إجابة سريعة: تتجفف معلقات الرماد المتطاير والرماد السفلي جيدًا في مكبس الترشيح لأن المواد الصلبة معدنية وغير قابلة للانضغاط وخالية في الغالب من المواد العضوية. المشكلة تكمن في التآكل والجزيئات الدقيقة: الرماد المتطاير مسحوق دقيق غني بالسيليكا يبلي مضخات التغذية والأقمشة، والجزء الأدق يسد مسام القماش ما لم يتم اختيار القماش ودورة التشغيل المناسبين له. تستخدم المحطات التي تنتقل من أحواض الرماد الرطبة إلى المناولة الجافة المكابس لإنتاج كعكة قابلة للتكويم يمكن طمرها أو بيعها.
لماذا تقوم محطات الطاقة بنزع مياه الرماد أصلاً
لعقود، كانت محطات الفحم تغسل الرماد إلى البرك وتتركه يترسب. هذا الأمر آخذ في الانتهاء. في الولايات المتحدة، حددت قاعدة مخلفات احتراق الفحم، المنشورة في أبريل 2015، متطلبات لأحواض تخزين الرماد السطحية، وفرضت التعديلات التي تلتها على الأحواض غير المبطنة التي تفشل في معايير المياه الجوفية أو الموقع التوقف عن استقبال النفايات وبدء الإغلاق، مع موعد نهائي في 11 أبريل 2021 بموجب قاعدة الجزء أ لعام 2020. ذهبت قاعدة البخار الكهربائي لعام 2024 أبعد من ذلك وأرسلت حدًا لعدم التصريف لمياه نقل الرماد السفلي والرشح المتبقي من الاحتراق. النتيجة واحدة في كل مكان تشدد فيه القواعد: الرماد الذي كان يُضخ سابقًا إلى بركة أصبح الآن يجب التعامل معه كصلب منزوع الماء.
يوصف الرماد المتطاير من قبل وكالة حماية البيئة الأمريكية بأنه مادة ناعمة جداً ومسحوقية تتكون في معظمها من السيليكا، تحملها غازات المداخن وتُلتقط في المرسبات أو أكياس الترشيح. أما الرماد السفلي فهو المادة الخشنة ذات الحواف الزاوية، الثقيلة جداً بحيث لا يمكن حملها، ويُجمع من قاع الفرن. يتصرف النوعان بشكل مختلف في المكبس وعادة ما يُحفظان منفصلين.
من أين يأتي الملاط
- مياه نقل الرماد السفلي — مياه السد التي تحمل الرماد السفلي من قادوس المرجل. مواد صلبة خشنة سريعة الترسيب؛ تُعاد المياه تدويرها في حلقة مغلقة بعد إزالة الرماد.
- الرماد المتطاير من الجمع الرطب أو تجريف البرك — إما من أجهزة الغسل الرطب والمرسبات الرطبة، أو من معالجة أحواض الرماد القديمة، حيث ظل الرماد تحت الماء لسنوات وهو ناعم ومشبع.
- إغلاق بركة الرماد — الأحجام الأكبر. تُجرّف رواسب البرك على شكل ملاط ويجب تجفيفها قبل نقلها إلى مكب مرصوف أو استخدامها بشكل مفيد.
- جبس إزالة الكبريت من غاز المداخن — ليس رمادًا، بل يُعالج في نفس المصانع: ملاط كبريتات الكالسيوم الناتج عن إزالة الكبريت من غاز المداخن بالطريقة الرطبة، والذي يُفلتر بسهولة وغالبًا ما يُباع لمصنّعي ألواح الجبس.
كيف يتصرف الرماد في مكبس الترشيح
الرماد علف مواتٍ للمكبس. الجسيمات صلبة وغير قابلة للانضغاط وخاملة، لذا لا تتحول الكعكة إلى طبقة غير منفذة كما يحدث مع الحمأة البيولوجية أو الهيدروكسيدية، وتكون معدلات الترشيح عالية. يشكّل رماد القاع وجبس إزالة الكبريت من غازات المداخن كعكات سميكة ومسامية في دورات قصيرة. تبلغ رطوبة الكعكة عادةً 15–25% للرماد الخشن والجبس، ويخفضها العصر بالغشاء إلى ما دون ذلك.
