BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM

Épületgépészeti és Gépészeti Eljárástechnika Tanszék

Budapest, 2010

Dr. Örvös Mária

LEVEGŐTISZTASÁG-VÉDELEM

(oktatási segédlet)

2

Tartalomjegyzék 1 Bevezetés ............................................................................................................................ 3

1.1 Hazai helyzetkép .......................................................................................................... 31.2 Levegőszennyezés csökkentési lehetőségek ................................................................ 8

II.1. Levegőtisztítási módszerek és berendezések csoportosítása ...................................... 81. Porleválasztás ......................................................................................................................... 9

1.1. Gravitációs és ütközéses leválasztók ......................................................................... 131.2. Ciklonok .................................................................................................................... 15

1.2.1. Határszemcse átmérő meghatározása ................................................................. 161.3. Elektrosztatikus leválasztók ...................................................................................... 181.4. Porszűrők ................................................................................................................... 201.5. Nedves leválasztók .................................................................................................... 25

2. Gázok/gőzök leválasztása .................................................................................................... 302.1. Abszorpciós gáztisztítás, abszorberek ....................................................................... 302.2. Adszorpciós gáztisztítás, adszorberek ....................................................................... 33

3. Kén-dioxid emisszió csökkentés .......................................................................................... 353.1. Száraz füstgáztisztítás ................................................................................................ 353.2. Nedves füstgáztisztítás .............................................................................................. 373.3. Félszáraz füstgáztisztítás ........................................................................................... 39

4. Nitrogén-oxid füstgáztisztítási eljárások .............................................................................. 405. Dioxin emisszió csökkentési lehetőségek ........................................................................... 45

5.1. Hulladékégetők füstgáztisztítási lehetőségei ............................................................. 472 Irodalomjegyzék ............................................................................................................... 513 Jelölésjegyzék ................................................................................................................... 51

3

1 Bevezetés

A természet és az emberiség – ha az eddigi környezet-károsító folyamatok nem változ-nak –súlyos, életveszélyes állapotba került. Ez a veszély lassan érzékelhetővé válik a minden-napi életben is. Egyre gyakoribbak és súlyosabbak a légúti problémák, a bőrbetegségek, az allergiára való hajlam, egyre többször érnek bennünket a megszokottól eltérő éghajlati jelen-ségek, érzékeljük a légkör felmelegedését, az ózonlyuk nagyobbodását, stb. Együtt kell-e él-nünk ezekkel a problémákkal, mint olyan jelenségekkel, amelyekkel nem vehetjük fel a küz-delmet? Ezekért a káros hatásokért nagyon sokan a civilizációt, az iparosodást, a technika fejlődését teszik felelőssé. Azt jelentik-e ezek a figyelmeztető jelek, hogy a fejlődésnek határt kell szabni, netán vissza kell térni a természethez? Vagy léteznek felelős gondolkodást, hu-mánus mérnöki szemléletet tükröző műszaki megoldások is, amelyek a fejlődésnek nem szab-nak gátat, de a rövidlátó, fiskális, gyors anyagi meggazdagodást biztosító műszaki megoldá-sokkal ellentétben, az emberiség jövőjére, a természet épségére is tekintettel vannak? Évtize-dek óta léteznek és számos fejlett országban ipari méretekben alkalmazzák is azokat az eljárá-sokat, amelyek egy technológiai folyamat környezetet károsító hatásait megszüntetik. Ezek bevezetése azonban egy újszerű, nem rövidlátó mérnöki szemléletet igényel. E segédlet célja, hogy megismertesse a hallgatókkal azokat a leggyakrabban alkalmazott berendezéseket és eljárásokat, amelyek lehetőséget adnak a levegő tisztaságának megőrzésére. Ezekkel az isme-retekkel kívánunk hozzájárulni ahhoz, hogy a jövőért felelősséget érző mérnök gondolkodása és szemlélete jó irányba változzon.

1.1 Hazai helyzetkép

A levegő természetes összetételét adó alapgázokon kívül több ezer egyéb komponens is előfordul a levegőben. Ezek, az ún. vendéganyagok természetes jelenlevői a bennünket körül-vevő levegőnek. Abban az esetben, ha ezek szokásos koncentrációja megváltozik, vagy egyéb más alkotóelemek kerülnek a levegőbe, levegőszennyezésről beszélünk. A levegőben szeny-nyezőanyagként előforduló részecskék leválasztására különböző eljárások léteznek, azonban mindezek leválasztási sajátosságaira nem térhetünk ki. Sok problémát okoznak a klórvegyüle-tek, dioxinok és furánok, a széndioxid és más egyéb gázok is. Jelenleg Magyarországon a levegőszennyezés területén a legnagyobb gondot a szilárd részecskék, a kén-dioxid és a nitro-gén-oxidok okozzák, ezért ezek emisszió csökkentési lehetőségeivel foglalkozunk részlete-sebben.

Szilárd szennyeződések leválasztása érdekében Magyarországon is komoly lépések történtek. Ennek is tulajdonítható, hogy a szilárd szennyeződések kibocsátása jelentősen csökkent. Az I/1. ábrán a kibocsátás trendje, az I/2. ábrán a szilárd anyag kibocsátás emisszi-ós források szerinti megoszlása látható.

4

I/1. ábra. Szilárdanyag kibocsátás trendje Magyarországon 1980 – 2007 közötti időszakban

I/2. ábra. Szilárdanyag kibocsátás emissziós források szerinti megoszlása Magyarországon

2007-ben

Kén-dioxid szennyeződés kibocsátás tekintetében, komoly csökkenés az 1985-1990 kö-zötti időszakban mutatkozott, mint azt az I/3. ábra mutatja. E csökkentés azonban kevésbé tulajdonítható a ténylegesen beépített kén-dioxid leválasztóknak, sokkal inkább az ezen idő-szak alatt bekövetkezett ipari termelés visszaesésének. Az I/4. ábra a kén-dioxid kibocsátás emissziós források szerinti megoszlását mutatja.

0

100

200

300

400

500

600

700

Szilá

rdan

yag

(100

0 t/

év)

Év

Szilárdanyag kibocsátás

www.ksh.hu adatai alapján

www.ksh.hu adatai alapján

5

I/3. ábra. Kén-dioxid kibocsátás trendje Magyarországon 1980 – 2007 közötti időszakban

I/4. ábra. Kén-dioxid kibocsátás emissziós források szerinti megoszlása Magyarországon

2007-ben

Látható, hogy a kén-dioxid kibocsátás jelentős részét a hőerőművek adták, ezért az emisszió csökkentést is e kibocsátási források irányában kell erősíteni.

Nitrogén-oxidok kibocsátása tekintetében a helyzet hasonlóan alakult a kén-dioxidokéhoz.

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

SO2

(100

0 t/

év)

Év

Kén-dioxid kibocsátás

www.ksh.hu adatai alapján

www.ksh.hu adatai alapján

6

Az I/5. ábrán a kibocsátás trendje, az I/6. ábrán a nitrogén-oxid kibocsátás emissziós források szerinti megoszlása látható.

I/5. ábra. Nitrogén-oxid kibocsátás trendje 1980 és 2007 között Magyarországon

I/6. ábra. Nitrogén-oxid kibocsátás emissziós források szerinti megoszlása Magyarországon

2007-ben

Megállapítható, hogy a magyarországi nitrogén-oxid kibocsátás döntő részben a közle-kedésből és a hőerőművekből származik.

0

50

100

150

200

250

300

NO

(100

0 t/

év)

Év

Nitrogén-oxid kibocsátás

www.ksh.hu adatai alapján

www.ksh.hu adatai alapján

7

A fenti adatok alapján látható, hogy a vizsgált légszennyező anyagok kibocsátási forrásaként a hőtermelő és ipari folyamatok és a közlekedés jelölhetők meg. Hasonló volt a helyzet a fejlett ipari országokban is. Az I/7. ábrán látható diagram egyértelműen mutatja a légszennyezők folyamatos csökkenését USA-ban a ’70-es évektől. Az I/8. ábrán az Amerikai Egyesült Ál-lamok főbb kén-dioxid és nitrogén-oxid kibocsátó emissziós források megoszlása látható.

I/7. ábra. Légszennyező kibocsátás trendje USA-ban 1970 és 2006 között

I/8. ábra. Kén-dioxid és nitrogén-oxid kibocsátás emissziós források szerinti megoszlása az

Amerikai Egyesült Államokban 2002-ben (Electric Utilities=villamos erőművek; Transportation=közlekedés; Industrial Sources=ipari

források; Fuel Combustion=tüzelőanyag égetés; Other=egyéb)

A következetes emisszió csökkentés eredményeképpen a fejlett ipari országokban ma már a határértékeknek megfelelő kibocsátást sikerült elérni az ipar, a hőtermelés és a közlekedés területén.

8

1.2 Levegőszennyezés csökkentési lehetőségek

Levegőszennyezőnek minősülnek mindazok az anyagok, amelyek - származásuktól és állapotuktól függetlenül – olyan mértékben jutnak a levegőbe, hogy azzal az ember és a kör-nyezetét kedvezőtlenül befolyásolják. A levegőt szennyező anyagok nem csak az emberi te-vékenység révén jutnak a környezetünkbe, hanem a természeti jelenségek (vulkáni tevékeny-ség, bioszféra bomlása, stb.) által is. Ezeket a forrásokat természetes forrásoknak nevezzük. Egyes adatok szerint a természetes források által kibocsátott szennyeződések többszörösét is adhatják az emberi tevékenység (ún. antropogén vagy mesterséges források) által kibocsátott szennyeződéseknek, azonban ezeket befolyásolni nem tudjuk. A levegőszennyezés csökkenté-sét, az emberi tevékenység által a légkörbe juttatott szennyeződések mérséklésével kell meg-oldanunk. A légszennyezés folyamata három jól elkülöníthető szakaszból áll: emisszió, transzmisszió, immisszió. Emissziónak nevezzük a különböző forrásokból, időegység alatt a környezeti levegőbe kibo-csátott szennyező anyag mennyiségét. Az emberi tevékenység általi kibocsátást az emisszió szabályozás írja elő. Az emisszió szabályozás a helyhez kötött vagy a mozgó forrás számára kibocsátási határértéket ír elő. A helyhez kötött pontforrások esetén a területi kibocsátási ha-tárértéket vagy a technológiai kibocsátási határértéket kell betartani. Pontforrás területi kibo-csátási határértékét [19] tartalmazza, technológiai határértékeit [18] tartalmazza. Transzmissziónak nevezzük a levegőbe került anyagok mozgását és változását. A levegőbe bekerült anyagok hígulnak, ülepednek, fizikai és kémiai változásokon mennek keresztül. A transzmissziót leíró összefüggések a légkör fizikai jelenségeinek mérése és számítása, értéke-lése során származnak. A környezetünkkel és tevékenységünkkel közvetlenül kapcsolatban lévő levegőszennyezési szakasz: az immisszió. A kibocsátott szennyező anyagoknak a talajközeli levegőben kialakult koncentrációját nevezzük immissziónak. A mérnöki tevékenységgel kapcsolatos levegőszennyezés mértékének csökkentése alapvetően két területen jelentkezik:

- olyan technológia kidolgozása és alkalmazása, amely során minimális levegőt szeny-nyező anyag kerül a környezetbe,

- a kibocsátási határértékeknek eleget tevő gáztisztítási eljárás alkalmazása. A második feladat megoldásához ismerni kell az emisszió szabályozást, valamint a gáztisztí-tási eljárásokat, azok megvalósításához alkalmazható berendezéseket. Ezen utóbbi érdekében kívánunk általános áttekintést adni a gáztisztítási eljárásokról és a legáltalánosabban alkalma-zott berendezésekről.

II.1. Levegőtisztítási módszerek és berendezések csoportosítása

Az emisszió csökkentés érdekében, az emberi tevékenység által kibocsátott, különböző halmazállapotú szennyeződések leválasztására számos módszer lehetséges. Egy-egy problé-ma megoldása különféle módszerrel és berendezéssel is lehetséges, a megfelelő kiválasztását az adott feladat, a gazdaságossági és egyéb szempontok határozzák meg. Az alábbiakban a leválasztási módszerekről egy egyszerűsített áttekintést adunk.

9

A.

Fizikai eljárások

I. Szilárd anyagok leválasztása a. nagyméretű részecskék leválasztása d >10 µm

Alkalmazott berendezések: - ülepítő kamrák, - ütközéses leválasztók - ciklonok

b. kisméretű részecskék d < 10 µm

Alkalmazott berendezések: - szűrők - elektrosztatikus leválasztók - nedves mosók - multiciklonok

II. Gázok/gőzök leválasztása

a. abszorpció (folyadékban történő elnyeletés) Alkalmazott berendezések:

- töltött tornyok - tányéros tornyok - nedves mosók

b. adszorpció (szilárd anyag felületén történő megkötés)

Alkalmazott berendezések: - nyugvó-ágyas adszorber - mozgóágyas adszorber

c. kondenzáció (hűtött felülettel történő érintkeztetés) Alkalmazott berendezések:

- hőcserélők, kondenzátorok

B.

