2 - Preciscavanje Cestica
Transcript of 2 - Preciscavanje Cestica
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
1/84
SISTEMI ZA PREČIŠĆAVANJEOTPADNIH GASOVA
SISTEMI ZA
UKLANJANJE ČESTICA
SISTEMI ZA
UKLANJANJE GASOVITIH
POLUTANATA
10
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
2/84
Procedura projektovanja opreme
za kontrolu emisije (1)
Specificirati funkciju koju oprema treba da obavi ikriterijume 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
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
3/84
Procedura projektovanja opreme
za kontrolu emisije (2)
Za izabrani modalitet rada prikupiti sve relevantneteorijske informacije i empirijska iskustva
Izvršiti preliminarni dizajn uređaja
Optimizovati preliminarni dizajn u smisluzadovoljenja svih postavljenih ograničenja,uz minimalne troškove
Proceniti da li je na osnovu preliminarnog dizajnaneophodno pribaviti dopunske informacije – laboratorijska ispitivanja – izgradnja model postrojenja
– izgradnja poluindustrijskog postrojenja
Izraditi finalni projekat uredjaja
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
4/84
Početni korak
Specificirati funkciju koju oprema treba daobavi i kriterijume koji se moraju zadovoljiti
Karakterizacija gasnog toka
– Protok
– Temperatura
– Vlažnost
– Sastav gasne smeše, granulometriski sastav Definisanje potrebnog (“optimalnog”)
stepena prečišćavanja
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
5/84
Troškovi i efikasnost
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
6/84
Kontrola aerozagađenja
SPALJIVANJE
SKRUBERI
ADSORBERI MOKRI SKRUBERI
VREĆASTI FILTRI
ELEKTROSTATSKI TALOŽNICI
CIKLONI
TALOŽNE KOMORE
10-5
10-3
10-1
10 103
µm
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
7/84
Prosečna efikasnost uređaja
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 86Venturi (srednje efikasn.) 100 99 97
Venturi (visoko efikasn.) 100 99 98
Filteri 100 99 99
Veličina čestica
50µ
m 5µ
m 1µ
m
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
8/84
Taložne komore
Taloženje pod silom zemljine teže
Gas+čestice
Gas+krupne čestice
Gas+sitne čestice
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
9/84
Taložna komora: izgled
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
10/84
Vreme boravka gasa u komori:
t= L/u = LBH/Q = V/Q
Brzina laminarnog taloženja
računa se po Stoksovom zakonu
Efikasnost laminarnog taloženja
Principi proračuna (1)
gWL
Q= d
f p )(%min,
ρ
⋅
18100
2
%100min,
ii
d
d
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
11/84
Principi proračuna (2)
Turbulentno taloženje
Ukupna efikasnost
Brzina gasnog toka treba da bude nižaod brzine odnošenja prašine (ispod 3m/s)
H
U tii
τ
¸exp1
ii x ⋅
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
12/84
Tipovi taložih komora
Horizontalne
Višeetažne
Vertikalne
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
13/84
Taložne komore: osobine
Jednostavni uređaji Bez pokretnih delova
Pouzdane
Mali pad pritiska
Relativno jeftine
Glomazne
Ograničena efikasnost
Često služe da odvoje krupne česticepre drugih uređaja
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
14/84
Inercioni odvajači čestica
Povećanje efikasnosti i smanjivanjegabarita taložnih komora promenom
pravca kretanja čestica Česticama se dodaje impuls
u smeru različitom od smera gasa
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
15/84
Inercioni odvajači čestica
Gas+čestice Gas+relativnositne čestice
Relativnokrupne čestice
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
16/84
Inercioni odvajači čestica: izgled
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
17/84
Inercioni odvajači čestica: izvedbe
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
18/84
Inercioni odvajači: osobine
Po osobinama izmeđutaložnih komora i ciklona
Pad pritiska 250 do 400 Pa
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
19/84
Cikloni
Taloženje pod uticajem centrifugalne sile
Gas se ubacuje u uređaj asimetrično,
kretanje je vrtložno i veoma složeno
http://../Ciklon-separacija%20cestica-video.mpghttp://../Ciklon-separacija%20cestica-video.mpghttp://../Ciklon-separacija%20cestica-video.mpghttp://../Ciklon-separacija%20cestica-video.mpg
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
20/84
Ciklon: izgled
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
21/84
Prečišćengas
Čestice
Gas+čestice
Radijalnicikloni Br.obrtaja
min
1
Fc/Fg