الرماد المتطاير هو الحالة الأصعب. يتراوح حجم جسيماته من بضعة ميكرونات إلى حوالي 100 ميكرون، مع ذيل من الكرات الزجاجية الدقيقة جدًا والكربون غير المحترق. وتترتب على ذلك ثلاث نتائج:
- انسداد القماش بالجزيئات الدقيقة. يتخلل أدقُّ جزءٍ في نسيج القماش. وأفضل ما يقاوم ذلك هو قماش البولي بروبيلين أحادي الخيط المكوي بالكالندر، وتضيف بعض المصانع رماد القاع أو طبقة تغطية أولية لفتح الكعكة.
- التآكل. تتسبب جزيئات السيليكا والألومينا في تآكل مضخة التغذية، وأكواع أنبوب التغذية، والقماش عند فتحة التغذية. مضخات الملاط ذات الأجزاء المبللة المصنوعة من المعدن الصلب أو المبطنة بالمطاط، أو مضخة حجابية تعمل بالهواء المضغوط بالنسبة للوحدات الأصغر، تدوم أطول بكثير من مضخة طرد مركزي قياسية.
- الاستقرار في خط التغذية. يستقر الرماد بسرعة. يتم تحديد أحجام خطوط التغذية وفقًا للسرعة، ويتم تغذية المكبس من خزان مزود بخلاط، ويتم غسل الخط في نهاية كل دورة حتى لا ينسد.
الكربون غير المحترق جدير بالذكر. الرماد المتطاير عالي الكربون (من الغلايات القديمة أو شعلات منخفضة أكاسيد النيتروجين) يُرشَّح ببطء أكبر ويحتفظ بمزيد من الماء، وقد يجعل الكعكة غير صالحة للاستخدام في الأسمنت. رقم الفقد عند الاشتعال في الاستفسار يخبرنا أي حالة لديك.
تحجيم المكبس للرماد
ابدأ من الأطنان الجافة في اليوم، كما هو الحال مع أي ملاط. ولأن كعكات الرماد كثيفة — كثافتها الظاهرية في نطاق 1,200–1,600 kg/m³ حسب النوع والرطوبة — فإن حجم غرفة معين يحتوي على مواد صلبة جافة أكثر بكثير مما يحتويه من الحمأة، وأزمنة الدورة قصيرة. المكبس الذي يتعامل مع 5 أطنان من الحمأة البيولوجية الجافة يوميًا سيتعامل مع عدة أضعاف ذلك في الرماد. ما يحد من المكبس عادةً هو نظام التغذية ومناولة الكعك، وليس الترشيح.
النقاط التي تشكل المواصفات:
- مادة اللوحة. ألواح البولي بروبيلين قياسية؛ تقاوم الأس الهيدروجيني القلوي لمعظم معلقات الرماد. تُحدد الألواح المقواة حيث يكون ضغط التغذية مرتفعًا لتقصير الدورات.
- ضغط التغذية. تترشح معلقات الرماد بسرعة عند ضغط معتدل؛ التغذية على مرحلتين التي تملأ عند ضغط منخفض وتنتهي عند ضغط مرتفع تعطي أفضل زمن دورة وأفضل جفاف للكعكة.
- التشغيل التلقائي. الرماد عبارة عن تيار مستمر وعالي الحجم. يعد الإزاحة التلقائية للألواح وغسل القماش وتفريغ الكعكة على ناقل أمرًا معتادًا؛ انظر مكبس ترشيح بالغرف نطاق.
- هدف جفاف الكيك. بالنسبة لمكبات النفايات، تكفي كعكة تجتاز اختبار مرشح الطلاء ويمكن تكديسها. أما للاستخدام المفيد في الأسمنت أو الخرسانة، فيضع المشترون حدًا أقصى للرطوبة، و مكبس ترشيح غشائي هي الطريقة للوفاء بها باستمرار.
- الرشح. الرشاحة الرمادية قلوية وقد تحمل البورون أو السيلينيوم أو عناصر نزرة أخرى؛ تعود إلى حلقة مياه النقل أو إلى المعالجة، وليس إلى التصريف.