Kémiai eljárások

I. Gázok/gőzök leválasztása a. kémiai reakció

Alkalmazott berendezések - permetező mosók - töltött tornyok - tányéros tornyok

b. oxidáció - száraz és nedves oxidáció

1. Porleválasztás

A porleválasztás elsődleges célja a hordozógázban eloszlatott szilárd szemcsék leválasz-tása vagy összegyűjtése: • az ártalmas anyagoknak a gázáramból való eltávolítása céljából (pl. a szilárd részecske az

emberi egészségre ártalmas lehet, a berendezést koptathatja, a környezetet károsíthatja),

10

• technológiai igény miatt (a gáz a technológia további részeibe csak pormentesen kerülhet be, vagy csak előírt koncentrációjú szilárd anyagot tartalmazhat),

• biztonsági okból (pl. porrobbanás), • veszteségek csökkentése (pl. a gázzal együtt értékes anyag is eltávozhat, melynek vissza-

nyerése gazdasági okból célszerű). A megfelelő porleválasztó berendezés kiválasztásához ismerni kell a

- a por jellemző méretét, - a por koncentrációját, - a tisztítás előírt mértékét (a leválasztás hatásfokát), - a részecske sűrűségét, - a por koptató hatását, - a por tapadási hajlamát.

A szilárd szemcsék gázáramban való viselkedését gömb alakú részecskék aerodinamikai egyenletei írják le. A valóságban előforduló porok gyakran nem gömb alakúak, ezért azokat különböző – lineáris-, felület-, térfogatközepes stb. – átmérővel szokták helyettesíteni. Né-hány porleválasztó berendezés alkalmazási tartományát, a szemcse jellemző méretének függ-vényében a 1. ábra mutatja. A bejelölt méretek nem jelentik a leválasztó alkalmazásának éles határát. Egy leválasztó szakszerű kiválasztásánál a szemcseméreten túlmenően egyéb szem-pontokat is figyelembe kell venni.

1. ábra. Néhány porleválasztó berendezés alkalmazási tartománya a jellemző porszemcse

méret függvényében

A porleválasztó berendezésekben a leválasztás jellemzője lehet a porszemcse ülepedési se-bessége. Gömb alakkal közelíthető szilárd részecskére - gravitációs erőtérben, a lamináris ülepedés tartományában az erő-egyensúly felírásával (2.ábra) - levezethető az ülepedési sebesség:

11

2. ábra. Ülepedő részecskére ható erő

Feltételek: gömb részecskére efg FFF += (1) efg FFF =− (1.a)

( ) 2g,ü

G2

Gszilárd

3

v24

d(Re)g6

d⋅⋅=−

ρπψρρπ (2)

Lamináris áramlás esetén, ha Re<1 akkor 𝜓 = 24𝑅𝑒

.

G

Gg,üvdRe

µρ⋅⋅

= (3)

(3) egyenlet behelyettesítve (2)-be, az ülepedési sebesség kifejezve:

( )

G

Gs2

g,ü 18gd

vµ

ρρ −= (4)

ahol, vü - az ülepedési sebesség µG - a gáz dinamikai viszkozitása ρG - a gáz sűrűsége ρS - a szilárd anyag sűrűsége g - nehézségi gyorsulás d - jellemző szemcseméret

Centrifugális vagy elektromos erőtérben a nehézségi gyorsulás szerepét a megfelelő tér-erő tölti be. A különböző leválasztási elvet alkalmazó porleválasztók a leválasztás javítása érdekében az ülepedési sebesség növelését alkalmazzák (pl. centrifugális vagy elektrosztati-kus erőtér alkalmazásával, részecske méret növelésével, nedvesítéssel stb.) Az egyes szem-csékre jellemző ülepedési sebesség több szemcse jelenlétekor csak akkor érvényes, ha a szemcsekoncentráció olyan kicsi, hogy a szemcsék egymást észrevehetően nem befolyásolják az áramlásban. Nagy koncentrációjú porok esetében az ülepedési sebesség nagyobb, mint egyedi szemcsék esetében. Gázáramban eloszlatott anyagok jellemzésére a szemcsekoncent-ráció definiálása az alábbiak szerint lehetséges:

Vmx = (5)

ahol V gáz térfogatban m tömegű szilárd részecske található.

12

Néhány üzemi és környezeti porkoncentráció érték a 1. táblázatban található.

1. táblázat. [2] Gázáram fajtája

Porkoncentráció

[mg/m3] Erőművi tisztítatlan füstgáz 10 000 -100 000 Erőművi tisztított füstgáz 1 -100 Tisztítatlan torokgáz 10 000 - 50 000 Tisztított torokgáz 5 – 20 Munkahelyi maximális porkoncentráció (MAK) 2 – 15 Samott gyártás pora 10 – 100 Kerámiaüzemi préspor 5 – 20 Öntödei formakészítés pora 2 – 20 Ipari üzemektől távoli területeken 0,01 - 10,05 Városi levegőben lévő por 0,1 - 0,5 Ipari üzemek közelében 0,2 – 5

A leválasztó berendezés teljesítőképességének jellemzésére a leválasztási hatásosságot

(hatásfokot) alkalmazzák. Az összleválasztási hatásfok (ηö) vagy összportalanítási fok azt fejezi ki, hogy a tisztítandó gázáramban lévő szilárd rész tömegéből mennyi válik le a porle-választó készülékben. Jelöljük a leválasztóba belépő por tömegáramát (mbe), a leválasztót el-hagyó por tömegáramát (mki), a leválasztóban leválasztott anyag tömegáramát (mle). A levá-lasztóba érkező szilárd anyag gázáramban eloszlatva érkezik. A rendszerbe belépő gáz térfo-gatárama (Vbe), a rendszert elhagyó (Vki). Tökéletesen zárt rendszernél és feltételezve, hogy a leválasztott por elvételénél nincs tömítetlenség, azaz itt a gáz eltávozása elhanyagolható:

Vbe = Vki.

A szilárd anyagra felírható megmaradási egyenlet: lekibe mmm += (6) A belépő és kilépő gázáram szilárd anyag koncentrációja:

be

bebe V

mx = (7)

ki

kiki V

mx = (8)

A porleválasztó berendezés összleválasztási hatásfoka:

be

kibe

be

le

be

kibeö x

xxmm

mmm −

==−

=η (9)

A gyakorlatban a porleválasztó berendezés leválasztási hatásfokának meghatározásához ismerni kell a technológia által adott szilárd anyag tömegáramát, vagy koncentrációját. Ez képezi a leválasztóba belépő értéket. Ennek meghatározása az üzemi paraméterek ismertében számítással vagy méréssel történhet. A mérőhely kialakítását, a mintavételezés módját szab-ványok rögzítik. A leválasztót elhagyó ág szilárd anyag tömegáramát vagy koncentrációját többnyire a határértékek írják elő. A határértékek meghatározása környezetvédelmi jogsza-bályok, minisztertanácsi rendeletek és törvények alapján történik.

13

Kibocsátási határérték szempontjából a területi kibocsátási határérték és a technológiai kibo-csátási határérték a mérvadó. Helyhez kötött működő légszennyező források esetén kibocsátá-si határértékként a területi kibocsátási határértéket kell megállapítani. Helyhez kötött új lég-szennyező forrásokkal kapcsolatban, ha más korlátozás nincs, akkor a két érték közül kibocsá-tási határértékként a kisebbet kell megállapítani.

A porleválasztó berendezés jellemzésére az összleválasztási hatásfokon túl a frakció le-választási hatásfokot (ηfr) is gyakran alkalmazzák. A leválasztóba belépő gázban a szilárd szemcsék mérete nem azonos, nagyobb és kisebb részecskék is megtalálhatók. A részecskék mérete és mennyisége között a megoszlás görbe teremt kapcsolatot. Az adott összportalanítási fokkal üzemelő leválasztó a nagyobb méretű anyagból többet, a kisebből általában kevesebbet választ le.

A frakcióhatásfok azt fejezi ki, hogy egy adott szemcseméretet a készülék milyen hatás-fokkal választ le. A 3.a. ábra a leválasztóba belépő és a leválasztott szilárd anyag eloszlás görbéjét mutatja a részecskeméret függvényében. Egy vizsgált - ∆d - mérettartományban a frakció leválasztási hatásfok az adott tartományhoz tartozó leválasztott - ∆mle -, és belépő - ∆mbe -, szilárd anyag mennyiségének aránya, azaz:

dbe

lefr m

m

∆∆∆η

= (10)

Egy leválasztó frakció hatásfok görbéjét a 3./b ábra mutatja a szemcseátmérő függvényében.

3. ábra. Eloszlásgörbe és frakcióhatásfok görbe

A szilárd anyagoknak a vivőgázból való leválását olyan erők idézik elő, amelyek hatá-

sára a vivőgázhoz képest a porszemcsék relatív elmozdulása bekövetkezik. A különböző por-leválasztó berendezésekben a nehézségi erőt, a centrifugális erőt, az elektromos erőt használ-ják ki, illetve a szűrőrétegen való visszamaradást alkalmazzák. Pl. az ülepítő kamrában a gra-vitáció, zsalus leválasztókban az ütközés, ciklonokban a centrifugális erő, elektrofilterekben az elektromos térerő, nedves mosókban a nevesítés hatására következik be elsődlegesen a leválasztás. Természetesen ezeken az erőkön kívül másodlagos hatások is szerepet játszhatnak a leválasztásban

1.1. Gravitációs és ütközéses leválasztók

14

A porleválasztás legegyszerűbb készülékei a nehézségi erő kihasználásával működő le-választók, a porkamrák vagy ülepítő kamrák. A porkamrákban a vivőgáz áramlási sebessége, más leválasztókhoz képest kicsi (0,4 – 0,8 m/s). A leválasztás azáltal következik be, hogy a kamrában a gáz áramlási sebessége annyira lecsökken, hogy a porszemcsék a nehézségi erő hatására le tudnak ülepedni a kamra aljára. A porkamrában lévő kis gázsebesség miatt a levá-lasztó geometriai méretei meglehetősen nagyok. Előnye az egyszerű konstrukció, kis nyomás-esés. A porkamrákat általában előleválasztóként alkalmazzák – 100 µm-nél nagyobb méretű részecskékhez –, hogy a gázáramban lévő durva szemcsék koptató hatásától az egyéb levá-lasztó berendezéseket mentesítsék. A porkamra működési vázlata a 4. ábrán látható.

4. ábra. A porkamra működési vázlata

(1. Szennyezett gáz belépés, 2. Tisztított gáz kilépés, 3. Leválasztott por ürítés) A porkamrákban a leválasztás térfogatnövelés elvén történik. A megnövekedett áramlási ke-resztmetszet hatására az áramlási sebesség lecsökken, és az ülepedési sebesség a domináns. A porkamrákban kialakuló sebességek a 5. ábrán láthatók.

5. ábra. Sebességábra a porkamránál

Ahol 𝑣ü,𝑔 gravitációs ülepedési sebesség számítható:

𝑣ü,𝑔 = 𝑑2(𝜌𝑠𝑧−𝜌𝐺)∙𝑔18𝜇𝐺

(11)

A nehézségi erő mérsékelt és korlátok között alkalmazható hatását az irányváltásos por-leválasztókban a centrifugális erőkkel kombinálják. A két erő együttes kihasználásával műkö-dő porleválasztók általában olyan ülepítő kamrák, amelyekben az áramlás irányát megváltoz-tató betétek vannak elhelyezve. A különböző típusú irányváltoztató elemek vázlatát az 6. ábra

15

mutatja. A készülékekbe a gáz axiálisan jut be, a por az éles irányváltás következtében válik ki. A porszemcsékre a centrifugális erő hat, azonban jóval rövidebb ideig, mint a ciklonokban.

6. ábra. Irányváltásos porleválasztók

(a./, d./ e./ f./ a gázáram megosztásával; b./, c./ a gázáram megosztása nélkül 1. szennyezett gáz bevezetés, 2. tisztított gáz kivezetés)

1.2. Ciklonok

A centrifugális erő elve alapján működő legelterjedtebb mechanikus porleválasztó be-rendezések, amelyekben mozgó alkatrész nélkül létrehozott centrifugális erő idézi elő a por-szemcséknek a gázáramból való leválasztását. A ciklonok általában 10 µm-nél nagyobb mére-tű szilárd anyagok leválasztására alkalmazhatók jó hatásfokkal. A ciklon fő részei (7. ábra jelöléseivel): a gázbevezető csonk (1), a hengeres rész (2), a kúpos rész (3), a porkivezető nyílás (4) a gázkivezető cső vagy merülőcső (5), porkivezető nyílás alatti portartály (6).

