คำตอบสั้น: เถ้าลอยและเถ้าก้นเตาในรูปสารละลายน้ำจะคายน้ำได้ดีในเครื่องกรองแบบอัด เพราะของแข็งเป็นแร่ธาตุ ไม่สามารถบีบอัดได้ และแทบไม่มีสารอินทรีย์ปนอยู่ ข้อควรระวังคือการสึกหรอและอนุภาคละเอียด: เถ้าลอยเป็นผงละเอียดที่อุดมด้วยซิลิกาซึ่งทำให้ปั๊มป้อนและผ้ากรองสึกหรอ และส่วนที่ละเอียดที่สุดจะอุดตันผ้ากรองเว้นแต่จะเลือกผ้ากรองและรอบการทำงานให้เหมาะกับมัน โรงงานที่เปลี่ยนจากบ่อเถ้าเปียกมาเป็นการจัดการแบบแห้งใช้เครื่องอัดกรองเพื่อผลิตเค้กที่สามารถกองซ้อนได้ซึ่งสามารถฝังกลบหรือขายได้
ทำไมโรงไฟฟ้าจึงต้องกำจัดน้ำออกจากเถ้าถ่านหินเลย
เป็นเวลาหลายทศวรรษที่โรงไฟฟ้าถ่านหินชะล้างเถ้าลงสู่บ่อและปล่อยให้มันตกตะกอน สิ่งนี้กำลังจะสิ้นสุดลง ในสหรัฐอเมริกา กฎว่าด้วยของเสียจากการเผาไหม้ถ่านหิน ซึ่งเผยแพร่ในเดือนเมษายน 2015 ได้กำหนดข้อกำหนดสำหรับบ่อกักเก็บเถ้าผิวดิน และการแก้ไขเพิ่มเติมที่ตามมาได้กำหนดให้บ่อกักเก็บที่ไม่มีการบุผิวซึ่งไม่ผ่านเกณฑ์ด้านน้ำใต้ดินหรือเกณฑ์ด้านที่ตั้งต้องหยุดรับของเสียและเริ่มดำเนินการปิดบ่อ โดยมีกำหนดเส้นตายวันที่ 11 เมษายน 2021 ภายใต้กฎ Part A ปี 2020 กฎว่าด้วยไฟฟ้าจากไอน้ำปี 2024 ได้เข้มงวดยิ่งขึ้นและกำหนดข้อจำกัดการปล่อยเป็นศูนย์สำหรับน้ำที่ใช้ขนส่งเถ้าหนักและน้ำชะของเสียจากการเผาไหม้ ผลลัพธ์ก็เหมือนกันทุกที่ที่กฎเข้มงวดขึ้น เถ้าที่เคยถูกสูบลงบ่อตอนนี้ต้องถูกจัดการเป็นของแข็งที่ผ่านการลดน้ำแล้ว
เถ้าลอยถูกอธิบายโดย US EPA ว่าเป็นวัสดุผงละเอียดมากที่ประกอบด้วยซิลิกาเป็นส่วนใหญ่ ถูกพาขึ้นไปพร้อมกับก๊าซไอเสียและถูกดักจับในเครื่องตกตะกอนไฟฟ้าหรือถุงกรอง เถ้าก้นเตาเป็นวัสดุหยาบมีเหลี่ยมมุมที่หนักเกินกว่าจะถูกพาขึ้นไป เก็บรวบรวมจากก้นเตา ทั้งสองชนิดมีพฤติกรรมแตกต่างกันเมื่ออัดในเครื่องอัดและมักถูกแยกออกจากกัน
น้ำดิบมาจากไหน
- น้ำลำเลียงเถ้าหนัก — น้ำในรางน้ำที่พาเถ้าหนักจากฮอปเปอร์ของหม้อไอน้ำ ของแข็งหยาบที่ตกตะกอนเร็ว น้ำจะถูกนำกลับมาใช้ใหม่ในระบบปิดหลังจากกำจัดเถ้าออกแล้ว
- เถ้าลอยจากการเก็บแบบเปียกหรือการขุดลอกบ่อ — ไม่ว่าจะจากเครื่องขัดล้างแบบเปียกและเครื่องตกตะกอนแบบเปียก หรือจากการฟื้นฟูบ่อขี้เถ้าเก่า ซึ่งขี้เถ้าอยู่ใต้น้ำมาหลายปีและมีลักษณะละเอียดและอิ่มตัว
- การปิดบ่อเถ้าลอย — ปริมาณที่มากที่สุด ตะกอนบ่อถูกขุดลอกเป็นสารละลายและต้องผ่านการลดน้ำก่อนที่จะสามารถเคลื่อนย้ายไปยังหลุมฝังกลบที่มีการบุหรือนำไปใช้ประโยชน์ได้
