Suché čistění plynů

1. Suché čistění plynů Střední odborná škola Otrokovice Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je ing. Miroslav Vičánek Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN: 1802-4785, financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR. Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze. www.zlinskedumy.cz

2. Charakteristika DUM

3. Náplň výuky (obsah hodiny) Plynná heterogenní směs Důvody dělení Suché čistění plynů filtrace plynů prašná komora štěrbinový odlučovač cyklon elektrostatické odlučovače Princip ionizace Suché čistění plynů

4. Plynná heterogenní směs pevná látka v plynu dým, prach kapalná látka v plynu mlha 10 μm Plynná heterogenní směs Obr. 1: mikrofoto mlhy Podle vzniku jsou tyto směsi: Mechanické – důsledek mechanických operací (drcení, mletí, broušení…). Velikost částic 5 až 50 μm – prach Kondenzační – důsledek kondenzace či chemické reakce. Velikost částic je 0,3 až 5 μm částice pevné dým částice kapalné mlha

5. K dělení plynných heterogenních směsí vede řada důvodů: Zdravotní a ekologické – prach a dým prašných provozů (např. cementárna) Bezpečnostní – organický prach se vzduchem vybuchuje (cukr, mouka, uhelný prach) Ekonomické – zadržené nečistoty lze dále využít Technologické – pro výrobu musí být plyny čisté Vlastní dělení mokré – ve směsi je přítomna kapalná fáze suché – není přítomna kapalná fáze Důvody dělení Obr. 2: dým

6. Suché čistění plynů = oddělování plynných heterogenních směsí, bez přítomnosti kapalné fáze. Způsob provedení: filtrace plynů – oddělování na filtrační přepážce prašné komory – gravitační usazování štěrbinové odlučovače – dynamické usazování cyklony – odstředivé usazování elektrostatické odlučovače – využití statické elektřiny Suché čistění plynů Obr. 3: oddělování

7. Slouží k oddělování jemných částeček na filtrační přepážce Filtrační přepážkou může být keramický svíčkový filtr textilní rukáv Důležité je pravidelné oklepávání Filtrace plynů Obr. 4: keramický filtr Obr. 5: textilní filtr

8. Pro hrubé čistění, účinnost cca 80 %. Princip: při snížení rychlosti proudění převáží gravitace a částečky se usadí Prašná komora Obr. 6: prostá komora Obr. 7: komora s přepážkou Vnitřní přepážka způsobí, že ke gravitaci se přidá ještě setrvačnostčástečky

9. Šikmá stěna je tvořena sadou štěrbin, částečky pokračují setrvačností, plyn protiproudně odchází Štěrbiny mohou být na jedné stěně, nebo na obou Štěrbinový odlučovač Obr. 8: jednostranný Obr. 9: oboustranný

10. Cyklony Do kónické nádoby se tangenciálně přivádí směs. Odstředivá síla způsobí usazování částeček na stěnách, plyn odchází středem. Usazené částice se vypouští spodem nádoby. Účinnost 70 – 80 %. Obr. 10: cyklon

11. Silné elektrostatické pole (napětí 50 – 80 tis. voltů) plyn ionizuje, částečky se nabíjí záporněa jsou přitahovány ke kladné elektrodě. Dotykem s elektrodou náboj ztratí. Poklepem na elektrodu se uvolní a spadnou do násypky, odkud se průběžně odvádí. Účinnost téměř 100 %. Elektrostatické odlučovače - princip 50.000 V Neutrální částečka Anion Vybitá částečka Obr. 11: elektrostatický odlučovač

12. Ionizace je proces, při kterém se z elektricky neutrálního atomu nebo molekuly stává ion (částice s nábojem). Záporný iont(aniont) vznikne dodánímzáporného elektrického náboje  (elektronu) do elektronového obalu částice. K tomu slouží silné elektrostatické pole. Princip ionizace Obr. 12: anion Kladný iont (kationt) vznikne odtržením elektronu z elektronového obalu. K tomu je potřeba částici dodat energii, nejčastěji ve formě dopadajícího elektromagnetického záření –  fotonů. Obr. 13: kation

13. Plyn s částečkamiprochází soustavou trubek, které tvoří katodu, anodaje vodič se závažím visící středem trubky. Od okolí odděleno izolací. Elektrostatický filtr trubkový Ionizované částečky se usadí a vybijí na stěně trubky. Poklepové zařízení je uvolní a spadnou do násypky. Trubek je víc proto, aby rychlost plynu uvnitř byla malá, jinak by usazené částice znovu unášel s sebou. Obr. 14: elektrostatická filtrace

14. Jediný rozdíl proti trubkovému filtru je ten, že kladné elektrody mají tvar desekzáporné jsou opět visící dráty. Usazené částečky se uvolní poklepáním na deskové elektrody, padají do násypky, odkud se vypouští přes závěr. Elektrostatický filtr deskový   Obr. 15: schéma deskového odlučovače

15. Kontrolní otázky: Jaké jsou důvody dělení plynných heterogenních směsí? Co je to prach, dým a mlha? Jak se provádí filtrace plynů? Na jakém principu pracuje prašná komora a štěrbinový odlučovač? Jak pracují elektrostatické odlučovače?

16. Seznam obrázků: • Obr. 1: Ben pcc, [vid. 11. 1. 2013], dostupné z: http://en.wikipedia.org/wiki/File:FogParticlesHighSpeed.jpg • Obr. 2: vlastní • Obr. 3: vlastní • Obr. 4: vlastní • Obr. 5: vlastní • Obr. 6: vlastní • Obr. 7: vlastní • Obr. 8: vlastní • Obr. 9: vlastní • Obr. 10: vlastní • Obr. 11: vlastní • Obr. 12: vlastní • Obr. 13: vlastní • Obr. 14: vlastní • Obr. 15: vlastní

17. Seznam použité literatury: [1] Otevřená encyklopedie Wikipedie, [vid 10. 1. 2013], dostupné z: http://en.wikipedia.org/wiki/Fog [2] Otevřená encyklopedie Wikipedie, [vid 10. 1. 2013], dostupné z: http://en.wikipedia.org/wiki/Ionization [3] Přemysl Hranoš, Stroje a zařízení v chemickém průmyslu,nakladatelství Pavel Klouda, Ostrava, 2001, ISBN 80-902155-7-2

18. Děkuji za pozornost 