[go: up one dir, main page]

CZ300060B6 - Zpusob a zarízení k odlucování uhlíku z popílku - Google Patents

Zpusob a zarízení k odlucování uhlíku z popílku Download PDF

Info

Publication number
CZ300060B6
CZ300060B6 CZ0298799A CZ298799A CZ300060B6 CZ 300060 B6 CZ300060 B6 CZ 300060B6 CZ 0298799 A CZ0298799 A CZ 0298799A CZ 298799 A CZ298799 A CZ 298799A CZ 300060 B6 CZ300060 B6 CZ 300060B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
fly ash
air
relative humidity
triboelectric
separator
Prior art date
Application number
CZ0298799A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ298799A3 (cs
Inventor
Bittner@James
M. Dunn@Thomas
J. Hrach@Frank
Original Assignee
Separation Technologies Llc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Separation Technologies Llc filed Critical Separation Technologies Llc
Publication of CZ298799A3 publication Critical patent/CZ298799A3/cs
Publication of CZ300060B6 publication Critical patent/CZ300060B6/cs

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03BSEPARATING SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS
    • B03B9/00General arrangement of separating plant, e.g. flow sheets
    • B03B9/04General arrangement of separating plant, e.g. flow sheets specially adapted for furnace residues, smeltings, or foundry slags
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03CMAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C7/00Separating solids from solids by electrostatic effect
    • B03C7/006Charging without electricity supply, e.g. by tribo-electricity or pyroelectricity

Landscapes

  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Electrostatic Separation (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Zpusob a zarízení k odlucování uhlíkových cástic z popílku, jímž se rídí relativní vlhkost popílku tak, že se zvyšuje relativní vlhkost popílku nebo se snižuje relativní vlhkost popílku v rámci optimálního rozsahu vlhkosti, a dále se privádí popílekdo triboelektrického odlucovace, kde se triboelektricky nabíjejí uhlíkové cástice a popílek, a nabité uhlíkové cástice se elektrostaticky odlucují odnabitého popílku.

