OCHRONA ATMOSFERY

Wykład 5

Dr hab. inż. Krzysztof GOSIEWSKI

Profesor AJD

Odpylanie gazów odlotowych

Odpylanie

Usuwanie

składnika

A

Usuwanie

składnika

B

Usuwanie

składnika

N

Usuwanie

mgły

i kropel

Komin

Gazy

z instalacji
produkcyjnej

Punktem wyjścia do projektowania takiej instalacji

jest poznanie charakterystyki pyłów emitowanych

przez proces przemysłowy (rozkłady rozmiarów

cząstek) by na tej podstawie dokonać wyboru

odpowiednich odpylaczy.

Zunifikowane przepisy sporządzone we Francji w 1960 roku
definiują pojęcie pyłu w sposób następujący:

„pył – zbiór

ziaren ciała stałego, powstających przeważnie na skutek
rozdrobnienia tego ciała, wykazujący tendencję do
tworzenia zawiesiny w powietrzu lub innych gazach.

Nazwę pył, nadaje się często całemu układowi – ciało stałe
zawieszone w gazie”.

Odpylanie

Usuwanie

składnika

A

Usuwanie

składnika

B

Usuwanie

składnika

N

Usuwanie

mgły

i kropel

Komin

Gazy

z instalacji
produkcyjnej

Odpylanie

Usuwanie

składnika

A

Usuwanie

składnika

B

Usuwanie

składnika

N

Usuwanie

mgły

i kropel

Gazy

z instalacji
produkcyjnej

Odpylanie

Usuwanie

składnika

A

Usuwanie

składnika

B

Usuwanie

składnika

N

Usuwanie

mgły

i kropel

Gazy

z instalacji
produkcyjnej

Ogólny schemat

oczyszczania gazów

odlotowych

Inną definicję pyłu przedstawiają Grunder i Hopp:
„

pyłami są ziarna ciała stałego, które na skutek

małych wymiarów w nieruchomym gazie, po
krótkim okresie przyspieszenia, opadają ze stałą
prędkością, wynoszącą około 0,03 do 100 cm/s, czyli
wyraźnie mniejszą, niż to wynika z klasycznych
praw opadania

”.

• Natomiast według Polskiej Normy pyłem nazywa

się: „

fazę stałą układu dwufazowego ciało stałe –

gaz lub gaz – ciało stałe, jeżeli stopień

rozdrobnienia fazy stałej jest tak duży, że w

nieruchomym powietrzu o ciśnieniu 760 mm Hg i

temperaturze 20

o

C ziarna ciała stałego, na które

działa tylko siła ciążenia, po bardzo krótkim okresie

przyspieszenia, wskutek oporu przepływu ośrodka,

będą opadały ze stałą prędkością mniejszą niż 500

cm/s lub będą wykonywały ruchy Browna

”.

Podział pyłów w zależności od wielkości

cząstek

Rodzaj pyłu

Wymiary ziaren,

m

Klasyfikacja

pyłów

Pył o

rozdrobnieniu

makroskopowym

1000  1

1000  500

500  50

60  5

5  1

Gruby

Średni

Drobny

Bardzo drobny

Pył o

rozdrobnieniu

koloidalnym

1  0,001

1  0,2

0,2  0,02

0,02  0,002

0,002  0,001

Gruby

Drobny

Bardzo drobny

Subkoloidalny

Orientacyjny zakres stosowania różnych

rodzajów urządzeń odpylających

Elektrofiltry

Odpylacze
mokre

0 0.01 0.1 1 10. 100. [m]

zastępcza średnica odpylanych cząstek d

p

Odpylacze grawitacyjne

(komory osadcze)

Odpylacze inercyjne

(cyklony i multicyklony)

Odpylacze filtracyjne

tkaninowe

włókniste

ziarniste

Odpylacze

fluidalne (suche)

elektrofiltry

(suche)

elektrofiltry (mokre)

skrubery

natryskowe

skrubery

wypełnione

skrubery odśrodkowe

skrubery

fluidalne

skrubery

Venturi

Wykresy sprawności frakcyjnej

odpylaczy

Sprawność frakcyjna odpylaczy

klasycznych:

