SISTEMI ZA PREČIŠĆAVANJE
OTPADNIH GASOVA
SISTEMI ZA
UKLANJANJE
ČESTICA
10
SISTEMI ZA
UKLANJANJE
GASOVITIH
POLUTANATA
Procedura projektovanja opreme
za kontrolu emisije (1)
 Specificirati funkciju koju oprema treba da obavi i
kriterijume koji se moraju zadovoljiti
 Specificirati sva ograničenja koja se postavljaju
–
–
–
–
–
raspoloživi prostor
energija
voda
finansije
ostalo
 Razmotriti sve moguće modalitete rada opreme
 Izabrati tipičan modalitet rada opreme
Procedura projektovanja opreme
za kontrolu emisije (2)
 Za izabrani modalitet rada prikupiti sve relevantne
teorijske informacije i empirijska iskustva
 Izvršiti preliminarni dizajn uređaja
 Optimizovati preliminarni dizajn u smislu
zadovoljenja svih postavljenih ograničenja,
uz minimalne troškove
 Proceniti da li je na osnovu preliminarnog dizajna
neophodno pribaviti dopunske informacije
– laboratorijska ispitivanja
– izgradnja model postrojenja
– izgradnja poluindustrijskog postrojenja
 Izraditi finalni projekat uredjaja
Početni korak
 Specificirati funkciju koju oprema treba da
obavi i kriterijume koji se moraju zadovoljiti
 Karakterizacija gasnog toka
– Protok
– Temperatura
– Vlažnost
– Sastav gasne smeše, granulometriski sastav
 Definisanje potrebnog (“optimalnog”)
stepena prečišćavanja
Troškovi i efikasnost
Kontrola aerozagađenja
SPALJIVANJE
TALOŽNE KOMORE
CIKLONI
SKRUBERI
ADSORBERI
MOKRI SKRUBERI
VREĆASTI FILTRI
ELEKTROSTATSKI TALOŽNICI
10-5
10-3
10-1
10
103m
Prosečna efikasnost uređaja
Veličina čestica
50 m 5 m
1 m
Inercioni odvajaci
95
16
3
Cikloni (srednje efikasn.)
94
27
8
Cikloni (visoko efikasn.)
96
73
27
Komora sa rasprsivanjem
99
94
55
Skruberi sa fluidiz. slojem
99
99
60
Elektrostaticki separatori
99
99
86
Venturi (srednje efikasn.)
100
99
97
Venturi (visoko efikasn.)
100
99
98
Filteri
100
99
99
Taložne komore
 Taloženje pod silom zemljine teže
Gas+čestice
Gas+sitne čestice
Gas+krupne čestice
Taložna komora: izgled
Tipovi taložih komora
 Horizontalne
 Višeetažne
 Vertikalne
Taložne komore: osobine





Jednostavni uređaji
Bez pokretnih delova
Pouzdane
Mali pad pritiska
Relativno jeftine
 Glomazne
 Ograničena efikasnost
 Često služe da odvoje krupne čestice
pre drugih uređaja
Inercioni odvajači čestica
 Povećanje efikasnosti i smanjivanje
gabarita taložnih komora promenom
pravca kretanja čestica
 Česticama se dodaje impuls
u smeru različitom od smera gasa
Inercioni odvajači čestica
Gas+čestice
Gas+relativno
sitne čestice
Relativno
krupne čestice
Inercioni odvajači čestica: izgled
Inercioni odvajači čestica: izvedbe
Inercioni odvajači: osobine
 Po osobinama između
taložnih komora i ciklona
 Pad pritiska 250 do 400 Pa
Cikloni
 Taloženje pod uticajem centrifugalne sile
 Gas se ubacuje u uređaj asimetrično,
kretanje je vrtložno i veoma složeno
Ciklon: izgled
Radijalni
cikloni
Gas+čestice
Br.obrtaja
min-1
0
50
100
500
1000
10000
