Sagorevanje - pocajt.tmf.bg.ac.rspocajt.tmf.bg.ac.rs/gasovi/Pres/6 - Sagorevanje.pdf · otpadnih gasova Metode za prečišćavanje ... • Voda • Finansije,... ... 2 NO2 + 4 NH3

PrePrečišćavanje otpadnih gasovačišćavanje otpadnih gasova

SagorevanjeSagorevanje

Metode zaMetode za prečišćavanje prečišćavanje otpadnih gasovaotpadnih gasova

Metode zaMetode za prečišćavanje prečišćavanje otpadnih gasovaotpadnih gasova

SAGOREVANJESAGOREVANJESAGOREVANJESAGOREVANJE

APSORPCIJA U TEČNOSTIAPSORPCIJA U TEČNOSTIAPSORPCIJA U TEČNOSTIAPSORPCIJA U TEČNOSTITransfer gasovitih polutanata u tečnostTransfer gasovitih polutanata u tečnost

ADSORPCIJA NA ČVRSTOJ POVRŠINIADSORPCIJA NA ČVRSTOJ POVRŠINIADSORPCIJA NA ČVRSTOJ POVRŠINIADSORPCIJA NA ČVRSTOJ POVRŠINITransfer gasovitih polutanata Transfer gasovitih polutanata Na čvrstu površinuNa čvrstu površinu

Hemijsko prevođenje gasovitihHemijsko prevođenje gasovitihPolutanata u neškodljive oblikePolutanata u neškodljive oblike

GASGAS

TEČNOSTTEČNOST

GASGAS

ČVRSTOČVRSTO

2

PROCESI SAGOREVANJAPROCESI SAGOREVANJAPROCESI SAGOREVANJAPROCESI SAGOREVANJA

CCmmHHnn+ (m+n/4)OO22→→mCOCO22+ (n/2)HH22O + TOPLOTAO + TOPLOTA

ŠTETNA ORGANSKA JEDINJENJA (VOCs, HAPs)ŠTETNA ORGANSKA JEDINJENJA (VOCs, HAPs)PAREPARE

GASOVIGASOVIMIRISIMIRISI

KISEONIKKISEONIK UGLJENUGLJENDIOKSIDDIOKSID

VODENAVODENAPARAPARA

3

EFIKASNO UKLANJANJE:EFIKASNO UKLANJANJE:

Polutanata jakog mirisaPolutanata jakog mirisa

Organskih aerosolaOrganskih aerosola

Organskih gasova i paraOrganskih gasova i para

Gorivih industrijskih otpadnih gasovaGorivih industrijskih otpadnih gasova

OSNOVNI TIPOVI SAGOREVANJAOSNOVNI TIPOVI SAGOREVANJA

SAGOREVANJE DIREKTNO U PLAMENUSAGOREVANJE DIREKTNO U PLAMENU

4

TERMIČKO SAGOREVANJETERMIČKO SAGOREVANJE

KATALITIČKO SAGOREVANJEKATALITIČKO SAGOREVANJE

VREMEVREME

TEMPERATURATEMPERATURA

TURBULENCIJATURBULENCIJA

ParametriParametri koji utiču koji utiču na na efikasnost efikasnost

sistemasistema

5

KONCEPT KONCEPT 3T 3T ((TTemperature, emperature, TTime, ime, TTurbulence)urbulence)

6

Kriterijumi za izbor Kriterijumi za izbor optimalnog tipa sagorevanjaoptimalnog tipa sagorevanja

• Karakterizacija otpadnog gasnog tokaKarakterizacija otpadnog gasnog toka• Protok Protok • Temperatura Temperatura • Sastav: koji polutanti i u kojoj koncentraciji su prisutniSastav: koji polutanti i u kojoj koncentraciji su prisutni• Korozivnost: kiseli gasovi HCl, HF, SOKorozivnost: kiseli gasovi HCl, HF, SO 22, …, …

• Specificiranje svih ograničenja Specificiranje svih ograničenja • Raspoloživi prostorRaspoloživi prostor• Izvori energijeIzvori energije• VodaVoda• Finansije,...Finansije,...

• Instalacione investicije i operativni troškoviInstalacione investicije i operativni troškovi• Stepen redukcije emisije zagađivača do vrednosti Stepen redukcije emisije zagađivača do vrednosti

propisane odgovarajućim emisionim standardimapropisane odgovarajućim emisionim standardima

KONCENTRACIONE GRANICE ZAPALJIVOSTIKONCENTRACIONE GRANICE ZAPALJIVOSTI

DONJA DONJA (LEL) GORNJA GORNJA (UEL)

DONJADONJA GORNJAGORNJA

HH22SS 4.34.3 4545COCO 12.512.5 7474ETILEN OKSIDETILEN OKSID 3.03.0 110000ETIL-ETARETIL-ETAR 1.91.9 4848DI-METIL-AMINDI-METIL-AMIN 2.82.8 14.414.4

GRANICE ZAPALJIVOSTI NEKIH ZAGAĐIVAČAGRANICE ZAPALJIVOSTI NEKIH ZAGAĐIVAČA

(U ZAPREMINSKIM %)(U ZAPREMINSKIM %)

PREPORUKA:PREPORUKA: Koncentracija otpadnog gasa = 25% LELKoncentracija otpadnog gasa = 25% LEL

Napr. za DIMETILAMIN 25% LEL = 0.7 vol.%Napr. za DIMETILAMIN 25% LEL = 0.7 vol.%

PREPORUKA:PREPORUKA: Koncentracija otpadnog gasa = 25% LELKoncentracija otpadnog gasa = 25% LEL

