Trả lời nhanh: Tro bay và tro đáy dạng bùn khử nước tốt trong máy ép khung bản vì chất rắn là khoáng, không nén được và hầu như không chứa hữu cơ. Vấn đề nằm ở mài mòn và hạt mịn: tro bay là bột mịn giàu silica làm mòn bơm cấp liệu và vải lọc, và phần mịn nhất làm bít vải trừ khi chọn vải và chu trình phù hợp với nó. Các nhà máy chuyển từ hồ tro ướt sang xử lý khô dùng máy ép để tạo ra bánh bùn có thể xếp chồng, có thể chôn lấp hoặc bán.
Tại sao các nhà máy điện lại khử nước tro
Trong nhiều thập kỷ, các nhà máy điện than đã dẫn tro thải ra các hồ chứa và để nó lắng đọng. Điều đó đang kết thúc. Tại Hoa Kỳ, quy định về chất thải tro than, được công bố vào tháng 4 năm 2015, đã đặt ra các yêu cầu đối với các hồ chứa tro bề mặt, và các sửa đổi sau đó yêu cầu các hồ chứa không có lớp lót không đáp ứng tiêu chí về nước ngầm hoặc vị trí phải ngừng tiếp nhận chất thải và bắt đầu đóng cửa, với thời hạn là ngày 11 tháng 4 năm 2021 theo quy định Phần A năm 2020. Quy định về điện hơi nước năm 2024 đã đi xa hơn và thiết lập giới hạn xả thải bằng không đối với nước vận chuyển tro đáy và nước rỉ từ chất thải tro than. Kết quả là giống nhau ở mọi nơi mà các quy định thắt chặt: tro trước đây được bơm vào hồ chứa giờ phải được xử lý như một chất rắn đã khử nước.
Tro bay được US EPA mô tả là một vật liệu rất mịn, dạng bột, chủ yếu gồm silica, được khí thải mang lên và thu giữ trong các thiết bị lọc bụi tĩnh điện hoặc túi lọc. Tro đáy là vật liệu thô, có góc cạnh, quá nặng để bị mang lên, được thu gom từ đáy lò. Hai loại này có hành vi khác nhau trong máy ép và thường được giữ riêng biệt.
Bùn đến từ đâu
- Nước vận chuyển tro đáy — nước cống dẫn tro đáy từ phễu lò hơi. Các hạt rắn thô, lắng nhanh; nước được tái tuần hoàn trong vòng kín sau khi tro được loại bỏ.
- Tro bay từ thu gom ướt hoặc nạo vét ao — hoặc từ các thiết bị lọc ướt và thiết bị lắng ướt, hoặc từ việc xử lý các hồ tro cũ, nơi tro đã ngập trong nước nhiều năm và trở nên mịn và bão hòa.
- Đóng bãi tro — khối lượng lớn nhất. Trầm tích ao được nạo vét dưới dạng bùn và phải được khử nước trước khi có thể được chuyển đến bãi chôn lấp có lót hoặc được sử dụng có ích.
- Thạch cao FGD — không phải tro, mà được xử lý bởi cùng các nhà máy: bùn thạch cao canxi từ quá trình khử lưu huỳnh khí thải ướt, dễ lọc và thường được bán cho các nhà sản xuất tấm tường.
Tro của tro hoạt động như thế nào trong máy ép bùn khung bản
Tro là một nguyên liệu nạp thuận lợi cho máy ép. Các hạt cứng, không nén được và trơ, nên bánh lọc không bị nén chặt thành một lớp không thấm như bùn sinh học hoặc bùn hydroxit, và tốc độ lọc cao. Tro đáy và thạch cao FGD tạo thành bánh lọc dày, xốp trong các chu kỳ ngắn. Độ ẩm bánh lọc 15–25% là điển hình đối với tro thô và thạch cao, và việc ép bằng màng làm giảm độ ẩm xuống thấp hơn.
Tro bay là trường hợp khó hơn. Kích thước hạt của nó dao động từ vài micron đến khoảng 100 micron, với một đuôi gồm các hạt cầu thủy tinh rất mịn và carbon chưa cháy hết. Ba hệ quả kéo theo là:
- Vải bị bít kín bởi các hạt mịn. Phần mịn nhất bám vào cấu trúc vải. Vải polypropylene đơn sợi được cán láng chống lại điều này tốt nhất, và một số nhà máy thêm tro đáy hoặc lớp phủ sơ bộ để làm tơi bánh bùn.
