빠른 답변: 플라이 애시와 바텀 애시 슬러리는 고형분이 광물성이고 비압축성이며 대부분 유기물이 없기 때문에 필터 프레스에서 탈수가 잘 된다. 문제는 마모와 미립자다. 플라이 애시는 실리카가 풍부한 미세 분말로 공급 펌프와 여포를 마모시키며, 가장 미세한 입자는 여포와 사이클을 그에 맞게 선택하지 않으면 여포를 막아버린다. 습식 애시 연못에서 건식 처리로 전환하는 플랜트는 프레스를 사용하여 매립하거나 판매할 수 있는 적재 가능한 케이크를 생산한다.
발전소가 왜 재를 탈수하는가
수십 년 동안 석탄 화력 발전소는 재를 연못으로 흘려보내 침전시켰다. 이제 그 방식은 끝나가고 있다. 미국에서는 2015년 4월에 발표된 석탄 연소 잔류물 규칙이 재 지표 저류조에 대한 요건을 설정했고, 뒤이은 개정안은 지하수나 위치 기준을 충족하지 못하는 비라이닝 저류조가 폐기물을 받는 것을 중단하고 폐쇄를 시작하도록 요구했으며, 2020년 파트 A 규칙에 따라 마감 시한은 2021년 4월 11일이었다. 2024년 증기 전력 규칙은 더 나아가 바닥재 운송수와 연소 잔류물 침출수에 대한 무방류 한계를 설정했다. 규칙이 강화되는 모든 곳에서 결과는 같다. 한때 연못으로 펌핑되던 재는 이제 탈수된 고체로 처리해야 한다.
플라이애시는 미국 EPA에 의해 대부분 실리카로 구성된 매우 미세한 분말 물질로 설명되며, 연도 가스와 함께 상승하여 전기집진기나 백하우스에서 포집됩니다. 바텀애시는 상승하기에는 너무 무거운 거칠고 각진 물질로, 노 바닥에서 수집됩니다. 이 둘은 프레스에서 다르게 거동하며 보통 분리하여 보관합니다.
슬러리가 어디서 오는지
- 바닥재 이송수 — 보일러 호퍼에서 바닥재를 운반하는 슬루스 물. 거칠고 빠르게 침전되는 고형물; 재가 제거되면 물은 폐쇄 루프에서 재순환된다.
- 습식 집진 또는 연못 준설에서 발생한 비산재 — 습식 스크러버와 습식 전기집진기에서 발생하거나, 수년간 물속에 잠겨 미세하고 포화된 재를 처리하는 오래된 재 연못을 정화하는 과정에서 발생합니다.
- 애시 연못 폐쇄 — 가장 큰 부피. 연못 퇴적물은 슬러리로 준설되며, 라이닝된 매립지로 이동하거나 유익하게 사용되기 전에 탈수되어야 한다.
- FGD 석고 — 재가 아니라, 같은 설비에서 처리되는 것입니다: 습식 배연 탈황에서 나오는 황산칼슘 슬러리로, 이는 쉽게 여과되며 종종 석고보드 제조업체에 판매됩니다.
필터 프레스에서 애시가 어떻게 거동하는지
애시는 프레스에 유리한 공급 원료다. 입자가 단단하고 비압축성이며 불활성이므로 케이크가 생물학적 슬러지나 수산화물 슬러지처럼 불투과성 층으로 압축되지 않아 여과 속도가 높다. 바텀 애시와 FGD 석고는 짧은 주기로 두껍고 다공성인 케이크를 형성한다. 조립질 애시와 석고의 경우 케이크 수분 함량은 15–25%가 일반적이며, 멤브레인 스퀴즈를 적용하면 더 낮아진다.
플라이애시는 더 까다로운 사례다. 입자 크기는 몇 마이크론에서 약 100마이크론까지이며, 매우 미세한 유리질 구체와 미연소 탄소의 꼬리가 있다. 이로 인해 세 가지 결과가 따른다:
- 미세물질에 의한 천 막힘. 가장 미세한 입자는 직물 조직에 끼어든다. 캘린더 가공된 모노필라멘트 폴리프로필렌 천이 이를 가장 잘 방지하며, 일부 플랜트에서는 바닥재나 프리코트를 첨가하여 케이크를 열어준다.