Napr. za DIMETILAMIN 25% LEL = 0.7 vol.%Napr. za DIMETILAMIN 25% LEL = 0.7 vol.%

CCmmHHn n + (m+n/4)+ (m+n/4)OO22 →→ m mCOCO22 + (n/2) + (n/2)HH22OO ++ TOPLOTA TOPLOTA UGLJOVODONICI UGLJOVODONICI KISEONIK UGLJEN KISEONIK UGLJEN VODENA VODENA

VOCs, HAPs, MIRISI VOCs, HAPs, MIRISI DIOKSIDDIOKSID PARA PARA


OTPADNI GASOTPADNI GAS DOPUNSKO GORIVODOPUNSKO GORIVO8


PROBLEMI :PROBLEMI :SEKUNDARNO ZAGAĐENJESEKUNDARNO ZAGAĐENJE

→→ NONOXX, S, SOOXX, CO, CO

NESTABILNOST PLAMENANESTABILNOST PLAMENA

ČAĐAV PLAMENČAĐAV PLAMEN

9

ZONAZONAPLAMENAPLAMENA

VAZDUH

VAZDUH

PARE ORG

ANSKIH

PARE ORG

ANSKIH

JEDIN

JENJA

JEDIN

JENJA

POTPALJIVANJEPOTPALJIVANJEPOTPALJIVANJEPOTPALJIVANJE

OTPADNI GASOTPADNI GASOTPADNI GASOTPADNI GAS

OTPADNI OTPADNI GAS,GAS,

VAZDUH VAZDUH +C+CmmHHnn

GORIVO (gas)GORIVO (gas)


10

COCO22

++HH22OO

DIREKTNO DIREKTNO SAGOREVANJE U KOMORISAGOREVANJE U KOMORI

VISOK STEPEN TURBULENCIJEVISOK STEPEN TURBULENCIJE

DOVOLJNO VREME ZADRŽAVANJADOVOLJNO VREME ZADRŽAVANJA


DOVOLJNO VREME ZADRŽAVANJADOVOLJNO VREME ZADRŽAVANJA

DIREKTNO DIREKTNO SAGOREVANJE U KOMORISAGOREVANJE U KOMORI

OTPADNI OTPADNI GAS,GAS,

VAZDUH VAZDUH +C+CmmHHnn

COCO22

++HH22OODODATNODODATNO

GORIVO GORIVO (gas)(gas)


11

DODATNIDODATNIVAVAZZDUHDUH

PREDNJA PREDNJA STRANASTRANA

BOČNA STRANABOČNA STRANA

ZONA ZONA MEŠANJAMEŠANJA

ZONA ZONA ZADRŽAVANJAZADRŽAVANJA

JEFTINA GORIVAJEFTINA GORIVA

MALE VARIJACIJE SASTAVA OTPADNOG GASAMALE VARIJACIJE SASTAVA OTPADNOG GASA

RELATIVNO VISOKE KONCENTRACIJE GORIVIH POLUTANATA U RELATIVNO VISOKE KONCENTRACIJE GORIVIH POLUTANATA U OTPADNOM GASUOTPADNOM GASU

PRIMENLJIVOSTPRIMENLJIVOST

DOBRO PROJEKTOVAN UREĐAJDOBRO PROJEKTOVAN UREĐAJ EFIKASNOST > 98%EFIKASNOST > 98%

DOVOLJNA TOPLOTA ZA SAMOSAGOREVANJEDOVOLJNA TOPLOTA ZA SAMOSAGOREVANJE


12

IIZZBEGAVATI BEGAVATI H H22S I HLORISANE UGLJOVODONIKES I HLORISANE UGLJOVODONIKE

HH22S S →→SOSO22

HLORISANI UGLJOVODONICIHLORISANI UGLJOVODONICI →→HCl, ClHCl, Cl22, oksi-hlorisana jedinjenja, oksi-hlorisana jedinjenja

2020

8.58.5 1717 25.525.5 3434 515142.542.5101033 m m33/h/h

55

1010

1515

2525

DO

NJA

GR

AN

ICA

ZA

PALJ

IVO

STI

DO

NJA

GR

AN

ICA

ZA

PALJ

IVO

STI

(LEL

) %(L

EL) %

KATALITIČKOKATALITIČKOTERMIČKO TERMIČKO REGENERATIVNOREGENERATIVNOTERMIČKO SA TERMIČKO SA KONCENTROVANJEMKONCENTROVANJEM

TERMIČKO TERMIČKO REKUPERATIVNOREKUPERATIVNO

•TERMIČKOTERMIČKO

•KATALITIČKOKATALITIČKO BEZ ISKORIŠĆENJABEZ ISKORIŠĆENJATOPLOTETOPLOTE REKUPERATIVNIREKUPERATIVNI

SISTEMSISTEM REGENERATIVNIREGENERATIVNISISTEMSISTEM

NISKENISKE KONCENTRACIJE KONCENTRACIJE GORIVIH POLUTANATAGORIVIH POLUTANATA

13

OTPADNI GASOTPADNI GAS:: VAZDUH +VAZDUH + POLUTANTIPOLUTANTI

TERMITERMIČKO ČKO SAGOREVANJESAGOREVANJE

NIŽI SADRNIŽI SADRŽAJ ŽAJ TOPLOTE GORIVIH GASOVATOPLOTE GORIVIH GASOVA(KONCENTRACIJE DO 25% VREDNOSTI DONJE GRANICE ZAPALJIVOSTI)(KONCENTRACIJE DO 25% VREDNOSTI DONJE GRANICE ZAPALJIVOSTI)


PREČIŠĆEN PREČIŠĆEN GASGAS::

