Suché čistění plynů

Střední odborná škola Otrokovice

www.zlinskedumy.cz

Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je ing. Miroslav VičánekDostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN: 1802-4785, financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR.

Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze.

Charakteristika DUM

Název školy a adresa Střední odborná škola Otrokovice, tř. T. Bati 1266, 76502 OtrokoviceČíslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0445 /2

Autor Ing. Miroslav Vičánek

Označení DUM VY_32_INOVACE_SOSOTR-Gu-CHTe/1-PV-3/7

Název DUM Suché čistění plynů

Stupeň a typ vzdělávání Středoškolské vzdělávání

Kód oboru RVP 28-52-H/01

Obor vzdělávání Gumař-plastikář

Vyučovací předmět Chemická technika

Druh učebního materiálu Výukový materiál

Cílová skupina Žák, 15 – 16 let

Anotace

Výukový materiál je určený k frontální výuce s doplňujícím výkladem vyučujícího; náplň: plynné heterogenní směsi, dělení plynných heterogenních směsí, suché čistění plynů, filtrace plynů, prašná komora, štěrbinový odlučovač, cyklon, elektrostatické dělení, princip ionizace

Vybavení, pomůcky Dataprojektor

Klíčová slova Heterogenní směs, plyn, dělení směsi, suché čistění plynů, filtrace, ionizace, elektrostatické dělení, cyklon, prašná komora, mlha, prach dým

Datum 11. 1. 2013

Suché čistění plynů

Náplň výuky (obsah hodiny)

Plynná heterogenní směsDůvody děleníSuché čistění plynů

filtrace plynůprašná komoraštěrbinový odlučovačcyklonelektrostatické odlučovače

Princip ionizace

Plynná heterogenní směs

Plynná heterogenní směspevná látka v plynu

dým, prachkapalná látka v plynu

mlha

Obr. 1: mikrofoto mlhy

Podle vzniku jsou tyto směsi:Mechanické – důsledek mechanických operací (drcení, mletí, broušení…). Velikost částic 5 až 50 μm – prachKondenzační – důsledek kondenzace či chemické reakce. Velikost částic je 0,3 až 5 μm

částice pevné dýmčástice kapalné mlha

10 μm

Důvody dělení

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 využítTechnologické – pro výrobu musí být plyny čisté

Vlastní dělenímokré – ve směsi je přítomna kapalná fázesuché – není přítomna kapalná fáze

Obr. 2: dým

Suché čistění plynů

Suché čistění plynů = oddělování plynných heterogenních směsí, bez přítomnosti kapalné fáze.

Způsob provedení:filtrace plynů – oddělování na filtrační přepážceprašné komory – gravitační usazováníštěrbinové odlučovače – dynamické usazovánícyklony – odstředivé usazováníelektrostatické odlučovače – využití statické elektřiny

Obr. 3: oddělování

Filtrace plynů

Slouží k oddělování jemných částeček na filtrační přepážceFiltrační přepážkou může být

keramický svíčkový filtrtextilní rukáv

Důležité je pravidelné oklepávání

Obr. 5: textilní filtrObr. 4: keramický filtr

Prašná komora

Pro hrubé čistění, účinnost cca 80 %.Princip: při snížení rychlosti proudění převáží gravitace a částečky se usadí

Obr. 6: prostá komora Obr. 7: komora s přepážkou

Vnitřní přepážka způsobí, že ke gravitaci se přidá ještě setrvačnost částečky

Štěrbinový odlučovač

Šikmá stěna je tvořena sadou štěrbin, částečky pokračují setrvačností, plyn protiproudně odcházíŠtěrbiny mohou být na jedné stěně, nebo na obou

Obr. 8: jednostranný Obr. 9: oboustranný

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

Elektrostatické odlučovače - princip

Silné elektrostatické pole (napětí 50 – 80 tis. voltů) plyn ionizuje, částečky se nabíjí záporně a 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 %.

Obr. 11: elektrostatický odlučovač

Neutrální částečka

Anion

Vybitá částečka

50.000 V

Princip ionizace

Ionizace je proces, při kterém se z elektricky neutrálního atomu nebo molekuly stává ion (částice s nábojem).

Obr. 12: anion

Záporný iont (aniont) vznikne dodáním záporného elektrického náboje (elektronu) do elektronového obalu částice. K tomu slouží silné elektrostatické pole.

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

Elektrostatický filtr trubkový

Plyn s částečkami prochází soustavou trubek, které tvoří katodu, anoda je vodič se závažím visící středem trubky. Od okolí odděleno izolací.

Obr. 14: elektrostatická filtrace

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.

Elektrostatický filtr deskový

Obr. 15: schéma deskového odlučovače

Jediný rozdíl proti trubkovému filtru je ten, že kladné elektrody mají tvar desek záporné jsou opět visící dráty.Usazené částečky se uvolní poklepáním na deskové elektrody, padají do násypky, odkud se vypouští přes závěr.

Kontrolní otázky:

1. Jaké jsou důvody dělení plynných heterogenních směsí?

2. Co je to prach, dým a mlha?

3. Jak se provádí filtrace plynů?

4. Na jakém principu pracuje prašná komora a štěrbinový odlučovač?

5. Jak pracují elektrostatické odlučovače?

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

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

Děkuji za pozornost