Трибоэлектростатический обогащения складируемых золы WOCA 2015

Трибоэлектростатический обогащения

Земля заполнены золы

L. Бейкер, A. Гупта, и S. Гонсиоровский

Оборудование ST & ООО технологии, 101 Hampton-авеню, Нидхем мА 02494 США

КОНФЕРЕНЦИЯ: 2015 Мире угольной золы – (www.worldofcoalash.org)

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: Трибоэлектростатический, Обогащение, Зола, Захороненные в земле отходы, Сушеные, Разделение, Углерод

АННОТАЦИЯ

Трибоэлектростатический разделение был использован для коммерческих обогащения угольной золы сжигания для производства низкоуглеродистых продуктов для использования в качестве замены цемента в бетоне для почти двадцать лет. С 18 Сепараторы в 12 угольных электростанций по всему миру, Оборудование ST & Технология ООО (СТЕТ) производить более был использован запатентованный сепаратор электростатический 15 Миллион тонн низкоуглеродистых продукта.

На сегодняшний день, коммерческие обогащения летучей золы была выполнена исключительно на сухой «запуск station‿ пепла. Создал недавно природоохранного законодательства, в некоторых рынках, необходимость предоставлять монополистические золы в периоды низкой золы поколения. Это, Наряду с требованием в некоторых местах к пустой исторического пепла свалки, создал необходимость разработать процесс к обогащению исторически на свалки золы.

Предыдущие исследования показали, что воздействие золы уноса влаги, и последующей сушки влияет Трибоэлектростатический зарядки механизм, с углерода и минеральных частиц, зарядка в противоположной полярности, опыт работы с запуск станции золы. Исследования были проведены авторы определить эффект воздействия влаги на эффективность разделения нескольких пепла, которые были утилизованных от свалок и сушеные. Заряд разворота наблюдалось после сушки, но в целом эффективность разделения было достигнуто эквивалентна опытных с свежими запуск станции золы.

Было рассмотрено влияние сушеной пепел корма относительной влажности на эффективность разделения Трибоэлектростатический, и чувствительности был значительно более низким по сравнению с, что опытный с пробегом станции ясеня, снижение общего процесса расходы.

ВВЕДЕНИЕ

Ассоциация американских угля золы (ACAA) ежегодный обзор производства и использования угольной летучей золы сообщает, что между 1966 и 2011, над 2.3 миллиард коротких тонн летучей золы были произведены угольных коммунальных котлов.1 Это составляет примерно 625 было выгодно использовали млн тонн, главным образом для производства цемента и бетона. Однако, оставшиеся 1.7+ миллиард тонн главным образом найдены на свалках или заполнены заданный

водохранилищах. Хотя коэффициент для свежей золы значительно возросли за последние годы, с текущим расценкам вблизи 45%, примерно 40 миллионов тонн золы по-прежнему ликвидироваться ежегодно. В то время как показатели использования в Европе были намного выше, чем в США, значительные объемы золы также были сохранены на свалках и водохранилищах в некоторых европейских странах.

Недавно, возрос интерес к восстановления удален материал, частично из-за спроса на высокое качество зольной для производства бетона и цемента в период сокращения производства как угольных электростанций генерации снизилось в Европе и Северной Америке. Опасения по поводу долгосрочного воздействия на окружающую среду таких полигонов также заставляют утилиты найти выгодное использование приложений для этой хранимой золы.

ЗАПОЛНЕННЫЕ ЗОЛЫ КАЧЕСТВА И НЕОБХОДИМОСТИ ОБОГАЩЕНИЯ ЗЕМЕЛЬ

Хотя некоторые из этого хранится летучей золы может быть выгодно использовать первоначально раскопки, Подавляющее большинство потребует некоторой обработки для удовлетворения стандартов качества для цемента или производство бетона. Так как материал был обычно увлажненный, чтобы включить обработку и сжатие избегая воздухе пыли, Сушка вероятно будет минимальным требованием для использования в бетон, поскольку производители бетона захотят продолжить практику дозирования золы как сухой порошок. Однако, обеспечивая химический состав золы соответствует спецификациям, в первую очередь содержание углерода измеряется как потеря при воспламенении (LOI), является более проблемой. Как зола использования увеличилась в последние 20+ лет, большинство "в-спец зола была благотворно использована, и утилизации золы-качество. Таким образом, LOI сокращение будет требование для использования подавляющее большинство золы уноса, извлекаемые из утилиты водохранилищах.

LOI СОКРАЩЕНИЕ TRIBOELECTRIC РАЗДЕЛЕНИЯ

В то время как различные рабочие использовали методов сжигания и процессы флотации для сокращения LOI восстановленные складируемых и заданный летучей золы, Оборудование ST & Технологии (СТЕТ) было установлено, что ее система стандартной обработки, Лонг, используется для обогащения свежезаваренным генерируется золы, одинаково эффективен на восстановленные золы после подходит сушки и смачивание в снизить общие эксплуатационные расходы.

