Triboelectrostatic збагаченню Landfilled летюча зола WOCA 2015

Трибоелектростатичне збагачення

Земля, наповнена летючою золою

L. Бейкер, A. Гупта, і S. Gasiorowski

ST обладнання & Технологій ТОВ, 101 Хемптон авеню, Велика-ма 02494 США

КОНФЕРЕНЦІЯ: 2015 Світ вугільної золи – (www.worldofcoalash.org)

КЛЮЧОВІ СЛОВА: Triboelectrostatic, Збагачення, Золи, Сміттєзвалище, Сушені, Розділення, Вуглець

Абстрактні

Трибоелектростатична сепарація використовується для комерційного збагачення золи для спалювання вугілля для отримання низьковуглецевого продукту для використання в якості заміни цементу в бетоні протягом майже двадцяти років. З 18 Сепаратори в 12 вугільних електростанцій по всьому світу, ST обладнання & Технології ТОВ (ЗАЛИШИТИ ЯК БУЛО) Запатентована Електростатичний сепаратор був використаний для виробляти над 15 Мільйона тонн низьковуглецевих продукту.

На сьогоднішній день, Комерційне збагачення летючої золи проводилося виключно на сухому «прогоні станції» золи. Створено новітнє природоохоронне законодавство, на певних ринках, необхідність постачання збагаченої золи в періоди низького золоутворення. Це, у поєднанні з вимогою в деяких місцях спорожняти історичні звалища попелу, створив необхідність розробки процесу збагачення історично звалищної золи.

Попередні дослідження показали, що вплив летючої золи на вологу, і подальша сушка впливає на трибоелектростатичний зарядний механізм, із зарядкою вуглецю та мінеральних частинок у полярності, протилежній полярності, що спостерігається при прогоні станційної золи. Авторами були проведені дослідження з метою визначення впливу вологи на ефективність відділення декількох зол, які були рекультивовані зі звалищ і висушені. Розворот заряду спостерігався після висихання, Але загальна ефективність сепарації була досягнута, еквівалентна тій, що спостерігається при свіжому прогоні станційної золи.

Досліджено вплив відносної вологості сушених зольних кормів на ефективність трибоелектростатичної сепарації, і чутливість була значно знижена в порівнянні з тією, яка спостерігалася при запуску станційної золи, зниження загальних витрат на процес.

ВВЕДЕННЯ

Американський вугільної золи Асоціації (ACAA) щорічні обстеження виробництва та застосування вугільної золи повідомляє, що між 1966 і 2011, над 2.3 Мільярди коротких тонн летючої золи були вироблені вугільними комунальними котлами.1 З цієї кількості приблизно 625 мільйона тонн благотворно застосовані, в основному на виробництві цементу і бетону. Однак, що залишилися 1.7+ Мільярди тонн в основному знаходяться на звалищах або заповнених водоймах

арешти. Хоча утилізації тарифи на щойно створені летюча зола різко зросла за останні роки, з поточними ставками поблизу 45%, приблизно 40 мільйона тонн золи, як і раніше бути утилізовані щорічно. Хоча темпи утилізації в Європі були набагато вище, ніж у США, значних обсягів золи також зберігатися звалищ і impoundments в деяких країнах Європи.

Нещодавно, інтерес до відновлення цього утилізувався матеріалу зріс, частково через попит на високоякісну золу для виробництва бетону та цементу в період скорочення видобутку, оскільки в Європі та Північній Америці знизилася вугільна генерація. Занепокоєння з приводу довгострокового впливу на навколишнє середовище таких сміттєзвалищ також спонукає комунальні служби знайти вигідні програми для цього збереженого попелу.

ЗЕМЛЯ ЗАСИПАЄТЬСЯ ЗОЛОЮ ЯКІСНОЇ І НЕОБХІДНОЇ ЗБАГАЧЕННЯ

Хоча деякі з цих збережених золи мухи можуть бути придатні для корисного використання, як спочатку розкопані, переважна більшість потребуватиме деякої переробки, щоб відповідати стандартам якості виробництва цементу або бетону. Оскільки матеріал зазвичай змочується, щоб забезпечити обробку та ущільнення, уникаючи утворення пилу в повітрі, Сушка, ймовірно, буде мінімальною вимогою для використання в бетоні, оскільки виробники бетону захочуть продовжити практику дозування летючої золи у вигляді сухого порошку. Однак, Забезпечення хімічного складу золи відповідає технічним умовам, Зокрема, вміст вуглецю, виміряний як втрати при займанні (LOI), є більшим викликом. Оскільки використання летючої золи зросло в останній 20+ роки, Більшість золи були благотворно використані, і неякісну золу утилізують. Таким чином, Зниження LOI буде вимогою для використання переважної більшості золи, що вилучається з комунальних сховищ.

ЗМЕНШЕННЯ LOI ШЛЯХОМ ТРИБОЕЛЕКТРИЧНОГО ПОДІЛУ

У той час як різні працівники використовували методи спалювання та процеси флотації для зменшення LOI відновлених звалищ та ставкової золи, ST обладнання & Технологій (ЗАЛИШИТИ ЯК БУЛО) виявив, що його стандартна система обробки, довго використовується для благодійності щойно згенерованого золи мухи, однаково ефективний для відновленої золи після відповідного сушіння та деагломерації при менших загальних експлуатаційних витратах.