- ยิปซัม FGD — ไม่ใช่เถ้า แต่ถูกจัดการโดยโรงงานเดียวกัน: น้ำ slurry ของแคลเซียมซัลเฟตจากระบบกำจัดซัลเฟอร์ไดออกไซด์แบบเปียก ซึ่งกรองได้ง่ายและมักถูกขายให้ผู้ผลิตแผ่นยิปซัม
พฤติกรรมของเถ้าในเครื่องกรองแบบอัด
เถ้าเป็นอาหารป้อนที่ดีสำหรับเครื่องอัดอนุภาคมีความแข็ง ไม่สามารถบีบอัดได้ และเฉื่อย ดังนั้นเค้กจึงไม่บีบอัดเป็นชั้นที่ไม่ซึมผ่านเหมือนที่ตะกอนชีวภาพหรือไฮดรอกไซด์ทำ และอัตราการกรองสูง เถ้าก้นเตาและยิปซัม FGD ก่อตัวเป็นเค้กหนาและมีรูพรุนในรอบสั้นๆ ความชื้นของเค้กที่ 15–25% เป็นเรื่องปกติสำหรับเถ้าหยาบและยิปซัม และการบีบด้วยเมมเบรนทำให้ต่ำลงอีก
เถ้าลอยเป็นกรณีที่ยากกว่า ขนาดอนุภาคของมันมีตั้งแต่ไม่กี่ไมครอนไปจนถึงประมาณ 100 ไมครอน โดยมีหางของทรงกลมแก้วละเอียดมากและคาร์บอนที่ยังเผาไหม้ไม่หมด ผลที่ตามมามีสามประการ:
- การบดบังผ้าด้วยฝุ่นละเอียด เศษละเอียดที่สุดจะติดอยู่ในโครงทอ ผ้าพอลิโพรพิลีนชนิดใยเดี่ยวที่ผ่านการอัดรีดจะต้านทานสิ่งนี้ได้ดีที่สุด และบางโรงงานเติมเถ้าก้นเตาหรือสารเคลือบเบื้องต้นเพื่อเปิดชั้นเค้ก
- การสึกหรอ อนุภาคซิลิกาและอะลูมินาทำให้ปั๊มป้อน สี่งอของท่อป้อน และผ้าที่ตาป้อนสึกหรอ ปั๊มสารละลายที่มีส่วนเปียกทำจากโลหะแข็งหรือบุด้วยยาง หรือ ปั๊มไดอะแฟรมแบบขับเคลื่อนด้วยลม สำหรับหน่วยที่เล็กกว่า จะมีอายุการใช้งานนานกว่าปั๊ม centrifugal มาตรฐานมาก
- กำลังปรับตัวในสายป้อน เถ้าตกตะกอนอย่างรวดเร็ว ท่อป้อนถูกกำหนดขนาดตามความเร็วของของไหล เพรสถูกป้อนจากถังที่มีการกวน และท่อจะถูกไล่ flushing เมื่อสิ้นสุดแต่ละรอบเพื่อไม่ให้อุดตัน
คาร์บอนที่ยังไม่เผาไหม้ก็ควรค่าแก่การกล่าวถึง เถ้าลอยที่มีคาร์บอนสูง (จากหม้อไอน้ำรุ่นเก่าหรือหัวเผาแบบ low-NOx) จะกรองได้ช้ากว่าและอุ้มน้ำได้มากกว่า และอาจทำให้เค้กไม่เหมาะสำหรับใช้ในงานซีเมนต์ ค่า loss-on-ignition ในคำสอบถามจะบอกเราว่าคุณอยู่ในกรณีใด
การกำหนดขนาดเครื่องอัดสำหรับเถ้า
เริ่มจากหน่วยตันแห้งต่อวัน เช่นเดียวกับสเลอรีทั่วไป เนื่องจากเค้กเถามีความหนาแน่นสูง — ความหนาแน่นรวมอยู่ในช่วง 1,200–1,600 kg/m³ ขึ้นอยู่กับชนิดและความชื้น — ปริมาตรห้องกรองที่กำหนดจะบรรจุของแข็งแห้งได้มากกว่าสลัดจ์อย่างมาก และรอบการทำงานก็สั้น เครื่องอัดกรองที่จัดการสลัดจ์ชีวภาพแบบแห้ง 5 ตันต่อวัน จะจัดการเถาได้มากกว่านั้นหลายเท่า สิ่งที่จำกัดเครื่องอัดกรองมักเป็นระบบป้อนและระบบจัดการเค้ก ไม่ใช่การกรอง