- Mài mòn. Các hạt silica và alumina làm mòn bơm cấp liệu, các khuỷu ống cấp liệu và vải tại mắt cấp liệu. Bơm bùn với phần ướt bằng kim loại cứng hoặc lót cao su, hoặc một Bơm màng khí nén Đối với các đơn vị nhỏ hơn, tuổi thọ cao hơn nhiều so với máy bơm ly tâm tiêu chuẩn.
- Ổn định trong đường cấp liệu. Tro bay lắng nhanh. Đường ống cấp liệu được tính toán kích thước theo vận tốc, máy ép được cấp liệu từ một bồn khuấy, và đường ống được xả rửa vào cuối mỗi chu kỳ để không bị tắc.
Carbon chưa cháy cũng đáng được đề cập. Tro bay có hàm lượng carbon cao (từ các lò hơi cũ hoặc đầu đốt low-NOx) lọc chậm hơn và giữ nhiều nước hơn, và nó có thể làm cho bánh lọc không phù hợp để sử dụng cho xi măng. Chỉ số mất khi nung trong yêu cầu cung cấp cho chúng ta biết bạn thuộc trường hợp nào.
Định cỡ máy ép cho tro
Bắt đầu từ tấn khô mỗi ngày, như đối với bất kỳ bùn nào. Vì bánh tro rất đặc — khối lượng riêng đổ đống trong khoảng 1.200–1.600 kg/m³ tùy thuộc vào loại và độ ẩm — nên một thể tích buồng nhất định chứa được lượng chất rắn khô nhiều hơn hẳn so với khi chứa bùn, và thời gian chu kỳ ngắn. Một máy ép có thể xử lý 5 tấn bùn sinh học khô mỗi ngày sẽ xử lý được lượng tro gấp vài lần con số đó. Yếu tố giới hạn máy ép thường là hệ thống cấp liệu và khâu xử lý bánh, chứ không phải quá trình lọc.
Các điểm định hình đặc tả:
- Vật liệu tấm. Tấm polypropylene là tiêu chuẩn; chúng chịu được pH kiềm của hầu hết các bùn tro. Tấm gia cường được chỉ định khi áp suất cấp liệu cao để rút ngắn chu kỳ.
- Áp suất cấp liệu. Bùn tro lọc nhanh ở áp suất vừa phải; cấp liệu hai giai đoạn, nạp ở áp suất thấp và hoàn tất ở áp suất cao, cho thời gian chu kỳ và độ khô bánh lọc tốt nhất.
- Vận hành tự động. Tro là một dòng liên tục, lưu lượng lớn. Việc tự động dịch chuyển tấm, rửa vải và xả bánh lọc xuống băng tải là tiêu chuẩn; xem máy ép buồng lọc phạm vi.
- Mục tiêu độ khô của bánh. Đối với việc chôn lấp, một bánh bùn vượt qua được thử nghiệm lọc sơn và có thể xếp chồng là đủ. Đối với việc sử dụng có lợi trong xi măng hoặc bê tông, người mua đặt ra giới hạn độ ẩm tối đa, và một máy ép màng lọc là cách để đáp ứng nó một cách nhất quán.
- Dịch lọc. Dịch lọc tro có tính kiềm và có thể mang theo boron, selen hoặc các nguyên tố vi lượng khác; nó quay trở lại vòng nước vận chuyển hoặc đến xử lý, không xả thải.