Під час нарощування промислового застосування системи переробки золи летючої золи STET, Дослідники STET протестували відділення засохлої звалищної золи. Це відновлена зола, розділена дуже схоже на свіжозгенерований попіл з однією дивовижною різницею: Заряд частинок був зворотний від заряду свіжої золи, а вуглецевий заряд негативний по відношенню до мінералу.2 Інші дослідники електростатичного розділення вуглецю летючої золи також спостерігали це явище.3,4,5

ОГЛЯД ТЕХНОЛОГІЇ – ЛЕТЮЧА ЗОЛА ВУГЛЕЦЮ РОЗЛУКИ

У STET вуглецю сепаратор (Фігура 1), матеріал подається в тонку щілину між двома паралельними електродами площинні. Частинки трибоелектрично заряджені міжчастинкових контактів. Позитивно заряджені вуглецю і негативно заряджених мінеральні (свіжі сформований попелу, яке не було змоченим і сушать) залучили до протилежної електроди. Частинки потім помітний безперервної рухомий пояс і передав в протилежних напрямках. Ремінь рухається частинок примикає до кожного електрода на протилежних кінцях розділювач. Швидкість Паса висока також дає дуже висока throughputs, до 36 тонн на годину на одному сепаратор. З вузьким проміжком, висока напруга поля, поточний потік лічильник, Енергійний частка частка агітації і самоочищення дії ремінь на електродах, критичні функції STET сепаратора. Контролюючи різних параметрів процесу, Наприклад, швидкість Паса, годувати точки, і швидкість подачі, STET процес виробляє низьких LOI золи на вміст вуглецю менше 1.5 щоб 4.5% від годувати літати попіл, починаючи від ЛОЙ 4% до більше ніж 25%.

Мал. 1 Залишити як БУЛО сепаратор

Дизайн сепаратор є відносно простий і компактної. Машина призначена для обробки 36 є тонн на годину приблизно 9 м (30 метрів.) довгий, 1.5 м (5 метрів.) широкий, і 2.75 м (9 метрів.) висока. До пояса пов'язано ролики можна тільки рухомі частини. Електроди мають стаціонарні і складається з відповідним чином міцного матеріалу. Ремінь виготовлений з не-- струмопровідний пластик. Споживана потужність на сепаратор є про 1 кіловат-годину за тонну матеріалу, оброблені з більшістю потужність, споживану два двигуни водіння пояс.

Процес є повністю сухий, вимагає не додаткових матеріалів, крім летюча зола і виробляє не відходів водою або повітрям викидів. Відновлені матеріали складаються з золи, зниженої за вмістом вуглецю до рівнів, придатних для використання в якості пуццоланової домішки в

бетон, і високовуглецевої частку корисні в якості палива. Використання обох потоки продукт забезпечує за 100% вирішення проблем утилізації золи.

ВІДНОВЛЕНІ ПАЛИВА ЗНАЧЕННЯ ВИСОКОВУГЛЕЦЕВОЇ ЗОЛИ

На додаток до низької вуглецевої продукт для використання в бетоні, бренд «ProAsh»®, STET поділу обробляти також відновлює інакше марно незгорілих вуглецю у вигляді вуглець багатих золи, фірмові EcoTherm™. EcoTherm™ має значний палива значення і легко можуть бути повернуті на електростанції за допомогою STET EcoTherm™ Повернення системи для зменшення використання вугілля на заводі. Коли EcoTherm™ спалюється в котел утиліта, енергію згоряння перетворюється на високого тиску / висока температура пари і потім на електроенергію з такою ж ефективністю, як вугілля, зазвичай 35%. Перетворення відновленої теплової енергії в електроенергію в ST Equipment & Технологія ТОВ Екотерм™ Повернення системи є два-три рази вище, ніж конкурентні технології, де енергія відновлюється низькосортних теплового у вигляді гарячої води, що направляється в котел канал системи водопостачання. EcoTherm™ використовується також як джерело глинозему у цементних печах, витісняючи більш дорогих бокситів, які зазвичай перевозяться на великі відстані. Використовуючи високовуглецевої EcoTherm™ ясен, як на електростанція або цемент печі, максимізує рекуперацією енергії з вугілля доставлено, Зниження необхідності Шахта і транспортувати додаткового палива на об'єктах.

STET's Raven Power Брендон Шорс, SMEPA R.D. Морроу, НБФ-Belledune, RWEnpower Didcot, EDF енергії Західний Бертон, і RWEnpower Aberthaw летюча зола рослин, все, що містять EcoTherm™ Повернення системи. Складовими системи представлені малюнку 2.