A ciklonban a szemcsék ívelt pályán haladnak, többször körbefutva a leválasztótérben. A körmozgást a ciklontestbe érintőlegesen bevezetett gázáram idézi elő. A centrifugális erő hatására a porszemcsék a leválasztótér felülete, a hengeres ciklon fala felé vándorolnak, ahol lefékeződve kiválnak a gázáramból. A kivált por a nehézségi erő hatására a ciklon alsó részé-be, majd onnan a portartályba jut. A portalanított gázáram a tengelyszimmetrikusan beépített merülőcsövön keresztül felfelé hagyja el a készüléket. A ciklon nem képes minden szennye-ződést leválasztani, ezért a finomabb frakciójú porok a gázárammal együtt a kilépő nyíláson keresztül távoznak. A ciklonban igen bonyolult áramlások alakulnak ki. A szemcsékre külön-böző sebesség-komponensek hatnak, amelyek eredője határozza meg a szemcse mozgásának irányát. A merülőcső átmérőjének megfelelő hengerfelületen áramlanak át azok a porszem-csék, amelyek sebessége a kiválási határsebességnél kisebb és eredő radiális sebességkompo-nense a ciklon belseje felé mutat. Határszemcsének nevezik, és dsh-val jelölik, a ciklonban még éppen leválasztható méretű részecskét, amelyre ható radiális sebességkomponensek egyensúlyban vannak a 2ri merülőcső átmérőjének megfelelő hengerfelületen. A határszemcse méretének meghatározására [2, 6, 8] közöl a gyakorlat számára alkalmas összefüggéseket. A határszemcse átmérőjét a ciklon geometriai jellemzői, a gázbevezetés módja és a gáz fizikai jellemzői befolyásolják. A 9. ábra néhány jellegzetes ciklon kialakítást mutat.

16

7. ábra. A porleválasztó ciklon részei

(1. Gázbevezető csonk, 2. Hengeres rész, 3. Kúpos rész, 4. Porkivezető nyílás, 5. Gázkivezető/örvénykereső cső, 6. Portartály, 7. Cellásadagoló)

1.2.1. Határszemcse átmérő meghatározása

Feltételek: • síkmozgás (nincs függőleges irányú sebességkomponens) • 𝑑 = 𝑑ℎ𝑎𝑡á𝑟 • 𝑟 = 𝑟𝑖 • 𝑣𝑟 = 𝑣ü,𝑐

8. ábra. Sebességábra a ciklonban

A sebességek értelmezése:

𝑣ü,𝑐 = 𝑑𝑠𝑧2 (𝜌𝑠𝑧−𝜌𝐺)18𝜇𝐺

∙ 𝑣𝑡2

𝑟 (12)

17

𝑣𝑏𝑒 = �̇�𝐺𝐴𝑏𝑒

(13)

𝑣𝑡 = 𝐶∗ ∙ 𝑣𝑏𝑒 (14)

𝑣𝑟 = �̇�𝐺𝐴𝑝𝑎𝑙á𝑠𝑡

= 𝑣𝑏𝑒∙𝐴𝑏𝑒2𝑟𝑖∙𝜋∙𝐻

(15)

𝒗𝒓 = 𝒗ü,𝒄 (16)

𝑣𝑏𝑒∙𝐴𝑏𝑒2𝑟𝑖∙𝜋∙𝐻

= 𝑑ℎ𝑎𝑡á𝑟2 (𝜌𝑠𝑧−𝜌𝐺)

18𝜇𝐺∙ 𝑣𝑡

2

𝑟 (17)

𝑑ℎ𝑎𝑡á𝑟 = �𝑣𝑏𝑒∙𝐴𝑏𝑒∙18𝜇𝐺∙𝑟𝑖

2𝑟𝑖∙𝜋∙𝐻∙(𝜌𝑠𝑧−𝜌𝐺)∙𝐶∗2∙𝑣𝑏𝑒2 (18)

𝑑ℎ𝑎𝑡á𝑟 = �182𝜋∙ � 𝐴𝑏𝑒

𝐻∙𝐶∗2∙ �

𝜇𝐺𝜌𝑠𝑧−𝜌𝐺

∙ � 1𝑣𝑏𝑒

= 𝐾1 ∙ 𝐾2 ∙ 𝐾3 ∙ 𝑣𝑏𝑒−1/2 (19)

ahol 𝐾1: konstansok 𝐾2: geometriai jellemzők 𝐾3: anyagjellemzők

9. ábra. Néhány jellegzetes ciklon kialakítás

vti /vki - ri sugáron a tangenciális és a kilépési sebesség aránya ra /ri - geometriai arány h / ri - geometriai arány Abe /Aki - gáz be- és kilépési keresztmetszet arány

18

A határszemcse méretét, a leválasztás hatásosságát a beömlési sebesség (vbe) jelentősen befolyásolja. A 10. ábra az összleválasztási hatásfok és a nyomásesés alakulását mutatja – egy adott geometriájú ciklonnál – a belépési sebesség függvényében. A sebesség növelése a leválasztási hatásfok javulását eredményezi, de egyidejűleg jelentős nyomásesés növekedést is okoz. A ciklon átmérőjének csökkentésével a határszemcse átmérője is csökken, ezért ugyanolyan gázmennyiség több kisebb ciklonba történő bevezetésével jobb hatásfokú levá-lasztás érhető el. Több kisebb átmérőjű összeépített ciklont multiciklonnak nevezik. A 11. ábra néhány multiciklon kialakítást mutat.

10. ábra. A leválasztási hatásfok (𝜂ö) és a nyomásveszteség (Δ𝑝) a beömlési sebesség függ-

vényében

11. ábra. Multiciklon kialakítások

(A - hosszirányú elrendezés, B - körkörös elrendezés)

1.3. Elektrosztatikus leválasztók

Az elektrosztatikus porleválasztók igen jó hatásfokkal üzemelő, 1 µm-nél kisebb ré-szecskék leválasztására is alkalmas berendezések. A leválasztó úgy működik, hogy a két elektróda között – a nagyfeszültségű egyenáram következtében – villamos erőtér alakul ki. Az elektródák elnevezése szóró és leválasztó elektróda. Ha az elektródák közötti potenciálkü-lönbség elegendően nagy, a szóróelektróda közvetlen közelében a villamos térerő olyan mér-tékű lesz, hogy az ott lévő gázmolekulák ionizálódnak, vagyis pozitív és negatív ionok, sza-

19

bad elektronok keletkeznek és a stabil (semleges) molekulákkal együtt lesznek jelen. Az elektrosztatikus leválasztók elvi felépítését a 12. ábra mutatja.

12. ábra. Az elektrosztatikus leválasztó elvi felépítése

(1. szóróelektróda, 2. leválasztó elektróda, 3. szennyezett gáz, 4. tisztított gáz, 5. transzformátor és egyenirányító)

A szóróelektróda közelében nagymértékű potenciálesés van, amely megfelelően nagy

ionizációs feszültség esetén koronakisülést idéz elő. A koronakisülésnél a gázban lévő szabad elektronok a gázmolekulákkal ütközve további elektronok képződését idézik elő. A negatív töltések a földelt leválasztó elektróda felé áramlanak, ezáltal a teljes leválasztó-teret villamos töltések árasztják el. A porral szennyezett gázzal a koronatérbe jutó porszemcsék a pozitív és negatív töltésű ionokkal ütköznek és felvehetik a töltésüket. Így a szóróelektródával azonos töltésű negatív részecskék a leválasztóelektróda felé vándorolnak, a pozitív töltésűek pedig a szóróelektródán válnak le, és ott veszítik el a töltésüket. A szóróelektródák különböző alakza-túak lehetnek (13. ábra). Ezeket szigetelve függesztik a leválasztó térbe. A leválasztó elektró-dákat úgy kell kialakítani, hogy a leválasztott port a gázáram ne ragadja magával. Ezt külön-böző kiálló felületek, áramlási holtterek, ún. zsebek kiképzésével, valamint a leválasztott port levezető csatornák alkalmazásával oldják meg. Néhány szóró és leválasztó elektróda kialakí-tás látható a 13. ábrán. Az elektródákat a rájuk leváló portól időszakosan le kell tisztítani. A szárazon működő levá-lasztók elektródáit úgy tisztítják, hogy a levált porréteget az elektródák ütemes kopogtatásával fellazítják és az porfüggöny formájában hullik a gyűjtőgaratba. Nagyon fontos, hogy minden kopogtatóegység megbízhatóan működjön, a kopogtatás intenzitása és gyakorisága optimális legyen, mivel a nem megfelelő poreltávolítás rontja a leválasztás hatásfokát. A tisztítás tör-ténhet ezen kívül rázással, feszültség lekapcsolással vagy akár vizes mosással is.

Lemezes elektrofilter Csöves elektrofilter

20

13. ábra. Szóró és leválasztó elektróda kialakítások

Az elektrosztatikus leválasztók főbb jellemzői: Összleválasztási hatásfok: 95–99,5 % Gázsebesség: 0,8–4 m/s Vándorlási sebesség: 0,01–0,3 m/s Leválasztó elektródák fajlagos felülete: 2–50 m2/(1000 m3/h) Leválasztó elektródák hossza: 2,5–5 m Fajlagos energiaszükséglet: 0,05-1 kWh/1000 Nm3

Nyomásveszteség: 20–100 Pa Az elektrosztatikus leválasztók előnye, hogy 0,1 µm-nél kisebb szemcseméretű részecskék – porok, savködök stb.- leválasztására is alkalmasak. A száraz állapotban leválasztott porok a folyamatban újra felhasználhatóak. Ellenállásuk kicsi, karbantartási igényük is kicsi. Normál kivitelben 350 oC-ig, különleges esetben 800 oC-os gázhőmérsékletig használhatók. Hátrá-nyuk a nagy beruházási költség és a nagy helyigény.

1.4. Porszűrők

A szűrés az egyik legrégebben és legáltalánosabban alkalmazott porleválasztási mód-szer. A szűrőket széles körben használják jó leválasztási hatásfokuk, kis méretű szilárd ré-szecskék leválasztására való alkalmasságuk, viszonylag kis energiaköltségük miatt. Szűréssel 0,1 - 0,01 µm szemcséket akár 99 %-ot is meghaladó hatásfokkal lehet leválasztani. Ahhoz, hogy a szűrőközeg felületén a vivőgázból a szemcsék leváljanak különböző erők által kifejtett hatásokra van szükség.

21

14. ábra. Különböző leválasztási tényezők tartománya a gáz áramlási sebessége és a szem-

cseméret függvényében (a. diffúzió; b. diffúzió és rácshatás; c. diffúzió, rácshatás és tehetetlenségi erő; d. rácshatás és tehetetlenségi erő; e. ülepedés, rácshatás és tehetetlenségi erő; f. ülepedés és rácshatás; g. üle-

pedés, rácshatás és diffúzió; h. ülepedés, rácshatás, tehetetlenségi erő és diffúzió)

A szűrőrétegen való áthaladáskor a szemcsékre a következő erők hatnak: - tehetetlenségi erő az elemi szál körüláramlásakor; - molekuláris diffúzió, amely a gázmolekulák hőmozgása miatt jön létre; - villamos erő abban az esetben, ha a szemcséknek vagy a szűrőközegnek villamos töltése

van; - ütközési erő, amely a szűrőközeg szálainak hatásából adódik. A szűrési folyamatban a különböző méretű porszemcsére az áramlási sebesség függvényében más és más leválasztó erő hat. Ezeket a hatásokat a 14. ábra mutatja.

A porleválasztó szűrőberendezések felépítése sokféle lehet. A szűrőközeg szerint lehet-nek szövet-, rost-, szemcsés rétegű és pórusos anyagú szűrők. A szűrőközeg formája szerint megkülönböztetünk tömlős vagy zsákszűrőket, táskás vagy felületi szűrőket, merev testű vagy gyertyás szűrőket. A szűrési folyamatot mennyiségileg a felületi szűrőterheléssel (Fv) szokták jellemezni:

=

hmm

AV

F 2

3G

v

(20)

ahol: GV gáz térfogatáram

A szűrőfelület Szövetrost szűrő néhány működési jellemzője: Áramlási sebesség: 0,005 - 0,1 m/s

Felületi terhelés m3/(m2 h) szövet: 150 - 350 műszálszövet 100 - 300 üvegrostszövet 20 - 100 filc 120 - 250

Nyomásesés: 200 - 1500 Pa Leválasztási hatásfok: 95 - 99,9 % Szemcseméret: 1 - 0,01 µm

22

A nagy portartalmú gázok szennyeződéseinek leválasztására leginkább a szövetszűrők alkalmasak, mivel ezek tisztítása oldható meg a legkönnyebben. A szövetszűrőket nyomó és szívóüzemben is lehet üzemeltetni. A szűrési folyamat során a leválasztandó szilárd anyag a szűrőközegen visszamarad, amely a szűrőegység ellenállásának növekedését eredményezi. A szűrőberendezésen létrejövő nyomásesés egyrészt a tiszta szűrőréteg ellenállásából, másrészt a szűrőrétegre rakódó porréteg ellenállásából tevődik össze. A tiszta szűrőréteg és a porréteg együttes ellenállását meghatározza: - a szűrőréteg felületi terhelése - a gáz sűrűsége, viszkozitása és nedvességtartalma - a porkoncentráció - a por jellemzői (méreteloszlás, sűrűség, stb.) - a szűrőanyag szabad térfogata. A porszűrők ellenállásából adódó nyomásesés a berendezés gazdaságos működése szempont-jából fontos. Az ismétlődő szűrési és tisztítási ciklusok során a nyomáskülönbség az idő függvényében a 15. ábra szerinti jelleggel változik.