Máy ép khung bản so với các lựa chọn thay thế
| Máy ép lọc | Máy ép băng tải | Máy ly tâm | Ống vải địa kỹ thuật | |
|---|---|---|---|---|
| Độ ẩm bánh, tro bay | Thấp nhất | Cao | Trung bình | Cao, chậm |
| Mài mòn do tro mài mòn | Chỉ có bơm vải và bơm cấp liệu | Dây đai và con lăn | Cuộn và bát, đắt tiền | Thấp |
| Phạt bắt giữ | Cao | Thấp | Trung bình | Trung bình |
| Diện tích chiếm chỗ | Trung bình | Trung bình | Nhỏ | Rất lớn |
| Phù hợp nhất | Hệ thống xử lý khô vĩnh viễn; đóng hồ chứa với mục đích sử dụng có lợi | Hiếm khi được sử dụng cho tro | Cải tạo trong không gian hạn chế | Đóng tạm thời ao với đất có sẵn |
Gửi những gì cho một đề xuất khử nước tro
Loại tro (tro bay, tro đáy, bùn ao, thạch cao FGD), tấn khô mỗi ngày, nồng độ chất rắn trong bùn, phân bố kích thước hạt nếu có, tổn thất khi nung, pH, độ ẩm bánh lọc mục tiêu và lý do (chôn lấp hoặc bán), và cách di chuyển bánh lọc. Một mẫu bùn một lít cho phép chúng tôi chạy thử nghiệm lọc và báo giá thời gian chu kỳ và độ ẩm bánh lọc từ dữ liệu thay vì từ giả định.
Liên quan: máy ép bùn cho điện lực và năng lượng mới, hướng dẫn lựa chọn vải lọc, máy ép khung bản vs máy ly tâm vs máy ép băng tải.
Câu hỏi thường gặp
Tro bay có thể được khử nước bằng máy ép lọc không?
Đúng vậy. Tro là khoáng chất, không nén được và lọc nhanh. Các điểm thiết kế là bơm cấp liệu chống mài mòn, vải sợi đơn được cán để chống bít kín bởi các hạt mịn, và hệ thống cấp liệu giữ cho các chất rắn lắng nhanh ở trạng thái lơ lửng.
Máy ép bùn có thể đạt độ ẩm bánh bao nhiêu trên tro?
Thông thường từ 15–25% đối với tro đáy và thạch cao FGD, cao hơn một chút đối với tro bay mịn có chứa carbon chưa cháy. Việc ép màng giúp giảm thêm độ ẩm và mang lại độ ẩm ổn định cho người mua xi măng hoặc tấm thạch cao.
Tại sao tro bay khó lọc hơn tro đáy?
Nó mịn hơn nhiều, với một phần nhỏ các hạt cầu thủy tinh có kích thước vài micron bám vào vải, và có thể chứa carbon chưa cháy giữ nước. Tro đáy thì thô và có góc cạnh, tạo thành một khối xốp, thoát nước nhanh.
Sự khác biệt giữa tro bay và tro đáy là gì?
Tro bay là bột mịn được khí thải cuốn theo và được thu giữ trong thiết bị lọc bụi tĩnh điện hoặc túi lọc bụi; tro đáy là vật liệu thô rơi xuống đáy lò. Cả hai đều là chất thải tro than nhưng chúng được xử lý và khử nước riêng biệt.
Nước lọc từ máy ép bùn từ tro sẽ ra sao?
Nó quay trở lại vòng nước vận chuyển tro hoặc đi đến hệ thống xử lý nước thải của nhà máy. Nó có tính kiềm và có thể mang theo các nguyên tố vi lượng như boron và selen, vì vậy nó không được xả thải trực tiếp.
Máy ép bùn khung bản có phù hợp để đóng bãi tro không?
Đúng, nơi tro đã khử nước sẽ được chôn lấp trong một ô có lót hoặc được bán, và thời gian đóng cửa kéo dài đủ để biện minh cho một hệ thống lắp đặt cố định. Đối với các đợt đóng cửa ngắn với đất sẵn có, đôi khi người ta sử dụng ống vải địa kỹ thuật thay thế, với nhược điểm là sản phẩm ướt hơn.
Hãy gửi loại tro, trọng tải và độ ẩm mục tiêu và chúng tôi sẽ tính toán kích thước máy ép, bơm cấp liệu và vải cho nó: yêu cầu đề xuất khử nước tro.
Tài liệu tham khảo: US EPA — Xử lý tro than từ các tiện ích điện (quy định CCR), US EPA — Kiến thức cơ bản về tro than, US EPA — Hướng dẫn về nước thải của nhà máy nhiệt điện hơi nước, Quy định cuối cùng năm 2024.
Bài viết này là một phần trong hướng dẫn của chúng tôi về industrial filter press applications.