0 0
50 2.8
100 11.2
500 279.5
1000 1117.9
10000 111786
50000 2794655
100000 11178620
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
22/84
Aksijalnicikloni
Prečišćengas
Gas+čestice
Čestice
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
23/84
Principi proračuna (1)
Fc Fd
Uslov “ ravnoteže”
Fd = Fc
rwmdw3
2
pgrr µ
ip
c
gr U
D
4
3
dπ
µ
Separacioni faktor:
S = vr /vtal = (vtan)2/rg
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
24/84
Principi proračuna (2)
ip
cgr
UD
43d
π
µ
V
D
d p
c
grπ
84
3 3
0.1 1 10
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
dp/dgr
E F I K A S N O
S T
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
25/84
Granični (kritični) prečnik čestice Granični prečnik:prečnik česticakod kojih jeefikasnostizdvajanja 50%
0.1 1 10
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
dp/dgr
E F
I K A S N O S T
0.1 1 10
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
dp/dgr
E F I K A S N O S T50
3
843 d
V Dd
p
cgr ==
π ρ
µ
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
26/84
Efikasnost ciklona
Smanjenjem prečnika ciklona povećava seefikasnost i separacioni faktor,
ali i pad pritiska (tipično 250 do 2000 Pa)
Često se koriste za odvajanje većih česticapre ostalih uređaja
Za veće protoke cikloni se pakujuu baterije: multicikloni
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
27/84
Multicikloni
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
28/84
Prečišćengas
Gas+čestice
50
3
84
3 d
V
D d
p
c gr
π
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
29/84
Multiciklon: izgled
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
30/84
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
31/84
Izdvajanječestica izciklona
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
32/84
Izdvajanječestica izciklona
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
33/84
Cikloni: osobine
Jednostavni
Jeftini
Nemaju pokretnih delova
Ograničena efikasnost
Znatan pad pritiska
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
34/84
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
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
35/84
EST: izgled
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
36/84
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
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
37/84
Principi proračuna
v D H
L H U exp-1= t E
2
Ut – brzina taloženja čestica
H – visina kolektorske ploče
L – dužina kolektorske ploče
D – rastojanje izmedjukolektorskih ploča
v – brzina gasa
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
38/84
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
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
39/84
EST: primena
EST i TE
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
40/84
EST: primena u TE
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
41/84
EST: primena u industriji cementa
Fabrika cementa “Kosjerić”
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
42/84
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
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
43/84
Mokri separatori: skruberi
Gas+čestice Gas+relativnositne čestice
Kap+ čestice
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
44/84
Mehanizmi izdvajanja
Zahvatanje
Inercioni sudar
Difuzija(Braunovo kretanje)
500 µm 5 µm
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
45/84
Efikasnost
650µ
m OPTIMALNA
VELIČINA KAPI
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
46/84
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
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
47/84
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
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
48/84
Komore sa raspršivanjem
Odvajač kapi
Mlaznice
Vertikalna komorasa raspršivanjem
(suprotnostrujni tok)
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
49/84
Komore sa raspršivanjem: izgled mlaznica
Komore sa raspršivanjem: recirkulacija
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
50/84
p j j
Recirkulacijatečnosti
Pumpa
Komore sa raspršivanjem
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
51/84
Komore sa raspršivanjem
Gas +čestice
Prečišćengas
Tečnost
Horizontalna komora saraspršivanjem (unakrsni tok)
Efikasnost komora sa raspršivanjem
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
52/84
e-1= N- t
G
L
D2
v3 =N
Igt •
η
Efikasnost komora sa raspršivanjem
