Hava Kirleticilerin Kontrolu: Toz Kontrol Sistemleri Prof.Dr.Abdurrahman BAYRAM

Transkript

1 Dokuz Eylül Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Çevre Mühendisliği Bölümü, Buca/İZMİR Hava Kirleticilerin Kontrolu: Toz Kontrol Sistemleri Prof.Dr.Abdurrahman BAYRAM

2 Partikül maddeler Tane iriliği 0, mikron arasındadır. İrilik ve yoğunluğuna bağlı olarak havada uzun süre kalabilirler. Görüş mesafesini etkiler. Kimyasal olarak aktif olabilirler. Canlı ve cansız varlıklara etkileri vardır.

3 Solunum sistemimiz

4 Kaynaklara göre partikül irilik dağılımı

5 Partiküllerin irilik dağılımı

6 Partikül oluşumu İlgilendiğimiz irilik sınıfı µm 1 µm dan küçükler genellikle atmosferdeki reaksiyonlarla oluşur. Küçük partiküller geniş yüzey alanları nedeniyle büyüklere göre daha farklı davranır. Atmosferdeki ince partiküller büyük çoğunlukla «ikincil partikül»dür. Kaba partiküller ise «birincil partikül»dür.

7 Tozların irilik dağılımları 0,1 µm ve altındaki aerosoller serbest Brown hareketleri ile çarpışır ve birleşirler. Bazı gaz ve buharlar atmosferik reaksiyonlarla veya yoğuşarak irileşirler ve partikül sınıfına geçerler µm arasındaki tanecikler gaz akımının hareketlerine uyarlar. Daha iriler yoğunluklarına bağlı olarak çökelirler. Yoğunluğu 1 g/cm 3 olan küre şeklindeki taneciklerin çaplarına göre çökelme hızları: 0,1 µm : 4x10-5 cm/saniye 1 µm : 4x10-3 cm/saniye 10 µm : 0,3 cm/saniye 100 µm : 30 cm/saniye

8 Toz irilik sınıfı (µm) İrilik dağılımı ve toplam toz tutma verimi Veriler Kütle (%) Eklenik verim (%) Ortalama çap (µm) Hesaplanan Eklenik kütle (%) <0,50 0,1 8 0,25 0,1 0,5-1,5 0,4 30 1,0 0,5 1,5-2,5 9,5 47,5 2,0 10 2,5-3,5 20,0 60 3,0 30 3,5-4,5 20,0 68,5 4,0 50 4,5-5,5 15,0 75 5,0 65 5,5-6,5 11,0 81 6,0 76 6,5-7,5 8,0 86 7,0 84 7,5-8,5 5,5 89,5 8,0 89,5 8,5-11,5 5, , ,5-16,5 4, , ,5-23,5 0, ,0 99,8 > 23,5 0,2 > Toplam verim (η) = 0,001x8 + 0,004x30 +0,095x47,5 + 0,2x60 + 0,2x68,5 +0,15x75 + 0,11x81 + 0,08x86 + 0,055x89,5 + 0,055x95 + 0,04x98 + 0,008x99 + 0,002x100 = % 72,5

9 Toz tutma verimi: η = kütle d. η d kütle d = kütlesel kesir. η d Seri bağlı sistemlerde toplam verim η T = η 1 + η s 100 η Örnek Çözüm (η) = 0,001x8 + 0,004x30 +0,095x47,5 + 0,2x60 + 0,2x68,5 +0,15x75 + 0,11x81 + 0,08x86 + 0,055x89,5 + 0,055x95 + 0,04x98 + 0,008x99 + 0,002x100 = % 72,5

10 Toz Kontrol Sistemleri Çökeltim odaları Ataletli (santrifüjlü) toz toplayıcılar Islak tutucular Torba filtreler Elektrostatik çöktürücüler (filtreler)

11 Çökeltim odası

12 Siklon

13 Siklon W i = 0,25 D o H = 0,5 D o H 1 = 2 D o H 2 = 2 D o D e = 0,5 D o S = 0,625 D o W i küçüldükçe toz tutma verimi artar.

14 Multi siklon

15 Islak Tutucular

16 Gaz yıkama

17 Islak Tutucular

18

19 Torba Filtre-Mekanik silkelemeli

20 Torba Filtre-Pulse jet

21

22 Torba Filtre

23 Tekstil sektörü Torba filtre

24 Elektro Statik Çöktürücü

25 Elektro Statik Çöktürücü

26 Elektro Statik Çöktürücü (ESF)

27

28 Toz kontrol sistemleri ve etkin oldukları partikül irilikleri

29 Toz kontrol sistemlerinin PM iriliklerine göre verimleri

30 Toz kontrol sistemleri ve toz tutma mekanizmaları Toz Kontrol sistemi Etkin olan toz tutma mekanizması En başarılı olduğu toz irilik aralığı Çökeltim odaları Ağırlıklı çökelme > 100 µm Tekli siklonlar (Santrifüjle) ataletli ayrılma > 15 µm Multisiklonlar (Santrifüjle) ataletli ayrılma > 5 µm Yıkama Kuleleri İrileşip ağırlıkla çökelme > 3 µm Venturi yıkayıcılar İrileşip ataletle ayrılma > 0,5 µm Torba Filtre Filtrasyon > 0,1 µm Elektrostatik çöktürücü Elektrostatik yüklerin etkisiyle irileşip çökelme > 0,001 µm

31 Soğutucular

32 Akışkan Yatak Kömürlü Buhar Kazanı Toz Kontrolu : Siklon + Torba filtre Gaz (SO 2 ) Kontrolu : Gaz yıkama

33 Tekstil Ramöz Makinası Isı eşanjörü siklon - elektrostatik çöktürücü

34 Sistem seçimini etkileyen faktörler Tanecik özellikleri Taşıyıcı gazın özellikleri Proses özellikleri İşletme özellikleri Sistem Ekonomisi

35 Tanecik özellikleri Toz tanecik irilik dağılımı Tanecik biçimi Taneciğin yapışkanlığı Taneciğin su emme yeteneği Taneciğin elektriksel özellikleri Taneciğin yapıldığı maddenin yoğunluğu

36 Taşıyıcı gazın özellikleri Sıcaklık Nem Paslandırma özelliği Alev alma ve patlama özelliği

37 Proses özellikleri Atık gaz debisi Tozluluk konsantrasyonu İzin verilen basınç kaybı Sürekli mi, kesikli mi çalışıldığı İstenen toz tutma verimi Tutulan tozların bertaraf yöntemi

38 İşletme özellikleri Çalışma alanı Diğer cihazların sınırlamaları

39 Sistem ekonomisi İlk yatırım masrafları İşletme masrafları Bakım durumu