50000
100000
Prečišćen
gas
Fc/Fg
0
2.8
11.2
279.5
1117.9
111786
2794655
11178620
Čestice
Aksijalni
cikloni
Prečišćen
gas
Gas+čestice
Čestice
Efikasnost ciklona
 Smanjenjem prečnika ciklona povećava se
efikasnost i separacioni faktor,
ali i pad pritiska (tipično 250 do 2000 Pa)
 Često se koriste za odvajanje većih čestica
pre ostalih uređaja
 Za veće protoke cikloni se pakuju
u baterije: multicikloni
Multicikloni
Multiciklon: izgled
Izdvajanje
čestica iz
ciklona
Izdvajanje
čestica iz
ciklona
Cikloni: osobine
Jednostavni
Jeftini
Nemaju pokretnih delova
 Ograničena efikasnost
 Znatan pad pritiska
Elektrostatički taložnici
 Izdvajaju čestice pomoću električnih sila
 Ideja vrlo stara, kao i komercijalna primena
 Prečišćavanje velikih količina gasa,
kada ne postoji opasnost od eksplozije:
– kotlovi sa sprašenim ugljem
– cementare
– magle u hemijskoj i metalurškoj industriji
EST: izgled
EST: princip rada
 Emisiona i taložna elektroda
 Elektroni molekula gasova su ekscitovani i
daju intenzivnu svetlost - koronu
 Pozitivna i negativna korona
 Čestice dobijaju naelektrisanje
bombardovanjem ili difuzijom
EST: režim rada
 Osnovne veličine: napon i jačina struje
 Ograničenje: varničenje između elektroda
(napon proboja)
 Upotrebljava se jednosmerna struja,
napona 15 do 30 kV, jačine 5 do 500 mA
 Rad taložnika je prividno kontinualan
 Napon se periodično menja
 Problem: čišćenje taložne elektrode
 Obično se izvode kao višezonski
 Efikasnost: 99 do 99,9%,
u eksploataciji može da opadne
EST: primena
EST: primena u TE
EST: primena u industriji cementa
Fabrika cementa “Kosjerić”
EST: osobine
 Visoka efikasnost (99 do 99,9%)
 Pogodni za velike protoke gasa (>106 m3/h)
 Mala potrošnja električne energije
(0,2 do 1 kWh na m3 gasa)
 Visoka radna temperatura (do 600C)
 Mali pad pritiska
 Kontinualan rad




Veliki investicioni troškovi
Glomazan
Ograničeni na čestice određenog električnog otpora
Nemogućnost primene za eksplozivne i zapaljive medijume
Mokri separatori: skruberi
Gas+relativno
sitne čestice
Gas+čestice
Kap+ čestice
Mehanizmi izdvajanja
Zahvatanje
Inercioni sudar
5 m
Difuzija
(Braunovo kretanje)
500 m
Efikasnost
650 m
OPTIMALNA
VELIČINA KAPI
Primena mokrih prečistača
 Proces dozvoljava kontakt gasne i tečne faze
 Tečnost od ispiranja neće stvoriti sekundarni
problem (“premeštanje” zagađenja)
 Potrebno je ili poželjno hlađenje gasa
 Sagorive ili zapaljive čestice ili gasove
treba tretirati sa minimalnim rizikom
 Čestice su sitne (ispod 20 μm)
 Potrebna je visoka efikasnost prečišćavanja
 Potrebno je istovremeno izdvajanje štetnih
gasovitih komponenti
Mokri prečistači: najvažnije izvedbe
 Komore sa raspršivanjem
– Vertikalne
– Horizontalne
 Centrifugalni skruberi
 Skruberi sa punjenjem
– Pakovani sloj
– Fluidizovani sloj
 Skruber sa samoraspršivanjem
 Venturi skruberi
 Kolone sa podovima
Komore sa raspršivanjem
