Wykonała: mgr inż. Wanda Baj

45
Technologie radiacyjne w ochronie Technologie radiacyjne w ochronie środowiska (usuwanie zanieczyszczeń środowiska (usuwanie zanieczyszczeń gazów, pomiar zapylenia, gazów, pomiar zapylenia, zanieczyszczeń materiałów, itp.) zanieczyszczeń materiałów, itp.) Wykonała: Wykonała: mgr inż. Wanda Baj mgr inż. Wanda Baj

description

Technologie radiacyjne w ochronie środowiska (usuwanie zanieczyszczeń gazów, pomiar zapylenia, zanieczyszczeń materiałów, itp.). Wykonała: mgr inż. Wanda Baj. I. Usuwanie zanieczyszczeń, odpylanie. Spis treści: 1. Źródła zanieczyszczeń: 2. Metody redukcji gazów odlotowych - PowerPoint PPT Presentation

Transcript of Wykonała: mgr inż. Wanda Baj

Technologie radiacyjne w ochronie środowiska Technologie radiacyjne w ochronie środowiska (usuwanie zanieczyszczeń gazów, pomiar (usuwanie zanieczyszczeń gazów, pomiar

zapylenia, zanieczyszczeń materiałów, itp.)zapylenia, zanieczyszczeń materiałów, itp.)

Wykonała: Wykonała:

mgr inż. Wanda mgr inż. Wanda BajBaj

I. Usuwanie zanieczyszczeń, odpylanieI. Usuwanie zanieczyszczeń, odpylanie

Spis treści:Spis treści:

1. Źródła zanieczyszczeń:1. Źródła zanieczyszczeń:

2. Metody redukcji gazów odlotowych2. Metody redukcji gazów odlotowych

3. Urządzenia odpylające3. Urządzenia odpylające

3.1. Odpylacze suche3.1. Odpylacze suche

3.1.1. Komory osadcze3.1.1. Komory osadcze

3.1.2. Cyklony3.1.2. Cyklony

3.1.3. Odpylacze filtracyjne (tkaninowe)3.1.3. Odpylacze filtracyjne (tkaninowe)

3.1.4. Odpylacze elektrostatyczne (elektrofiltry)3.1.4. Odpylacze elektrostatyczne (elektrofiltry)

3.2. Odpylacze mokre3.2. Odpylacze mokre

3.2.1. Płuczki bez wypełnienia3.2.1. Płuczki bez wypełnienia

3.2.2. Płuczki z wypełnieniem 3.2.2. Płuczki z wypełnieniem

3.2.3. Płuczki pianowe3.2.3. Płuczki pianowe

3.2.4. Płuczki z przepływem gazu przez zamknięcie 3.2.4. Płuczki z przepływem gazu przez zamknięcie wodnewodne

3.3. Odpylacze wirnikowe z dezintegratorem Theissena3.3. Odpylacze wirnikowe z dezintegratorem Theissena

Podstawowe pojęciaPodstawowe pojęcia

• Zanieczyszczenie powietrzaZanieczyszczenie powietrza – obecność w dolnej warstwie atmosfery substancji stałych – obecność w dolnej warstwie atmosfery substancji stałych ciekłych i gazowych w ilościach i rodzaju przekraczających dopuszczalne stężenia czyli w ciekłych i gazowych w ilościach i rodzaju przekraczających dopuszczalne stężenia czyli w ilościach nie tylko uciążliwych dla człowieka lub wywierających ujemny wpływ na jego ilościach nie tylko uciążliwych dla człowieka lub wywierających ujemny wpływ na jego zdrowie, ale także szkodliwych dla roślin, zwierząt, niekorzystnych dla gleby i wody. zdrowie, ale także szkodliwych dla roślin, zwierząt, niekorzystnych dla gleby i wody.

• W inżynierii ochrony środowiska definiuje się W inżynierii ochrony środowiska definiuje się zanieczyszczeniazanieczyszczenia jako składniki obce w jakimś jako składniki obce w jakimś elemencie ekosystemu, które do niego nie należą i zniekształcają jego cechy oraz właściwości.elemencie ekosystemu, które do niego nie należą i zniekształcają jego cechy oraz właściwości.

1. Źródła zanieczyszczeń:1. Źródła zanieczyszczeń:

Najczęściej spotykane są podziały według elementów którym zagrażają.

Zanieczyszczenia obejmują wtedy:- atmosferę- wodę- powierzchnię ziemi

Drugi podział – według źródeł ich pochodzenia:- naturalne – wynikają z procesów zachodzących w przyrodzie- sztuczne – zależne od człowieka, powodowane działalnością człowieka.

Naturalne zanieczyszczenia powietrza:Naturalne zanieczyszczenia powietrza:

• pożary lasów i stepów – emitują duże ilości dymów i pyłów (1992 Polska 9 tys ha lasów pożary lasów i stepów – emitują duże ilości dymów i pyłów (1992 Polska 9 tys ha lasów spłonęło)spłonęło)

• czynne wulkany, które obok popiołów i dymów emitują toksyczne gazy: SOczynne wulkany, które obok popiołów i dymów emitują toksyczne gazy: SO22, Cl, Cl2,2, F F22, H, H2, 2,

pary siarki, para wodnapary siarki, para wodna

• wyładowania atmosferycznewyładowania atmosferyczne

• huragany, cyklony, powodzie, a także burze piaskowe i pyłowe, procesy erozji glebyhuragany, cyklony, powodzie, a także burze piaskowe i pyłowe, procesy erozji gleby

Wszystkie te źródła zanieczyszczeń mają na ogół charakter sporadyczny i nie stwarzają poważniejszych zagrożeń dla życia na ziemi.