HH22O+COO+CO22

ZONAZONASAGOREVANJASAGOREVANJA

ZONAZONAPREDGREVANJAPREDGREVANJA

14


650650--980980°C°C

TERMITERMIČKO REKUPERATIVNO ČKO REKUPERATIVNO SAGOREVANJESAGOREVANJE

15

UREĐAJI ZA UREĐAJI ZA TERMITERMIČKOČKOREKUPERATIVNOREKUPERATIVNOSAGOREVANJESAGOREVANJE

UREĐAJI ZA UREĐAJI ZA TERMITERMIČKOČKOREKUPERATIVNOREKUPERATIVNOSAGOREVANJESAGOREVANJE

OTPADNI GASOTPADNI GAS:: VAZDUH +VAZDUH + POLUTANTIPOLUTANTI

RAZMENJIVAČRAZMENJIVAČTOPLOTETOPLOTE

RADNI PARAMETRIRADNI PARAMETRI677 - 732 677 - 732 °°CC

do 40000 mdo 40000 m33/h/h

RADNI PARAMETRIRADNI PARAMETRI150 - 150000 m150 - 150000 m33/h/h

0.5 – 2.0 sec0.5 – 2.0 sec650 - 1000 650 - 1000 °°CC


INDUSTRIJSKI TERMIČKI INDUSTRIJSKI TERMIČKI REKUPERATIVNI REKUPERATIVNI INCINERATORINCINERATOR

SAGOREVASAGOREVA

15 000 m15 000 m33/h/h

OTPADNOG GASAOTPADNOG GASA

RADNA RADNA TEMPERATURATEMPERATURA

730 - 800 °C730 - 800 °C

PRODUKTIPRODUKTI

HH22O + COO + CO22

16


VREME ZADRŽAVANJAVREME ZADRŽAVANJA

TIPIČNO: 0.2 – 1.0 sekundi

TURBULENCIJATURBULENCIJA

MEŠANJE POLUTANATA SA O2

KONTAKT ULAZNIH I IZLAZNIH GASOVA

TEMPERATURATEMPERATURA

FAKTORI KOJI UTIČU NA EFIKASNOSTFAKTORI KOJI UTIČU NA EFIKASNOST

TIP PLAMENIKATIP PLAMENIKA

VRSTA POLUTANTAVRSTA POLUTANTA

KONCENTRACIJA POLUTANTAKONCENTRACIJA POLUTANTA

17

TEMPERATURETEMPERATURE ( (°°C)C) I VREMENA ZADRŽAVANJAI VREMENA ZADRŽAVANJA vreme zadržavanja vreme zadržavanja 0.5 SEC0.5 SEC vreme zadržavanja vreme zadržavanja 1.0 SEC1.0 SEC

EfikasnostEfikasnost

95%95%

EfikasnostEfikasnost

99%99%EfikasnostEfikasnost

95%95%EfikasnostEfikasnost

9999%%TOLUEN TOLUEN 730730 745745 714714 725725 BENZEN BENZEN 810810 895895 770770 890890 STSTIIREN REN 785785 805805 755755 773773PERHLORETANPERHLORETAN 10051005 10501050 940940 980980TRIHLORETANTRIHLORETAN 867867 913913 750750 840840

18

PORAST TEMPERATUREPORAST TEMPERATUREI VREMENA ZADRŽAVANJAI VREMENA ZADRŽAVANJA VEĆA EFIKASNOSTVEĆA EFIKASNOST

OKSIDACIJA OKSIDACIJA UGLJOVODONIKAUGLJOVODONIKA 510 – 760 510 – 760 °°CC

OKSIDACIJA OKSIDACIJA COCO 680 – 790 680 – 790 °°CCUKLANJANJE UKLANJANJE MIRISAMIRISA 480 – 710 480 – 710 °°CC

NEPOTPUNA OKSIDACIJANEPOTPUNA OKSIDACIJAI SPOREDNI PRODUKTII SPOREDNI PRODUKTI

HCl , DIOKSINI,HCl , DIOKSINI,COCO , ALDEHIDI, ....ALDEHIDI, ....

SEKUNDARNO SEKUNDARNO ZAGAĐENJEZAGAĐENJE

AA BB

PLAMENIKPLAMENIK

OTPADNI GASOTPADNI GAS

KERAMIČKI BLOKOVIKERAMIČKI BLOKOVI

KOMORA ZAKOMORA ZA

SAGOREVANJESAGOREVANJE

AA BBAA BBZAGREVANJEZAGREVANJE

START-UPSTART-UPOTPADNI OTPADNI

GASGASOTPADNI OTPADNI

GASGASČISTGASČISTGAS ČISTGASČISTGAS19

KOMORA ZA KOMORA ZA SAGOREVANJESAGOREVANJE

UREĐAJI ZA UREĐAJI ZA TERMITERMIČKO REGENERATIVNO ČKO REGENERATIVNO SAGOREVANJESAGOREVANJEUREĐAJI ZA UREĐAJI ZA TERMITERMIČKO REGENERATIVNO ČKO REGENERATIVNO SAGOREVANJESAGOREVANJE

20

UREĐAJ ZA UREĐAJ ZA SAGOREVANJESAGOREVANJE

ROTIRAJUĆI DISK SA ROTIRAJUĆI DISK SA ADSORBENTOMADSORBENTOM

ČIST VAZDUHČIST VAZDUH

KOMBINOVANI UREĐAJ:KOMBINOVANI UREĐAJ:ROTOR KONCETRATOR / TERMIČKI INCINERATORROTOR KONCETRATOR / TERMIČKI INCINERATOR

KOMBINOVANI UREĐAJ:KOMBINOVANI UREĐAJ:ROTOR KONCETRATOR / TERMIČKI INCINERATORROTOR KONCETRATOR / TERMIČKI INCINERATOR

10%10%

100%100%


UKUPNA EFIKASNOST=UKUPNA EFIKASNOST=

(EFIKASNOST ADSORBERA) * (EFIKASNOST SAGOREVANJA)(EFIKASNOST ADSORBERA) * (EFIKASNOST SAGOREVANJA)