Во время наращивания коммерческого применения системы обработки STET для золы мух, STET исследователи протестировали разделение сушеные складируемых золы. Этот восстановленный золы, очень подобно разделены для недавно созданного золы с одним удивительным отличием: зарядки частиц было отменено, свежие золы с углеродом, зарядки негативным по отношению к минеральным.2 Другие исследователи электростатической сепарации золы углерода также наблюдали это явление.3,4,5

ОБЗОР ТЕХНОЛОГИИ – РАЗДЕЛЕНИЯ ЗОЛЫ УГЛЕРОДА

В сепараторе Стет углерода (Рисунок 1), материал подается в тонких разрыв между двух параллельных плоские электроды. Частицы заряжаются triboelectrically interparticle контакты. Положительно заряженные углерода и отрицательно заряженный минеральных (в недавно созданный пепла, что не намочить и высушить) привлекает напротив электродов. Частицы затем сметены движущихся ленточная и передал в противоположных направлениях. Пояса перемещает частицы, прилегающих к каждый электрод на противоположных концах разделителя. Высокая скорость позволяет также очень высокой производительностью, до 36 тонн в час на один сепаратор. Небольшой зазор, поле высокого напряжения, противотока, энергичных частиц частица агитации и самоочищающиеся действий пояса на электроды являются критические функции Стет сепаратор. Контролируя различных параметров процесса, Например, скорость ленты, кормить точки, и скорость подачи, Стет процесс производит низкой LOI золы на содержание углерода менее 1.5 Кому 4.5% от подачи золы, начиная в LOI от 4% для более 25%.

Инжир. 1 Стет сепаратор

Сепаратор дизайн является относительно простой и компактный. Машина, предназначенная для обработки 36 тонн в час составляет примерно 9 m (30 футов) длинный, 1.5 m (5 футов) широкий, и 2.75 m (9 футов) высокая. Пояса и связанные ролики являются только движущихся частей. Электроды, стационарные и состоит из должным образом прочного материала. Пояс изготовлен из номера- проводящего пластика. Потребляемая мощность сепаратора является о 1 киловатт-час на тонну материала, обработанных с большей мощности, потребляемой двумя моторами, приводной ремень.

Этот процесс является полностью сухой, требует без дополнительных материалов, отличных от летучей золы и производит без выбросов отходов воды или воздуха. Восстановленные материалы состоят из летучей золы, снижение содержания углерода до уровня, пригодного для использования в качестве пуццолановых примесь в

бетон, и небольшая высоким содержанием углерода, полезны в качестве топлива. Использование обоих потоков продукции обеспечивает 100% решение проблем утилизации золы уноса.

ВОССТАНОВЛЕННЫЕ ТОПЛИВА ЗНАЧЕНИЕ ВЫСОКОУГЛЕРОДИСТАЯ ЛЕТУЧЕЙ ЗОЛЫ

В дополнение к низким содержанием углерода продукта для использования в бетон, бренд имени ProAsh®, Стет разделения процесс также восстанавливает иначе впустую несгоревшего углерода в виде углерода богатые летучей золы, фирменных EcoTherm™. EcoTherm™ имеет значение значительные топлива и легко могут быть возвращены к электростанции с помощью Стет EcoTherm™ Система возврата для уменьшения использования угля на заводе. Когда EcoTherm™ сжигается в котле утилита, Энергия от сжигания преобразуется в высокого давления / высокая температура пара и затем электроэнергии на той же эффективностью, как уголь, обычно 35%. Преобразование восстановленные тепловой энергии в электроэнергию в ST оборудование & EcoTherm технологии ООО™ Система возврата два-три раза выше, чем конкурентные технологии где энергия восстанавливается как низкосортный тепла в виде горячей воды, который распространяется в котел воды система подачи. EcoTherm™ также используется как источник глинозема в цементных печах, вытесняя дороже бокситов, который обычно перевозятся на большие расстояния. Используя высокие углерода EcoTherm™ зола электростанций или печи для обжига цемента, максимизирует рекуперации энергии из поставляемого угля, уменьшая потребность для добычи и транспортировки дополнительного топлива для удобства.

STET, ворон мощность Брэндон берега, SMEPA РД. Морроу, НБП-Belledune, RWEnpower Didcot, ЕФР энергии Западный Бертон, и RWEnpower Aberthaw золы растений, Все включают EcoTherm™ Систем возврата. На рисунке представлены основные компоненты системы 2.