15. ábra. Szűrési és tisztítási ciklusok

(1. a tiszta szűrő ellenállása; 2. visszamaradó ellenállás a porréteg eltávolítása után; 3. a szűrő és a porréteg együttes ellenállásának határa; 4. a két szűrőtisztítás közötti időtartam)

A szűrő tisztítása mechanikus és pneumatikus módszerrel történhet. A tisztítási folyamat alatt a gáz hozzávezetését meg kell szüntetni, vagy kamrákra osztott berendezésnél másik kamrába terelni. A poreltávolítási módszerek vázlatát 16. ábra mutatja.

23

16. ábra. Zsákos porszűrő tisztítási módszerek

(a./ a szűrőtömlő lengetése; b./ a szűrőtömlő hosszanti rázása egyidejű ellenáramú levegővel való fúvatással; c./ keresztirányú lengetés gépi úton; d./ ellenáramú fúvatás pulzáló levegő-vel; e./ ellenáramú folyamatos fúvatás; f./ mint b./ időprogram szerinti mechanikus rázással; g./ poreltávolítás préslevegővel; h./ poreltávolítás folyamatos le-fel mozgó körgyűrű perforá-

cióin keresztül a szűrőtömlőre fújt préslevegővel)

A mechanikai módszerek lényege, hogy a szűrőrétegre levált porréteget a szűrőtömlő rázásával lazítják fel. A pneumatikus poreltávolításnál a szűrési iránnyal megegyező vagy azzal ellentétes irányból öblítőlevegőt vezetnek a tömlőre. Mechanikailag gyengébb szövetből készült tömlők esetén vagy ha a por könnyen leválasztha-tó a szűrőszövetről egyenáramú öblítést alkalmaznak. A 17. ábrán rázott, kisnyomású levegő-vel tisztított, a 18. ábrán nagynyomású pulzáló levegősugárral tisztított, a 19. ábrán ellenára-mú levegősugárral tisztított szűrőberendezések láthatók.

17. ábra. Kisnyomású levegővel tisztított szűrőház

(A./ szűrési üzemben lévő kamra: B./ Tisztítási üzemben lévő kamra 1. szennyezett gáz bevezető csatotna, 2. porgyüjtő garat, 3. szállítócsiga, 4. cellás kerék,

5. szállítócsiga, 6. öblítőgáz csatorna, 7. szűrőtömlők)

24

18. ábra. Nagynyomású levegősugárral működő porleválasztó szűrő

(1. szennyezett gáz, 2. tisztított gáz, 3. sűrített levegő, 4. levegőfúvóka, 5. időprogramadó, 6. Venturi-cső, 7. szűrőtömlő, 8. merevítőkosár, 9. mágnesszelep)

19. ábra. Reverse-jet szűrő vázlata

(1. tömlőtartó, 2. szűrőtömlő, 3. fúvóka, 4,5. vezetőgörgők, 6. hajlékony cső, 7. szennyezett gáz bevezetése, 8. sűrített levegő bevezetése, 9. tisztított gáz kivezetése, 10. porleeresztés)

25

1.5. Nedves leválasztók

Nedves eljárással a szennyezett gázból a szilárd anyagokat és egyidejűleg, a hordozó-gáztól különböző egyéb gáz- és gőzkomponenseket is le lehet választani. A művelet során a szennyezőanyagot tartalmazó gáz érintkezik a megfelelő mosófolyadékkal, majd a tisztított gázt és a szennyező anyagot tartalmazó folyadékot szétválasztják. A porok leválasztása több-féle mechanizmus – tehetetlenségi, nehézségi stb. erőhatások – útján megy végbe, míg a gá-zok leválasztása diffúzióval történik. A nedves mosókat általában 10 µm-nél kisebb porszem-csék leválasztására alkalmazzák, ha a szennyezett gáz csak szilárd szennyeződést tartalmaz, akkor 2-5 µm-nél kisebb méretű porok leválasztásához indokolt. A nedves mosók működési mechanizmusa miatt a gáz és a mosófolyadék intenzív érintkezte-tését kell biztosítani, ezért a berendezés olyan belső kialakítására kell törekedni, hogy a por-szemcsék és a folyadék találkozási valószínűsége nagy legyen, lehetőség szerint minden por-szemcsének lehetősége legyen a vízcsepphez jutni. Gázkomponensek leválasztásánál bekö-vetkező diffúzió esetén az anyagátadás nagy érintkezési felület esetén intenzívebb, azaz ebben az esetben is nagy érintkező felületet kell biztosítani.

Az intenzív érintkeztetés során a tisztítandó gázba a nedvesség bepárolog illetve a gáz a cseppeket is magával ragadja, ezért a nedves mosók kiegészítője a cseppleválasztó. A mosó-folyadékkal távozó szilárd részek és/vagy leválasztott gázkomponensek a nedves mosó után elhelyezett folyadéktisztító rendszerben választhatók ismét szét.

A permetező mosók egyidejűleg alkalmasak gáz és szilárd anyagok leválasztására. A hatásos érintkeztetést a gáz egyenletes eloszlatásával és a folyadék cseppekre bontásával való-sítják meg. A folyadékcseppek létrehozására különböző porlasztókat használnak: nyomással porlasztó fúvókákat, a folyadékot nagy sebességű gázárammal porlasztó fúvókákat, forgótár-csás porlasztókat és hangenergiás porlasztókat. A permetezőtorony általában függőleges elrendezésű, amelybe a mosófolyadékot felülről, a gázt alulról vezetik be. A folyadékot egy vagy több szinten permetezik be. Egy permetező mosó vázlatát a szerkezeti részek megnevezésével a 20. ábra mutatja.

20. ábra. A permetező mosó felépítése

(1. folyadék bevezetés, 2. cseppképző rész, 3. gáz bevezetés, 4. gáz-folyadék érintkeztető, 5. cseppfogó, 6. folyadék-gyűjtő, 7. gáz kilépés, 8. folyadék kivezetés)

26

A folyadék elragadás elvén működő mosók az ütközés és az önmaguk által képzett permet elragadása elvén működnek. A szennyezett gáz először a mosófolyadék felületére ütközik, amely előleválasztást eredményez. A gázáram ezután áramlástechnikailag megfelelő formájú szűkülő csatornán áramlik keresztül. A felgyorsuló gáz mosófolyadékot ragad magával és cseppekké bontja. A cseppek a gázban lévő porszemcsékkel ütköznek és leválasztódnak. A 21. ábrán bemutatott készüléknél a gázt a folyadékzáron keresztül ventilátor szívja át. A gáz erős örvénylést okoz, ami által intenzív keveredés és folyadék-függöny keletkezik. A tisz-tított gázban lévő elragadott cseppeket beépített cseppleválasztó segítségével távolítják el.

21. ábra. Folyadékzáras mosó

A 22. ábrán látható örvényáramú mosóba a két részre osztott gáz a nyomáskiegyenlítő térbe jut, ahol több kis Venturi-cső van elhelyezve úgy, hogy a gáz a torokkészülékbe mosófolya-dékot szívjon. A nagy sebességű gáz a torokba jutott folyadékot cseppekké oszlatja és a diffúzorból kiáramló gáz/folyadék diszperzió nagy sebességgel ütközik egymással. A nagy keresztmetszetű térben a cseppek és a gáz sebessége lecsökken, a cseppek a folyadékba le-hullnak és magukkal viszik a szennyeződést is. A tisztított gáz cseppleválasztón keresztül távozik a készülékből.

22. ábra. Örvényáramú mosó

(1. szennyezett gáz , 2. tisztított gáz, 3. Venturi-csövek, 4. cseppleválasztó, 5. ütköző-terelő lemez)

27

A centrifugális mosókban a leválasztás javítására a tisztítandó gázt tangenciálisan vezetik be a készülékbe vagy beépített terelőlapokkal, perdület-elemekkel terelik. A centrifugális mosók az eltömődés veszélye nélkül kiválóan alkalmasak olyan porleválasztási feladatokra is, ahol nagy porkoncentrációra lehet számítani. A 23. ábrán a centrifugális mosó kialakítása, 24. áb-rán frakció leválasztási hatásfok görbéi láthatók.

23. ábra. A centrifugális mosó működési vázlata

24. ábra. A centrifugális mosó frakció leválasztási hatásfoka

Kisméretű porok leválasztására előnyösen alkalmazhatóak a gázporlasztás elvén alapuló Ven-turi-mosók. A Venturi-mosókban a leválasztandó pornak a mosófolyadékkal való ütközése a legfontosabb tényező. A folyadékot a Venturi-szakasz torokrészébe táplálják vagy porlasztják be. A gázsebesség a torokban a legnagyobb, ahol kinetikai energiája hatására a mosófolyadék finom cseppekre oszlik. A készülékben a gáz és a cseppek örvénylésben vannak, amely ked-vez a két fázis érintkezésének, ami nagyon jó leválasztási hatásfokot eredményez. Abszorpci-

28

ós műveletre történő alkalmazásának korlátja az, hogy a nagy sebességek miatt rövid a tartóz-kodási idő, ezért inkább kémiai reakcióval kísért abszorpciónál alkalmazzák. Venturi-mosóknál igen jó porleválasztási hatásfok érhető el még igen kis -1 µm-nél kisebb méretű - szennyeződések esetén is. A leválasztás hatásossága a mosófolyadék-vivőgáz ará-nyának megváltoztatásával és a toroksebesség növelésével befolyásolható. A 25. a. ábra Ven-turi-mosó összleválasztási hatásfokát mutatja a folyadék-gáz arány függvényében, paraméter-ként a toroksebesség feltüntetésével. A toroksebesség és a folyadék mennyiségének növelése javítja ugyan a leválasztást, de a készülék nyomásesésének növekedését is előidézi. A nyo-másesés, a toroksebesség és a gáz-folyadék arányának kapcsolatát a 25. b. ábra mutatja leve-gő-víz rendszer esetén. A 26. ábrán különböző kialakítású Venturi-mosók láthatók, amelyek a folyadék bevezetési módjában különböznek. A Pease-Antoni típusú mosóba radiálisan torkol-ló csövekkel vezetik a folyadékot. A vízeloszlás javítása érdekében a vízbevezetést "a" és "b" változat szerint módosították. A Körting típusú Venturi-mosóba két pneumatikus porlasztóval vezetik a szűkületben a folyadékot. Az Inatra típusú mosónál a folyadék tengelyirányban jut be torokrészbe. A 27. ábra kétfokozatú Venturi mosót ábrázol, amelyben az első fokozat ki-sebb toroksebességgel (kb.50 m/s) a szennyezett gázok előtisztítását, a második fokozat (to-roksebesség kb.100 m/s) a finom tisztítást végzi. Az első fokozat szennyezett mosófolyadékát elvezetik, míg a második fokozat mosófolyadékát az első fokozat mosófolyadékaként táplál-ják vissza.

25. ábra. Venturi-mosó működési jellemzői

(a. Venturi-mosó összleválasztási hatásfoka a folyadék/gázáram arány függvényében, paramé-terként a toroksebesség feltüntetésével;

b. Venturi-mosó nyomásesése (∆ P) a toroksebesség (v) és a folyadék/gáz térfogatáram-arány (L/V) függvényében levegő-víz esetén)

26. ábra. Venturi-mosó kialakítások

29

27. ábra. Kétfokozatú Venturi-mosó

A mozgóréteges mosók az eltömődés veszélye nélkül alkalmasak egyidejű por és gáztisztí-tásra. A 28. ábrán egy több kaszkádos fluid diszperz kolonna látható. Az egyes fokozatokon különböző kialakítású és sűrűségű töltet helyezkedik el, amely fluid állapotban, intenzív moz-gása és keveredése miatt megakadályozza az eltömődést. A tisztítandó gáz alulról halad felfe-lé, az egyes fokozatokon intenzív érintkeztetés valósul meg. A folyadék a permetező fej segít-ségével diszperz fázisúvá válik, amely nagy érintkezési felületet biztosít, ezért előnyösen al-kalmazható abszorpciós feladatokra is. A töltetek fluid tartományában a nyomásesés gyakor-latilag állandó. Néhány nedves mosó összehasonlítását 2. táblázat mutatja [14].