Description

(57) Anotace
/.působ a zařízeni k odlučováni uhlíkových částic z. popílku, jímž se řídí relativní vlhkost popílku tak. že se zvvšuje relativní vlhkost popílku nebo se snižuje relativní vlhkost popílku v rámci optimálního rozsahu v Ihkostí. a dále se přivádí popílek do tri Ocelek trického odlučovače, kde se triboelektrickv nabíjejí uhlíkové částice a popílek, a nabité uhlíkové’ částice se elektrostaticky odlučuj i od nabitého popílku.
CZ 300060 Bó
Způsob a zařízení k odlučování uhlíku z popílku
Oblast techniky
Vynález sc tyká zdokonaleného způsobu a zařízení k odlučování uhlíku z popílku s použitím triboelektrického protiproudového pásového odlučovače, a zejména sc týká řízení relativní vlhkosti popílku, dopravovaného do odlučovače, v rámci optimálního rozsahu vlhkosti.
Dosavadní stav techniky
Celosvětově se spaluje obrovské množství uhlí na výrobu elektřiny. Uhlí sc rozemele nájemný prášek, pomocí vzduchu se dopravuje do kotle a spaluje se ve formě dispergovaného prášku, přičemž teplo uvolněné spalováním prášku se používá k výrobě páry k pohonu turbín a výrobě elektřiny. Uhlíkové složky uhlí shoří v kotli a uvolní teplo. Nespalitelné materiály sc ohřejí na vysokou teplotu a roztaví se a procházejí kotlem a vystupují z kotle jako popílek. Popílek se jímá předtím, než se spaliny odvedou do komína a než se rozptýlí se do atmosféry. Pro většinu uhlí. které se celosvětově spaluje, je obvyklé množství popílku 10%. Z toho vyplývá, žc sc v průmyslovém světě produkuje značně velké množství popílku.
Průchod nespalitelných minerálů vysokoteplotním kotlem a následné jímání popílku jc typicky následováno rychlým ochlazením v trubkách kotle, kterým se mění poměrně inertní jíl a jilovitá břidlice z uhlí na sklovité keramické materiály. Vlastnosti těchto sklovitých anorganických částic se projevují chemickou reakcí s oxidem vápenatým při vytváření cementaěních materiálů. Tato pucolánová vlastnost popílku se široce využívá v průmyslu, tj. popílek se přimíchává do betonu, kde nahrazuje část cementu a reaguje s volným oxidem vápenatým uvolněným během hydratacc cementu a vytváří cementační materiály, což má za následek vznik pevnějšího betonu s menším podílem volného oxidu vápenatého, vytvářející vněm odolnější, pevnější a levnější sírany. Jednou z výhod používání popílku jako pucolánu v betonu je, že mění velký objem odpadu na velký objem použitelného materiálu. Jinou výhodou používání popílku v betonu při náhradě cementuje snížení výroby cementu. Cement se typicky vyrábí z minerálů, které jsou zdrojem vápníku, oxidu hlinitého a oxidu křemičitého. Při výrobě cementu se tyto minerály spojují v cementářské peci a ohřívají se k začátku tavení. Avšak na každou tunu vyrobeného cementu se musí vytěžit přibližně dvě tuny minerálů a přibližně jedna tuna CO2 se emituje do atmosféry, kde ěást tohoto CO2 je z uhlí a část je z vápence používaného jako zdroj vápníku. J akže další vý hodou nahrazení cementu popílkem je, že se tak snižuje základ emisí CCC Zejména při každé luně použitého popílku se nemusí emitovat jedna tuna CCC
Použití popílku v betonu vyžaduje, aby měl popílek specifické fyzikální vlastnosti. Jednou z těchto vlastností, definovanou technickými podmínkami C618 Americké společnosti pro testování a pro materiály (ASTM) je, že obsah uhlíku je nižší než 6 %. Avšak právě tato technická podmínka tvoří ve skutečnosti horní hranici a většina uživatelů chce. aby obsah uhlíku byl co nejnižší. Naneštěstí vzrůst podílu uhlíku v popílku způsobuje, že kotel vlivem hořáků s nízkým obsahem NOX (Low N()x Burners) často způsobí, že hladina uhlíku v popílku překročí přijatelné limity, jak je definováno potenciálními uživateli popílku. J akže změnou omezující jeden problém, emisí ΝΟχ do atmosféry, se aktivují další emise skleníkového plynu, CCC Proto odstraňování uhlíku z popílku (například z popílku vytvářeného hořáky s nízkým obsahem NOX), umožňující používání popílku v betonu, přináší výhodu pro zařízení elektráren v tom. že odstraňuje problém odstraňování odpadů, a přináší výhodu pro výrobce betonu v tom. že se používají levnější materiály než cement, a také přináší vvhodu pro životní prostředí v tom, že se snižují emise CCC
K odstraňování uhlíku z popílku bylo navrženo množství způsobů, včetně spalování při nízké teplotě, pěnové flotace, třídění velikosti částic a elektrostatického odlučování. Elektrostatické odlučování zahrnuje řadu různých technologií, založených na elektrických vlastnostech odlučo- I CZ 300060 B6 váných částic. Jedním typem elektrostatického odlučování je odlučování vodičů a nevodičů, závisející na rozdílu vodivosti mezi rozdílnými částicemi. Částice se typicky nabíjejí buď korónou anebo kontaktem s vodivým povrchem, a rychlost toku náboje do částice nebo z částice, která je v kontaktu s vodivým povrchem, vymezuje, které částice se přijmou, a které se vyřadí. Odlučo5 vače tohoto typu jsou známým způsobem popsány v literatuře, viz například Kapitola 6 Příručky o zpracování minerálů Společnosti důlního inženýrství (SME), vydané nakladatelstvím Norman L. Weiss, C American Institute of Mining 1985, Metallurgical and Petroleum Engineers (Kongresová knihovna, číslo katalogového listu 85-072130). Avšak společným problémem všech odlučovačů na odlučování vodičů a nevodičů je nutnost, aby všechny částice byly v kontaktu s io vodivým povrchem. Pro jemné částice představuje požadavek kontaktu s vodivým povrchem řadu potíží, jakoje například přilnavost částic k vodivému povrchu a snížení kapacity odlučovače způsobenou závislostí kapacity odlučovače na ploše povrchu násobené tloušťkou částic.
Jiný druh způsobu elektrostatického odlučování vy užívá kontaktního nabíjení a bude dále ozna15 čován jako triboelektrické elektrostatické odlučování. U tohoto způsobu, který je také popsán v Příručce o zpracování minerálů Společnosti důlního inženýrství (SME). se částice nabíjejí pomocí vzájemných kontaktů těchto částic. Má to výhodu, že není vyžadován kontakt s vodivým povrchem. a v zásadě umožňuje odlučování částic menších rozměrů. Příručka o zpracování minerálů Společnosti důlního inženýrství (SME) určuje nižší limit 20 mikronů pro tento typ odlučovače.
2o který je založen na osobní zkušenosti autora. Avšak triboelektrieký protiproudový pásový odlučovač, jak je popsán v patentových spisech US 4 839 032 a US 4 874 507. na jméno Whitlock, byl úspěšně a odpovídajícím způsobem provozován s částicemi mnohem jemnějšími než 20 mikronů a byl použit k odlučování uhlíku z popílku (viz například Whitlock. 1993, „Elektrostatické odlučování nespáleného uhlíku z popílku, Zpráva z desátého mezinárodního sympozia o využití popílku, díl 2, str. 70-1 - 70-12).
Vědecká a strojírenská literatura obsahuje rozsáhlá pojednání o důležitosti nízké okolní vlhkosti pro pozorování a provádění elektrostatických jevů. Důvodem je, že tenké vrstvičky vody na pevném povrchu jsou vodivé a toto povrchové vedení odvádí jakýkoliv náboj částic, a tak činí toto su odlučování neúčinným. Dále je v literatuře vysvětleno, že jemné částice absorbují vlhkost a mohou se shlukovat vlivem absorbované vlhkosti. Proto spojené účinky vodivých tenkých vrstviček vody a shlukování částic vlivem vlhkosti nutně vyžadují provozování elektrostatických odlučovačů v oblastech s nízkou vlhkostí. Například v patentovém spisu US 5 513 755 na jméno
I leaviíon a kol. je popsána důležitost nízké vlhkosti pro zabránění aglomerace částic. V tomto spisuje zejmena popsán elektrostatický odlučovač, který nabíjí uhlíkové částice bud1 kontaktem s vodivým pásem, anebo indukcí, přičemž nabité uhlíkové částice se uvolňují z vrstvy popílku, přepravované na vodivém pásu. promícháváním vrstvy popílku noži holandru, umístěnými pod vodivým pásem. Nabité uhlíkové částice se vznesou nahoru do kontaktu s elektrodou a získají tímto kontaktem opačný náboj. Opačně nabité částice se nakonec pohybují dolů a vně od elek•io trudy do výsypky nebo odpadní nádoby pro vyřazené výrobky. Takže elektrostatický odlučovač autorů Heavilon a kol. představuje shora popsaný typ odlučovače na odlučování vodičů a nevodičů, které závisí na vodivosti uhlíkových částic, které se nabíjejí, a na nevodivosti minerálních látek v popílku, které zůstanou nenabité, a projevuje se shora popsanými nevýhodami,
