Temperatura, turbulencja i czas: właściwa kombinacja dla redukcji LZO
W tym artykule chcemy wspólnie z Państwem zbadać zjawisko spalania, analizując podstawowe elementy i weryfikując, w jaki sposób wpływają one na ograniczenie emisji LZO.
Postaramy się odpowiedzieć na trzy pytania:
Rozpocznijmy od odpowiedzi na pierwsze pytanie.
Spalanie jest reakcją chemiczną, w której paliwo jest utleniane przez czynnik wspomagający (zwykle tlen), co powoduje rozwój promieniowania elektromagnetycznego (w tym świetlnego) i ciepła. Ze względu na ten ostatni aspekt spalanie nazywa się reakcją egzotermiczną.
Zjawisko to może być przedstawiane w postaci tzw. „trójkąta ognia”, wskazującego na trzy elementy, które muszą być obecne jednocześnie dla rozwoju spalania:
W kontekście kontroli zanieczyszczeń spalanie rozumiane jest jako reakcja tlenu z jednym lub większą ilością związków na ogół zawierających węgiel i wodór, a czasami inne atomy, takie jak siarka, azot lub węglowodory fluorowcowane.
Zjawisko to występuje, gdy początkowe wiązania substancji chemicznej na bazie węgla zostają zerwane i wiążą się z tlenem, tworząc zwykle dwutlenek węgla i wodę, podczas gdy z innych obecnych atomów powstaje odpowiedni kwas. Reakcja ta jest reprezentowana przez następujący wzór chemiczny: LZO + O2 → CO2 + H2O + NO2 +HCl +SO2.
Kiedy jednak mówimy o redukcji emisji LZO, musimy również wziąć pod uwagę inny aspekt, znany jako „trzy czynniki spalania”. Termin ten jest używany do wskazania trzech elementów, które odgrywają zasadniczą rolę w skuteczności redukcji, a są to: temperatura, turbulencja i czas przebywania.
Zanim przeanalizujemy te trzy czynniki, powinniśmy zrobić mały krok wstecz, aby zrozumieć więcej o dopalaczach i ich roli. Są to maszyny, które wykorzystują zasadę utleniania termicznego (w wysokiej temperaturze), aby doprowadzić do degradacji lotnych związków organicznych obecnych w przepływach powietrza. Dopalacze są wyposażone w komorę spalania, w której szkodliwe zanieczyszczenia są spalane i przekształcane w nieszkodliwe substancje, takie jak dwutlenek węgla (CO2) i para wodna (H2O).
Celem jest zatem jak największe ograniczenie emisji LZO przy jednoczesnym zagwarantowaniu wydajności cieplnej i opłacalności zarządzania systemem. Aby tak się stało, podczas projektowania dopalaczy należy wziąć pod uwagę wszystkie zmienne, które wpływają na skuteczność redukcji emisji. Właśnie w tym momencie w grę wchodzą trzy czynniki, o których wspomnieliśmy powyżej.
Aby zapewnić całkowite spalanie, należy upewnić się, że:
Przeanalizujmy wspólnie te trzy ważne elementy!
Czas przebywania zanieczyszczeń w komorze spalania jest zmienny w zależności od rodzaju LZO. Pod względem ogólnym można powiedzieć, że średni czas wynosi 0,5 – 1 sekundy, jednakże w obecności złożonych węglowodorów zwiększa się on do 2 lub więcej sekund, ponieważ są one trudniejsze do zredukowania.
W tym przypadku mamy na myśli temperaturę obecną wewnątrz komory spalania. Jest to podstawowa zmienna w ograniczaniu emisji LZO, ponieważ:
Podobnie jak czas przebywania, na temperaturę wpływa również rodzaj LZO, które mają być poddane uzdatnianiu, ponieważ w zależności od struktury związków ich wiązania mogą ulegać zerwaniu w wysokich lub niskich temperaturach.
Turbulencja to parametr służący do oceny, jak dobrze wymieszane i w ruchu znajdują się cząsteczki obecne w strumieniu. Podstawowe znaczenie ma stopień turbulencji między tlenem a zanieczyszczeniami, które mają zostać usunięte. Liczba Reynoldsa jest parametrem zazwyczaj określającym turbulencję. W utleniacz jest ona obliczana w następujący sposób:
Re = ((średnica wewnętrzna utleniacz) x (prędkość strumienia) x (gęstość strumienia)) / (lepkość strumienia)
Aby zapewnić całkowitą turbulencję, liczba Reynoldsa musi być większa niż 10 000.
Jak widać, parametry liczby Reynoldsa są również w pewien sposób powiązane ze sobą, a także zależne od temperatury. Prędkość strumienia w wysokich temperaturach ma ogromne znaczenie i zazwyczaj musi być większa tam, gdzie jest to możliwe, niż 6 m/s.
W świetle tego oczywiste jest, że każdy rodzaj zanieczyszczenia wymaga innych uwarunkowań projektowych ze względu na konieczność modyfikacji turbulencji, temperatury i czasu przebywania, aby uzyskać optymalną skuteczność i efektywność redukcji.
Jednak do tych trzech parametrów musimy dodać czwarty czynnik, czyli stężenie tlenu w strumieniu.
Na ogół w komorach spalania tlen jest integralną częścią strumienia i nie trzeba uzupełniać go, aby uzyskać minimalny nadmiar powietrza zwykle stosowany w układach spalania i który wynosi co najmniej 3%. Typowe wartości stężenia tlenu w kominie dla utleniacze wynoszą około 15% lub więcej, w zależności od zastosowania, a zatem w zależności danych i warunków wejściowych.
Na podstawie powyższych informacji łatwo zrozumieć, że wszystkie te czynniki muszą być właściwie zrównoważone, aby uzyskać ich odpowiednią kombinację zdolną do redukcji emisji LZO. Z tego powodu projekty dopalaczy muszą być realizowane przez osoby specjalizujące się w tym sektorze i dysponujące odpowiednią wiedzą w tej dziedzinie.
Nasz personel jest w stanie zaprojektować optymalne rozwiązanie w oparciu o Państwa potrzeby produkcyjne!
Nie wahaj się z nami skontaktować i kontynuuj śledzenie naszego bloga!
Temperatura, turbulencja i czas: właściwa kombinacja dla redukcji LZO
Temperatura, turbulencja i czas: właściwa kombinacja dla redukcji LZO
Aby zapewnić jak najlepsze wrażenia, korzystamy z technologii, takich jak pliki cookie, do przechowywania i/lub uzyskiwania dostępu do informacji o urządzeniu. Zgoda na te technologie pozwoli nam przetwarzać dane, takie jak zachowanie podczas przeglądania lub unikalne identyfikatory na tej stronie. Brak wyrażenia zgody lub wycofanie zgody może niekorzystnie wpłynąć na niektóre cechy i funkcje.