Primer: 0.98 * 0.99 = Primer: 0.98 * 0.99 = 0.970.97

10%10%

ZAGAĐENZAGAĐEN

VAZDUHVAZDUH


TERMIČKO SAGOREVANJE U FLUIDIZOVANOM SLOJUTERMIČKO SAGOREVANJE U FLUIDIZOVANOM SLOJUTERMIČKO SAGOREVANJE U FLUIDIZOVANOM SLOJUTERMIČKO SAGOREVANJE U FLUIDIZOVANOM SLOJU

KOMORA ZA UVOĐENJE KOMORA ZA UVOĐENJE OTPADNOG GASAOTPADNOG GASA

DISTRIBUTOR PROTOKADISTRIBUTOR PROTOKA

FLUIDIZOVANI SLOJ FLUIDIZOVANI SLOJ INERTNIH ČESTICAINERTNIH ČESTICA

GORNJA ZONAGORNJA ZONA

GORIVOGORIVO

PREČIŠĆEN PREČIŠĆEN GASGAS

DODATNI DODATNI VAZDUHVAZDUH

OTPADNI OTPADNI GASGAS

21



DUGO VREME BORAVKA U SLOJU DUGO VREME BORAVKA U SLOJU 5 - 8 sekundi5 - 8 sekundi

TEMPERATURNE FLUKTUACIJE SU MINIMALNETEMPERATURNE FLUKTUACIJE SU MINIMALNE

EFIKASNO SAGOREVANJEEFIKASNO SAGOREVANJE

NIŽE TEMPERATURENIŽE TEMPERATURE

MANJA PRODUKCIJAMANJA PRODUKCIJA NO NOXX

KARAKTERISTIKE TERMIČKOG SAGOREVANJA KARAKTERISTIKE TERMIČKOG SAGOREVANJA U FLUIDIZOVANOM SLOJUU FLUIDIZOVANOM SLOJU

22

OSNOVNI TIPOVI SAGOREVANJAOSNOVNI TIPOVI SAGOREVANJA

HOMOGENE REAKCIJE HOMOGENE REAKCIJE GAS - GASGAS - GAS

HETEROGENE REAKCIJE HETEROGENE REAKCIJE GAS - ČVRSTOGAS - ČVRSTO




23

GASGAS

KINETIKA HOMOGENIH REAKCIJAKINETIKA HOMOGENIH REAKCIJA CCmmHHn n + (m+n/4)+ (m+n/4)OO22 →→ m mCOCO22 + (n/2) + (n/2)HH22OO

UGLJOVODONICI (VOC) + KISEONIK UGLJEN DIOKSID + VODENA PARAUGLJOVODONICI (VOC) + KISEONIK UGLJEN DIOKSID + VODENA PARA

GASGAS

754°C754°C

766°C766°C

779°C779°C829°C829°C846°C846°C

radna temperatura=830°Cradna temperatura=830°C

UTICAJ TEMPERATUREUTICAJ TEMPERATURE

ARHENIUS-OVA ZAVISNOST ZA REAKCIJE PSEUDO-PRVOG REDA

nmnmnm

HCTR

E

0HCHC CekCk

d

Cd⋅⋅=⋅=

τ−

⋅−

qB

pA

A CCkd

Cd

DCBA

⋅=τ

−

+→+

24

GASGAS

ČVRSTOČVRSTO

KINETIKA HETEROGENIH KINETIKA HETEROGENIH KATALIZOVANIH REAKCIJAKATALIZOVANIH REAKCIJA

CCmmHHn n + (m+n/4)+ (m+n/4)OO2 2 →→ m mCOCO22 + (n/2) + (n/2)HH22O O + KATALIZATOR+ KATALIZATOR + KATALIZATOR+ KATALIZATOR

