Dokuz Eylül Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Çevre Mühendisliği Bölümü, Buca/İZMİR Hava Kirleticilerin Kontrolu: Toz Kontrol Sistemleri Prof.Dr.Abdurrahman BAYRAM
Partikül maddeler Tane iriliği 0,001-500 mikron arasındadır. İrilik ve yoğunluğuna bağlı olarak havada uzun süre kalabilirler. Görüş mesafesini etkiler. Kimyasal olarak aktif olabilirler. Canlı ve cansız varlıklara etkileri vardır.
Solunum sistemimiz
Kaynaklara göre partikül irilik dağılımı
Partiküllerin irilik dağılımı
Partikül oluşumu İlgilendiğimiz irilik sınıfı 0.01 1 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.
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. 1-20 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
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 95 10,0 95 11,5-16,5 4,0 98 14,0 99 16,5-23,5 0,8 99 20,0 99,8 > 23,5 0,2 >99-100 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
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 1 100 + 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
Toz Kontrol Sistemleri Çökeltim odaları Ataletli (santrifüjlü) toz toplayıcılar Islak tutucular Torba filtreler Elektrostatik çöktürücüler (filtreler)
Çökeltim odası
Siklon
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.
Multi siklon
Islak Tutucular
Gaz yıkama
Islak Tutucular
Torba Filtre-Mekanik silkelemeli
Torba Filtre-Pulse jet
Torba Filtre
Tekstil sektörü Torba filtre
Elektro Statik Çöktürücü
Elektro Statik Çöktürücü
Elektro Statik Çöktürücü (ESF)
Toz kontrol sistemleri ve etkin oldukları partikül irilikleri
Toz kontrol sistemlerinin PM iriliklerine göre verimleri
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
Soğutucular
Akışkan Yatak Kömürlü Buhar Kazanı Toz Kontrolu : Siklon + Torba filtre Gaz (SO 2 ) Kontrolu : Gaz yıkama
Tekstil Ramöz Makinası Isı eşanjörü siklon - elektrostatik çöktürücü
Sistem seçimini etkileyen faktörler Tanecik özellikleri Taşıyıcı gazın özellikleri Proses özellikleri İşletme özellikleri Sistem Ekonomisi
Tanecik özellikleri Toz tanecik irilik dağılımı Tanecik biçimi Taneciğin yapışkanlığı Taneciğin su emme yeteneği Taneciğin elektriksel özellikleri Taneciğin yapıldığı maddenin yoğunluğu
Taşıyıcı gazın özellikleri Sıcaklık Nem Paslandırma özelliği Alev alma ve patlama özelliği
Proses özellikleri Atık gaz debisi Tozluluk konsantrasyonu İzin verilen basınç kaybı Sürekli mi, kesikli mi çalışıldığı İstenen toz tutma verimi Tutulan tozların bertaraf yöntemi
İşletme özellikleri Çalışma alanı Diğer cihazların sınırlamaları
Sistem ekonomisi İlk yatırım masrafları İşletme masrafları Bakım durumu