quá trình làm sạch than

Làm sạch than: Tổng quan về các quy trình và mục đích

Làm sạch than, còn được gọi là làm giàu than hoặc rửa than, là một quy trình công nghiệp quan trọng được thiết kế để loại bỏ tạp chất khỏi nguyên liệu thô (Chạy của tôi) than trước khi được sử dụng. Mục tiêu chính là nâng cao chất lượng than bằng cách giảm hàm lượng vật liệu không cháy như tro. (Chất khoáng), lưu huỳnh, và các nguyên tố vi lượng. Quá trình này nâng cao giá trị gia nhiệt (nội dung BTU), cải thiện hiệu quả đốt cháy, giảm chi phí vận chuyển trên mỗi đơn vị năng lượng, và giảm đáng kể lượng khí thải oxit lưu huỳnh (SOx), chất dạng hạt, và các chất ô nhiễm khác khi đốt than. Các phương pháp cụ thể được sử dụng phụ thuộc vào loại và sự phân bố của tạp chất, được phân tách dựa trên sự khác biệt về tính chất vật lý như mật độ, Kích cỡ, và đặc điểm bề mặt.

Các quy trình làm sạch than chính

Nguyên tắc cốt lõi của hầu hết việc làm sạch than là Tách mật độ, vì than nguyên chất có mật độ thấp hơn đá và khoáng chất liên quan. Các quá trình chính bao gồm:

1. Tách trung bình dày đặc (DMS): Đây là phương pháp hiệu quả nhất đối với than thô. Nó sử dụng hỗn dịch từ tính nghiền mịn trong nước để tạo ra chất lỏng có mật độ trung gian chính xác. than đá (mật độ thấp hơn) phao, trong khi đá phiến và pyrit (mật độ cao hơn) bồn rửa. Lốc xoáy DMS thường được sử dụng cho các hạt mịn hơn.
2. sự chuyển động: Một trong những phương pháp lâu đời nhất, cắt chuyển tách các hạt bằng cách đập một cột nước. Những hạt than nhẹ hơn nổi lên trên, và rác nặng hơn lắng xuống phía dưới. Nó có hiệu quả đối với phạm vi kích thước rộng nhưng nhìn chung kém chính xác hơn DMS.
3. Tuyển nổi bọt: Được sử dụng cho các hạt than rất mịn (<0.5 mm), quá trình này dựa vào sự khác biệt về tính kỵ nước bề mặt. Bề mặt than kỵ nước (không thấm nước) và gắn vào các bọt khí được bơm vào trong hỗn hợp bùn, nổi lên trên như bọt. Các hạt khoáng ưa nước chìm.
4. Giặt khô: Được sử dụng ở những vùng khô cằn hoặc than bị phân hủy trong nước, các phương pháp như đồ gá không khí hoặc bàn khí nén sử dụng không khí làm môi trường hóa lỏng để tách mật độ.

Việc lựa chọn công nghệ liên quan đến sự cân bằng giữa hiệu quả, trị giá, và đặc điểm thức ăn.

Quá trình	Tốt nhất cho kích thước hạt	Nguyên tắc tách	Lợi thế chính	Hạn chế chính
Tách trung bình dày đặc	Thô đến trung bình (100mm - 0.5mm)	Tỉ trọng (điều khiển chính xác)	Hiệu quả cao & độ chính xác; xử lý nguồn cấp dữ liệu thay đổi	Vốn cao hơn & Chi phí vận hành; thu hồi nước/từ tính phức tạp
sự chuyển động	Thô đến mịn (50mm - 0.5mm)	Tỉ trọng & Nhịp đập	Mạnh mẽ, chi phí thấp hơn; xử lý phạm vi kích thước rộng	Độ chính xác thấp hơn DMS; kém hiệu quả hơn đối với vật liệu có mật độ gần
Tuyển nổi bọt	Khỏe (<0.5mm)	Hóa học bề mặt	Phương pháp hiệu quả duy nhất cho siêu mịn; thu hồi sản phẩm có giá trị từ bùn	Chi phí thuốc thử cao; nhạy cảm với hóa học bột giấy & hàm lượng tro
Giặt khô (Khí Jig)	Thô đến trung bình (>6mm)	Mật độ với sự hóa lỏng không khí	Không sử dụng nước; thích hợp cho vùng khô cằn hoặc than nhạy cảm với nước	Hiệu quả thấp hơn so với phương pháp ướt; Tạo bụi; kiểm soát kích thước nguồn cấp dữ liệu chặt chẽ hơn

Ứng dụng trong thế giới thực: Trường hợp mỏ than Mount Arthur

Một ví dụ nổi bật về làm sạch than quy mô lớn là mỏ Mount Arthur của BHP ở New South Wales, Úc. Hoạt động này sử dụng một chu trình làm sạch nhiều giai đoạn phức tạp để chuẩn bị than nhiệt cho thị trường xuất khẩu.