UGLJOVODONICI (VOC) KISEONIK UGLJEN DIOKSID VODENA PARAUGLJOVODONICI (VOC) KISEONIK UGLJEN DIOKSID VODENA PARA

GAS + GAS + KATALIZATORKATALIZATOR GAS + GAS + KATALIZATORKATALIZATOR

25

POREPORE

KATALIZATORKATALIZATOR

MOLEKULI GASAMOLEKULI GASA

KINETIKA KATALIZOVANIH REAKCIJAKINETIKA KATALIZOVANIH REAKCIJA

STUPNJEVI KOJI UTIČU NA BRZINU PROCESASTUPNJEVI KOJI UTIČU NA BRZINU PROCESA

DIFUZIJA REAKTANATA DIFUZIJA REAKTANATA KROZ FILM GASAKROZ FILM GASA

DIFUZIJA REAKTANATA DIFUZIJA REAKTANATA UNUTAR PORAUNUTAR PORA

POVRŠINSKA REAKCIJAPOVRŠINSKA REAKCIJA

DIFUZIJA PROIZVODA KROZ DIFUZIJA PROIZVODA KROZ POREPORE

DIFUZIJA PROIZVODA KROZ DIFUZIJA PROIZVODA KROZ FILM GASAFILM GASA

26

KO

NC

EN

TR

AC

IJA

KO

NC

EN

TR

AC

IJA

RASTOJANJERASTOJANJE


DIFUZIJA KROZ FILM GASADIFUZIJA KROZ FILM GASA

)C - C( k = r- ApAc,,,

A

CCAACCApAp

IDEALIZOVANA IDEALIZOVANA PORAPORA

POVRŠINA POVRŠINA KATALIZATORAKATALIZATORA

FILM GASAFILM GASA

27


POVRŠINSKA REAKCIJAPOVRŠINSKA REAKCIJA


SPOLJNJA SPOLJNJA POVRŠINA POVRŠINA

KATALIZATORAKATALIZATORA

KO

NC

EN

TR

AC

IJA

KO

NC

EN

TR

AC

IJA


CCAACCApAp

ADSORPCIJAADSORPCIJA

REAKCIJAREAKCIJA

DESORPCIJADESORPCIJA

Ck = r- A,,,

A

28


DIFUZIJA UNUTAR PORADIFUZIJA UNUTAR PORA


KO

NC

EN

TR

AC

IJA

KO

NC

EN

TR

AC

IJA


CCAA

DIFUZIJA DIFUZIJA II

REAKCIJAREAKCIJA

UNUTRAŠNJA UNUTRAŠNJA POVRŠINA POVRŠINA

KATALIZATORAKATALIZATORA

CCApAp

29


NIŽE TEMPERATURENIŽE TEMPERATURE

kkmtmt k kchem chem 1/1/ k=1/ kk=1/ kchemchem

REAKCIJA PSEUDO-PRVOG REDAREAKCIJA PSEUDO-PRVOG REDA

ZANEMARLJIV OTPOR UNUTRAŠNJOJ DIFUZIJIZANEMARLJIV OTPOR UNUTRAŠNJOJ DIFUZIJI

chemmt k

1

k

1

k

1 +=

VIŠE TEMPERATUREVIŠE TEMPERATURE

kkchemchem k kmt mt 1/1/ k=1/ kk=1/ kmtmt

30

INERTNI NOSAČINERTNI NOSAČ

AKTIVNA KOMPONENTAAKTIVNA KOMPONENTA

KATALITIČKO SAGOREVANJEKATALITIČKO SAGOREVANJE KATALIZATORIKATALIZATORI

++


KOMERCIJALNI SFERNI NOSAČKOMERCIJALNI SFERNI NOSAČSIRANSIRAN®®

D = 2 mmD = 2 mm

UVEĆANE UVEĆANE POREPORE

DDporapora<< 120120µµmm

INERTANINERTAN NOSAČ NOSAČ

50-1000 m50-1000 m22/g/g

31

10 10 mmmm

γγ ALUMINA AlALUMINA Al22OO33

300 m300 m22/g/g

AKTIVNA AKTIVNA KOMPONENTAKOMPONENTA


RAZLIČITI OBLICI NOSAČA RAZLIČITI OBLICI NOSAČA

32

sferesfere

zrnazrna

ekstrudatiekstrudati

prsteniprsteni

cilindricilindri

polazni prahpolazni prah

šupljišupljiprorezaniprorezani

cilindricilindri

monoliti (saće)monoliti (saće)

KATALITIČKO SAGOREVANJEKATALITIČKO SAGOREVANJE KATALIZATORIKATALIZATORI

AKTIVNA KOMPONENTAAKTIVNA KOMPONENTA

PLEMENITI METALI

OKSIDI METALA

DRUGA OKSIDACIONA SREDSTVA

PROMOTORI (AKTIVATORI)

MODERATORI (KORISNI INHIBITORI)

POMOĆNE KOMPONENTEPOMOĆNE KOMPONENTE

33

KRISTALITI NIKLAKRISTALITI NIKLAUVEĆANJE 200 000 PUTAUVEĆANJE 200 000 PUTA


RAZLIČITI OBLICI RAZLIČITI OBLICI KATALIZATORAKATALIZATORA

34


MAKRODISTRIBUCIJA AKTIVNE KOMPONENTEMAKRODISTRIBUCIJA AKTIVNE KOMPONENTE

Sadržaj PtSadržaj Pt 0.12% mas. 0.12% mas.

Disperzija PtDisperzija Pt 86% 86%

Raspodela PtRaspodela Pt “Ljuska” “Ljuska”