V elektrickém průmyslu se běžně praktikuje ohřev dopravního vzduchu používaného k přepravě popílku od vzdálené sběrné nádoby, například k elektrostatickému odlučovači, a tedy i ohřev vzduchu používaného ke vzduchové přepravě volně loženého popílku, k odstranění jeho vlhkosti. Zařízení autorů Heavilon a kol. uvádí alternativně použití ohřívače před přiváděním popílku do výsypky. která dodává popílek v tenké vrstvě na vodivý pás elektrostatického odlučovače, při5o čemž ohřívač ohřívá popílek na dostatečně vysokou teplotu nad rosným bodem k dostatečnému odstranění jeho vlhkosti tak. aby se přerušila povrchová vazba mezi uhlíkem a popílkem. Je to odkaz na měnící se stav vody v aglomeraci částic, který'jc popsán například v Chemické inženýrské příručce od Perryho, v 6. vydání v nakladatelství McGraw Hill. 1984. Jinými slovy, „malá množství kapaliny jsou udržována jako jednotlivé čočkovité prstence v kontaktních bodech čás55 tic. Velikost těchto čočko vitých můstků vody závisí na povrchovém napětí (T) vody a na množ- 2 CZ 300060 B6 ství přítomné vody. S odkazem na Kelvinovu rovnici (1) uvedenou níže je povrchové napětí (T) funkcí tlakového rozdílu (P) nebo kapilárního sání a poloměru zakřivení (R) napříč zakřivený povrchem tohoto menisku.
(UP-2I/R
Jak popisuje W.B.Pictsch v kapitole 7.2. o názvu ..Aglomeraci!í vazba a napětí v příručce „Powdcr Science and Technology, vydané nakladatelstvím M.E.Fayed a E.Ottcn, 1984, Van Nostarnd, Kongresová knihovna číslo 83-6828, když povrchová nerovnost částic přesahuje velikost měnící se vazby, potom kapalinový můstek prolomí větší částice a síla udržující částice pohromadě se sníží. Pravděpodobně je toto hladina vlhkosti nezbytně nutná k „přerušení vazby” mezi uhlíkem a popílkem.
Avšak ve spisu autorů Heavilon a kol. se nic neříká o jakémkoliv měření hladin vlhkosti nebo specifického rozsahu obsahu hladiny vlhkosti, které jsou žádoucí pro provozování jejich odlučovače založeného na vodivosti. Kromě toho se v literatuře uvádí jenom odstraňování vlhkosti k usnadnění volného proudu částic a odstraňování vlhkostí k zabránění tvorby vodivých tenkých vrstviček vlhkosti na nevodivých částicích. Z literatury' vyplývá, že nízká vlhkost by mohla zabránit oběma těmto problémům, a v důsledku to znamená, že čím nižší vlhkost, tím lépe.
Ve spisu JP 57171454 na jméno Yasuo {„Yasuo) je obecně uvedeno použiti triboeíektriekýeh odlučovačů, a také použití triboelektrickýeh odlučovačů pro odlučování anorganických materiálů z uhlí rozemletého na prášek. Není zde žádný odkaz na nastavení relativní vlhkosti na optimální rozsah relativní vlhkosti.
Ve spisu US A 4482351 na jméno Kitazawa („Kitazawa) je uveden typ odlučovače na odlučování vodičů a nevodičů s vhodnými prostředky pro úpravu pro nastavení vlhkosti. Kitazawa dále uvádí, že pro typ odlučovače na odlučování vodičů a nevodičů s nabíjením korónou umožňuje vyšší vlhkost použití silnější, stálejší koróny, zlepšující jakost odlučování vodičů a nevodičů.
S překvapením, jak bude dále podrobněji popsáno, bylo zjištěno, že v případě popílku a nespáleného uhlíku existuje optimální rozsah vlhkosti popílku, který' způsobuje zdokonalení odlučování s použitím triboelektrickýeh odlučovačů.
Pod stata vynálezu
Podstatou vynálezu je způsob odlučování uhlíkových částic z popílku, obsahující přivádění popílku do triboelektrického odlučovače tak. že se triboclektrieky nabíjí částice uhlíku a popílku a poté se nabité částice uhlíku elektrostaticky separují od nabitého popílku, přičemž relativní vlhkost popílku se měří a upravuje do optimálního rozsahu relativní vlhkosti 5 % až 30 % před zavedením popílku do triboelektrického odlučovače pro triboelektriekou separaci uhlíkových částic popílku přidáváním vody do vzduchu používaného k přepravování popílku ze vzdáleného ukládaeího sila k triboelektrickému odlučovači, voda se přidává v kapalném skupenství nebo v plynném skupenství jako pára. přičemž relativní vlhkost se upravuje přidáváním vody do popílku v miste vstupu do triboelektrického odlučovače a voda se přidává do popílku před průchodem popílku přes fluidizační oblast místa vstupu do triboelektrického odlučovače.
Dále je podstatou vynálezu to, že relativní vlhkost přiváděného popílku se upravuje následujícími kroky:
popílek se směšuje sc vzduchem o snížené relativní vlhkosti v systému přepravy popílku a vzduchu k přepravě popílku k triboelektrickému odlučovači, přičemž v systému přepravy popílku a vzduchu je teplota vyšší než teplota okolí;
teplota v systému přepravy popílku a vzduchu se udržuje nad teplotou okolí; a
-3CZ 300060 B6 od popílku se oddělí vzduch, přičemž systém přepravy popílku a vzduch se udržuje při teplotě vyšší než je teplota okolí; a popílek se shromažďuje k jeho zavedení do triboelektrického odlučovače.
Relativní vlhkost popílku se upravuje ohřátým vzduchem, který se používá k fluidizaci popílku.
Podstatou vynálezu je i zařízení k odlučování uhlíkových částic z popílku, obsahující triboelektrieký odlučovač, který přijímá popílek a triboclektricky nabíjí částice uhlíku a popílek, přičemž elektrostaticky odděluje nabité částice uhlíku od nabitého popílku, a zařízení dále obsahuje alespoň jedny prostředky k úpravě popílku na modifikovanou relativní vlhkost popílku, přičemž proio středky k úpravě popílku jsou připojeny a umístěny před triboelektriekým odlučovačem k provádění úpravy popílku před jeho zavedením do triboelektrického odlučovače a k provádění seřízení relativní vlhkosti popílku na optimální relativní vlhkost v rozsahu od 5% do 30% pro Iriboelektrické odlučování částic uhlíku od popílku. Prostředky pro úpravu popílku obsahují prostředky pro přidávání vody do přepravního vzduchu pro přepravu popílku ze vzdáleného sběrného sila do is triboelektrického odlučovače, prostředky pro přidávání vody k popílku v místě podávání do triboelektrického odlučovače, prostředky pro přidávání vody k popílku uvnitř nádoby na uskladnění popílku k plnění triboelektrického odlučovače.
Dále je podstatou zařízení to, že přepravní vzduch použitý k přepravě popílku ze vzdáleného
2o sběrného sila do triboelektrického odlučovače a prostředky pro úpravu popílku zahrnují ohříval upravený k ohřevu přepravního vzduchu před směšováním přepravního vzduchu s popílkem a vzduchový přepravní systém k přepravě popílku ze vzdáleného sběrného sila do triboelektrického odlučovače je opatřený izolací ke snížení tepelných ztrát u přepravního vzduchu uvnitř vzduchového přepravního systému. Zařízení dále obsahuje nádobu k uskladňování popílku, umístěnou na konci vzduchového přepravního systému a opatřenou výstupem, který je upravený k plnění triboelektrického odlučovače, přičemž prostředky pro úpravu popílku obsahují ohřívač, upravený k ohřevu vzduchu před směšováním vzduchu s popílkem, použitého ke fluidizaci popílku a zařízení k od v Ničení přepravního vzduchu, kterc tvoří ohřívače a izolace, použitého k přepravě popílku ze vzdáleného sběrného sila do triboelektrického odlučovače před směšováním přepravního vzdušil chu s popílkem.
Výhodou předloženého způsobu a zařízení je to. že v případě popílku a nespáleného uhlíku je zajištěný optimální rozsah vlhkosti popílku, který způsobuje zdokonalení odlučování s použitím triboelektriekých odlučovačů.
Další cíle a vý znaky vynálezu budou zřejmé z následujícího podrobného popisu, ve spojení s následujícím výkresem. Je pochopitelné, že výkresy slouží pouze k osvětlení a nejsou určeny k vy mezení hranic vynálezu.
ro
Přehled obrázků na výkresu
Následující a další cíle a výhody způsobu a zařízení k odlučování podle vynálezu budou blíže osvětleny pomocí přiložených výkresů,
Na obr. 1 je schematicky znázorněna tepelná elektrárna se spalováním uhlí, se zobrazením přepravy popílku, systému ukládání a zpracování, s triboelektriekým elektrostatickým protiproudovým pásovým odlučovačem,
Na obr, 2 je zobrazen psychrometrieký diagram znázorňující vlastností vzduchu a vodní páry při různých teplotách a barometrickém tlaku 29.92 v Hg (0,1 MPa).
Na obr. 2Λ je zobrazen diagram znázorňující entalpii vody na libru suchého vzduchu vzhledem k teplotě vody.
. a CZ 300060 Bó
Na obr. 3 je zobrazen graf obsahu vlhkosti různých popílků vzhledem k relativní vlhkosti.
Na obr. 4 je znázorněna tabulka relativní vlhkosti a příslušných poloměrů zakřivení pro různé ? roztoky vody a soli.
Na obr. 5 je znázorněna naměřená síla přilnavosti mezi dvěma povrchy, jako funkce relativní vlhkosti.
io Na obr. 6 je zobrazena tabulka objemového a povrchového měrného odporu různých materiálů při různých relativních vlhkostech.
Na obr. 7 je zobrazen graf výtěžku uhlíku z popílku s nízkým obsahem uhlíku, jako funkce relativní vlhkosti.
Na obr. 8 je zobrazen graf obsahu uhlíku v popílku s nízkým obsahem uhlíku, jako funkce relativní vlhkosti.
Na obr. 9 je zobrazen graf výtěžku obsahu uhlíku popílku s obsahem uhlíku pro dvě různé teplo20 tv.
Na obr. 10 je schematicky znázorněna tepelná elektrárna na spalování ulili, se zobrazením různých provedení ke zvýšení relativní vlhkosti popílku, podle vynálezu.
Na obr. 11 je schematicky znázorněna tepelná elektrárna na spalování uhlí. se zobrazením různých provedení ke snížení relativní vlhkosti popílku podle vynálezu.