مكبس الترشيح مقابل البدائل
| مكبس الترشيح | مكبس الحزام | جهاز الطرد المركزي | أنابيب الجيوتكستايل | |
|---|---|---|---|---|
| رطوبة الكيك، الرماد المتطاير | الأدنى | عالي | متوسط | عالي، بطيء |
| تآكل الرماد الكاشط | قماش ومضخة تغذية فقط | الحزام والبكرات | تمرير ووعاء، غالي | منخفض |
| الغرامات المحصلة | عالي | منخفض | متوسط | متوسط |
| البصمة | متوسط | متوسط | صغير | كبير جدًا |
| الأنسب | أنظمة المناولة الجافة الدائمة؛ إغلاق البرك مع الاستخدام المفيد | نادرًا ما يُستخدم للرماد | التعديلات المحدودة بالمساحة | إغلاق مؤقت للبركة مع توفر الأرض |
ما الذي يجب إرساله لعرض تجفيف الرماد
نوع الرماد (المتطاير، القاعي، رواسب البركة، جبس إزالة الكبريت من غاز المداخن)، الأطنان الجافة يوميًا، تركيز المواد الصلبة في الملاط، توزيع حجم الجسيمات إن وُجد، الفقد عند الاشتعال، الأس الهيدروجيني، الرطوبة المستهدفة للكيكة وسببها (الطمر أو البيع)، وكيف سيتم نقل الكيكة. عينة بحجم لتر واحد من الملاط تتيح لنا إجراء اختبار ترشيح وتقديم زمن الدورة ورطوبة الكيكة بناءً على بيانات فعلية لا على افتراضات.
ذو صلة: مرشحات الضغط للطاقة والطاقة الجديدة, دليل اختيار قماش مكبس الترشيح, مكبس الترشيح مقابل جهاز الطرد المركزي مقابل مكبس الحزام.
الأسئلة الشائعة
هل يمكن تجفيف الرماد المتطاير باستخدام مكبس الترشيح؟
نعم. الرماد معدني، غير قابل للانضغاط ويُرشَّح بسرعة. نقاط التصميم هي مضخات تغذية مقاومة للتآكل، وقماش خيط أحادي مُكَلْسَر يقاوم انسداد المسام بالجزيئات الدقيقة، ونظام تغذية يحافظ على المواد الصلبة سريعة الترسيب معلقة.
ما هي نسبة رطوبة الكعكة التي يمكن أن يصل إليها مرشح الضغط على الرماد؟
عادةً ما تكون النسبة 15–25% لرماد القاع وجبس إزالة الكبريت من غاز المداخن، وأعلى قليلاً بالنسبة للرماد المتطاير الناعم المحتوي على كربون غير محترق. يؤدي الضغط الغشائي إلى تقليلها بشكل أكبر ويوفر رطوبة متسقة لمشتري الأسمنت أو ألواح الجبس.
لماذا يكون الرماد المتطاير أصعب في الترشيح من الرماد السفلي؟
إنه أكثر نعومة بكثير، مع جزء من كرات زجاجية بحجم بضعة ميكرونات تستقر في القماش، وقد يحتوي على كربون غير محترق يحتفظ بالماء. الرماد السفلي خشن وزاوي الشكل ويشكل كتلة مفتوحة سريعة التصريف.
ما الفرق بين الرماد المتطاير والرماد السفلي؟
الرماد المتطاير هو المسحوق الناعم الذي تحمله غازات المداخن ويُجمع في المرسبات أو مرشحات الأكياس؛ أما الرماد السفلي فهو المادة الخشنة التي تسقط إلى قاع الفرن. كلاهما من المخلفات الناتجة عن احتراق الفحم، لكن يتم التعامل معهما وتجفيفهما بشكل منفصل.
ماذا يحدث لراشح مرشح الضغط من الرماد؟
يعود إلى حلقة مياه نقل الرماد أو يتجه إلى معالجة مياه الصرف الصحي في المحطة. إنه قلوي ويمكن أن يحمل عناصر نادرة مثل البورون والسيلينيوم، لذلك لا يتم تصريفه مباشرة.
هل تصلح مكبس الترشيح لإغلاق بركة الرماد؟
نعم، حيث سيتم طمر الرمز المجفف في خلية مبطنة أو بيعه، ويستمر الإغلاق لفترة كافية لتبرير تركيب دائم. بالنسبة للإغلاقات القصيرة مع توفر الأراضي، تُستخدم أحيانًا أنابيب الجيوتكستايل بدلاً من ذلك، على حساب منتج أكثر رطوبة.
أرسل نوع الرماد والحمولة والرطوبة المستهدفة وسنقوم بتحديد مقاس المكبس ومضخة التغذية والقماش المناسب لذلك: اطلب عرضًا لنزح الرماد.
المراجع: وكالة حماية البيئة الأمريكية — التخلص من المخلفات الناتجة عن احتراق الفحم من المرافق الكهربائية (قاعدة CCR), وكالة حماية البيئة الأمريكية — أساسيات رماد الفحم, وكالة حماية البيئة الأمريكية — إرشادات النفايات السائلة للبخار الكهربائي، القاعدة النهائية لعام 2024.
هذا المقال جزء من دليلنا إلى industrial filter press applications.