2. táblázat Mosó típusa Leválasztható szem-

cseméret [ µm ] Nyomásesés

[ Pa ] Összleválasztási hatásfok [ %]

Permetező mosók 10 150 – 500 85 Töltetes tornyok 10 250 – 1000 85 Tányéros tornyok 2 - 5 500 - 1 500 97 Centrifugális mosók 1 - 2 500 - 1 500 98 Venturi-mosók 0,5 1 000 – 10 000 99

30

28. ábra. Mozgóréteges mosó működési vázlata

2. Gázok/gőzök leválasztása

2.1. Abszorpciós gáztisztítás, abszorberek

A gázabszorpció olyan szétválasztási művelet, amelynél a gázelegyet folyadékkal érint-keztetjük, és ennek következtében a gáz egy vagy több komponense a folyadékba diffundál és ott elnyelődik. Az abszorpció során a gáz és a folyadékrészek fizikai kötést vagy kémiai kö-tést hozhatnak létre, eszerint különböztethetünk meg fizikai abszorpciót vagy kémiai reakció-val kísért abszorpciót, kemoszorpciót.

Az abszorpciós folyamatok legjellegzetesebb készülékei a tálcás és a töltetes tornyok. Ezek a készülékek előnyösen használhatók gázkomponensek leválasztására, folyadékban tör-ténő elnyeletésére, azonban az eltömődés veszélye miatt csak korlátozottan használhatók por-leválasztásra, valamint olyan esetekre, amikor a kémiai reakció során szilárd részek keletkez-nek. Ha a tisztítandó gáz por- és gázszennyezést is tartalmaz - a porkoncentrációtól függően - általában a porszennyezés leválasztására előleválasztót alkalmaznak, majd ezt követi a gáz-komponens leválasztására szolgáló abszorber. Kémiai reakcióval kísért abszorpció esetén vagy szilárd részecskét is tartalmazó gázok tisztítására az abszorberek azon kialakítása jöhet csak szóba, ahol az eltömődés veszélye nem állhat elő. A gázkomponensek folyadékban történő megkötése annál hatásosabb, minél intenzívebb a gáz-folyadék érintkeztetése.

31

A töltetes tornyokba - az érintkezési felület megnövelésére - különböző kialakítású rendezett vagy rendezetlen töltelékelemeket helyeznek. A töltelékes torony felépítése a 29. ábrán látható. A tölteléktestekkel szembeni kívánalom, hogy a megtöltött készülékegység térfogatára vonatkoztatott felülete (a) nagy legyen és rendelkezzék a közegek áramlása szem-pontjából megfelelő jellemzőkkel. Ez utóbbi azt jelenti, hogy a töltelék szabad térfogathánya-da (ε) nagy legyen. A tölteléktesteknek a már említett tulajdonságokon kívül megfelelő szi-lárdsági jellemzőkkel és vegyi ellenálló képességgel kell rendelkezniük. A 30. ábrán néhány ömlesztett (rendezetlen) tölteléktest kialakítása láthatók.

29. ábra. A töltelékes torony felépítése

30. ábra. Néhány ömlesztett tölteléktest kialakítása

32

A tölteléktestek anyaga lehet kerámia, fém és műanyag, a nedvesítési, a súly és a korró-ziós igényeknek megfelelően. A rendezett vagy csomagtöltetek egyre nagyobb arányban nyernek alkalmazást a diffúziós műveleteknél, mivel az egységnyi térfogatban nagy belső felületet tudnak kialakítani kedvező nyomásesés mellett. A csomagtöltetek hullámosított, haj-togatott, szorosan egymás mellé helyezett lemezekből, drótszövetekből stb. állnak. A szalago-kat, szitákat szorosan egymás mellé helyezve csomagokká, adott magasságú egységekké for-málják. A feladat megvalósításához, az anyagátadáshoz szükséges magasságot a csomagok egymás fölé helyezésével biztosítják. 31. ábra rendezett töltet kialakítást mutat.

31. ábra. Néhány rendezett töltet kialakítás

A tálcás tornyok függőleges, hengeres készülékek. A tisztítandó gáz a torony alján lép be, a tálcákon lévő perforációkon, nyílásokon, szelepeken vagy réseken keresztüljutva a torony fejrészénél lép ki. A mosófolyadékot a torony fejrészénél vezetik be, és az a tálcák túlfolyóin keresztül jut le az alatta lévő tányérra, majd a torony aljára. Az réseken áthaladó gáz a tálcán lévő folyadékkal intenzíven keveredik és ezáltal a két fázis között végbemegy az anyagátadás. A tálcás mosókat a beépített tálcák típusa szerint különböztetik meg: buboréksapkás, szitatá-nyéros, szeleptálcás, rácstálcás, billenőelemes stb. A beépített tálcák az érintkeztetés szem-pontjából egy-egy fokozatot jelentenek. A megvalósítandó koncentráció változás szempontjá-ból annyi tálcát szükséges a készülékbe beépíteni, ahány fokozat az anyagátadás megvalósítá-sához szükséges. Egy buboréksapkás torony vázlatát a 32. ábra mutatja.

32. ábra. Buboréksapkás torony felépítése

33

2.2. Adszorpciós gáztisztítás, adszorberek

Gőz, gáz vagy folyadék szilárd felületen történő megkötődését adszorpciónak nevezzük. Az adszorbensek porózus szerkezetű anyagok, nagy belső fajlagos felületük van. A nagy faj-lagos felület az anyag ultramikroporózus szerkezetének köszönhető. A leggyakrabban alkal-mazott adszorbensek az aktív szén vagy koksz, a szilikagél, az aktív alumínium-oxid, és zeolitok (molekulasziták). Legfontosabb tulajdonságaikat 3. táblázat tartalmazza.

3. táblázat. [14] Tulajdonság Aktív szén Aktív Al2O3 Szilikagél Molekula szita

Szemcseméret [mm] 1,7-4 2-6 2-8 3-6 Gázsebesség [cm/s] 10-60 12,5-50 12,5-50 15-25 Nyomásesés 1 m adszorbens rétegen [Pa] 10 cm/s gázsebességnél 300 450 300 300 30 cm/s gázsebességnél 1300 1450 1300 1450 Adszorpciós hőmérséklet [oC] 5-50 0-25 5-35 15-40 Regenerálási hőmérséklet [oC] 105-115 175-320 155-175 200-300 Fajlagos felület [m2/g] 500-1500 300-350 250-850 500-1000 Térfogattömeg [kg/m3] 250-450 700-800 400-800 600-900

Az adszorpció művelete az adszorberben játszódik le, amely során a hordozógázból le-választandó gáz- vagy gőzkomponens az adszorbens felületén megkötődik. Az adszorpció lehet fizikai vagy kémiai. Fizikai adszorpciónál az elnyeletendő gáz vagy gőz az adszorbens felületén kizárólag fizikai erők hatására kötődik meg. Kémiai adszorpció során az adszorbens a gázt vagy gőzt elnyeli és egyidejűleg vegyi reakció is lejátszódik. A megkötődési jelenség a Van der Waals-erő hatására alakul ki úgy, hogy az adszorbens kapillárisaiban kapilláris kon-denzáció játszódik le. Minél több belső kapilláris van és minél kisebb az átmérője, annál több gőzt vagy gázt képes felvenni. Az adszorbens annyi gőzt képes elnyelni, amennyi a kapillári-sokon belüli gőznyomást egyensúlyba hozza a vivőgázban levő elnyeletendő gáz parciális nyomásával. Az adszorpciós folyamatot hőfejlődés kíséri, az adszorpciós hő számítására [2,13] közöl módszereket és értékeket.

A teljes adszorpciós folyamat a gáz megkötődéséből, az adszorpcióból; a megkötött gáznak az adszorbens felületéről történő kihajtásából, a deszorpcióból; és az adszorbens újabb adszorpcióra való előkészítéséből, a regenerálásból; áll. Az adszorpció elvégezhető szakaszo-san, nyugvó ágyas adszorberben, vagy folyamatosan mozgó ágyas adszorberben. A szakaszos üzemű adszorberekből általában két vagy több egységet kapcsolnak össze, ezzel a tisztítás folyamatossága biztosítható. 33. ábrán két egységből álló nyugvóágyas adszorber elvi vázlata látható. Az adszorbens ágyat rendszerint ömlesztetten helyezik el az adszorber rácsszerkeze-tén, de lehetséges olyan megoldás is, ahol egymás fölött az adszorbens ágyakat osztva alakít-ják ki, mint azt a 34. ábra mutatja.

33. ábra. Két egységből álló adszorber elvi vázlata

(1,2. adszorber, 3. aktívszén-ágy, 4. kondenzátor, 5. dekantáló, 6. szennyezett gáz, 7. tisztított gáz, 8. vízgőz vagy forró gáz, 9. könnyű komponens, 10. nehéz komponens)

34

34. ábra. Négyágyas adszorber vázlata

(1. szennyezett gáz, 2. vízgőz, 3. tisztított gáz, 4. gőz a kondenzátorba, 5. aktív szén)

35. ábra. Fluid, vándorlóágyas folyamatos üzemű adszorber

A. adszorpciós rész, B. deszorpciós rész, 1. tisztítandó gáz, 2. tisztított gáz, 3. gőzbevezetés, 4. fűtőgőz, 5. adszorbens szállító gáz,

6. visszanyert anyag gőze, 7. kondenzvíz, 8. szitatálca, 9. előmelegítő csövek

A nyugvóágyas adszorberben a szennyezett gáz belépési helye közelében az adszorbens telítődik az adszorptívummal (a megkötendő anyaggal), beáll a dinamikus adszorpciós egyen-súly. Ez a réteg további adszorptívumot megkötni nem képes, ezért a folyamatban résztvevő zóna előbbre vándorol az adszorbens rétegben. A folyamat során kialakul egy telített zóna, egy anyagátadási zóna és egy az adszorbeálandó anyaggal még nem érintkezett réteg. Amint az adszorpciós zóna eléri a teljes réteg magasságát, a folyamat eljut az áttörési illetve a kime-rülési ponthoz, ahol az adszorpciós műveletet le kell állítani és meg kell kezdeni a deszorpci-ót. A mozgó adszorbens ággyal működő adszorberben nemcsak a tisztítandó gáz, hanem az adszorbens is mozog. Ezeket általában nagy mennyiségű gáz tisztítására alkalmazzák. A fluidágyas adszorpció és mozgóágyas deszorpció folyamatos üzemű megvalósítását mutatja a 35. ábra. Az adszorpció és a deszorpció egy készülékben játszódik le.

35

3. Kén-dioxid emisszió csökkentés

A tüzelési és a különböző technológiai folyamatokból számos szennyeződés jut a kör-nyezetünkbe. A levegőt szennyező kén-dioxid és nitrogén-oxid kibocsátásért nagyrészt az erőművek és a tüzelési technológiák tehetők felelőssé, ezért a tüzelési folyamatoknál legálta-lánosabban alkalmazott kén-dioxid és nitrogén-oxid leválasztási eljárásokat ismertetjük. A gázhalmazállapotú légszennyezők csökkentése érdekében elsődleges és másodlagos eljárások léteznek. Az elsődleges eljárások célja, hogy a légszennyező anyag létrejöttét akadályozza meg, vagy keletkezési mértékét csökkentse. A másodlagos eljárások a már létrejött légszeny-nyező gázalkotók utólagos csökkentését célozzák. A füstgázok kén-dioxid és nitrogén-oxid tartalmának csökkentésére elsődleges és másodlagos eljárások is léteznek, az elsődleges eljá-rások főleg tüzeléstechnikai módszerek, a másodlagos eljárások füstgáztisztítási eljárások. Kén-oxidok tüzelés közbeni keletkezésének csökkentését a hamuban történő megkötés javítá-sával lehet elérni. Ennél a módszernél javítani kell a hamutartalomban megtalálható bázikus anyagok (kálcium-, nátrium-, kálium-vegyületek ) és a kénvegyületek találkozási esélyét. Ez a módszer alkalmazható pl. a fluidágyas tüzelésnél, ahol mészkövet vagy mészkőport adagol-nak a tűztérbe, a fluidágyhoz. Füstgázok SO2 tartalmának csökkentésére több mint 50 eljárás ismeretes. Ezek az eljárások jelentősen különböznek aszerint, hogy a leválasztás száraz, nedves vagy félszáraz elven való-sul-e meg. Különbözőek a leválasztási eljárások a végtermék értékesíthetősége és a folyamat-ban történő újra felhasználhatósága szerint, a leválasztás hőmérséklet tartománya szerint. A teljesség igénye nélkül néhány jellegzetes füstgáz tisztítási eljárást mutatunk be.