Příklady provede ní vynálezu
Na obr, 1 je schematicky znázorněna tepelná elektrárna JO. zahrnující kotel 22 na spalování uhlí a mechanismus na přepravu, ukládání a zpracování popílku, s triboeleklrickým elektrostatickým protiproudovým pásovým odlučovačem J2, jak je popsaný v patentových spisech US 4 839 032 a 4 874 507 (dále označených jako patentové spisy '032 a 507)» které jsou zde uvedeny formou odkazu. Jakje v technické praxi obvyklé, uhlí 14 se rozemele na prášek, například pomocí válečků .16 a 18, a potom se pneumaticky přepravuje pneumatickým dopravníkem 20 do kotle 22. kde se spaluje jako dispergovaný prášek. Spalované uhlí ohřívá trubici 24, obsahující vodu, přičemž se voda ohřívá a vytváří páru, která expanduje turbínou 26, pohánějící generátor 28. vyrábějící elektrický proud. Pára také kondenzuje zpět do vody v kapalné fázi a čerpá se čerpadlem 30 zpět
4o do kotle, kde se průběžně ohřívá a kondenzuje v rámci uzavřeného obvodu. Jakýkoliv neshořený materiál ze spalovaného uhlí prochází trubicemi přestupu tepla ve formě spalin k systému pro uvolňování popílku, jakoje například vzdálené sběrné silo 32, které slouží jako elektrostatický srážejí zásobník, ve kterém sc odstraňují pevné části popílku, a kterým procházejí spaliny do komína 34, kde se rozptylují do atmosféry.
V zařízení podle obr. 1 se pevné částice popílku dopravují ze sběrného sila 32 do vzdáleného ukládacího sila 36. Kompresorem 38 se stlačuje vzduch a ohřívá se ohřívačem 40, dříve než začne unášet popílek pro jeho přepravu dopravníkem 42 do sila 36. V silu 36 se dopravní vzduch uvolní a vystupuje výstupními otvory 44, a popílek 46 se shromažďuje v silu 36. Ve spodní části
48 sila 36 se používají neznázoměné fluid izačn í kameny k přivádění vzduchu z přívodu 50 vzduchu pro fkiidizaei popílku tak, aby mohl snadno proudit výstupem 52. Tento fluidizační vzduch obvykle také ohřívá ohřívač 54. Silo 36 je spojeno s triboeíektrickým elektrostatickým protiproudovým pásovým odlučovačem J2. Když vystupuje popílek ze sila 36, prochází sítem 56, umístěným například ve sběrném silu. pro odstranění jakéhokoliv cizího materiálu, který by jinak mohl rušivě zasahovat do výkonu odlučovače. Po průchodu sítem 56 se potom popílek přivádí do odlu- s CZ 300060 B6 čovače ]2. kde se uhlík triboelektricky nabíjí a elektrostaticky se odlučuje od popílku. Také se používají prostředky 58 pro přepravu a rovnoměrné rozdělování popílku. Podrobný popis fluidizačního dopravníku, odlučovače a prostředků pro přepravu a rozdělování popílku je uveden v patentovém spisu '032, “š
Jak bylo shora uvedeno, obvyklá praxe v přepravě a ukládání popílku spočívá v udržování popílku v co nejsušším stavu pro zabránění shlukování jeho částic a pro přerušování povrchové vazby mezi uhlíkem a popílkem. Může sc toho dosáhnout například ohřevem dopravního vzduchu, U provedení na obr, 1 se vzduch používaný k přepravě popílku zc sběrného sila 32 do sila 36 io ohřívá ohřívačem 40. Podobně se vzduch používaný k íluidizaci popílku ve sběrném silu 32 ohřívá ohřívačem 63, a vzduch používaný k íluidizaci nahromaděného popílku v silu 36 se ohřívá ohřívačem 54. Ohřívání vzduchu způsobí, že vzduchový systém pro popílek je teplejší než při použití okolního vzduchu. Výsledkem pohybu popílku v dopravním vzduchu jc rychlé dosažení rovnovážného stavu mezi vzduchem, kterýje v kontaktu s popílkem a mezí popílkem. Dosažení i? rovnovážného stavu, jak v teplotě, tak v relativní vlhkosti je dosti rychlé. Podle typické průmyslové praxe je vytvoření dopravního systému pro nejhorší provozní podmínky, a pro jeho stejné provozování po celá léta. Avšak nevýhoda, například dopravního systému určeného k udržování suchého popílku a jeho volného proudění v podmínkách letní vlhkosti, spočívá v tom, ze je přeurčen pro použití v suchých zimních měsících.
Hnací síla pro pohyb vody mezi fázemi je chemický potenciál. V rovnovážném stavu mají všechny fáze tentýž chemický potenciál. Při libovolném výběru se čistá kondenzovaná fáze bere jako. že má jednotný chemický potenciál. Tedy voda v kapalné fázi a vodní pára v rovnovážném stavu mají tentýž chemický potenciál a neexistuje žádná výsledná hnací sila pro převedení vody z jedné fáze do druhé. V systému pro úpravu popílku s obsahem vody představuje vhodné měření působení vody relativní vlhkost. Při nasycení nebo při 100 % relativní vlhkosti je vzduch v rovnovážném stavu svedou. Při 0 % relativní vlhkosti má vzduch 0 % obsahu vody. Relativní vlhkost mezi 0 % a 100 % odráží chemický potenciál vody v různých koncentracích vody v atmosféře. Tlak páry z vody vzrůstá exponenciálně s teplotou, takže se vzrůstající teplotou vzduchu
5(i vzrůstá teplota nasycení, vzrůstá parciální tlak nasycení, a tak při konstantním obsahu vody se relativní vlhkost sníží. Psychrometrické diagramy, které jsou zveřejněny v Chemické inženýrské příručce od Perryho, v 6. vydání v nakladatelství McGraw Hill, 1984, a jsou zde zobrazeny jako obr. 2 a 2A, graficky znázorňují rovnovážný stav obsahu vzduchu s vodou při různých teplotách a relativních vlhkostech a entalpii vody při různých teplotách vody. Křivky na obr. 2 označené písmenem A jsou čáry entalpic nasycení - B.t.u. na libru suchého vzduchu (2.33 kJ/na kg). Křivky označené písmenem B jsou teploty vlhkého teploměru a teploty rosného bodu nebo teploty nasycení; teplota se přepočítává podle vztahu X °C - (Y UF - 32) x 0.0555. Křivky označené písmenem C jsou entalpie při nasycení - B.t.u. na libru suchého vzduchu; jedna B.T.U. na libru suchého vzduchu se rovná 2.278 kJ/kg suchého vzduchu. Křivky označené písmenem D jsou
4i) grány (0,0648 g) vlhkosti na libru suchého vzduchu; 1 grán na libru se rovná 0,143 g/kg, Křivky označené písmenem U jsou křivky relativní vlhkosti; křivky označené písmenem F jsou teploty vlhkého teploměru; X °C = (Y °F -32) x 0,0555. Křivky označené písmenem G jsou odchylky entalpie - B.t.u. na libru suchého vzduchu; jedna B.T.U. na libru suchého vzduchu se rovná 2,278 kJ/kg suchého vzduchu. Křivky označené písmenem H jsou kubické stopy na libru suchého vzduchu; kubická stopa na libru suchého vzduchu se rovná 0,062 m‘7kg. 7 uvedeného diagramu vyplývá, že ohřívání pevného materiálu jako lakového, nemění relativní vlhkost materiálu. Ohřívání materiálu v kontaktu se vzduchem zvyšuje parciální tlak nasycení vody a pří konstantní absolutní vlhkosti snižuje relativní vlhkost. Ohřívání materiálu v uzavřené nádobě na teplotu 100 °C nemá vliv na relativní vlhkost.
Na obr. 3 je zobrazen graf obsahu vlhkosti popílku vzhledem k relativní vlhkosti vzduchu a pro různá množství nespáleného uhlíku, vyjádřené jako ztráta Žíháním (Uoss On Ignition) LOI %, Experimentální údaje byly získány systémem absorpce vody sestávajícím z analytických vah s nedováženou zavěšenou miskou na vzorky, z komůrky na vzorky s řízením teploty a s řízením
5? promývacího plynu, ze systému k nastavení relativní vlhkosti promývacího plynu k vytváření
-6CZ 300060 B6 konečné relativní vlhkosti komůrky mezi 0 % a 65 % relativní vlhkosti při konstantní rychlosti průtoku, a ze sondy Va i sal a na měření relativní vlhkosti pro průběžné monitorování relativní vlhkosti komůrky. Způsob shromažďování údajů zahrnuje sestavení systému absorpce vody a vah při současném promývání komůrky při experimentální rychlosti průtoku promývacího plynu pro nastavení vztlaku, umístění 10 až 15 gramů popílku k analyzování na misku vah a sestavení ohřívací komůrky s 0 % relativní vlhkosti proudu vzduchu, nastavení teploty komůrky na 222 až 250 °C a udržování konstantní teploty přibližné po dobu 30 minut pro odstranění absorbované vody z atmosférického vlivu, chlazení vzorku a komůrky na požadovanou experimentální teplotu při současném udržování 0 % relativní vlhkosti proplachovacího plynu, zaznamenání hmotnosti suchého vzorku při 0% relativní vlhkosti, získání hmotnosti vzorku se vzrůstáním relativní vlhkosti v přírůstcích přibližně 2 % relativní vlhkosti po době rovnovážného stavu minimálně 10 minut pro každý bod údajů, přičemž soubor údajů zahrnuje hmotnost vzorku při relativní vlhkosti, vypočítání procentuálního přírůstku hmotnosti zc suché hmotnosti vzorku pro každý přírůstek relativní vlhkosti a vytváření absorpčního izotermického diagramu z obr. 3 gra15 fiekým zobrazením procentuálního výnosu hmotnosti vzhledem k relativní vlhkosti pro každý přírůstek relativní vlhkosti.