Vertikalna komora
sa raspršivanjem
(suprotnostrujni tok)
Odvajač kapi
Mlaznice
Komore sa raspršivanjem: izgled mlaznica
Komore sa raspršivanjem: recirkulacija
Recirkulacija
tečnosti
Pumpa
Komore sa raspršivanjem
Horizontalna komora sa
raspršivanjem (unakrsni tok)
Tečnost
Gas +
čestice
Prečišćen
gas
Centrifugalni skruber
Prečišćen
gas
Gas+čestice
Tečnost
Skruber sa pakovanim slojem
Prečišćen gas
Tečnost
Odvajač kapi
Mlaznice
Punjenje
Gas+čestice
Tečnost+čestice
Skruber sa pakovanim slojem: punjenja
Skruber sa pakovanim slojem: Plavljenje
Plavljenje
Nataložene
nečistoće
Velika brzina
gasa za dati
protok tečnosti
Trofazni fluidizovani sloj
TB Contactor
Prečišćen gas
Tečnost
Inertno punjenje:
lake sfere
Gas+čestice
Tečnost+čestice
Ramov skruber
Gas+čestice
Tečnost
Prečišćen
gas
Tečnost+čestice
Venturi skruber
Venturi cev
Gas+čestice
Prečišćen
gas
50-150 m/s
Tečnost
Tečnost+čestice
Venturi skruber
Venturi skruber sa samousisavanjem
Kolona sa podovima
Tipovi skrubera, efikasnost i potrošnja tečnosti
Tip uređaja
Pribl.efik. Pad pritiska Potr.teč.
5 m
mmVS
L/m3
Komore sa raspršivanjem
80
10-50
0.6-2.7
Mokri centrifug. separator
87
25-40
0.3-2.0
Skruber sa samoraspršiv.
93
50-400
0.06-0.15
Kolona sa podovima
97
25-200
0.4-0.7
Pakovani sloj
99
5-30
1-2.6
Venturi
99
150-1000
0.3-1.3
Mehan.gener. spreja
99
40-50
0.5-0.7
Skruberi: osobine
 Efikasni uređaji
 Relativno jednostavne konstrukcije
 Najčešće bez pokretnih delova
 Relativno jeftini
 Uklanjanje čestica se može kombinovati sa
hemisorpcijom
 Hlađenje gasova otežava disperziju
 Potreban tretman otpadnog mulja
 Može biti nepogodan za visoke koncentracije
čestica
Filteri
Gas+čestice
Filteri: princip rada
 Mehanizmi odvajanja:
– Inercioni sudari
– Zahvatanje
– Difuzija
 Dve vrste pora:
– krupne (između vlakana)
– sitne pore (unutar vlakana)
 Diskontinualan rad:
– Filtracija između pora
– Filtracija kroz pore (prava filtracija)
– Otresanje
FILTRACIJA
OTRESANJE
KOMPRIMOVANI
VAZDUH
ČESTICE
Filteri: izvedbe
 Vrećasti filteri
 Filteri sa poroznim cevima
 Filteri sa ravnim površinama (ramski)
Vrećasti filteri
Vrećasti filteri: dinamika rada
Otresanje:
ručno
mehanički
povratnim tokom
ultrazvukom
Filtracione tkanine
 Najčešće korišćeni:
–
–
–
–
–
prirodna vlakna
staklena vlakna
sintetička vlakna
metal
celuloza
 Vlakna su pakovana u sloj ili tkana
 Značajne osobine:
–
–
–
–
mehanička čvrstoća
hemijska otpornost
bakteriološka otpornost
termička postojanost
1 scfm/ft2=18.3 m3/hm2
1°C= (°F-32)*0.5555
Vrećasti filteri: izgled
KASETNI VREĆASTI FILTERI
FILTERI SA
POROZNIM CEVIMA
Filteri: osobine
Efikasni uređaji
Relativno jeftini
Pogodni za kolekciju korisnih čestica
 Veliki pad pritiska
 Rukovanje može biti komplikovano
 Čestice moraju biti suve
 Problemi u radu sa visokim koncentracijama
čestica, zbog čestog otresanja
Download

Prečišćavanje od čestica