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


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


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


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


5/84

Troškovi i efikasnost


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


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


8/84

Taložne komore

Taloženje pod silom zemljine teže

Gas+čestice

Gas+krupne čestice

Gas+sitne čestice


9/84

Taložna komora: izgled


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


11/84


Turbulentno taloženje

Ukupna efikasnost

Brzina gasnog toka treba da bude nižaod brzine odnošenja prašine (ispod 3m/s)

H

U tii

τ

¸exp1

ii x ⋅


12/84

Tipovi taložih komora

Horizontalne

Višeetažne

Vertikalne


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


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


15/84

Inercioni odvajači čestica

Gas+čestice Gas+relativnositne čestice

Relativnokrupne čestice


16/84

Inercioni odvajači čestica: izgled


17/84

Inercioni odvajači čestica: izvedbe


18/84

Inercioni odvajači: osobine

Po osobinama izmeđutaložnih komora i ciklona

Pad pritiska 250 do 400 Pa


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


20/84

Ciklon: izgled


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


22/84

Aksijalnicikloni

Prečišćengas

Gas+čestice

Čestice


23/84


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


24/84


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


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


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


27/84

Multicikloni


28/84

Prečišćengas

Gas+čestice

50

3

84

3 d

V

D d

p

c gr

π


29/84

Multiciklon: izgled


30/84


31/84

Izdvajanječestica izciklona


32/84

Izdvajanječestica izciklona


33/84

Cikloni: osobine

Jednostavni

Jeftini

Nemaju pokretnih delova

Ograničena efikasnost

Znatan pad pritiska


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


35/84

EST: izgled


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


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


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


39/84

EST: primena

EST i TE


40/84

EST: primena u TE


41/84

EST: primena u industriji cementa

Fabrika cementa “Kosjerić”


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


43/84

Mokri separatori: skruberi

Gas+čestice Gas+relativnositne čestice

Kap+ čestice


44/84

Mehanizmi izdvajanja

Zahvatanje

Inercioni sudar

Difuzija(Braunovo kretanje)

500 µm 5 µm


45/84

Efikasnost

650µ

m OPTIMALNA

VELIČINA KAPI


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


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


48/84


Odvajač kapi

Mlaznice

Vertikalna komorasa raspršivanjem

(suprotnostrujni tok)


49/84

Komore sa raspršivanjem: izgled mlaznica

Komore sa raspršivanjem: recirkulacija


50/84

p j j

Recirkulacijatečnosti

Pumpa



51/84


Gas +čestice

Prečišćengas

Tečnost

Horizontalna komora saraspršivanjem (unakrsni tok)

Efikasnost komora sa raspršivanjem


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


53/84

Centrifugalni skruber

Prečišćengas

Gas+čestice Tečnost

Skruber sa pakovanim slojem


54/84

Tečnost

Gas+čestice

Prečišćen gas

p j

Tečnost+čestice

Punjenje

Mlaznice

Odvajač kapi


55/84

Skruber sa pakovanim slojem: punjenja

Skruber sa pakovanim slojem: Plavljenje


56/84

Plavljenje

p j j j

Nataloženenečistoće

Velika brzina

gasa za datiprotok tečnosti

Trofazni fluidizovani sloj


57/84

Tečnost

Gas+čestice Tečnost+čestice

Prečišćen gas TB Contactor

Trofazni fluidizovani sloj

Inertno punjenje:lake sfere

Skruber sa samoraspršivanjem


58/84

p j

Gas+čestice

Prečišćengas

Ramov skruber


59/84

Tečnost+čestice

Gas+čestice Prečišćengas

Tečnost

Venturi skruber


60/84

Prečišćen

gasGas+čestice

50-150 m/s

Venturi cev

Tečnost

Tečnost+čestice

Venturi skruber


61/84

Venturi skruber


62/84

Venturi skruber


63/84

Venturi skruber


64/84

11000 kom.

Venturi skruber sa samousisavanjem


65/84

j

Venturi skruber sa samousisavanjem


66/84

Venturi skruber sa samousisavanjemč šć


67/84

primenjen za lokalno prečišćavanje

Usisna

hauba

Skruber

Skruber za kupolne peći


68/84

p

Skruberi sa samousisavanjem


69/84

Kolona sa podovima


70/84

Kolona sa podovima

Tipovi skrubera efikasnost i potrošnja tečnosti


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


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


73/84

Filteri

Gas+čestice


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


75/84

FILTRACIJA OTRESANJE

KOMPRIMOVANIVAZDUH

ČESTICE


76/84

Filteri: izvedbe

Vrećasti filteri

Filteri sa poroznim cevima

Filteri sa ravnim površinama (ramski)


77/84

Vrećasti filteri


78/84

Vrećasti filteri: dinamika rada

Otresanje:

ručnomehaničkipovratnim tokom

ultrazvukom


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


80/84

1 scfm/ft2=18.3 m3/hm2

1°C= (°F-32)*0.5555

Vrećasti filteri: izgled


81/84

Vrećasti filteri: izgled

KASETNI VREĆASTI FILTERI


82/84

FILTERI SA


83/84

POROZNIM CEVIMA

Fil i bi


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

2 - preciscavanje cestica

Documents