Z obr. 3 je patrné, že přírůstek obsahu vlhkosti s relativní vlhkostí je vyšší u popílku s vyšším množstvím nespáleného uhlíku. Závislost obsahu vlhkosti vzhledem k relativní vlhkosti popílku na obsahu uhlíku může být vysvětlena tím, že zejména uhlík absorbuje více vody než anorganické částice popílku. Jak bylo shora uvedeno, zbytkový uhlík v popílku je odvozen z uhlí. které nebylo úplně spáleno. Uhlí bylo ohřáté na vysokou teplotu, jeho těkavé složky byly odpařeny a nastala částečná oxidace. Výsledkem toho jsou uhlíkové částice, které jsou pórovité a mají nízkou sypnou hmotnost. Právě tato pórovítost podporuje vysokou absorpci vody uhlíkem vzhledem k nepórovitým skelným minerálům. Voda zachycená uvnitř uhlíkových částic v pórech není k dispozici na povrchu k interakci s jakýmikoliv povrchovými vlastnostmi, které by mohly ovlivnit odlučování.
Je známo, že napříč zakřiveným povrchem vyvozuje povrchové napětí T sílu. jejímž výsledkem íi) je tlakový rozdíl P napříč zakřiveným povrchem. Tento tlakový rozdíl P se rovná dvojnásobku povrchového napětí T dělenému poloměrem zakřivení R povrchu a je znám z Kel vínový rovnice:
(DP-2T/R
Když je objem vody v kapalné fázi v rovnovážném stavu s párou, tlakový rozdíl na rozhraní vodní páry jc nula. poloměr zakřivení se blíží nekonečnu a mezi kapalinou a párou je ploché rozhraní. Při rovnovážném stavu s vodním parciálním tlakem nižším než při nasycení může být systém v rovnovážném stavu se zakřiveným povrchem tak, že tlakový rozdíl v zakřiveném rozhraní sc rovná relativní vlhkosti. Změna povrchového napětí s poloměrem zakřivení a obsahem soli se
4o může zanedbat.
Na obr. 4 je znázorněna tabulka relativní vlhkosti vzhledem k charakteristickému poloměru rozhraní pro čistou vodu a různé nasycené roztoky soli. Soli upravují tento vztah v určitém rozsahu snižováním relativní vlhkosti objemu vody v kapalné fázi. To by se projevilo zvýšením poloměrů zakřivení při jakékoliv dané relativní vlhkosti, ale zvýšení při velice nízkých relativních vlhkostech není příliš veliké. Jak může být patrné z tabulky 4, nízké relativní vlhkosti mají nízký charakteristicky poloměr zakřivení. Předpoklad, žc sc voda a pevné materiály chovají jako spojitá sloučenina, přestane platit, když se rozměry přiblíží řádově molekulárním rozměrům. U vody to nastane při desítkách procent relativní vlhkosti. V tomto bodě již není absorpce vody vytvářena jevem kapilární činnosti pouhým fyzickým kontaktem, ale spíše se stává chemickou absorpcí nebo chcmisorpcí. Vc vyžádané zprávě od P.F.Luckhama v Powder Technology, 58 (1989) 7591,o názvu, „The Measurement of Interpartielc Forces“ (Měření mcziěásticových sil), je uvedena práce, dokazující, žc použitelnost objemové termodynamiky na menisky se vytváří pro vodu pro poloměry' větší než 0,004 mikrometrů, což jc přibližně 20 molekul vody. P.F.Uuckham znázor55 huje. jak je zde uvedeno jako obr. 5, zakreslení změřené síly přilnavosti, zobrazené pomocí
- 7 CZ 300060 B6
4nRcosO jako funkci relativního tlaku páry P/Ps (vlhkost) vody. Jak je patrno z obr, 5, síla přilnavosti se snižuje souhlasné s relativní vlhkostí. Přilnavost při 0 % relativní vlhkosti je prostě přilnavost za sucha mezi dvěma slídovými povrchy použitými v těchto pokusech.
Vodné roztoky elektrolytů jsou elektricky vodivé vlivem pohyblivých nosičů nábojů, zejména kladných a záporných iontů v roztoku. 1 yto ionty se vytvářejí z důvodů polárních vlastností vody a existují jako hy dratované ionty. Když. je vrstva vody tenká, v porovnání s tloušťkou hy dratovaných iontu, snižuje se vodivost tohoto systému. Zejména vodivost tenké povrchové vrstvičky klesá exponenciálně se snižováním tloušťky. Takže se elektrická vodivost tenkých povrchových io vrstviček vody snižuje, když. se povrchové vrstvičky stanou příliš tenké pro umožnění patrného pohybu rozpuštěných iontů. Snížení vodivosti je souhlasné s obsahem vody. Když je vrstva vody tenká, je vodivost této částice ovládaná vodivostí volně loženého objemu.
Na obr. 6 je zobrazena tabulka objemových a povrchových měrných odporů pevných dielektrik.
která je reprodukovaná ze Smithsonianových fyzikálních tabulek, svazek 88, osmé revidované vydání, publikované Smithsonianovou institucí. 1934. Objemový měrný odpor p je odpor mezi dvěma prot i lehlým i čely centimetrové krychle. Povrchový měrný odpor oje odpor mezi protilehlými okraji středního čtverec povrchu. Povrchový měrný odpor obvykle kolísá v širokém rozsahu s relativní vlhkostí. Všechny materiály vykazují vzrůst měrného odporu se snižováním rcla20 tivní vlhkosti.
Práce US Bureau of Mineš (Důlní kanceláře US) vydaná Posterem Eraasem v US Bureau of Mineš, Bulletin č.603, 1962, pod názvem „The Electrostalie Separation of Granular Minerále (Elektrostatické odlučování zrnitých minerálů), která je dále označena jako „práce, vymezila účinek vlhkosti na povrchovou vodivost částic, a rovněž účinek vlhkosti na odlučovače s kontaktním nabíjením. V popisu účinků vlhkosti na triboelektrieké odlučování křemene a živce tato práce stanoví: „S relativními vlhkostmi vysokými 20 procent bylo dosaženo uspokojivého odlučování. Při nízké vlhkosti se jak křemen, tak živec nabíjejí záporně vzhledem k hliníku. Při vyšší vlhkosti se Živec začíná nabíjet kladně a při ještě vyšší vlhkosti se začíná nabíjet kladně křemen.
5(i Při velmi vysoké vlhkosti se nabíjení obou materiálů ukončí, lato práce toto vysvětluje pomocí dvou účinků: jedním účinkem je povrchová vodivost, a druhým účinkem je, že povrchy částic jsou stále podobnější, jako výsledek téže tenké vrstvičky vlhkosti absorbované na každém povrchu. V případě křemene a živce se tato absorbovaná vlhkost projeví změnou znaménka nabíjení částice vzhledem k hliníku. Se zvyšujícím se povlakem vlhkosti jsou povrchy těchto tří látek, křemene, živce a hliníku stále podobnější.
Změny výtěžku, které byly naměřeny při triboelektriekém odlučování popílku se změnou relativní vlhkosti, jsou nepatrné. Ve všech případech pokračuje kladné nabíjení uhlíku a záporné nabíjení skelných anorganických minerálů. Po je však zlepšení výtěžku materiálu s nízkým obsaio hem uhlíku v rozsahu optimální vlhkosti. Na obr. 7 jsou zobrazeny grafy výtěžku uhlíku z popílku s nízkým obsahem uhlíku. a obsah uhlíku v tomto popílku vzhledem k relativní vlhkosti přiváděného popílku před jeho zpracováním. Toto měření relativní vlhkosti je dosti přesné. Vzorky popílku byly připraveny mechanickým mícháním popílku v míchačce na beton za současného kontaktu s látkovými sáčky zeolitového molekulárního filtru. Popílek se vysoušel podle testu na nebo pod relativní vlhkost. Pokud bylo třeba, přidávala se voda, k úpravě relativní vlhkosti až na požadovanou hladinu pro potřeby testu. Vzorky byly chráněny před kontaktem s atmosférou, a pokud se používal fluidizační nebo proplachovací plyn, plyn se přiváděl při relativní vlhkosti podle testu, kromě nejnižších relativních vlhkostí, kde se používal suchý vzduch. Použitý zkušební odlučovač byl specificky upraven k udržování vlhkosti vzorků, které byly podrobeny zpra50 cování. Po odlučování byly také testovány oba produkty, aby se zajistilo, že relativní vlhkost se významně nezměnila. Vlhkost byla změřena sondou na měření relativní vlhkosti, vyrobenou firmou Vaisala. lne., 300 Commerce Way, Woburn, MA 01801, (617) 933 4500 (11MP 35 nebo 36 s displejem HM1 31). Tyto sondy se pravidelně cejchují porovnáním s nasycenými roztoky různých solí při specifických teplotách. Při nízkých relativních vlhkostech by tyto sondy občas vyžadovaly deset minut k dosažení ustálené úrovně.
-8C7 300060 B6
Grafy z obr. 7 jasně označují maximální výtěžek při určité relativní vlhkosti. Obr. 7 kromě toho znázorňuje, že produkty s nízkým obsahem uhlíku mají optimální rozsah vlhkosti. Optimalizování jakéhokoliv procesu vyžaduje změnu různých relevantních parametru a maximalizování eko5 nomických hodnot tohoto procesu. V případe odstraňování uhlíku z popílku se musí uhlík odstraňovat na úroveň, která je pro uživatele přijatelná, a tedy musí být výsledek maximalizován. Například, jestliže místní uživatel popílku vyžaduje obsah uhlíku 3 %, výtěžek by měl být maximalizován. při produkci popílku s obsahem uhlíku 3 % nebo méně. V tabulce 1 jsou znázorněny údaje převzaté z obr. 7, 8 a 9. V prvním sloupci je relativní vlhkost, při níž produkce popílku io právě splňuje technický předpis 3 % LOI. Další sloupec znázorňuje výtěžek při relativní vlhkosti, při níž sloučenina splňuje technický předpis 3 % LOI.
Vysvětlení tohoto chování není jasné. Vodivost částic zřejmě nepředstavuje východisko. Uhlík v částicích je velmi vodivý, s měrným odporem asi 0,004 Ω/cm. je tak vodivý, že tenká vrstvička is vlhkosti by neměla měřitelný účinek na vodivost uhlíku. Vodivost popílku je více než o 10 řádu nižší. Nicméně vodivost částic není důležitým faktorem při provozu triboelektriekého protiproudového pásového odlučovače, a úměrná změna povrchové vodivosti v rozsahu 5 až 25 % relativní vlhkosti není veliká. Rovněž aglomerace není vhodná pro jediné vysvětlení. Nižší relativní vlhkost by vedla k nižší aglomeraci, která by měla vést k průběžnému zlepšování výsledků odlu20 čování. Místo toho je pozorována optimální relativní vlhkost a optimální rozsah relativní vlhkosti pro odlučování. Jelikož se částice vysoušejí a tenké vrstvičky vlhkosti jsou stále tenčí, stále vzrůstá rozdílnost povrchů, protože jsou stále sušší. Neočekává se, Že nabíjení částic změní znaménko, protože částice jsou stále méně podobné, a nemělo by se očekávat /.horšení dobrého odlučování,