Debljina sloja Pt 100 Debljina sloja Pt 100 µµ mm

Srednji prečnik 3.3 mmSrednji prečnik 3.3 mm

Spec. površinaSpec. površina 110 m 110 m22/g/g

Zapremina pora 0.68 cmZapremina pora 0.68 cm33/g/g

GustinaGustina 3260 kg/m 3260 kg/m33

Prividna gustina 1130 kg/mPrividna gustina 1130 kg/m33 35


DEAKTIVACIJA KATALIZATORADEAKTIVACIJA KATALIZATORA

PROMENA STRUKTUREPROMENA STRUKTURE

TALOŽENJE ČVRSTIH NEČISTOĆATALOŽENJE ČVRSTIH NEČISTOĆA

HEMIJSKO TROVANJEHEMIJSKO TROVANJE

36


POTPUNA OKSIDACIJA ORGANSKIH POLUTANATAPOTPUNA OKSIDACIJA ORGANSKIH POLUTANATA

VELIKA AKTIVNOST KATALIZATORAVELIKA AKTIVNOST KATALIZATORA

KRAJNJI PRODUKTI: COKRAJNJI PRODUKTI: CO22 + H + H22OO

NAJČEŠĆI KATALIZATORI ZA PREČIŠĆAVANJE NAJČEŠĆI KATALIZATORI ZA PREČIŠĆAVANJE OTPADNIH GASOVAOTPADNIH GASOVA

PtPt ILI ILI Pd Pd NA NA ALUMINIALUMINI

37

ALUMINAALUMINAAlAl22OO33

Pt ili PdPt ili Pd

2020

8.58.5 1717 25.525.5 3434 515142.542.5101033 m m33/h/h

55

1010

1515

2525

DO

NJA

GR

AN

ICA

ZA

PALJ

IVO

STI

DO

NJA

GR

AN

ICA

ZA

PALJ

IVO

STI

(LEL

) %(L

EL) %

KATALITIČKOKATALITIČKO

TERMIČKO TERMIČKO REKUPERATIVNOREKUPERATIVNO

TERMIČKO TERMIČKO REGENERATIVNOREGENERATIVNOTERMIČKO SA TERMIČKO SA KONCENTROVANJEMKONCENTROVANJEM


OTPADNI GASOTPADNI GASVAZDUH + CVAZDUH + CmmHHnn

VAZDUHVAZDUH+ CO+ CO22 + H + H22OO

SLOJ SLOJ KATALIZATORAKATALIZATORA

38

KATALITIČKOKATALITIČKO SAGOREVANJESAGOREVANJE

KRAĆE VREME ZADRŽAVANJAKRAĆE VREME ZADRŽAVANJA

NIŽA TEMPERATURA INICIRANJA REAKCIJE NIŽA TEMPERATURA INICIRANJA REAKCIJE

PREDNOSTIPREDNOSTI

OTPADNI GASOTPADNI GASVAZDUH + CVAZDUH + CmmHHnn

VAZDUH + COVAZDUH + CO22 + H + H22OO

POREĐENJE POREĐENJE VREMENA ZADRŽAVANJAVREMENA ZADRŽAVANJAZA ZA 99%99% EFIKASNOSTI UKLANJANJAEFIKASNOSTI UKLANJANJA

KATALITIČKOKATALITIČKO TERMIČKOTERMIČKO

BENZEN BENZEN 0.18 s0.18 s 1.01.0 ss

MMETILETILKETONETILETILKETON 0.18 s0.18 s 1.01.0 ss

POREĐENJE POREĐENJE TEMPERATURA TEMPERATURA OKSIDACIJEOKSIDACIJE

ZA ZA 99%99% EFIKASNOSTI UKLANJANJAEFIKASNOSTI UKLANJANJA KATALITIČKOKATALITIČKO TERMIČKOTERMIČKO

BENZEN BENZEN 227 227 °°CC 794794 °°CC

MMETILETILKETONETILETILKETON 315 315 °°CC 816816 °°CC

CCIJIJANID ANID 249249 °°CC 983983 °°CC39

POTREBNA SAMO STEHIOMETRIJSKA KOLIČINA OPOTREBNA SAMO STEHIOMETRIJSKA KOLIČINA O22

EFIKASNO SAGOREVANJE 95-100%EFIKASNO SAGOREVANJE 95-100%

NEMA PRODUKCIJE NONEMA PRODUKCIJE NOXX

RADNE TEMPERATURE 150-500RADNE TEMPERATURE 150-500°°CC

NEMA OTVORENOG PLAMENANEMA OTVORENOG PLAMENA

PREDNOSTIPREDNOSTIKATALITIČKOKATALITIČKO SAGOREVANJESAGOREVANJE

40

U ULAZNOM U ULAZNOM GASUGASU (mg/m³)(mg/m³)

U IZLAZNOM U IZLAZNOM GASUGASU (mg/m³)(mg/m³)

EFIKASNOSTEFIKASNOSTUKLANJANJAUKLANJANJA

DIMETIL FORMAMIDDIMETIL FORMAMID 5454 33 95%95%METIL ETIL KETONMETIL ETIL KETON 727727 11 99.9%99.9%METIL IZOBUTIL KETONMETIL IZOBUTIL KETON 688688 11 99.8%99.8%TOLUENTOLUEN 9494 22 98%98%IZOBUTIL ACETATIZOBUTIL ACETAT 3535 NEMANEMA 100%100%

VOCVOC 37%37% 63%63%NONOXX 49%49% 51%51%COCO 81%81% 19%19%

ČESTICEČESTICE 27%27% 73%73%

POLUTANTPOLUTANT MOBILNIMOBILNIIZVORIIZVORI

DRUGIDRUGIIZVORIIZVORI


DODATNI DODATNI VAVAZDUHZDUH


41


NONOxx ⇒⇒ N N22 i O i O22

CCmmHHnn i i COCO ⇒⇒ CO CO2 2 i Hi H22OO

42


SELEKTIVNA KATALITISELEKTIVNA KATALITIČČKA REDUKCIJA KA REDUKCIJA NOxNOx

NN2 2

OO22

HH22O O

OTPADNIOTPADNIGASGAS

IZLAZ UIZLAZ UATMOSFERUATMOSFERU

NONOxx

OO22


NHNH33

44 NO NO + 4+ 4 NHNH33 ++ OO22 →→ 4 4 NN22 + 6+ 6 HH2200

2 2 NONO22 + 4+ 4 NHNH3 3 ++ OO22 →→ 3 3 NN22 + 6+ 6 HH2200

OTPADNI GASOTPADNI GAS TEMPERATURATEMPERATURA TIP KATALIZATORATIP KATALIZATORA

NISKA TEMP.NISKA TEMP. 120 – 350 120 – 350 °°CC POROZNI EKSTRUDATIPOROZNI EKSTRUDATI SA SA RhRh U U PAKOVANOM SLOJUPAKOVANOM SLOJU

SREDNJA TEMP.SREDNJA TEMP. 265 – 425 265 – 425 °°CC VANADIJUM / TITANIJUM KATALIZATOR VANADIJUM / TITANIJUM KATALIZATOR NANEŠEN NA NOSAČE STRUKTURE SAĆANANEŠEN NA NOSAČE STRUKTURE SAĆA