- 마모. 실리카와 알루미나 입자는 공급 펌프, 공급 파이프 엘보 및 공급 눈의 천을 마모시킵니다. 경금속 또는 고무 라이닝된 습식 엔드를 갖춘 슬러리 펌프, 또는 에어 작동식 다이어프램 펌프 더 작은 장치의 경우, 표준 원심 펌프보다 훨씬 오래 지속됩니다.
- 피드 라인에 정착 중입니다. 재는 빠르게 가라앉는다. 공급 라인은 속도를 고려하여 설계되었고, 프레스는 교반 탱크에서 공급되며, 각 사이클이 끝날 때 라인을 플러싱하여 막히지 않도록 한다.
미연소 탄소는 언급할 가치가 있습니다. 고탄소 플라이애시(구형 보일러나 저NOx 버너에서 발생)는 여과가 더 느리고 물을 더 많이 보유하며, 케이크를 시멘트 용도로 부적합하게 만들 수 있습니다. 문의 시 손실-점화 수치는 어떤 경우인지 알려줍니다.
애쉬용 프레스 사이징
모든 슬러리와 마찬가지로 건조 톤/일에서 시작하십시오. 애시 케이크는 밀도가 높기 때문에 — 종류와 수분 함량에 따라 벌크 밀도가 1,200–1,600 kg/m³ 범위 — 주어진 챔버 부피는 슬러지보다 훨씬 더 많은 건조 고형물을 담을 수 있으며 사이클 시간도 짧습니다. 하루에 건조 생물학적 슬러지 5톤을 처리하는 프레스는 애시에서는 그 몇 배를 처리할 것입니다. 프레스를 제한하는 것은 일반적으로 여과가 아니라 공급 시스템과 케이크 처리입니다.
사양을 형성하는 포인트:
- 플레이트 재질. 폴리프로필렌 플레이트가 표준이며, 대부분의 애시 슬러리의 알칼리성 pH에 견딥니다. 공급 압력이 높아 사이클을 단축해야 하는 경우에는 강화 플레이트가 지정됩니다.
- 공급 압력. 애시 슬러리는 적당한 압력에서 빠르게 여과됩니다. 저압에서 채우고 고압에서 마무리하는 2단계 공급이 최상의 사이클 타임과 케이크 건조도를 제공합니다.
- 자동 작동. 애시는 연속적이고 대량의 흐름입니다. 자동 판 이동, 천 세척 및 케이크를 컨베이어로 배출하는 것이 일반적입니다. 다음을 참조하십시오. 챔버 필터 프레스 범위.
- 케이크 건조도 목표. 매립의 경우, 페인트 필터 테스트를 통과하고 적재할 수 있는 케이크면 충분합니다. 시멘트나 콘크리트에 유익하게 사용하려면 구매자가 수분 상한선을 설정하며, 그리고 멤브레인 필터 프레스 그것을 일관되게 충족시키는 방법이다.
- 여과액. 애시 여과액은 알칼리성이며 붕소, 셀레늄 또는 기타 미량 원소를 함유할 수 있습니다. 이는 배출되지 않고 운송수 순환 계통이나 처리 공정으로 되돌아갑니다.