1 - cyklon niskosprawny o dużej

wydajności,

2 – cyklon wysokosprawny,

3 – multicyklon,
4 - skruber Venturiego P = 2,5 kPa,

5 - skruber Venturiego P = 5,0 kPa,

6 - skruber Venturiego P = 25 kPa,

7 – skruber fluidalny (TCA),

8 - filtr tkaninowy,

9 – elektrofiltr (zimny)
10 – elektrofiltr gorący

Schemat blokowy typowej odpylni

przemysłowej

 Kolejność postępowania przy doborze

odpylaczy:

a) Analiza ilościowa i frakcyjna pyłu;
b) Określenie wymaganej całkowitej sprawności

odpylania;

c) Zgromadzenie ofert firmowych na odpylacze z ich

danymi technicznymi (wykresy sprawności

frakcyjnych);

d) Dobór urządzeń odpylających spełniających

wymagania punktu „b” przy najmniejszym

(optymalnym) koszcie instalacji.

Usuwanie

frakcji

największych

Usuwanie

frakcji

drobniejszych

Usuwanie

frakcji

najdrobniejszych

Gazy

z instalacji

produkcyjnej

do usuwania

składników

gazowych lub do

komina

Należy przypomnieć sobie

rozkłady frakcyjne pyłów

f

i

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

rozmiar cząstek z [mikro m]

u

ła

m

ek

f

ra

kc

yj

n

y

[-

]

ROZKŁAD NIESKUMULOWANY

ROZKŁAD SKUMULOWANY

F

j

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

rozmiar cząstek z [mikro m]

sk

u

m

u

lo

w

an

y

u

la

m

ek

fr

ak

cy

jn

y

Przykład złożonego układu

odpylania gazów po piecach

szybowych

w hucie miedzi.

Przykład układu odpylania

gazów konwertorowych w

hucie miedzi

CHŁODNICE
(komora osadcza)

ODPYLNIA SUCHA

ODPYLNIA MOKRA

Elektrofiltr

suchy

Elektrofiltr

mokry

Pyły do produkcji Pb

Szlamy

Gazy

konwertorowe

W dużych zakładach energetycznych do
odpylania najczęściej stosowane są
elektrofiltry suche.

Skuteczność odpylania bardzo
wzrosła na przestrzeni ostatnich
30 lat

Instalacja odpylania spalin z kotła OR-
32 z odpylaniem w baterii cyklonów

Prosta instalacja odpylania spalin firmy
Energoremont do małych kotłów
energetycznych

• zwiększoną skutecznością

odpylania w stosunku do
pojedynczych instalacji;

• prostą i stabilną pracą

układu;

• wysoką odpornością na

erozyjne działanie pyłów;

• odpornością na wysokie

temperatury;

• prostą i tanią eksploatacją.

Jest to instalacja
dwustopniowego odpylania
spalin oparta na
multicyklonie i baterii
cyklonów, która
charakteryzuje się:

„

Kondycjonowanie” spalin przed

elektrofiltrem

• Sprawność elektrofiltru znacznie spada jeśli

oporność elektryczna pyłu jest zbyt duża

„

Kondycjonowanie” spalin przed

elektrofiltrem

• Oporność elektryczna pyłu wzrasta (!) ze

spadkiem zawartości związków siarki w spalinach

Oporność właściwa

popiołu lotnego przy

różnej zawartości siarki

w węglu w funkcji

temperatury

Wpływ stężenia SO

3

w spalinach na

oporność właściwą pyłu:

1 - 0

[ppm]

2 - 10 [ppm]
3 - 20 [ppm]
4 - 30 [ppm]

„Kondycjonowanie” spalin przed

elektrofiltrem

Mamy do czynienia z klasycznym

przykładem „konfliktu interesów”:

im lepsze odsiarczanie spalin tym gorsze

odpylanie;

im gorsze odsiarczanie spalin tym lepsze

odpylanie.

Okazuje się, że warto dodawać do spalin

(bardzo niewielkie) ilości SO

3,

lub H

2

SO

4

by poprawić odpylanie !