VISOKA TEMP.VISOKA TEMP. 345 – 590 345 – 590 °°CC ZEOLIT NA KERAMIČKIM SUPSTRATIMAZEOLIT NA KERAMIČKIM SUPSTRATIMA

UREĐAJI ZA KATALITIČKOUREĐAJI ZA KATALITIČKO SAGOREVANJESAGOREVANJE

REAKTORI SA POKRETNIM SLOJEM KATALIZATORAREAKTORI SA POKRETNIM SLOJEM KATALIZATORA

REAKTORI SA NEPOKRETNIM SLOJEM KATALIZATORAREAKTORI SA NEPOKRETNIM SLOJEM KATALIZATORA



KOMORA ZA KOMORA ZA DOGREVANJEDOGREVANJE KATALITIČKI KATALITIČKI

REAKTORREAKTOR

ZONA RAZMENE ZONA RAZMENE TOPLOTETOPLOTE

•REKUPERATIVNAREKUPERATIVNA•REGENERATIVNAREGENERATIVNA

IZLAZ IZLAZ GASAGASA

COCO2 2 +O+O2 2

HH22O + NO + N22

OTPADNI GASOTPADNI GAS

SLOJ SLOJ KATALIZATORAKATALIZATORA

PREDGREJANI OTPADNI GASPREDGREJANI OTPADNI GAS

RADNERADNETEMPERATURETEMPERATURE

150150-5-5000°C0°C

RADNERADNETEMPERATURETEMPERATURE

150150-5-5000°C0°C

43

44

KATALITIČKO REGENERATIVNO KATALITIČKO REGENERATIVNO SAGOREVANJESAGOREVANJE

KATALITIČKO REKUPERATIVNO KATALITIČKO REKUPERATIVNO SAGOREVANJESAGOREVANJE

KERAMIČKIBLOKOVI

BLOKOVIKATALIZATORA

PLAMENIK

OTPADNI GAS

OTPADNIGAS

RAZMENJIVAČTOPLOTE

KA

TALI

ZATO

R

KATALIZATORKATALIZATORKATALIZATORKATALIZATOR


POLUINDUSTRIJSKO POSTROJENJE 100 mPOLUINDUSTRIJSKO POSTROJENJE 100 m33/h/h

OTPADNI GAS:OTPADNI GAS:VAVAZZDUH + VOCsDUH + VOCs

PREČIŠĆENI VAZDUHPREČIŠĆENI VAZDUH

KATALITIČKI KATALITIČKI REAKTORREAKTOR

RAZMENJIVAČ RAZMENJIVAČ TOPLOTETOPLOTE


45

IHTM – Centar za katalizu i IHTM – Centar za katalizu i hemijsko inženjerstvohemijsko inženjerstvo

““PILOT”PILOT”MOBILNO MOBILNO

POSTROJENJE POSTROJENJE 100 m100 m33/h/h

KA

TA

LIT

I ČK

I K

AT

AL

ITI Č

KI

RE

AK

TO

RR

EA

KT

OR

RA

ZM

EN

JIV

AČ

R

AZ

ME

NJ

IVA

Č

TO

PL

OT

ET

OP

LO

TE

46

ETILEN OKSID ETILEN OKSID GVE = 5 mg/mGVE = 5 mg/m33

ETILEN OKSID – PRIMENA ZA ETILEN OKSID – PRIMENA ZA STERILIZACIONE KOMORE STERILIZACIONE KOMORE

MEDICINSKE PLASTIKEMEDICINSKE PLASTIKE

ETILEN OKSID – PRIMENA ZA ETILEN OKSID – PRIMENA ZA STERILIZACIONE KOMORE STERILIZACIONE KOMORE

MEDICINSKE PLASTIKEMEDICINSKE PLASTIKE


47

VAZDUH + EtOVAZDUH + EtO

RAZMENJIVAČRAZMENJIVAČ(REKUPERATOR)(REKUPERATOR)TOPLOTETOPLOTE

VENTILATORVENTILATOR

VAZ. VAZ. + CO+ CO22

+ H+ H22OO

GREJAČGREJAČ(za start)(za start)

KATALITIKATALITIČKI ČKI REAKTOR REAKTOR ZA SAGOREVANJEZA SAGOREVANJE

4 g/h 4 g/h EETILEN OKSIDATILEN OKSIDA

Industrija medicinske plastike Industrija medicinske plastike “ALIBUNAR”“ALIBUNAR”

48KATALIZATORKATALIZATOR

NOVI TRENDOVI RAZVOJA UREĐAJANOVI TRENDOVI RAZVOJA UREĐAJA

ADSORBER REAKTOR


49

50

KATALITIČKO KATALITIČKO SAGOREVANJESAGOREVANJE

ROTIRAJUĆI DISK SA ROTIRAJUĆI DISK SA ADSORBENTOMADSORBENTOM


KOMBINOVANI UREĐAJ:KOMBINOVANI UREĐAJ:ROTOR KONCETRATOR / KATALITIČKI INCINERATORROTOR KONCETRATOR / KATALITIČKI INCINERATOR

KOMBINOVANI UREĐAJ:KOMBINOVANI UREĐAJ:ROTOR KONCETRATOR / KATALITIČKI INCINERATORROTOR KONCETRATOR / KATALITIČKI INCINERATOR

10%10%

100%100%10%10%


ADSORPCIADSORPCIJAJA

VAZDUH + EtO VAZDUH + EtO na temperaturi za na temperaturi za

adsorpciju adsorpciju TTadad=100 =100 CC

KATALITIČKO KATALITIČKO SAGOREVANJESAGOREVANJE

VAZDUHVAZDUHna temperaturi za na temperaturi za

sagorevanjesagorevanje TTinin=220 =220 CC

VAZDUH ZAVAZDUH ZACIRKULACIJU CIRKULACIJU

ČESTICAČESTICA51


Sagorevanje: OsobineSagorevanje: Osobine

Potpuno uklanjanje sagorljivih polutanataPotpuno uklanjanje sagorljivih polutanata Adaptacija opremeAdaptacija opreme Efikasna kontrolaEfikasna kontrola Efikasan radEfikasan rad Iskorišćenje oslobođene toplote u procesuIskorišćenje oslobođene toplote u procesu

Visoki operativni troškoviVisoki operativni troškovi Neophodnost inercionih odvajačaNeophodnost inercionih odvajača Problemi sekundarnog zagađenjaProblemi sekundarnog zagađenja

1. Otpadni gas sadrži 39,000 kJ/kg u smeši od 1.10% LEL.

2. Cena struje 0.06 $ / KWH.

3. Cena prirodnog gasa 4.50 $ / MMBTU.

4. Rekuperativni tipovi – razmenjivač toplote sa 65% efikasnosti.

5. Regenerativni tipovi – keramički blokovi sa 95% efikasnosti.

6. Rotor koncetrator 6 puta povećava koncentraciju i 6 puta smanjuje protok.

* Moguć autotermijski rad.