Na obr. 7 až 9 jsou znázorněny grafy výtěžku produktu a čistoty produktu pro řadu různých vzorků popílku jako funkce relativní vlhkosti. Na obr. 9 je kromě toho znázorněn výtěžek produktu vzorku popílku s nízkým obsahem uhlíku, jako funkce dvou rozdílných teplot. Jak je zobrazeno na obr. 7 až 9, všechny vzorky znázorňuji nejvyšší bod výtěžku produktu s relativní vlh50 kostí a s optimálním rozsahem vlhkosti, se snížením výtěžku při velice nízké a velice vysoké relativní vlhkosti, a se snížením čistoty produktu při vysoké relativní vlhkosti. Přesná poloha této optimální relativní v lhkosti a optimálního rozsahu vlhkosti je poněkud záv islá na teplotě provozu a poněkud se liší pro různé vzorky popílků. Podle obr. 9 je patrné, že optimální relativní vlhkost poněkud vzrůstá s teplotou popílku, a ze je také vy šší absolutní výtěžek.
Odstraňování vody z materiálů je dobře známé, a různé způsoby a díly zařízení jsou obchodně dostupné. Ohřívání materiálu při styku se vzduchem snižuje relativní vlhkost vzduchu, takže vlhkost se muže předávat z materiálu do vzduchu. Může se to například uskutečnit u popílku ohříváním vzduchu před jeho kontaktem s popílkem, nebo ohříváním popílku před jeho kontaktem se
4o vzduchem, nebo ohřívání obou při vzájemném kontaktu. Při všech třech způsobech se používá sušicí zařízení jemných částic. Prakticky všechna zařízení na zpracování popílku již používají pro přepravu vzduch, takže zvýšení ohřevu, pokud je to nutné, představuje jednoduchou záležitost. Také se občas používá vysoušení vzduchu před přepravováním popílku, ale je to všeobecně nákladnější.
Jedním z cílů tohoto vynálezu je řízení relativní vlhkosti popílku přiváděného k odlučovači tak, že se udržuje optimální rozsah vlhkosti. Obvy klé řízení bude vyžadovat prostředky jak ke zvýšení relativní vlhkosti, tak prostředky ke snížení relativní vlhkosti. Na obr. 10 je znázorněn způsob ke zvyšování relativní vlhkosti vstřikováním vody v několika místech 62, 64, 66, 68 do systému přepravy popílku mezi sběrným silem 32 a odlučovačem [2. Na obr. 11 je znázorněno několik způsobů ke snižování relativní vlhkosti popílku, zahrnujících přídavné vyhřívání dopravního vzduchu ohřívačem 72, snižování tepelné ztráty během přepravy izolováním dopravního systému 42 a sila 36 izolací 76, zvyšování rychlosti průtoku dopravního vzduchu dopravním systémem 38, 40. 42 a zejména účinnou techniku představuje zvyšování srážecího fluidizačního vzduclio55 vého systému 61, 63, 65 ve sběrném silu 32 nebo ve spodní části sila 54, 50. Není zde znázorně-9C7. 300060 B6 no sušení vzduchu před jeho stlačováním nebo vysoušení vzduchu po jeho stlačování podle dosavadního stavu techniky. Způsoby sušení a navlhčování materiálů jsou dobře pochopitelné a odborník v oboru může proto využít známých technických praktických zkušeností pro konstrukci a provedení vhodných systémů s dostatečným řízením pro nastavení vlhkosti v rámci optimálního rozsahu vlhkosti k dosažení optimálního výtěžku.
Přidávání vody k popílku pro zvyšování relativní vlhkosti v rámci optimálního rozsahu vlhkosti podle obr. 10 se může použít Jestliže je relativní vlhkost popílku příliš nízká. Vzduch použitý pro přepravu, například pro vzduchovou přepravu nebo pro fluidizaci. se může zvlhčoval před konio taktem s popílkem. Může se to provést vstřikováním vody, bud' ve formě kapaliny nebo páry.
Míchání páry (plynu) sc vzduchem se mů/e snadno a rychle uskutečnit jednoduchým vstřikovacím otvorem, kde se pára vstřikuje do proudu vzduchu a mísí se vzduchem. Vstřikování vody v kapalné fázi je mnohem obtížnější. Voda v kapalné fázi se musí rozrazit ná jemné kapičky tak. aby se mohla rychle smíchat s popílkem. Známý stav techniky vstřikovacích zařízení jc dobře i? popsán v knize nazvané „Liquid Atomization (Atomizování kapalin) od L. Bavvela a Z.
Orzechovvskiho, vydané v nakladatelství Taylor & Francis. 1993. Kongresová knihovna, č. 938528, TP156.65L57. Zejména jsou užitečná pneumatická zařízení na atomizování vody. protože se ve formě stlačeného vzduchu může přivádět poměrně velké množství energie k vytváření jemných kapiček o vysoké rychlosti, které se mohou rychle mísit.
2D
Specifická místa 62, 64, 66. 68 pro zařízení na zvyšování vlhkosti budou obvykle vyznačena v projektu elektrárny tam, kde je dostupný zdroj vody nebo páry. Jestliže je dopravní vzduch vyhříván párou, bude obvyklé použili vstřikování páry při současném snížení vstřikování příliš velkého množství vody v kapalné fázi, což bv mohlo vést k přerušení procesu. Je obzvláště důle25 žité, když se voda přidává k fluidizačnímu vzduchu, bud1 ve spodní části sila přívodem 50, nebo ve spodní části srážecí výsypky přívodem 65. Příliš mnoho vody ve spodní části sila na popílek může způsobit aglomeraci popílku a dokonce zablokování sila. Množství potřebné vody může být docela malé.
to Podle obr. 3, při 50 tunách za hodinu, zvýšení relativní vlhkosti popílku z 5 % na 10 % pro případ 13 % LOI popílku znamená zvýšení obsahu vlhkosti z 0,04 % na 0.06 %, nebo zvýšení 0,02 % představuje asi 181 g/t. nebo asi 9 kg/h pro rychlost průtoku 50 tun za hodinu. Také sc může provádět vstřikování vody v kapalné fázi ke zvýšení relativní vlhkosti, ale musí se dávat pozor, pro zajištění, aby byla voda rozptýlena v popílku. Jedním způsobem, jak se toho může dosáhnout, jc vstřikování vody pneumatickým alomizérem Model ě.38972 2 od firmy Delevan, 200 Delevan Drive, Lexington. TN 38351, používajícím stlačený vzduch pro vytváření velmi jemných kapiček. Tato voda v kapalné fázi se také může vstřikovat v různých místech 62 a 64 do systému přepravy popílku. Také je vhodné alternativní vstřikování vody ve vstřikovacím místě 68 pod dopravním ukládaeím silem nebo ve fluid izačním bodě 66 ve spodní části sila, protože relativní to vlhkost popílku se může měřit v silu před vstřikováním vody. a může se použít řízené množství vody. Také prose v aeí a fluid izační dopravník 56 může sloužit k míchání a dispergování vody v popílku.
Voda se může také vstřikovat do kompresoru 38 používaného ke stlačování dopravního vzduchu, kde odpařovací chlazení stlačeného vzduchu lehce sníží energii pro stlačování. Přidávání vody k popílku nebo odstraňování vody z popílku před ukládacítn silem 36 umožní velkou dobu zdržení vody při svém pohybu mezi částicemi. V tomto případě nemusí být počáteční rozdělování v popílku tak rovnoměrné, než když jc k dispozici méně času mezi přidáváním a odlučováním vody.
Na obr. 11 jsou znázorněna různá provedení pro snižování relativní vlhkosti popílku v rámci optimálního rozsahu vlhkosti. Opatření používané ke snižování ztráty tepla, která nastává během přepravy popílku a během jeho manipulace dopravníkem 42, se provádí izolováním dopravníku 42 a sila 36 izolací 76. Jestliže se pak popílek přepravuje na dloubou vzdálenost pneumatickým ss dopravním systémem 38, 40, 42, může se popílek ochladit na teplotu, která se blíží teplotě okolí,
- 10CZ 300060 Bó protože teplo sc ztrácí do okolního prostředí. Když se ochlazuje popílek a připojený vzduch, může vzduch udržovat méně vody. Když se popílek odpojí od vzduchu v silu 36, odchází se vzduchem méně vody, a tedy zůstává v popílku. Omezování poklesu teploty popílku v pneumatickém dopravním potrubí mezi sběrným silem a silem, jako například izolováním potrubí, může pomoci při snižování relativní vlhkosti popílku, když přichází do odlučovače 12, Podobně protože tlak nasycení vody při srážecí teplotě je dosti vysoký pro přivedení vzduchu do kontaktu s popílkem při vysoké teplotě se suchým vzduchem, měla by se tak odstranit velká část vlhkosti. Například při fluidizaci sběrného sila 32, jako je například pomocí vzduchového dopravního systému 6J_, 63, 65 s dostatečným množstvím suchého vzduchu pro odstranění spalin z popílku io před jeho dopravením do sila. by se odstranila voda ze systému vzduchové přepravy popílku.
Při znalosti těchto několika popsaných provedení vynálezu by odborníka v oboru mohly snadno napadnout nejrůznéjší úpravy a zdokonalení, o kterých sc však předpokládá, že jsou součástí tohoto popisu vynálezu. Proto předcházející popis představuje pouze příklady provedení, přičemž i? vynález je omezen pouze tak, jak je definován následujícími nároky a jejich ekvivalenty.