• Luồng quy trình: Than đá đầu tiên được nghiền và sàng lọc thành các phần kích thước.
• Than thô (>8mm): Được xử lý qua lốc xoáy trung bình lớn dày đặc.
• Than nhỏ (1-8mm): Được xử lý trong lốc xoáy trung bình dày đặc nhỏ hơn.
• Than mịn (0-1mm): Được xử lý thông qua các tế bào tuyển nổi xoắn ốc và bọt.
• Sản phẩm được làm sạch từ mỗi dòng được khử nước bằng màn chắn, Máy ly tâm, và lọc trước khi trộn thành sản phẩm cuối cùng.
• kết quả: Quá trình rửa này làm giảm đáng kể hàm lượng tro, Sản xuất nhất quán, sản phẩm năng lượng cao đáp ứng các thông số kỹ thuật chất lượng quốc tế nghiêm ngặt để phát điện hiệu quả và giảm lượng khí thải tại điểm đốt.

Phần câu hỏi thường gặp

1. Tại sao phải làm sạch than nếu chúng ta đang tránh xa nhiên liệu hóa thạch?
   Trong khi quá trình chuyển đổi năng lượng toàn cầu đang diễn ra, than vẫn là một phần quan trọng trong cơ cấu năng lượng ở nhiều khu vực trong giai đoạn chuyển tiếp này. Làm sạch nguồn cung cấp than hiện có là một bước đi thiết thực nhằm giảm ngay tác động đến môi trường trên một đơn vị năng lượng được sản xuất so với việc đốt than thô. Nó giảm thiểu ô nhiễm không khí cục bộ và cải thiện hiệu quả cho đến khi việc thay thế bằng các nguồn carbon thấp hơn được thực hiện đầy đủ.

2. Làm sạch than có thể loại bỏ tất cả các chất ô nhiễm?
   KHÔNG. Làm sạch vật lý chủ yếu loại bỏ vô cơ các tạp chất như khoáng chất tạo tro và lưu huỳnh pyrit (lưu huỳnh liên kết trong khoáng chất). Nó không thể loại bỏ lưu huỳnh hữu cơ, được liên kết hóa học trong chính nền than. Các nguyên tố vi lượng như thủy ngân cũng có thể chỉ bị loại bỏ một phần tùy thuộc vào phương thức xuất hiện của chúng..

3. Điều gì xảy ra với chất thải từ việc làm sạch than?
   Các tạp chất được loại bỏ tạo thành một hỗn hợp sệt gọi là "chất thải" hoặc "từ chối." Vật liệu này có chứa đất sét, đá phiến sét, pyrit, và chất cacbon mịn. Nó thường được bơm đến các hồ chứa được thiết kế gọi là đập chất thải hoặc ao chứa rác để xử lý. Quản lý an toàn các cơ sở này để ngăn ngừa ô nhiễm nước ngầm hoặc hư hỏng cấu trúc là vấn đề môi trường chính cần cân nhắc đối với bất kỳ nhà máy rửa nào.

4. Công nghệ than sạch có khác với thu hồi carbon không?
   Hoàn toàn có. Làm sạch than đặc biệt là rửa trước khi đốt. Sử dụng và lưu trữ thu giữ cacbon(CCUS), thường được gọi là "công nghệ than sạch"trong các cuộc thảo luận rộng hơn đề cập đến việc thu giữ lượng khí thải CO₂ Sau đó quá trình đốt cháy từ khí thải ngăn cản không khí thoát ra của chúng—một quá trình sau đốt riêng biệt

5.Than sạch khi đốt không tạo ra tro?
Than sạch tạo ra tro ít hơn đáng kể nhưng không phải bằng 0. Ngay cả việc rửa hiệu suất cao cũng không thể loại bỏ 100% chất khoáng. Tro cố hữu còn lại—các khoáng chất được phân tán mịn trong nền hữu cơ—sẽ tạo thành tro bay ở đáy khi đốt nhưng thể tích giảm đáng kể so với không được rửa sạch