PRETPOSTAVKE:

nije primenljivnije primenljiv 1.60 1.60 $/h $/h * * 1.65 1.65 $/h $/h * * 16.72 16.72 $/h$/h 3.70 3.70 $/h$/h 10% LEL 10% LEL 0.300.30$ /h$ /h 5.65 5.65 $/h$/h 2.50 2.50 $/h $/h 28.37 28.37 $/h $/h 11.0011.00 $/h $/h 1% LEL 1% LEL

RO

TO

R

RO

TO

R

KO

NC

EN

TR

AT

OR

K

ON

CE

NT

RA

TO

R

SA

TE

RM

IČK

IMS

A T

ER

MIČ

KIM

SA

GO

RE

VA

NJ

EM

SA

GO

RE

VA

NJ

EM

RE

GE

NE

RA

TIV

NI

RE

GE

NE

RA

TIV

NI

TE

RM

IČK

IT

ER

MIČ

KI

UR

EĐ

AJ

UR

EĐ

AJ

RE

GE

NE

RA

TIV

NI

RE

GE

NE

RA

TIV

NI

KA

TA

LIT

IČK

IK

AT

AL

ITIČ

KI

UR

EĐ

AJ

UR

EĐ

AJ

TE

RM

IČK

I T

ER

MIČ

KI

RE

KU

PE

RA

TIV

NI

RE

KU

PE

RA

TIV

NI

UR

EĐ

AJ

UR

EĐ

AJ

KA

TA

LIT

IČK

IK

AT

AL

ITIČ

KI

RE

KU

PE

RA

TIV

NI

RE

KU

PE

RA

TIV

NI

UR

EĐ

AJ

UR

EĐ

AJ

% D

ON

JE

%

DO

NJ

E

GR

AN

ICE

G

RA

NIC

E

ZA

PA

LJIV

OS

TI

ZA

PA

LJIV

OS

TI

(( LE

LL

EL

))

OTPADNI GAS:OTPADNI GAS: 17 17 000000 mm33/h/h POLUTANT: POLUTANT: TOLUOLTOLUOL 2121 °°CC LEL = 1.2 vol.LEL = 1.2 vol.%%

OPERATIVNI TROŠKOVIOPERATIVNI TROŠKOVI ($/h) ($/h)

REZIME

REZIME

53

MAŠINA ZA MAŠINA ZA PRŽENJEPRŽENJE

HLADNJAKHLADNJAK

15 15 mg/mmg/m33 205 205 mg/mmg/m33

GVE=50 GVE=50 mg/mmg/m33

520520ooCC

Pržionica kafePržionica kafe – – BeogradBeograd 25 t/dan 25 t/dan

54

740740ooCC

30 30 mg/mmg/m33

SISTEMSISTEM(efikasnost prečišćavanja (efikasnost prečišćavanja >> 90%) 90%)

Potrošnja Potrošnja gorivagorivalit / hlit / h

Termički spaljivačTermički spaljivačbez rekuperatora toplotebez rekuperatora toploteradna temp.radna temp. 740740ooCC

120120

Termički spaljivačTermički spaljivač+ rekuperator toplote+ rekuperator toplote efikasnosti 50% efikasnosti 50%radna temp.radna temp. 740740ooCC

6565

Termički spaljivačTermički spaljivač+ katalizator+ katalizator+ rekuperator toplote efikasnosti 50%+ rekuperator toplote efikasnosti 50%radna temp.radna temp. 450450ooCC

1616

PRIMENA TEHNOLOGIJA ZA UKLANJANJE GASOVITIH POLUTANATAPRIMENA TEHNOLOGIJA ZA UKLANJANJE GASOVITIH POLUTANATA

xx----xx-- KATALITIČKO KATALITIČKO SAGOREVANJESAGOREVANJE

xx----xx--TERMIČKO TERMIČKO SAGOREVANJESAGOREVANJE

--xx--xxxxADSORPCIJAADSORPCIJA--xx--xxxxHEMISORPCIJAHEMISORPCIJA--xx--xxxxAPSORPCIJAAPSORPCIJA

energijeenergijesupstancesupstance aerosoliaerosoli organskiorganskineorganskineorganski GASOVIGASOVI ČESTICEČESTICE REKUPERACIJAREKUPERACIJA

INSTALACIONI TROŠKOVIINSTALACIONI TROŠKOVIADSORPCIJAADSORPCIJA 200200 000 000 €€

TERMIČKO SAGOREVANJETERMIČKO SAGOREVANJE 250250 000 000 €€

KATALITIČKO SAGOREVANJEKATALITIČKO SAGOREVANJE 450450 000 000 €€

OPERATIVNI TROŠKOVIOPERATIVNI TROŠKOVIADSORPCIJAADSORPCIJA 4400 000 000 €€ / / godgod

TERMIČKO SAGOREVANJETERMIČKO SAGOREVANJE 5500 000 000 €€ / / godgod

KATALITIČKO SAGOREVANJEKATALITIČKO SAGOREVANJE 7070 000000 €€ / / godgod

UREĐAJI UREĐAJI PROJEKTOVANI ZAPROJEKTOVANI ZA

55 000 m³/h000 m³/h OTPADNOG GASA OTPADNOG GASA

IZ ŠTAMPARIJAIZ ŠTAMPARIJA

Veći uređaji su Veći uređaji su skuplji ali ne skuplji ali ne

proporcionalnoproporcionalno55

Sagorevanje - pocajt.tmf.bg.ac.rspocajt.tmf.bg.ac.rs/gasovi/Pres/6 - Sagorevanje.pdf · otpadnih gasova Metode za prečišćavanje ... • Voda • Finansije,... ... 2 NO2 + 4 NH3

Documents