimento fırın içinde bir kaynak olarak da kullanılır, uzun mesafelerde taşınan genellikle daha pahalı boksit yerinden. Yüksek karbon EcoTherm kullanan™ Ash bir santral ya da bir çimento fırın, teslim edilen kömür enerji kurtarma en üst düzeye çıkarır, Benim için gereksinimini azaltır ve ulaşım tesisleri için ek yakıt.

GÖRÜNÜYORUM kuzgun güç Brandon kıyıları'nın, SMEPA R.D. Morrow, NBP Belledune, RWEnpower DIDCOT, EDF enerji Batı Burton, ve RWEnpower Aberthaw fly ash bitkiler, Tüm EcoTherm içerir™ Dönüş sistemleri. Sisteminin temel bileşenleri şekilde sunulmaktadır 2.

İncir. 2 EcoTherm™ Dönüş sistemi

STET KÜL PROCESING İMKANLARI

Kontrollü düşük LOI fly ash ile STET'ın teknoloji ABD boyunca on iki güç istasyonlarında üretilen, Kanada, İngiltere, Polonya, ve Kore Cumhuriyeti. ProAsh® Fly ash yirmi üzerinde devlet karayolu yetkilileri tarafından kullanım için onaylanmıştır, yanı sıra diğer birçok belirtimi ajansları. ProAsh® Ayrıca Kanada standartları Birliği ve EN altında sertifikasına sahiptir 450:2005 Avrupa kalite standartlarına. Kül işleme tesisleri STET teknolojisini kullanarak listelenen tablo 1.

Tablo 1. STET ticari işlemleri

KÖMÜR KÜLÜ TOPRAK DOLGULARINDAN KURTARILDI

İki kül kaynağı çöplüklerden elde edildi: bulunan bir elektrik santralinden örnek A

Birleşik Krallık ve örnek B: Amerika Birleşik Devletleri'nden. Bu örneklerin her ikisi de büyük yardımcı kazanlar tarafından bitümlü kömür yanma kül oluşuyordu. Depolama alanları malzemenin birbirine karışmasının nedeniyle, belirli kömür kaynak veya yanma koşulları ile ilgili daha fazla bilgi mevcuttur.

Örnekleri arasında yer alan STET tarafından alınmış olarak 15% ve 20% su, dolgulu malzeme için tipik olduğu gibi. Örnekler de büyük değişen miktarlarda içeriyordu >1/8 inç (~3 mm) malzeme. Örnekleri karbon ayrılması için hazırlamak için, büyük enkaz tarama tarafından kaldırıldı ve örnekleri sonra kurutulmuş ve karbon beneficiation önce deagglomerated. Genel süreci optimize etmek için kurutma/deagglomerasyon için çeşitli yöntemler değerlendirilmektedir.. Şekil'te genel bir proses akış şeması sunulmuştur 3.

Şekil 3: Proses akış şeması

Fly ash doğrudan normal yardımcı programı kazanlar elde edilen aralığı içinde iyi hazırlanmış örneklerinin özellikleri vardı. Ayırıcı beslemeleri ve ürünler için en uygun özellikleri tabloda özetlenmiştir 2 kurtarılan ürün ile birlikte.

KARBON AYIRMA

STET triboelektrik kayış ayırıcısı kullanılarak yapılan karbon azaltma denemeleri, düşük LOI ürününün çok iyi geri kazanılmasıyla sonuçlandı. Gözlenen ilginç fenomen, yukarıda tartışılan karbonun şarj edilmesinin tersine çevrilmesiydi.. Bu davranış daha önce STET ve diğer araştırmacılar tarafından gözlenmiş olsa da, göreli iş fonksiyonlarını değiştiren mekanizma ve böylece malzemenin şarj davranışı nın. Önerilen mekanizmalardan biri, çözünür iyonların mineral üzerinde yeniden dağıtılması ve

Aşağıdaki tablo kaynak B örnekleri için kimya özetler. Kaynak bir malzeme test tamamlanmadı.

Tablo 4: Kül kimya düşük LOI kül.

Gücü geliştirilmesi bir 20% içeren bir harç içinde düşük LOI fly ash ikame 600 lb / YD3 biraz taze üretim malzemeden daha iyi performans atılan kül türetilen malzeme gösterdi. Tabloya bakın 5 Aşağıda.

Tablo 5: Harç küpler Basınç Dayanımı.

SONUÇLAR

Büyük malzeme uygun scalping sonra, kurutma, ve deagglomeration, atık depolama-ebilmek azal ticari STET triboelectric kemer ayırıcı kullanarak karbon içeriğinde yeni bitki uçan kül kurtarıldı. STET sistemin verimliliği esas taze kazan işlemleri ve kurutulmuş atılan malzeme elde külleri için eşdeğerdir. Ayırıcı ürün beton üretim olmadan daha fazla beneficiation hemen hemen aynı performans özellikleri ile kullanım için uygun. Toprak dolgulu küllerin geri kazanımı ve bükülmesi, kömüryakıtlı kamu hizmetlerinin üretimi azaltması nedeniyle "taze‿ kül üretiminin azalmasına rağmen beton üreticileri için yüksek kaliteli kül tedarikini sürdürecek.. Ayrıca, değişen çevre düzenlemeleri karşılamak için atık depolama--dan kül kaldırmanız gerekir enerji santralleri beton üreticileri için bir atık ürün sorumluluğu değerli malzeme içine değiştirmek için işlem kullanmak mümkün olacak.

REFERANSLAR

[1]Amerikan kömür kül kömür yanma ürünleri ve kullanım istatistikleri: https://www.acaa-usa.org/Publications/Production-Use-Reports/

[2]ST iç rapor, Ağustos 1995.

[3]Li,T.X,. Schaefer, JL, Ban, H., Neathery, JK, ve Stencel, J.M. Yanma Fly Ash kuru Beneficiation işlenmesi, Yardımcı programı'nı Fly Ash üzerinde yanmamış karbon DOE Konferansı, Mayıs 19 20, Pittsburgh, PA, 1998.

[4]Baltrus, J.P., Diehl, JR, Soong, Y., Sands, W. Uçan kül ve şarj ters Triboelectrostatic ayrılması, Yakıt 81, (2002) PP.757-762.

[5]Cangialosi, F., Notarnicola, M., Liberti, L, Stencel, J. Ayrışma fly ash ücret dağılımı triboelectrostatic beneficiation sırasında üzerinde rolü, Tehlikeli madde dergisi, 164 (2009) PP.683-688.

Word PDF çevirici BCLTechnologies tarafından dönüştürülmüş