ประเด็นที่กำหนดข้อกำหนด:
- วัสดุแผ่น แผ่นโพลีโพรพิลีนเป็นมาตรฐาน ทนต่อค่า pH ที่เป็นด่างของน้ำ slurry เถ้าส่วนใหญ่ แผ่นเสริมแรงจะถูกระบุเมื่อแรงดันป้อนสูงเพื่อลดรอบการทำงาน
- แรงดันป้อน ตัวกรองสารละลายเถ้าลอยกรองได้เร็วที่ความดันปานกลาง การป้อนแบบสองขั้นตอนที่เติมที่ความดันต่ำและสิ้นสุดที่ความดันสูงให้เวลารอบและความแห้งของเค้กที่ดีที่สุด
- การทำงานอัตโนมัติ เถ้าเป็นกระแสต่อเนื่องที่มีปริมาณสูง การเลื่อนแผ่นเพลตอัตโนมัติ การล้างผ้าและการปล่อยเค้กออกสู่สายพานลำเลียงเป็นเรื่องปกติ ดูที่ เครื่องกรองแบบห้อง ช่วง
- เป้าหมายความแห้งของเค้ก สำหรับการฝังกลบ เค้กที่ผ่านการทดสอบตัวกรองสีและสามารถวางซ้อนกันได้ก็เพียงพอแล้ว สำหรับการใช้ประโยชน์ในปูนซีเมนต์หรือคอนกรีต ผู้ซื้อกำหนดเพดานความชื้น และค่า เครื่องกรองแบบเมมเบรน เป็นวิธีที่จะตอบสนองมันอย่างสม่ำเสมอ
- กรอง น้ำกรองจากเถ้าลอยมีฤทธิ์เป็นด่างและอาจมีโบรอน ซีลีเนียม หรือธาตุปริมาณน้อยอื่นๆ ปนอยู่ จะถูกนำกลับเข้าสู่วงจรน้ำขนส่งหรือเข้าสู่กระบวนการบำบัด ไม่ปล่อยทิ้ง
เครื่องกรองแบบแผ่นอัดเทียบกับทางเลือกอื่น
| เครื่องอัดกรอง | เครื่องกรองแบบสายพานอัด | เครื่องหมุนเหวี่ยง | ท่อจีโอเทกซ์ไทล์ | |
|---|---|---|---|---|
| ความชื้นในเค้ก เถ้าลอย | ต่ำสุด | สูง | ปานกลาง | สูง ช้า |
| การสึกหรอจากเถ้าที่เป็นสารขัดถู | ผ้าและปั๊มป้อนเท่านั้น | สายพานและลูกกลิ้ง | สกรอลและโบวล์ ราคาแพง | ต่ำ |
| การจับกุมค่าปรับ | สูง | ต่ำ | ปานกลาง | ปานกลาง |
| พื้นที่ติดตั้ง | ปานกลาง | ปานกลาง | เล็ก | ใหญ่โตมาก |
| เหมาะสมที่สุด | ระบบจัดการแบบแห้งถาวร; การปิดบ่อพร้อมการใช้ประโยชน์ | ไม่ค่อยได้ใช้สำหรับเถ้า | การปรับปรุงพื้นที่จำกัด | ปิดบ่อชั่วคราวพร้อมที่ดินว่าง |
สิ่งที่ต้องส่งสำหรับข้อเสนอการรีดน้ำเถ้า
ชนิดของเถ้า (เถ้าลอย เถ้าก้นเตา ตะกอนบ่อ ยิปซัม FGD) จำนวนตันแห้งต่อวัน ความเข้มข้นของของแข็งในสเลอรี การกระจายขนาดอนุภาคถ้ามี ค่าการสูญเสียจากการเผาไหม้ ค่า pH ความชื้นเป้าหมายของเค้กและเหตุผล (ฝังกลบหรือขาย) และวิธีเคลื่อนย้ายเค้ก ตัวอย่างสเลอรีหนึ่งลิตรช่วยให้เราทำการทดสอบการกรองและเสนอเวลาวงจรและความชื้นของเค้กจากข้อมูลจริงแทนการสันนิษฐาน
ที่เกี่ยวข้อง: เครื่องกรองแบบแผ่นสำหรับพลังงานและพลังงานใหม่, การเลือกผ้าสำหรับเครื่องกรองแบบแผ่น, เครื่องกรองแบบแผ่นกด vs เครื่องหมุนเหวี่ยง vs เครื่องกดแบบสายพาน.