3.1. Száraz füstgáztisztítás

A füstgázok kén-dioxid mentesítésénél az adszorpciós és a katalitikus eljárások találha-tók a száraz eljárások között. Az adszorpciós eljárások között említhető meg a szulfacid, amelyben a füstgáz kén-dioxid tartalmát úgy nyerik ki, hogy a portalanított füstgázt lehűtés után nyugvó aktívszén ágyra vezetik. Az aktívszén megköti a kén-dioxidot, majd levegő hatá-sára kén-trioxiddá alakul, amelyet a füstgázban jelenlévő vízgőz kénsavvá alakít. Az aktívszénből a kénsavat vízzel kimossák, így 10-15 %-os kénsavat nyernek, amelyet a füstgáz hűtésére használnak fel. A Venturi-mosóban a füstgáz lehűl és a kénsav 25-30 %-ra történő töményedése következik be. A Szulfacid eljárás elvi vázlatát a 36. ábra mutatja.

36. ábra. Szulfacid eljárás elvi vázlata

1. Venturi-mosó, 2. 3. nyugvó aktívszén ágy, 4. keringtető szivattyú, 5. tartály, 6. merülőfejes kénsavbepárló, 7. savhűtő, 8. savszűrő

36

A Reinluft eljárásban tőzegből előállított félkokszot vagy ún. oxikokszot (feketeszénből 50 %-os oxidáció után kokszosítással nyerik, melynek szilárdsági tulajdonságai kedvezőbbek, mint a tőzegé) alkalmaznak adszorbens anyagként. Az eljárás reaktora két részből áll, az ad-szorberből és a regenerálóból. Kapcsolási vázlata a 37. ábrán látható. A 150 oC-ra lehűtött füstgázt az adszorber-rész alsó szakaszába vezetik. A füstgázban lévő kéndioxid kénsavvá alakul, az előző eljárásnál ismertetett módon. A füstgáz egy részét hőcse-rélőn keresztül visszavezetik, hogy az adszorberben a hőmérséklet megemelkedését elkerül-jék. A kéndioxid mentes füstgáz a torony tetején lép ki. A kénsavval telített aktívszén a torony deszorber részébe vándorol. Itt 370-450 oC-os inert gázzal deszorbeáltatják az aktív szénben lévő kénsavat, amely kén-trioxidra és vízre bomlik. A kén-trioxidot az aktív szén kéndioxiddá redukálja és széndioxid keletkezik. A regenerálóból távozó gáz 10-15 % kéndioxidot tartal-maz, amelyet a kénsavüzemben dolgoznak fel.

37. ábra. Reinluft eljárás elvi vázlata

(1. aktívszén osztályozó, 2. regeneráló (deszorber), 3. adszorber, 4. hűtő, 5. előmelegítő, 6.7.9. fúvók, 8. aktívszén adagoló, 10. kénsavüzem)

A Bergbau-Forschung eljárás végtermékeként elemi kén keletkezik, kapcsolási vázlata a 38. ábrán látható. A kén-dioxid vándorló aktív koksz ágyban adszorbeálódik. A füstgáz az ágyon keresztirányban áramlik át, a kén-dioxid kénsavvá történő átalakulása megtörténik. Az ad-szorber alja felé vándorló aktív koksz telítődés után a regenerálóba kerül, ahol 800 oC hőmér-sékletű homokkal keverve 650 oC-ra melegszik. Ezen a hőmérsékleten bekövetkezik a de-szorpció, a bomlási és a redukciós folyamat (a kénsav elbomlik SO3-ra és H2O-ra, majd a szén a SO3-at SO2-vé redukálja). A regenerálóból távozó aktív koksz homok keveréket mechanikus úton, szitálással választják szét. Az aktív kokszot lehűtés után vezetik vissza az adszorberbe, míg a homokot ismét felmelegítik és a füstgáz segítségével juttatják az adszorberbe. A deszorberből nyert kb. 20 térf%-os SO2 gázt elemi kénné alakítják. Ez az átalakulás az alábbi egyenlet szerint történik: C + SO2 = CO2+ S (21)

A reakció 90-95 %-os konverzióval 600-800 oC-on megy végbe darabos szénnel töltött reak-torban. A gőz formában kiváló ként kondenzátorban gyűjtik össze.

37

Az adszorpciós kén-dioxid mentesítés elvét alkalmazzák azok az eljárások, ahol az adszor-bens anyagot a füstgázáramba injektálják. Az injektálás módjára különböző megoldások lé-teznek. A SO2 leválasztására leggyakrabban CaCO3-t alkalmaznak, de alkalmazható adszor-bens anyagként Fe2O3, Al2O3, MnO, Ca3O4 is. A szilárd adszorbensnek a füstgázba történő injektálásával nemcsak a SO2, hanem egyéb gázkomponensek is pl.HCl is eltávolíthatók.

38. ábra. Bergbau-Forschung eljárás elvi vázlata

(1. vándorlóágyas reaktor, 2. deszorber, 3. aktívkoksz bunker, 4. ciklon, 5. pneumatikus szállítóberendezés, 6. aktívkoksz osztályozó, 7. koksz hűtő,

8. gázkemence, 9.homokfogó kamra, 10. redukáló reaktor, 11. kénelválasztó, 12. füstgázventilátor)

A katalitikus füstgáz-kéntelenítő eljárások a kontakt kénsavgyártás elvét használják ki, ugyanis a füstgázban lévő SO2-t vanádium-pentoxid (V2O5) katalizátoron oxidálják SO3-má. A füstgázban lévő vízgőzzel ebből H2SO4 képződik. Az oxidáció lejátszódásához 450 oC kö-rüli hőmérsékletre van szükség. A száraz leválasztó eljárások csoportjába tartozik az elektronsugaras eljárás. Ez az eljárás a kéndioxid és nitrogénoxidok egyidejű leválasztására is alkalmas. Elektronsugárral gyökökre bontják a füstgáz szennyezőanyagait, majd megfelelő kémiai átalakulás után kristályos am-móniumszulfát, kalcium-nitrát formájában leválasztják. Az eljárással nagyobb portartalmú gázok is kezelhetők.

3.2. Nedves füstgáztisztítás

A füstgáz kéntelenítési eljárások közül az erőművek legnagyobb része nedves-abszorpciós füstgáztisztító eljárást alkalmaz. Ezeknél a legnagyobb gondot a melléktermék-ként keletkező szennyvíz illetve iszap elhelyezése jelenti. A legelső és máig is széles körben alkalmazott füstgáz kéntelenítési módszer a földalkáli ve-gyületekkel történő nedves mosás. Leginkább a mészkőpor, dolomitpor, oltott mész és mag-nézium-oxid használatos. A 39. ábrán egy meszes abszorpciós eljárás kapcsolási vázlata lát-ható, ahol abszorbensként mésztejet vagy finom szemcsézetű mészkőpor 8-13 %-os szuszpen-zióját alkalmazzák a füstgáz mosására. Az eljárás legfontosabb egysége az abszorber, melyben az alábbi reakciók játszódnak le:

38

mésztejjel: Ca(OH)2 + SO2 = CaSO3 + H2O (22) mészkővel: CaCO3 + SO2 = CaSO3 + CO2 (23) Az abszorber alján bevezetett oxidáló levegő hatására gipsz keletkezik: CaSO3 + 1/2 O2 = CaSO4 (24) A reakciók során keletkező gipsz értékesíthető és felhasználható, ha az tiszta, szennyeződéstől mentes, ezért a füstgáztisztító rendszerbe belépő füstgázt a szilárd szennyeződésektől egy hatásos porleválasztóban leválasztják. A nedves mosóban az abszorpció hatásossága a hőmér-séklet csökkentésével javul, valamint az abszorbens folyadékvesztesége is kevesebb, ha a füstgáz hőmérsékletét hőcserélőben lecsökkentik. Az itt keletkező hő az abszorberből kilépő füstgáz visszamelegítésére fordítható. A füstgáz cseppektől való mentesítésére és visszamele-gítésére a kéményben jelentkező savharmatponti problémák miatt van szükség. Az abszorp-ció lefolytatása olyan készülékben lehetséges, amelyben az eldugulás veszélye nem jelentke-zik, ezért legtöbbször Venturi-, mozgóréteges, fluid diszperz, stb. mosókat alkalmaznak. A keletkező gipsz jól ülepedő iszap formájában van jelen, amelyet hidrociklonokban és vákuum-szűrőben választanak el a vizes fázistól.

39. ábra. Meszes-abszorpciós füstgáztisztítás

(1. hőcserélő, 2. abszorber, 3. permetező elemek, 4. cseppleválasztó, 5. porleválasztó, 6. venti-látor, 7. oxidációs levegő ventilátor, 8. abszorber tartály, 9. mészhidrát tartály, 10. hidrocik-lon, 11. vákuum szalag-szűrő, 12. gipsz szárító, 13. vízkezelés, 14. recirkulációs tartály, 15.

szivattyú, 16. mészkő tartály) A nedves füstgáz kéntelenítés egy másik, igen elterjedt változata a nátriumvegyületekkel történő tisztítás. Abszorbensként a nátronlúg vagy a nátriumsók vizes oldatát alkalmazzák. A nátriumsók oldhatósága a meszes szuszpenziós eljárásokban alkalmazott abszorbens anyagok és a belőlük képződött termékek oldhatóságát felülmúlja, így a nátriumvegyületekkel történő füstgáz mosáskor a lerakódási, eldugulási és eróziós problémák elmaradnak. A legismertebb nátriumvegyületes eljárás a Wellman-Lord eljárás, amely alapreakciója:

SO2 + Na2SO3 + H2O = 2 NaHSO3 (25)

Regeneráláskor a reakció úgy megy végbe, hogy SO2 szabaduljon fel.

39

A 40. ábrán bemutatott eljárásnál a füstgáz először a kvencs toronyba jut, ahol lehűl és a szi-lárd komponensek leválasztásra kerülnek. Az abszorberben ellenáramban találkozik a mosó-folyadékkal. A mosófolyadék a regenerálás után visszatáplált szulfitoldat, amelyet szükség esetén NaOH-oldattal erősítenek fel és a mosófolyadék-gáz optimális értékének megfelelően keringetnek. Az abszorber alján összegyűlő biszulfitos mosófolyadékot a bepárlóba táplálják. A bepárlóban keletkező kristályzagyot (Na2SO3) elválasztják az anyalúgtól. A kristályos Na2SO3 az oltótartályba jut és oldatként kerül vissza az abszorberbe. A bepárlóból távozó vízgőz kb. 10 % SO2-t tartalmaz. A vízgőz kondenzáltatása után a SO2 tartalom kb. 60 %-ig növelhető. A lekondenzált vizet a nátriumszulfit-oldó tartályba vezetik, így az oldatban lévő SO2-t is hasznosítják. A keletkező SO2-t vagy kénsavgyártásnál használják fel vagy elemi ként állítanak elő belőle.

40. ábra. A Wellmann-Lord eljárás elvi vázlata

(1. vizes előmosó, 2. 11.13. 19. hőcserélő, 3.18. cseppleválasztó, 4. abszorber, 5. 8.10.15.16. szivattyú, 6.7. bepárló kristályosító, 8. kondenzvíz tartály,

12. kihajtó oszlop, 14. oldótartály,17. kén-dioxid kompresszor)

3.3. Félszáraz füstgáztisztítás

A kvázi száraz vagy félszáraz füstgáztisztításként ismert eljárás lényegében a meszes abszorpció elvén alapul, azonban a műveletet úgy hajtják végre, hogy a melléktermékként keletkező - az említett példában gipsz - száraz formában kerül ki a rendszerből, elkerülve ez-zel a szennyvízkezelés problémáját. A 41. ábrán látható kapcsolási vázlaton a porlasztó szárí-tóban (1) a belépő forró füstgázzal a (5) tartályból érkező kalciumszulfitban dús zagy érintke-zik. A porlasztó szárítóban száraz termék - gipsz - keletkezik, a füstgáz lehűl és nedvességgel telítődik. A füstgáz a porleválasztó ciklonba kerül (2), ahol a gázárammal elragadott szilárd részecskék leválasztásra kerülnek. A nedves mosóban (3) a füstgáz teljes tisztítása megtörté-nik, majd a ventilátoron (4) keresztül kerül elvezetésre.