Claims (4)

  1. 2o PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Způsob odlučování uhlíkových částic z popílku, obsahující přivádění popílku do triboelektrického odlučovače tak. že se triboelektricky nabíjí částice uhlíku a popílku a poté se nabité
    25 částice uhlíku elektrostaticky separují od nabitého popílku, vyznačující se t í m , že relativní vlhkost popílku se měří a upravuje do optimálního rozsahu relativní vlhkosti 5 % až 30% před zavedením popílku do triboelektrického odlučovače (12) pro triboelektrickou separaci uhlíkových částic popílku.
  2. 3<> 2. Způsob podle nároku 1, v y z n a č u j í c í se t í m , že relativní vlhkost popílku se upravuje přidáváním vody do vzduchu používaného k přepravování popílku ze vzdáleného ukládacího sila (36) k triboelektrickému odlučovači (12).
    3. Způsob podle nároku 2, v y z n a č u j í c í se t í m . že voda se přidává v kapalném sku35 penství.
  3. 4. Způsob podle nároku 2, vyznačuj ící se t í m , že voda se přidává v plynném skupenství jako pára.
    40 5. Způsob podle nároku l.vyznačuj ící se t í m , že relativní vlhkost se upravuje přidáváním vody do popílku v místě vstupu do triboelektrického odlučovače (12).
    6. Způsob podle nároku 5, vyznačující se t í m , že voda se přidává do popílku před průchodem popílku přes fiuidizační oblast místa vstupu do triboelektrického odlučovače.
    7. Způsob podle nároku I. vyznačující se tím. že relativní vlhkost přiváděného popílku se upravuje následujícími kroky:
    popílek se směšuje se vzduchem o snížené relativní vlhkosti v systému přepravy popílku a vzduchu k přepravě popílku k triboelektrickému odlučovači, kde je v systému přepravy popílku a so vzduchu teplota vyšší než teplota okolí;
    teplota v systému přepravy popílku a vzduchu se udržuje při teplotě vyšší než je teplota okolí;
    od popílku se oddělí vzduch, přičemž systém přepravy popílku a vzduch se udržuje při teplotě vyšší než je teplota okolí; a popílek se shromažďuje k jeho zavedení do triboelektrického odlučovače (12).
    CZ 300060 Bó
    8. Způsob podle nároku 1, v v z n a č u j í e í se t í m , že relativní vlhkost popílku se upravuje ohřátým vzduchem, který se používá k fluidizaci popílku.
  4. 5 9. Zařízení k odlučování uhlíkových částic z popílku obsahující triboelektrieký odlučovač (12), které přijímá popílek a triboelektrieký nabíjí částice uhlíku a popílek, přičemž elektrostaticky odděluje nabitě částice uhlíku od nabitého popílku, vyznačující se t í m , že dále obsahuje alespoň jedny prostředky (62, 64, 66. 68. 70. 72, 74) k úpravě popílku na modifikovanou relativní vlhkost popílku, přičemž prostředky (62, 64. 66, 68, 70. 72. 74) k úpravě popílku jsou ío připojeny a umístěny před triboelektriekým odlučovačem (12) k provádění úpravy popílku před jeho zavedením do triboelektrického odlučovače (12) a k provádění seřízení relativní vlhkostí popílku na optimální relativní vlhkost v rozsahu od 5 %do 30 % pro triboelektrické odlučování částic uhlíku od popílku.
    15 10. Zařízení podle nároku 9. v y z n a č u j í c í s c ť í m , že prostředky pro úpravu popílku obsahují prostředky pro přidávání vody do přepravního vzduchu pro přepravu popílku ze vzdáleného sběrného sila (32) do triboelektrického odlučovače (12).
    lb Zařízení podle nároku 9, v y z n a č u j í c í se tím, že prostředky pro úpravu popílku
    2() zahrnují prostředky pro přidávání vody k popílku v místě podávání do triboelektrického odlučovače (12).
    12. Zařízení podle nároku 9, v y z n a č u j í c í se t í m , ze prostředky pro úpravu popílku zahrnují prostředky pro přidávání vody k popílku uvnitř nádoby (36) na uskladnění popílku k
    25 plnění triboelektrického odlučovače (12).
    13. Zařízení podle nároku 9, vyznačující se t í rn , že přepravní vzduch použitý k přepravě popílku ze vzdáleného sběrného sila (32) do triboelektrického odlučovače (12) a prostředky pro úpravu popílku zahrnují ohřívač (72) upravený k ohřevu přepravního vzduchu před směšováno ním přepravního vzduchu s popílkem.
    14. Zařízení podle nároku 13, vy zn aě u j í c í se t í ni, že vzduchový přepravní systém (42) k přepravě popílku zc vzdáleného sběrného sila (32) do triboelektrického odlučovače (12) je opatřený izolací (76) ke snížení tepelných ztrát u přepravního vzduchu uvnitř vzduchového pře55 právního systému.
    15. Zařízení podle nároku 14, vy z n ač u j í c í se t í m . že dále obsahuje nádobu (36) k uskladňování popílku, umístěnou na konci vzduchového přepravního systému (42) a opatřenou výstupem (52), kterýje upravený k plnění triboelektrického odlučovače (12).
    16. Zařízení podle nároku 9, v y zn ač u j í c í se t í m , že prostředky pro úpravu popílku obsahují ohřívač (70, 72, 74 ) upravený k ohřevu vzduchu před směšováním vzduchu s popílkem, použitého ke fluidizaci popílku.
    45 17. Zařízení podle nároku 9. vy z n ač ii j í c í se t í m , že prostředky pro úpravu popílku zahrnují zařízení k odvlhěení přepravního vzduchu, které tvoří ohřívače (72, 74) a izolace (76). použitého k přepravě popílku ze vzdáleného sběrného sila (32) do triboelektrického odlučovače (12) před směšováním přepravního vzduchu s popílkem.
CZ0298799A 1997-02-24 1998-02-23 Zpusob a zarízení k odlucování uhlíku z popílku CZ300060B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/805,157 US6074458A (en) 1997-02-24 1997-02-24 Method and apparatus for separation of unburned carbon from flyash