Инжир. 2 EcoTherm™ Система возврата

СТЕТ ЗАЛ ПЕРЕРАБОТКЕ ЗОЛЫ

Контролируемые низкой LOI золы производится с Стет на технологии на двенадцать электростанций в США., Канада, Великобритания, Польша, и Республика Корея. ProAsh® зола был одобрен для использования более чем двадцати власти государство шоссе, как и многие другие учреждения спецификации. ProAsh® также был сертифицирован согласно Канадской ассоциации стандартов и EN 450:2005 стандарты качества в Европе. В таблице перечислены золы перерабатывающих мощностей с использованием технологии Стет 1.

Таблица 1. Стет коммерческих операций

УГОЛЬНОЙ ЗОЛЫ, ОПРАВИЛСЯ ОТ ЗЕМЛИ ЗАПОЛНЯЕТ

Два источника золы были получены от свалки: Пример A от электростанции, расположенные в

Соединенное Королевство и образца B: от Соединенных Штатов Америки. Оба эти примеры состояла из золы от сжигания каменного угля в больших котлоагрегаты. Из-за смешения материала в мусорные свалки, никакой дополнительной информации о конкретных угля источник или сгорания условий.

Образцы, полученные Стет, содержащиеся между 15% и 20% Вода как это типично для складируемых материалов. Образцы также содержит различное количество крупных >1/8 дюйм (~ 3 мм) материал. Подготовить образцы для разделения углерода, большие мусора был снят скрининг и образцы затем сушат и deagglomerated до обогащения углерода. Для оптимизации общего процесса проводится оценка различных методов сушки/диагломерации. Общий процесс технологическая карта представлена на рисунке 3.

Рисунок 3: Схема процесса

Свойства подготовлены образцы были хорошо в пределах диапазона летучей золы, получены непосредственно от нормальных котлоагрегаты. В таблице приводятся наиболее релевантные свойства для разделителя кормов и продуктов 2 Наряду с восстановленных продукт.

РАЗДЕЛЕНИЕ УГЛЕРОДА

Углерода сокращения испытания с использованием Стет triboelectric пояс сепаратора, привели к очень хорошо восстановлению низкого LOI продукта. Интересные явления наблюдается был разворота зарядки углерода, говорилось выше. Хотя такое поведение наблюдаемых ранее, Стет и другие исследователи, механизм, который изменяет относительную рабочих функций и таким образом контакт зарядки поведение материала не понял. Один представитель предложил механизм является перераспределение водорастворимые ионы на минеральные и

Следующая таблица обобщает химии для образцов из источника B. Тестирование на исходный материал не завершено.

Таблица 4: Золы химия низких LOI золы.

Развитие силы 20% Замена низкой LOI летучей золы в раствор, содержащей 600 LB / YD3 показали материал, получаемый из складируемых золы, выполняются несколько лучше, чем материал из свежей продукции. Посмотреть таблицу 5 ниже.

Таблица 5: Прочность раствора кубов.

ВЫВОДЫ

После подходит Скальпинг большого материала, Сушка, и дезагломеризация, зола оправился от утилита растений, что свалки могут быть сокращены в содержание углерода, используя коммерциализированной Стет triboelectric пояс сепаратора. Эффективность системы Стет по существу эквивалентно для пепла, получил свежую от котла операций и сушеные складируемых материалов. Сепаратора продукт подходит для использования в производстве бетона без дальнейшего обогащения с почти идентичными эксплуатационными свойствами. Восстановление и вывоз свалок золы обеспечит непрерывный запас высококачественной золы для производителей бетона, несмотря на сокращение производства "свежей золы, как угольные коммунальные услуги сокращают генерацию. Дополнительно, электростанции, которые нужно удалить золы из свалок для удовлетворения меняющихся экологических норм будет иметь возможность использовать процесс для изменять отходы ответственности в ценного сырья для производителей бетона.

ССЫЛКИ

[1]Продукты американской угольной золы сжигания угля и статистика использования: https://www.acaa-usa.org/Publications/Production-Use-Reports/

[2]Внутренний отчет ST, Август 1995.

[3]Li,T.X,. Шефер, Ж.Л., Запрет, H., Нетери, БРИ..., и Стенцель, ОДНОГО. Сухого обогащения переработки золы сжигания, Труды конференции Доу по несгоревшего углерода на Утилита зола, Мая 19 20, Питтсбург, ПА, 1998.

[4]Baltrus, Ю.П., Диль, J.R., Сун, Y., Пески, W. Трибоэлектростатический разделение золы и заряд разворота, Топливо 81, (2002) PP.757-762.

[5]Cangialosi, F., Нотарникола, М., Либерти, L, Стенцель, J. Роль выветривания на летучей золы распределения заряда во время Трибоэлектростатический обогащения, Журнал опасных материалов, 164 (2009) PP.683-688.

Word в PDF конвертер Преобразован в BCLTechnologies