40

41. ábra. Félszáraz füstgáztisztítás kapcsolási vázlata

4. Nitrogén-oxid füstgáztisztítási eljárások

Az oxigén és a nitrogén különböző oxigénvegyületet képezhet egymással (NO, NO2, N2O, N2O3 stb.). Égési folyamatok során keletkező füstgázban különböző arányban található NO, NO2, melyeket gyűjtő néven nitrogénoxidoknak hívunk és NOx-el jelölünk. A nitrogén-oxidok toxikus légszennyező, tüdő-és légúti ártalmak előidézője valamint jelentősen hozzájá-rulnak a savas esők kialakulásához. Az erdők károsodásában szerepet játszik a légtér ózontar-talmának megváltozása. A NOx önmagában jelentéktelen ózon-koncentráció változást okoz, szénhidrogének jelenlétében azonban az ózonképződés megnövekszik. A tüzelési folyamatok NOx – kibocsátásának csökkentése alapvetően kétféle módszerrel lehet-séges. Az egyik megoldás olyan égető rendszer alkalmazása és/vagy az égési folyamat oly módon történő szabályozása, hogy a tűztérben keletkező nitrogén-oxidok mennyisége mini-mális legyen. A másik megoldás, a tüzelési folyamatból származó füstgáz kezelése különböző tisztítási eljárásokkal. Füstgázok NOx tartalmának csökkentésére nedves és száraz eljárások léteznek. Az előző fejezetben már ismertetett nedves, abszorpciós módszerek különböző hatásossággal alkalmasak lehetnek NOx tartalom csökkentésére is, azonban üzemi körülmények között - alacsony hatásfokuk miatt - kevésbé alkalmazzák. Az abszorpciós eljárásoknál a tisztítandó gázt mosótoronyba (permetező, Venturi, töltött stb.) vezetik. Az eljárások között alapvetően az abszorbens anyag jelenti a különbözőséget. Az abszorpciós eljárások egyik fő problémáját a folyadék regenerálása jelenti. A száraz eljárások közül ipari méretekben a katalizátor nélküli és a katalizátoros redukciós eljárásokat alkalmazzák. A katalizátor nélküli redukciós eljárásoknál (SNCR selective noncatalytic reduction) a füstgáz nagy hőmérsékletű szakaszán a füstgázhoz redukálószert kevernek. Redukáló gázként CH4, CO és NH3 használható. A metán és a szénmonoxid oxigén jelenléte nélkül fejt ki haté-kony redukciót. A tüzeléseknél a füstgáz gyakorlatilag mindig tartalmaz oxigént, ezért ipari alkalmazásoknál az ammóniát használják redukáló gázként. 600-950 oC közötti hőmérséklet tartományban az alábbi reakciók játszódnak le oxigén jelenlétében:

41

4NH3 + 4NO + O2 = 4N2 + 6H2O (26) 4NH3 + 2NO2 + O2 = 3N2 + 6H2O (27) Oxigén jelenlétében 1000 oC felett: 4NH3 + 5O2 + 4NO = 6H2O (28) 4NH3 + 3O2 + 4N2 = 6H2O (29) 4NH3 + 4O2 + 2N2O = H2O (30) A hőmérséklet hatását a redukciós folyamatra a 41. ábra mutatja.

42. ábra. A hőmérséklet hatása a redukciós folyamatra

Az ábrából látható, hogy viszonylag szűk hőmérséklet-tartományban lesz az ammónia és a nitrogénoxid kibocsátás egyidejűleg minimális. E redukciós módszer alkalmazásánál a füstgáz nitrogén-oxid tartalmát és a beadagolt ammónia mennyiségét folyamatosan kell ellenőrizni, nehogy az NOx helyett ammónia kibocsátás szennyezze a környezetet. A redukciós folyama-tot a füstgáz kéndioxid tartalma zavarja, mivel ammónium-szulfát keletkezik. Az ipari gyakorlatban elterjedt megoldás, a katalizátor jelenlétében történő redukciós eljárás. A katalitikus redukáló eljárások (SCR selective catalytic reduction) lényege, hogy a tisztí-tandó NOx tartalmú gázt valamilyen redukáló gázzal keverik és katalizátor jelenlétében redu-kálják. A katalitikus redukáló eljárások az alkalmazott redukálószer és a katalizátor-anyag tekintetében különböznek. A redukciós folyamat redukálószertől függően az alábbi reakcióegyenletek szerint megy vég-be: 2NO + 2CO = N2 + 2 CO2 (31) 2NO2 + 4 CO = N2 + 4CO2 (32) 2NO2 + 2H2 = N2 + 2 H2O (33) 4NO + CH4 = 2N2 + CO2 + 2H2O (34) 2NO2 + CH4 = N2 + CO2 + 2H2O (35)

A redukáló gáztól függően a redukció különböző hőmérsékleten megy végbe, pl. 150 oC-on a hidrogéngáz, 450 oC-on a földgáz, 350 oC-on a szénmonoxid jelenlétében. Az SCR eljárásnak több mint 600-féle katalizátor anyagát fejlesztették ki. Leggyakoribb katalizátor anyagok:

42

platina és ötvözetei, CuO, Cr2O3, NiO, Fe2O3, TiO2, ZnO, BaO. A katalitikus redukáló eljárás hátránya, hogy a katalizátor rendkívül érzékeny a füstgáz egyéb szennyezőire pl. porra, ko-romra, nedvességre. A katalitikus redukció elvi vázlata a 43. ábrán látható.

43. ábra. A katalitikus redukció elvi vázlata

A katalizátor alakja és a katalizátor ágy kialakítása a füstgáz összetételének megfelelően vál-tozhat. A füstgáz portartalmától függően alkalmaznak katalizátormasszával bevont méhsejt típusú, csöves, lemezes és golyós katalizátor formákat, rögzített és mozgó katalizátorágyas kivitelben. A különböző típusú katalizátorokból cellákat alakítanak ki. A katalizátor elemek kialakítását és a cellák elrendezését, valamint a katalizátor egység vázlatát a 44. ábra mutatja. A katalizátor cellákat modulokká fogják össze, amelyek egy katalizátor-réteget alkotnak. A katalizátor ágy tisztítása levegővel vagy gőzzel történik. Az esetleg ammónium-hidrogénszulfátból képződő lerakódások eltávolítását adalékanyagot tartalmazó vízzel végzik. A katalizátor blokk a füstgáz-ág különböző szakaszaiba építhető be. A beépítés helye alapve-tően a katalizátor anyagától és a kialakításától függ. A beépítést meghatározza, hogy a katali-zátor milyen hőmérsékleten működtethető a legjobban, milyen az elemek kialakítása a porra való érzékenység szempontjából és mennyi érzékeny a katalizátor anyaga a füstgáz egyéb komponenseire pl. kén-dioxidra, vízgőzre.

44. ábra. A katalizátor egység felépítése, az elemek és a cellák kialakítása

43

A tisztítandó füstgázok a nitrogén-oxidok mellet gyakran szilárd részecskéket és kén-dioxidot is tartalmaznak. Ilyen esetben a katalizátor beépítésére több változat lehetséges, me-lyet a fenti szempontok határoznak meg. A 45.a ábrán a katalizátor blokk a füstgázáram nagyhőfokú és nagy porkoncentrációjú szakaszába van beépítve, ezt követi a porleválasztó és a nedves kén-dioxid mentesítő egység. A 45. b. ábrán a katalizátor a porleválasztó után került beépítésre. A 45.c. ábrán a katalizátor a tisztított füstgáz ágba – a porleválasztó és a nedves kén-dioxid leválasztó után - került. A nedves kén-dioxid leválasztót elhagyó gáz hőmérséklete alacsony, ezért a füstgázt a katalizátor működési hőmérsékletére fel kell melegíteni. A 46. ábra egy széntüzelésű erőmű füstgáztisztító rendszerét mutatja. A kazánt elhagyó füst-gáz négy-fokozatú négyfokozatú katalitikus nitrogén-oxid mentesítőn halad keresztül. A kata-lizátor blokk kialakítás szempontjából nem mutat érzékenységet a füstgáz portartalmára. A nitrogén-oxidok bontásához szükséges ammóniát az ammónia ellátó egység biztosítja. A zsá-kos porszűrő előtt a füstgáz hőcserélőben hűl le. A porleválasztó után elhelyezett második hőcserélő biztosítja a nedves kéntelenítőbe belépő füstgáz hűtését az abszorberbe történő be-lépéshez szükséges hőmérsékletre. Nagyhőfokú füstgáz bevezetése esetén a nedves érintkez-tetőben jelentős víz (oldószer) fogyás jelentkezik, valamint az abszorpció szempontjából is előnyösebb az alacsonyabb füstgázhőmérséklet. A jó füstgáz és elnyelető folyadék érintkezte-tés esetén az abszorbert elhagyó gáz nedvességtartalom szempontjából csaknem telített lesz, ezért a kéményen keresztül történő áthaladáskor, a hűlés következtében – a nyomokban jelen-lévő SOx és NOx miatt - savas folyadék lecsapódása várható. A kéményen keresztül történő kilépés előtt a gázt az ún. savharmatponti problémák elkerülése miatt fel kell melegíteni. A felmelegítés egyik lehetősége, hogy a füstgázhoz forró levegőt kevernek, melyet az ábrán bemutatott esetben az égéshez használt levegőáramból vesznek el. A tisztított füstgáz a kémé-nyen keresztül távozik.

44

a. Katalizátor beépítése a nagy hőfokú, nagy portartalmú füstgáz ágba

b. Katalizátor beépítése a nagyhőfokú, kis portartalmú füstgáz ágba

c. Katalizátor beépítése a tisztított füstgáz ágba

45. ábra. Katalizátor blokk beépítési lehetőségei (1. kazán, hőhasznosító, 2. nitrogén-oxid mentesítő egység, 3. hőcserélő,

4. porleválasztó, 5. hőcserélő, 6. nedves kéntelenítő, 7. kémény, 8. hevítő kamra)

45

46. ábra. Széntüzelésű erőmű füstgáztisztító rendszere

5. Dioxin emisszió csökkentési lehetőségek

A dioxin egy vegyületcsalád neve. Dioxin elnevezésen a poliklórozott dibenzo-p-dioxin (PCDD) és a poliklórozott dibenzo-p-furán (PCDF) vegyületet, illetve valamennyi izomerjé-nek keverékét értik és ezeket nevezik összefoglalva dioxinoknak. A poliklórozott dioxinok csoportja 210 vegyületből, illetve izomerből áll. Ezek legtöbbje ab-ban a koncentrációban, ahogy általában előfordul nem jelent veszélyt az egészségre. A 210 vegyület közül 17-ről bebizonyították, hogy toxikus. A dioxinok szerkezetüket tekintve három gyűrűből álló heterociklusos aromás vegyületek, melyeknél a klóratomok különböző számban és helyen helyezkedhetnek el. A legnagyobb toxicitása a 2,3,7,8-tetraklór-dibenzo-dioxinnak van, amelyet 2,3,7,8-TCDD rövidítéssel szoktak jelölni, szerkezete 47.a. ábrán látható. Az ugyancsak gyakran emlegetett 2,3,7,8-tetraklór-dibenzofurán szerkezete a 47.b. ábrán látható.

a. tetraklór- dibenzo-dioxin b. tetraklór-dibenzofurán

47. ábra. A dioxinok szerkezeti felépítése

46

A dioxin vegyületek toxicitás szempontjából különbözőek. A környezetben a PCDD-k és PCDF-ek csak komplex keverékben fordulnak elő, így a keverékben előforduló komponen-sek toxicitását súlyzó faktorral veszik figyelembe, amely alapján az ún. toxicitási egyenérték meghatározható. A különböző kibocsátási forrásokra a határértéket is az ílymódon megállapí-tott toxicitási egyenértékben adják meg (pl. hulladékégetők dioxinokra vonatkozó technológi-ai kibocsátási határértéke 1.10 –7 mgTE/Nm3). Dioxint tudatosan nem állítanak elő, nincs ismert felhasználási területe. Néhány kémiai fo-lyamat melléktermékeként jelentkezik. Ilyen folyamatok pl. a fa égetése, az erdőtűz, a szén-égetés, a szemétégetés. A dioxinok létezéséről már régóta tudnak, de a közvélemény figyel-mét a vietnami háború alatt vonták magukra, amikor megtalálták a vegyületeket az „Agent Orange” néven ismert harci lombtalanító anyagban. Nagyobb mennyiségben dioxinok ezenkí-vül 1976-ban Olaszországban, a severoi SOVESO?????vegyiüzem robbanása után kerültek a környezetbe. A különböző országokban végzett vizsgálatok bebizonyították, hogy a dioxin nyomokban mérhető a környezetben (a levegőben, talajban, vízben, növényzetben, a házi- és vadállatokban sőt az emberi szervezetben is), valódi veszélyt a táplálkozási láncban való ak-kumulálódó képességük miatt jelentenek. A dioxinok keletkezésének két forrása van: az elsődleges (kémiai és termikus) és a másodla-gos ( a korábban képződött dioxinok újra felszabadulásának) forrásai. Az elsődleges forráso-kat a szerves anyagok égetése és a klórozott vegyület kémiai reakciója jelenti. Számos égetési eljárás során keletkezik dioxin, azonban nagyobb koncentrációban a városi szemét, a kórházi és ipari hulladékok, fáradt olajok égetése, erdőtüzek során keletkező füstgázokban és a ciga-rettafüstben van. Az ipari eljárások során a kemikáliák, a színezékek, az ásványolajok gyártá-sa, a papír, a textil, a fa feldolgozás során keletkezhetnek dioxinok. A másodlagos források szempontjából említésre méltó még a veszélyes hulladék lerakás, a szennyvíziszap elhelyezés. Az égetési folyamatok során keletkező dioxinok képződésére a 300-800oC hőmérséklet a leg-kedvezőbb. Leválasztásuk egyik problémáját az jelenti, hogy a füstgáz csatorna különböző hőmérsékletű helyein újra keletkeznek és átalakulnak, valamint a szilárd részecskék felületén is előfordulhatnak. Az égetés során keletkezésük minimalizálható, ha a füstgáz 1000 oC fölötti hőmérsékleten pár másodpercig tartózkodik. Klórtartalmú vegyületek égetésénél előírás pl. 1150 oC-os hőmérsékleten, legalább 2 másodperces tartózkodási idő biztosítása. Dioxinok leválasztására számos módszer ismeretes, mivel azonban vízoldhatóságuk kicsi, alapvetően a száraz – adszorpciós elvű – leválasztást alkalmazzák. A kibocsátás csökkentésének első lépése a jó hatásfokú porleválasztás, mivel a szilárd ré-szecskék felületén is megkötődnek. A porleválasztás szempontjából a száraz elven működő leválasztók bármelyike – az egyéb szempontok figyelembe vételével – alkalmazható. Az üzemi tapasztalatok azt mutatták, hogy sok esetben a porszűrők nagyon jó eredményt biztosí-tottak. A leválasztás második lépése az adszorpciós elvű emisszió csökkentés. Az adszorbens aktív szén, aktív koksz, mészkő stb. lehet. Az adszorpciós megkötés megvalósítható álló vagy moz-góágyas adszorberben (kisebb füstgáz mennyiségek esetén általában a két-vagy több oszlop-pal működtetett nyugvóágyas adszorpciót, míg nagyobb füstgázmennyiségeknél a csúszóágyas adszorpciót alkalmazzák). A dioxinok adszorpciós elven történő megkötésének egy másik módja, amikor az adszorbens a füstgáz ágba injektálják, majd jó hatásfokú levá-lasztóban eltávolítják a felületére adszorbeálódott dioxinnal együtt.