คำถามที่พบบ่อย
เถ้าลอยสามารถรีดน้ำออกด้วยเครื่องกรองแบบอัดได้หรือไม่?
ใช่ เถ้าเป็นแร่ธาตุ ไม่สามารถบีบอัดได้ และกรองได้อย่างรวดเร็ว จุดออกแบบที่สำคัญคือปั๊มป้อนที่ทนต่อการสึกหรอ ผ้าที่ทำจากเส้นใยเดี่ยวผ่านการอัดรีดซึ่งต้านทานการอุดตันจากอนุภาคละเอียด และระบบป้อนที่ช่วยให้ของแข็งที่ตกตะกอนเร็วคงสภาพแขวนลอยอยู่
เครื่องกรองแบบเพลทและเฟรมสามารถลดความชื้นของเค้กเถ้าได้เหลือเท่าใด
โดยทั่วไป 15–25% สำหรับเถ้าหนักและยิปซัม FGD และสูงกว่าเล็กน้อยสำหรับเถ้าลอยละเอียดที่มีคาร์บอนที่เผาไหม้ไม่หมด การบีบด้วยเมมเบรนช่วยลดความชื้นลงได้อีกและให้ความชื้นที่สม่ำเสมอสำหรับผู้ซื้อปูนซีเมนต์หรือแผ่นผนัง
ทำไมเถ้าลอยจึงกรองได้ยากกว่าเถ้าก้นเตา
มันละเอียดกว่ามาก โดยมีเศษของทรงกลมคล้ายแก้วขนาดไม่กี่ไมครอนที่ฝังอยู่ในเนื้อผ้า และอาจมีคาร์บอนที่ยังเผาไม่หมดซึ่งอุ้มน้ำไว้ เถ้าก้นเตานั้นหยาบและมีเหลี่ยมมุม และก่อตัวเป็นก้อนที่โปร่ง ระบายน้ำได้เร็ว
ความแตกต่างระหว่างเถ้าลอยและเถ้าก้นเตาคืออะไร?
เถ้าลอยเป็นผงละเอียดที่ถูกพาขึ้นไปพร้อมกับก๊าซไอเสียและถูกดักจับในเครื่องตกตะกอนไฟฟ้าสถิตหรือถุงกรอง ส่วนเถ้าก้นเตาเป็นวัสดุหยาบที่ตกลงสู่ก้นเตา ทั้งสองเป็นของเหลือจากการเผาไหม้ถ่านหินแต่ถูกจัดการและแยกน้ำออกจากกัน
ของเหลวที่กรองได้จากเครื่องกรองแบบแผ่นอัดจากเถ้าจะเกิดอะไรขึ้น
มันกลับเข้าสู่วงจรน้ำลำเลียงเถ้าหรือไปยังระบบบำบัดน้ำเสียของโรงงาน มันเป็นด่างและสามารถพาแร่ธาตุปริมาณน้อย เช่น โบรอนและซีลีเนียม ดังนั้นจึงไม่ถูกระบายออกโดยตรง
เครื่องกรองแบบเพลทและเฟรมเหมาะสำหรับการปิดบ่อเถ้าหรือไม่
ใช่ โดยเถ้าที่ผ่านการลดน้ำจะถูกฝังกลบในหลุมที่ปูด้วยวัสดุกันซึมหรือขาย และระยะเวลาการปิดยาวนานพอที่จะคุ้มค่ากับการติดตั้งแบบถาวร สำหรับการปิดระยะสั้นที่มีพื้นที่ว่าง บางครั้งอาจใช้ท่อจีโอเทกซ์ไทล์แทน โดยแลกกับผลิตภัณฑ์ที่เปียกกว่ามาก
ส่งประเภทเถ้า น้ำหนักเป็นตัน และความชื้นเป้าหมายมา แล้วเราจะกำหนดขนาดเครื่องอัด ปั๊มป้อน และผ้าสำหรับมันให้ ขอข้อเสนอการรีดน้ำเถ้า.
เอกสารอ้างอิง: US EPA — การกำจัดกากการเผาไหม้ถ่านหินจากโรงไฟฟ้า (กฎ CCR), US EPA — ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับเถ้าถ่านหิน, US EPA — แนวปฏิบัติเกี่ยวกับน้ำทิ้งจากโรงไฟฟ้าพลังไอน้ำ, กฎขั้นสุดท้ายปี 2024.
บทความนี้เป็นส่วนหนึ่งของคู่มือของเราเกี่ยวกับ industrial filter press applications.