필터 프레스 대안들과의 비교
| 필터 프레스 | 벨트 프레스 | 원심분리기 | 지오텍스타일 튜브 | |
|---|---|---|---|---|
| 케이크 수분, 플라이 애시 | 최저 | 높음 | 보통 | 높음, 느림 |
| 연마성 재에 의한 마모 | 천 및 공급 펌프만 | 벨트와 롤러 | 스크롤과 볼, 비싼 | 낮음 |
| 벌금 부과 | 높음 | 낮음 | 보통 | 보통 |
| 풋프린트 | 보통 | 보통 | 작은 | 매우 큼 |
| 최적 적합 | 영구 건식 처리 시스템; 유익한 사용을 통한 연못 폐쇄 | 애시에는 거의 사용되지 않음 | 공간 제약형 개조 | 토지가 이용 가능한 임시 연못 폐쇄 |
애쉬 탈수 제안서에 무엇을 보내야 하는가
애시 유형(플라이, 바텀, 연못 침전물, FGD 석고), 일일 건조 톤수, 슬러리 고형물 농도, 입도 분포(가능한 경우), 강열 감량, pH, 목표 케이크 수분 및 그 이유(매립 또는 판매), 그리고 케이크가 어떻게 이동될 것인지. 슬러리 1리터 샘플이 있으면 여과 테스트를 실행하여 가정이 아닌 데이터로부터 사이클 시간과 케이크 수분을 견적할 수 있습니다.
관련: 전력 및 신에너지용 필터 프레스, 필터 프레스 여포 선택 가이드, 필터 프레스 vs 원심분리기 vs 벨트 프레스.
자주 묻는 질문
플라이애시를 필터 프레스로 탈수할 수 있나요?
네. 재는 광물성이며 압축되지 않고 빠르게 여과됩니다. 설계 포인트는 내마모성 공급 펌프, 미세 입자에 의한 막힘을 방지하는 캘린더링된 모노필라멘트 천, 그리고 빠르게 침전되는 고체를 부유 상태로 유지하는 공급 시스템입니다.
필터 프레스가 애시에서 도달할 수 있는 케이크 수분은 얼마인가요?
일반적으로 바닥재와 FGD 석고의 경우 15–25%이며, 미연소 탄소가 포함된 미세 플라이애시의 경우 다소 더 높습니다. 멤브레인 스퀴즈는 이를 더욱 감소시키고 시멘트 또는 석고보드 구매자에게 일관된 수분을 제공합니다.
플라이 애시가 바텀 애시보다 여과하기 더 어려운 이유는 무엇인가?
훨씬 더 미세하며, 직물에 박히는 몇 마이크론 크기의 유리질 구슬이 일부 포함되어 있고, 물을 머금는 미연소 탄소를 함유할 수 있다. 바닥재는 거칠고 각이 져 있으며, 물이 빠르게 배수되는 열린 케이크를 형성한다.
플라이 애시와 바텀 애시의 차이점은 무엇인가요?
플라이애시는 연도 가스와 함께 상승하여 전기집진기나 백필터에서 포집되는 미세 분말이고, 바텀애시는 노 바닥으로 떨어지는 굵은 물질이다. 둘 다 석탄 연소 잔재물이지만 각각 별도로 처리되고 탈수된다.
재 필터프레스 여액은 어떻게 되나요?
회분 이송수 순환계로 돌아가거나 발전소의 폐수 처리 시설로 보내집니다. 이는 알칼리성이며 붕소와 셀레늄 같은 미량 원소를 함유할 수 있으므로 직접 방류되지 않습니다.
필터 프레스는 애쉬 폰드 폐쇄에 적합한가요?
네, 탈수된 재는 라이닝된 셀에 매립되거나 판매될 것이며, 폐쇄 기간이 영구 설비를 정당화할 만큼 충분히 깁니다. 토지가 있는 단기 폐쇄의 경우, 더 습한 제품이라는 단점을 감수하고 지오텍스타일 튜브가 대신 사용되기도 합니다.
애쉬 유형, 톤수 및 목표 수분을 보내주시면 그에 맞춰 프레스, 공급 펌프 및 여과포의 사양을 결정해 드리겠습니다: 애쉬 탈수 제안을 요청합니다.
참고 문헌: US EPA — 전력 유틸리티에서 발생하는 석탄 연소 잔류물의 처분 (CCR 규칙), US EPA — 석탄재 기초, US EPA — 증기 전력 발전 폐수 지침, 2024년 최종 규칙.
이 글은 우리의 가이드의 일부입니다 산업용 필터 프레스 응용 분야.