47

5.1. Hulladékégetők füstgáztisztítási lehetőségei

Dioxinok keletkezésének jelenleg egyik, legtöbbet támadott területe a hulladékégetés. A hulladékok megsemmisítésének számos módszere közül az égetéses eljárás legfőbb előnye, hogy a hulladék legnagyobb mértékű térfogat csökkenése megy végbe és bizonyos mértékű hasznosítható energia is keletkezik. Égetéskor – az égetési viszonyoktól és a szemét összetéte-létől függően – a füstgáz a vízgőzön és a szén-dioxidon kívül sokféle nemkívánatos égéster-méket is tartalmaz. A főbb légszennyező komponensek: - porok: szerves és szervetlen porok, por-alakú nehézfémek, - aeroszolok: szilárd/folyékony lebegő anyagok, melynek jellemző mérete kisebb 1 µm-nél, - gőzállapotú szennyezők: fémek, fémoxidok, fémkloridok, - gázállapotú szennyezők: klór-, fluor-, kén-, nitrogén-, szerves- vegyületek, szén-monoxid, PCDD és PCDF. Az égetési hulladékok csoportosíthatók a keletkezési helyük szerint: a./ települési (kommunális, városi, háztartási) hulladék, b./ ipari hulladék (iparáganként és technológiánként változó összetétellel), c./ mezőgazdasági hulladék( a növénytermesztés, az állattenyésztés és a kiegészítő tevékeny-ségek hulladékai), d./ speciális (különleges) hulladék, amely alatt a kórházi hulladékokat, a fertőzött élelmisze-reket, az elhullott állati tetemeket, a robbanás- és mérgezésveszélyes anyagokat, a radioaktív hulladékokat értjük. A kommunális hulladék átlagos összetétele és jellemzői Magyarországon: Tömeg: 0,3 kg/(nap, lakos) Térfogattömeg: 157 kg/m3 Nedvességtartalom: 43,8 % Kéntartalom: 1- 5 kg/t Hamutartalom: 14,2 % Fűtőérték: 6490 kJ/kg A 48. ábrán láthatóak a szomszédos országok egy főre jutó települési szilárdhulladék értékei.

48. ábra. A lerakott települési szilárd hulladék egy főre jutó értéke

www.ksh.hu adatai alapján

48

Kommunális hulladékégetők füstgázainak átlagos szennyezőanyag koncentrációja: Szilárd anyag: 2-15 g/m3 Kén-dioxid: 1000 – 3000 mg/m3 Sósav: 2000 – 8000 mg/m3

HFl: 20 – 100 mg/m3

Nitrogén-oxidok: 500 – 1500 mg/m3

Szénmonoxid: 500 – 1000 mg/m3

Magyarországi hulladékégetők technológiai kibocsátási határértékei (a füstgáz szennyező-anyag tartalma félórás középértékben nem haladhatja meg az alábbi értékeket): Szilárd anyag: 30 mg/m3 Kén-dioxid: 200 mg/m3 Nitrogén-oxid: 400 mg/m3 Szén-monoxid: 100 mg/m3 Sósav: 50 mg/m3 Poliklórozott dibenzo-dioxin és dibenzo-furán tartalma a mintavételi idő átlagában nem ha-ladhatja meg az 1.10 –7 mgTE/Nm3 értéket. Dioxinok és furánok szemétégetéskor történő keletkezésének lehetőségei: 1. A klórozott dioxinok és furánok a szeméttel kerülnek be a tűztérbe és egy részük nem bom-lik el a tüzelés folyamán. 2. A dioxinok és a furánok a tüzeléskor keletkeznek, klórozott aromás szénhidrogénekből, mint pl. poliklórozott bifenilekből (PCB), vagy klór-fenolokból (PCF), de a szemét PVC tar-talma is lehet „klórhordozó”. Az újonnan keletkezett PCDD/PCDF egy része a tűztérben is-mét elbomlik. 3. A dioxinok és a furánok az égetésnél, vagy azt követően a kazán hidegebb füstgáz-hőmérsékletű részeinél keletkeznek szerves anyagok és szervetlen klórtartalmú vegyületek komplex reakcióinak sorozatában. Légszennyezés csökkentési lehetőségei: 1. A szennyezést okozó anyagok mennyiségének csökkentése mind a hulladékban, mind a tüzelőanyagban. 2. Olyan tüzelési viszonyok biztosítása, amely mellett minimális a légszennyező komponen-sek keletkezése. 3. Füstgáztisztítás. A hulladékégetés során keletkező füstgáz összetétele – a hulladék fajtájától függően - igen változó, ezért a füstgáztisztítási eljárások számos változata lehetséges. A 49. ábra egy olyan füstgáztisztítást mutat, amely eleget tesz a jelenlegi emissziós elvárásoknak. A kazánból kilé-pő füstgáz elektrofilterbe kerül. Az itt leválasztott pernyét termikusan megsemmisítik a dio-xintól, illetve kioldják a pernyéből a nehézfémeket. A füstgáztisztítás következő része kétlép-csős mosás, ahol a szennyező gázok döntő hányadát leválasztják. Az első fokozat Venturi- mosó egységében mésztejjel történik az elnyeletés, a második nyugvó töltetes mosóban nát-ronlúggal tisztítják meg a szennyeződésektől a füstgázt. Az első mosófokozatba történő beve-zetés előtt a füstgáz lehűtése, illetve a második fokozatot elhagyó füstgáz visszamelegítése a gáz-gáz hőcserélőben történik. A higany, a dioxin és a nyomokban jelenlévő gázkomponensek megkötése érdekében a füst-gázt aktívkoksz-ágyas adszorberen vezetik keresztül. A nitrogén-oxidok redukálása céljából a

49

füstgázt katalizátor jelenlétében ammóniával kezelik, ahol N2 és H2O komponensekké alakít-ják át. A mosókban keletkezett szennyvizet kezelik, a gipszet külön leválasztják, a nátrium-kloridot bepárolják és ezzel értékesíthető terméket nyernek.

49. ábra. Kommunális hulladékégetés füstgáztisztító rendszere

A 50. ábrán látható kapcsolási vázlaton a hulladékégetés forgókemencében (2) történik,

amelybe a különböző hulladékokat (aprított szilárd, folyékony, pasztaszerű, stb.) oly módon adagolják, hogy az égetésük során keletkező füstgáz összetétele átlagos legyen, így a kémé-nyen kilépő szennyező-anyag koncentráció még rövidebb ideig sem lépi túl a határértékeket. A forgókemencében a magas hőmérséklet és a jó égetési feltételek miatt általában kisebb dio-xin koncentrációra lehet számítani, mint más típusú égető esetében. Ezért alkalmazzák általá-ban a forgódobos kemencét a veszélyes hulladékok égetésénél. Az utóégetőt (3) és a hőhasznosítót (4) elhagyó füstgáz mészhidrát oldattal érintkezik a porlasztva szárítóban (5). A füstgázba a porlasztva szárítót elhagyó szakaszon történik az aktívkoksz injektálás. A reakto-ron (6) áthaladó gázból a szilárd részek leválasztását zsákos porszűrő (7) biztosítja. A nitrózus komponensek emissziós határértéknek megfelelő leválasztása a katalizátor egységben (8) tör-ténik.

50

50. ábra. Hulladékégető füstgáztisztító rendszere adszorbens injektálással

(1. őrlő és adagoló, 2. forgókemence, 3. utóégető,4. hőhasznosító,5. porlasztva szárító, 6. re-aktor, 7. zsákos szűrő, 8. katalizátor egység, 9. kémény, 10. mészhidrát tartály,

11. aktív koksz tartály)

51

2 Irodalomjegyzék

[1] Moser M. - Pálmai Gy.: A környezetvédelem alapjai, Nemzeti Tankönyvkiadó, Buda-pest, 1992

[2] Sipos Z.: Ipari levegőtisztaság-védelem, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1987 [3] Woperáné Serédi Ágnes: SOx és NOx emisszió csökkentése, ETHNICA Alapítvány ki-

adása, Debrecen, 1991 [4] Szerk. Árvai József: Hulladékgazdálkodási Kézikönyv, Műszaki Könyvkiadó, Buda-

pest, 1993 [5] Förstner U.: Környezetvédelmi Technika, Springer Hungarica, Budapest,1993 [6] Lienerth A.- Kiss L.: Vegyipari gépek, Egyetemi jegyzet,I.rész, Tankönyvkiadó, Buda-

pest, 1966 [7] Fábry Gy.: Vegyipari gépek és műveletek III. Tankönyvkiadó, Budapest, 1990 [8] Kocz I.: Portalanítás és porleválasztás, Műszaki Könyvkiadó, Budapest,1970 [9] Magyar Kémikusok Lapja, 1991.XLVI. évfolyam. 9-10 szám [10] Környezetvédelmi füzetek OMIKK 1991/4 [11] MSZ 21854. 1990.IX.23. Országos szabvány [12] 4/1986.(VI.2) OKTH sz. rendelkezés 1. számú melléklet [13] Treybal R.E.: Diffúziós vegyipari műveletek, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1961 [14] Szerk. Barótfi István: Környezettechnikai kézikönyv [15] Dobolyi E.: A dioxinok előfordulása, emissziójának csökkentése és méréstechnikája,

Környezetvédelmi füzetek OMIKK 1998/10 [16] A szemétégetés légszennyezés kérdései, Környezetvédelmi füzetek, OMIKK 1991/4 [17] 11/1991. (V.16) KTM rendelet a hulladékégetés technológiai kibocsátási határértékei-

nek és azok alkalmazására vonatkozó szabályok megállapításáról [18] Környezetvédelmi jogszabályok teljeskörű gyűjteménye, Közgazdasági és Jogi Könyvki-

adó, Budapest, 1996. [19] 21/1986. (VI.2.) MT rendelet a levegő tisztaságának védelméről

3 Jelölésjegyzék

Latin betűk Jelölés Megnevezés, megjegyzés, érték Mértékegység a fajlagos érintkezési felület m2/m3 A keresztmetszet m2 b geometriai méret m d részecske átmérő m F erő N g nehézségi gyorsulás m/s2 G tömegerő N h geometriai méret, magasság m H rétegmagasság m l geometriai méret m L folyadék áram m szilárd anyag tömeg kg Δ𝑝 nyomásveszteség Pa 𝑟𝑖 merülőcső sugár m Re Reynolds-szám 1 t idő s v sebesség m/s

52

V gáz térfogat, térfogatáram m3 x szilárd anyag koncentráció kg/kg Görög betűk Jelölés Megnevezés, megjegyzés, érték Mértékegység 𝜂 hatásfok, hatásosság % 𝜇 gáz dinamikai viszkozitása Pa.s 𝜌 sűrűség kg/m3 𝜀 szabad térfogathányad 𝜓 ellenállás-tényező 1 Indexek, kitevők Jelölés Megnevezés, értelmezés be belépő e ellenállás f felhajtó fr frakció g gravitációs G gáz ki kilépő L folyadék le leválasztott ö összes s szilárd szür szűrési ti tangenciális tisz tisztítási ü ülepedési ̇ időegységre vonatkoztatott