Мал. 2 EcoTherm™ Повернення системи

ЗАЛИШИТИ ЯК БУЛО ПОПЕЛУ ПО ПЕРЕРОБЦІ ОБ'ЄКТІВ

Контрольованих низький LOI летюча зола виробляється з STET за технологією на дванадцять електростанцій по всій території США, Канада, у Великобританії, Польща, і Республіка Корея. ProAsh® Fly Ash був схвалений для використання більше двадцяти державних органів дорожнього, як і багато інших установ специфікації. ProAsh® був також сертифікований за канадською асоціацією стандартів та ін 450:2005 стандарти якості в Європі. Зола обробки об'єктів за допомогою STET технології наведені в табл 1.

Таблиця 1. Залишити як БУЛО комерційних операцій

ВУГІЛЬНА ЗОЛА, ВИЛУЧЕНА ЗІ ЗВАЛИЩ

Два джерела золи були отримані зі звалищ: зразок А з електростанції, розташованої в

Сполучене Королівство та зразок B: зі Сполучених Штатів. Обидва ці зразки складалися з золи від спалювання кам'яного вугілля великими комунальними котлами. У зв'язку зі зшиванням матеріалу на сміттєзвалищі, немає додаткової інформації щодо конкретного джерела вугілля або умов горіння.

Зразки, отримані STET, містили між 15% і 20% вода, як це характерно для звалищного матеріалу. Зразки також містили різну кількість великих >1/8 дюйма (~3 мм) матеріал. Підготувати зразки для поділу вуглецю, велике сміття було вилучено шляхом скринінгу, а зразки потім висушені та знецінені до. Оцінюються різні методи сушіння/деагломерації з метою оптимізації загального процесу. Загальна технологічна схема представлена на рисунку 3.

Фігура 3: Технологічна схема

Властивості підготовлених зразків були добре в межах діапазону золи, отриманої безпосередньо від звичайних корисних котлів. Найбільш релевантні властивості як для сепараторних кормів, так і для продуктів зведені в таблицю 2 разом з відновленим продуктом.

РОЗДІЛЕННЯ ВУГЛЕЦЮ

Випробування зменшення викидів вуглецю з використанням трибоелектричного стрічкового сепаратора STET призвели до дуже хорошого відновлення продукту з низьким вмістом LOI. Цікавим явищем, що спостерігалося, був розворот зарядки вуглецю, розглянутий вище. Хоча така поведінка спостерігалася раніше STET та іншими дослідниками, Механізм, який змінює відносні робочі функції і, таким чином, поведінку контактної зарядки матеріалу, не зрозумілий. Одним із запропонованих механізмів є перерозподіл розчинних іонів на мінералі та

наступна таблиця підсумовує хімію для зразків з джерела В. Тестування вихідного матеріалу А не завершено.

Таблиця 4: Хімія золи з низьким вмістом LOI золи.

Міцний розвиток 20% заміщення низької летючої золи LOI в ступку, що містить 600 Фунт / yd3 показав, що матеріал, отриманий зі звалища, показав дещо кращі результати, ніж матеріал зі свіжого виробництва. Рис. 5 Нижче.

Таблиця 5: Міцність на стиск розчинних кубів.

ВИСНОВКИ

Після відповідного скальпінгу великого матеріалу, Сушіння, і деагломерація, мухомора, відновлена на полігонах комунальних підприємств, може бути зменшена за вмістом вуглецю за допомогою комерціалізованого трибоелектричного сепаратора ременів STET. Ефективність системи STET по суті еквівалентна золі, отриманої свіжою в результаті роботи котлів, і висушеного сміттєзвалища. Продукт сепаратора придатний для використання у виробництві бетону без подальшого збагачення з майже ідентичними експлуатаційними властивостями. Вилучення та збагачення золи на звалищах забезпечить постійне постачання високоякісної золи для виробників бетону, незважаючи на скорочення виробництва «свіжої» золи, оскільки вугільні комунальні підприємства зменшують генерацію. крім того, Електростанції, яким необхідно видаляти золу зі звалищ для дотримання мінливих екологічних норм, зможуть використовувати процес перетворення відходів на цінну сировину для виробників бетону.

ПОСИЛАННЯ

[1]Американський вугільної золи вугілля згоряння продуктів і використання статистики: (у 201 за://www.acaa-usa.org/Publications/Production-Use-Reports/

[2]Внутрішній звіт ST, Сер 1995.

[3]Лі,Т.Х,. Шефер, Ж.Л., Заборона, Ч., Neathery, Й.К., і Стенсель, Дж.М. Суха збагачувальна обробка золи для спалювання, Матеріали конференції Міністерства енергетики США з незгорілого вуглецю на корисному летючому попелі, Травень 19 20, Піттсбург, Па, 1998.

[4]Балтру (Нен), Ж.П., Дьєл (Івате, Дж.Р., Сун, Y. Y., Піски, W. Трибоелектростатичне розділення летючої золи та розворот заряду, Паливо 81, (2002) с.757-762.

[5]Кангіалосі, Ф., Нідарнікола, М., Свобода, L, Стенцель, J. Роль вивітрювання на розподіл летючої золи при трибоелектростатичному збагаченні, Журнал небезпечних матеріалів, 164 (2009) с.683-688.

Конвертер Word у PDF Перетворено BCLTechnologies