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ298799A3 CZ298799A3 (cs) 2000-08-16
CZ300060B6 true CZ300060B6 (cs) 2009-01-21

Family

ID=25190813

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ0298799A CZ300060B6 (cs) 1997-02-24 1998-02-23 Zpusob a zarízení k odlucování uhlíku z popílku

Country Status (20)

Country Link
US (1) US6074458A (cs)
EP (1) EP0961657B1 (cs)
JP (1) JP2001512369A (cs)
KR (1) KR100527926B1 (cs)
CN (1) CN1154543C (cs)
AU (1) AU734376B2 (cs)
BR (1) BR9807744A (cs)
CA (1) CA2281870C (cs)
CZ (1) CZ300060B6 (cs)
DE (1) DE69806727T2 (cs)
EA (1) EA001346B1 (cs)
ES (1) ES2181175T3 (cs)
ID (1) ID23493A (cs)
IL (1) IL131464A (cs)
PL (1) PL187113B1 (cs)
TR (1) TR199902048T2 (cs)
TW (1) TW442335B (cs)
UA (1) UA43457C2 (cs)
WO (1) WO1998036844A1 (cs)
ZA (1) ZA981525B (cs)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7416646B2 (en) * 2000-08-31 2008-08-26 Electric Power Research Institute, Inc. Fly ash treatment by in situ ozone generation employing a venturi
US6395145B1 (en) 2000-08-31 2002-05-28 Electric Power Research Institute, Inc. Fly ash treatment by in situ ozone generation
AU2003239493A1 (en) * 2002-05-15 2003-12-02 University Of Kentucky Research Foundation Particle separation/purification system, diffuser and related methods
US20040231566A1 (en) * 2003-05-20 2004-11-25 Cemex Inc. Process for Fly Ash Beneficiation
FR2943561B1 (fr) * 2009-03-27 2011-05-20 Apr2 Procede de separation electrostatique d'un melange de granules de materiaux differents et dispositif de mise en oeuvre
CN103153604B (zh) 2010-03-04 2016-04-13 泽菲罗斯公司 结构复合层压板
US8552326B2 (en) * 2010-09-03 2013-10-08 Separation Technologies Llc Electrostatic separation control system
US8720255B2 (en) * 2011-01-20 2014-05-13 Nissan North America, Inc. Water uptake measurement system
JP5110193B2 (ja) * 2011-07-11 2012-12-26 パナソニック株式会社 プラスチック粉砕物の静電選別装置
US9206740B2 (en) 2013-01-04 2015-12-08 Honeywell International Inc. Liquid injection inlet particle separator systems and methods
KR101527277B1 (ko) * 2013-06-19 2015-06-09 이수찬 무수석고 미연탄소 제거 및 수화반응 전처리장치
US9393573B2 (en) 2014-04-24 2016-07-19 Separation Technologies Llc Continuous belt for belt-type separator devices
US9764332B2 (en) * 2015-02-13 2017-09-19 Separation Technologies Llc Edge air nozzles for belt-type separator devices
FI128095B (fi) * 2015-02-23 2019-09-30 Fatec Oy Järjestely jätteeksi luokiteltavan aineen käsittelemiseksi
CN104984825B (zh) * 2015-07-20 2017-08-25 中国矿业大学 微细粒潮湿物料摩擦电选方法与装置
JP6987609B2 (ja) * 2016-12-21 2022-01-05 Jfeスチール株式会社 混合物の分離方法および装置
JP6880944B2 (ja) * 2017-03-31 2021-06-02 三菱マテリアル株式会社 未燃カーボン含有石炭灰の改質方法、未燃カーボン含有石炭灰の改質システムおよびコンクリート混和材用のフライアッシュの製造方法
CA3097244A1 (en) * 2018-04-18 2019-10-24 Vecor Ip Holdings Limited Recycled aluminium silicate material and a particulate mixture comprising recycled aluminium silicate material
CA3127106A1 (en) 2019-01-24 2020-07-30 Elixsys Inc. Systems and methods to treat flue gas desulfurization and metal-bearing waste streams to recover value-added materials
US11479472B2 (en) 2019-01-24 2022-10-25 Elixsys, Inc. Systems and methods to recover value-added materials from gypsum
CA3184748A1 (en) 2020-06-22 2021-09-10 Separation Technologies Llc Process for dry beneficiation of fine and very fine iron ore by size and electrostatic segregation
CN112237786B (zh) * 2020-10-14 2022-02-22 华东理工大学 一种煤气化细渣中残碳的分离方法
CN112742547B (zh) * 2020-12-15 2022-04-01 湖北工业大学 一种从粉煤灰中除碳的方法
FR3119335B1 (fr) 2021-01-29 2023-03-17 Fives Fcb Procédé et installation de traitement de cendres volantes
CN114872173B (zh) * 2022-04-26 2023-07-04 同济大学 一种不同温湿度下水泥固化养护及电阻率测量系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57171454A (en) * 1981-04-16 1982-10-22 Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd Apparatus for classifying powder
US4482351A (en) * 1982-12-27 1984-11-13 Hitachi Shipbuilding & Engineering Co., Ltd. Process for removing ash from coal
US4514289A (en) * 1982-11-17 1985-04-30 Blue Circle Industries Plc Method and apparatus for separating particulate materials
US5513755A (en) * 1993-02-03 1996-05-07 Jtm Industries, Inc. Method and apparatus for reducing carbon content in fly ash

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2758666A (en) * 1952-04-10 1956-08-14 Phillips Petroleum Co Carbon black separation
US2776725A (en) * 1954-05-20 1957-01-08 Phillips Petroleum Co Carbon black collecting and conveying systems
US3941685A (en) * 1974-08-15 1976-03-02 Kali Und Salz Aktiengesellschaft Process for electrostatic separation of pyrite from crude coal
DE2609048C2 (de) * 1976-03-05 1983-12-15 Kali Und Salz Ag, 3500 Kassel Verfahren und Vorrichtung zur elektrostatischen Aufbereitung von Carnallit enthaltenden Kalirohsalzen
JPS5949858A (ja) * 1982-09-16 1984-03-22 Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd 粉体選別装置
DE3439042A1 (de) * 1984-10-25 1986-04-30 Kali Und Salz Ag, 3500 Kassel Verfahren zur elektrostatischen aufbereitung von kieserit enthaltenden, gemahlenen kalirohsalzen
US4839032A (en) * 1986-06-06 1989-06-13 Advanced Energy Dynamics Inc. Separating constituents of a mixture of particles
US4874507A (en) * 1986-06-06 1989-10-17 Whitlock David R Separating constituents of a mixture of particles
DE4127572C1 (cs) * 1991-08-21 1993-03-11 Kali Und Salz Ag, 3500 Kassel, De
US5251762A (en) * 1992-04-03 1993-10-12 Carpco, Inc. Electrostatic separation of particles
US5299692A (en) * 1993-02-03 1994-04-05 Jtm Industries, Inc. Method and apparatus for reducing carbon content in particulate mixtures
DE4343625C1 (de) * 1993-12-21 1995-06-22 Kali & Salz Beteiligungs Ag Verfahren zur Aufbereitung von langbeinit- und anhydrithaltigen Kieserit-Konzentraten
US5449390A (en) * 1994-03-08 1995-09-12 Wilhelm Environmental Technologies, Inc. Flue gas conditioning system using vaporized sulfuric acid
US5819946A (en) * 1995-03-03 1998-10-13 Separation Technologies, Inc. Separation system belt construction
US5829598A (en) * 1995-04-28 1998-11-03 Separation Technologies, Inc. Method and apparatus for electrostatic separation

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57171454A (en) * 1981-04-16 1982-10-22 Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd Apparatus for classifying powder
US4514289A (en) * 1982-11-17 1985-04-30 Blue Circle Industries Plc Method and apparatus for separating particulate materials
US4482351A (en) * 1982-12-27 1984-11-13 Hitachi Shipbuilding & Engineering Co., Ltd. Process for removing ash from coal
US5513755A (en) * 1993-02-03 1996-05-07 Jtm Industries, Inc. Method and apparatus for reducing carbon content in fly ash

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001512369A (ja) 2001-08-21
TW442335B (en) 2001-06-23
UA43457C2 (uk) 2001-12-17
BR9807744A (pt) 2000-02-22
CN1248181A (zh) 2000-03-22
CN1154543C (zh) 2004-06-23
TR199902048T2 (xx) 2000-10-23
CA2281870C (en) 2007-01-02
CZ298799A3 (cs) 2000-08-16
IL131464A0 (en) 2001-01-28
US6074458A (en) 2000-06-13
EP0961657A1 (en) 1999-12-08
EA199900763A1 (ru) 2000-02-28
PL335335A1 (en) 2000-04-25
EA001346B1 (ru) 2001-02-26
AU734376B2 (en) 2001-06-14
ES2181175T3 (es) 2003-02-16
DE69806727D1 (de) 2002-08-29
ID23493A (id) 2000-04-27
KR20000075661A (ko) 2000-12-26
ZA981525B (en) 1998-09-23
KR100527926B1 (ko) 2005-11-09
WO1998036844A1 (en) 1998-08-27
PL187113B1 (pl) 2004-05-31
EP0961657B1 (en) 2002-07-24
IL131464A (en) 2002-02-10
DE69806727T2 (de) 2002-12-05
CA2281870A1 (en) 1998-08-27
AU6180098A (en) 1998-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ300060B6 (cs) Zpusob a zarízení k odlucování uhlíku z popílku
US4341562A (en) Lightweight aggregate
US8257451B2 (en) Preparation of fuel usable in a fossil-fuel-fired system
Shanthakumar et al. Flue gas conditioning for reducing suspended particulate matter from thermal power stations
NO932511L (no) Lettvektaggregat fra flyveaske og kloakkslam
US20110289923A1 (en) Recovery of mercury control reagents by tribo-electric separation
US4324770A (en) Process for dry scrubbing of flue gas
Reimer Accretionary lapilli in volcanic ash falls: physical factors governing their formation
CN108349739B (zh) 用于干燥和回收碳纳米管产品的装置以及使用该装置制造碳纳米管的方法
US7985324B2 (en) Plasma treatment of fly ash from coal combustion to improve its marketability
Vesperman et al. Permeability of fly ash and fly ash-sand mixtures
EP0203855A2 (en) A process for agglomerating mineral ore concentrate utilizing emulsions of polymer
Rodrı́guez et al. Fluidization and elutriation of iron oxide particles. A study of attrition and agglomeration processes in fluidized beds
US7670424B2 (en) Methods for reclaiming and beneficiating fly ash particles and systems thereof
WO2018168637A1 (ja) フライアッシュの使用方法
Capes Erco award 1975: Basic research in particle technology and some novel applications
Shepelev et al. Ecological engineering in the process of gas treatment from dust and prospects for its use in agriculture
Palmer et al. Rate phenomena in the reaction of hydrogen sulfide with a zinc oxide‐based sorbent
Chen et al. The effects of chloride additives on adsorption of heavy metals during incineration
Dodoo et al. Kinetics of fly ash beneficiation by carbon burnout. Quarterly report, July 1--September 30, 1997
JPS5892490A (ja) 未燃炭素を含有する石炭灰の焼結法
KIMURA et al. Hydrogen reduction of iron oxide in a sintered mixture with inert silica
Liu et al. Effect of the physical-chemistry property of minerals on coal water slurry
Hao et al. Study on Particles Wetted by the Calcium-Based Slurries and the Slurries Viscosity with the Wetting Agents
HRP20000441A2 (en) Manufacture of construction materials and products

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20170223