Efikasnost Broj prenosnih jedinica
Broj prenosnih jedinica
vg – relat. brzina izmedju gasa i čestica
τ
– vreme boravka gasa u skruberu
I – efik. po mehanizmu inerc. sudara
D – prečnik kapi
L – protok tečnosti
G – protok gasa
Centrifugalni skruber
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
53/84
Centrifugalni skruber
Prečišćengas
Gas+čestice Tečnost
Skruber sa pakovanim slojem
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
54/84
Tečnost
Gas+čestice
Prečišćen gas
p j
Tečnost+čestice
Punjenje
Mlaznice
Odvajač kapi
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
55/84
Skruber sa pakovanim slojem: punjenja
Skruber sa pakovanim slojem: Plavljenje
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
56/84
Plavljenje
p j j j
Nataloženenečistoće
Velika brzina
gasa za datiprotok tečnosti
Trofazni fluidizovani sloj
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
57/84
Tečnost
Gas+čestice Tečnost+čestice
Prečišćen gas TB Contactor
Trofazni fluidizovani sloj
Inertno punjenje:lake sfere
Skruber sa samoraspršivanjem
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
58/84
p j
Gas+čestice
Prečišćengas
Ramov skruber
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
59/84
Tečnost+čestice
Gas+čestice Prečišćengas
Tečnost
Venturi skruber
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
60/84
Prečišćen
gasGas+čestice
50-150 m/s
Venturi cev
Tečnost
Tečnost+čestice
Venturi skruber
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
61/84
Venturi skruber
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
62/84
Venturi skruber
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
63/84
Venturi skruber
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
64/84
11000 kom.
Venturi skruber sa samousisavanjem
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
65/84
j
Venturi skruber sa samousisavanjem
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
66/84
Venturi skruber sa samousisavanjemč šć
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
67/84
primenjen za lokalno prečišćavanje
Usisna
hauba
Skruber
Skruber za kupolne peći
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
68/84
p
Skruberi sa samousisavanjem
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
69/84
Kolona sa podovima
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
70/84
Kolona sa podovima
Tipovi skrubera efikasnost i potrošnja tečnosti
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
71/84
Komore sa raspršivanjem 80 10-50 0.6-2.7
Tip uređaja Pribl.efik.
5µ
m
Pad pritiska
mmVSPotr.teč.
L/m3
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
Ventur i 99 150-1000 0.3-1.3
Mehan.gener. spreja 99 40-50 0.5-0.7
Tipovi skrubera, efikasnost i potrošnja tečnosti
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
72/84
Skruberi: osobine
Efikasni uređaji Relativno jednostavne konstrukcije
Najčešće bez pokretnih delovaRelativno jeftini
Uklanjanje čestica se može kombinovati sahemisorpcijom
Hlađenje gasova otežava disperziju Potreban tretman otpadnog mulja
Može biti nepogodan za visoke koncentraciječestica
Filteri
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
73/84
Filteri
Gas+čestice
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
74/84
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
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
75/84
FILTRACIJA OTRESANJE
KOMPRIMOVANIVAZDUH
ČESTICE
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
76/84
Filteri: izvedbe
Vrećasti filteri
Filteri sa poroznim cevima
Filteri sa ravnim površinama (ramski)
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
77/84
Vrećasti filteri
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
78/84
Vrećasti filteri: dinamika rada
Otresanje:
ručnomehaničkipovratnim tokom
ultrazvukom
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
79/84
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
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
80/84
1 scfm/ft2=18.3 m3/hm2
1°C= (°F-32)*0.5555
Vrećasti filteri: izgled
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
81/84
Vrećasti filteri: izgled
KASETNI VREĆASTI FILTERI
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
82/84
FILTERI SA
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
83/84
POROZNIM CEVIMA
Fil i bi
-
8/16/2019 2 - Preciscavanje Cestica
84/84
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