Sztuczne źródła zanieczyszczeń:Sztuczne źródła zanieczyszczeń:

- zanieczyszczenia emitowane zanieczyszczenia emitowane przez przemysł i energetykęprzez przemysł i energetykę

- zanieczyszczenia emitowane zanieczyszczenia emitowane przez transportprzez transport

- zanieczyszczenia komunalnezanieczyszczenia komunalne

- zanieczyszczenia rolnicze – zanieczyszczenia rolnicze – powstają na skutek powstają na skutek intensywnej uprawy roli i intensywnej uprawy roli i hodowlihodowli

Podział zanieczyszczeń według stref zasięgu:Podział zanieczyszczeń według stref zasięgu:

- regionalne

- lokalne

- globalne

Główne obszary zanieczyszczeń pokrywają się z istniejącymi okręgami przemysłowymi, większymi ośrodkami miejskimi oraz ich najbliższym otoczeniem.Podstawowe źródła zanieczyszczeń mają charakter ściśle lokalny. Koncentrują się w miastach i ośrodkach przemysłowych.

Do najważniejszych źródeł Do najważniejszych źródeł zanieczyszczenia należą:zanieczyszczenia należą:

• w krajach o wysokim stopniu rozwoju w krajach o wysokim stopniu rozwoju motoryzacji:motoryzacji:

- pojazdy mechaniczne spalinowe pojazdy mechaniczne spalinowe (70% wszystkich zanieczyszczeń)(70% wszystkich zanieczyszczeń)

- przemysł, elektrownie cieplne, przemysł, elektrownie cieplne, urządzenia grzewcze lokalneurządzenia grzewcze lokalne

• w krajach o niskim stopniu rozwoju w krajach o niskim stopniu rozwoju motoryzacji:motoryzacji:

- przemysł, energetyka, elektrownie przemysł, energetyka, elektrownie cieplne (60-70%)cieplne (60-70%)

- pojazdy mechaniczne spalinowepojazdy mechaniczne spalinowe

Na świecie jest ok. 100 wielkich miast (powyżej 1 mln ludzi) i ok. 100 wysokoskoncentrowanych okręgów przemysłowych takich jak: Na świecie jest ok. 100 wielkich miast (powyżej 1 mln ludzi) i ok. 100 wysokoskoncentrowanych okręgów przemysłowych takich jak: Zagłębie donieckie i kuźnieckie oraz środkowy Ural w Rosji, zagłębie Ruhry w Niemczech, Dolina Mozy i Sandry w Belgii, okręg Zagłębie donieckie i kuźnieckie oraz środkowy Ural w Rosji, zagłębie Ruhry w Niemczech, Dolina Mozy i Sandry w Belgii, okręg ostawsko - karwiński w Czechach. W Polsce – Górnośląski Okręg Przemysłowy. Inne regiony świata – północno-wschodnie wybrzeże ostawsko - karwiński w Czechach. W Polsce – Górnośląski Okręg Przemysłowy. Inne regiony świata – północno-wschodnie wybrzeże Japonii, USA – przypada ok. 1/3 wszystkich zanieczyszczeń powietrza atmosferycznego.Japonii, USA – przypada ok. 1/3 wszystkich zanieczyszczeń powietrza atmosferycznego.Do miast szczególnie zanieczyszczonych należą: Chicago, Detroit, Nowy Jork, Los Angeles, Nowy Orlean, San Francisco. Wszystkie te Do miast szczególnie zanieczyszczonych należą: Chicago, Detroit, Nowy Jork, Los Angeles, Nowy Orlean, San Francisco. Wszystkie te źródła tworzą jakby pasmo sztucznych wulkanów wyrzucających każdego dnia ok. 70 mln ton pyłów i gazów na dobę. Ocenia się że źródła tworzą jakby pasmo sztucznych wulkanów wyrzucających każdego dnia ok. 70 mln ton pyłów i gazów na dobę. Ocenia się że wszystkie pozostałe źródła zanieczyszczeń emitują każdego roku ok. 24 mln ton gazów i pyłów z czego ok. 25 % (6 mln ton) wszystkie pozostałe źródła zanieczyszczeń emitują każdego roku ok. 24 mln ton gazów i pyłów z czego ok. 25 % (6 mln ton) emitowanych jest z terenów USA. emitowanych jest z terenów USA.

2. Metody redukcji 2. Metody redukcji gazów odlotowychgazów odlotowych

Najczęściej stosowanymi procesami w Najczęściej stosowanymi procesami w technice oczyszczania powietrza są:technice oczyszczania powietrza są:

- odpylanieodpylanie

- absorpcja i adsorpcja oraz katalityczne absorpcja i adsorpcja oraz katalityczne utlenianie i redukcjautlenianie i redukcja

Konieczność stosowania urządzeń do Konieczność stosowania urządzeń do oczyszczania gazów wynika z:oczyszczania gazów wynika z:

- potrzeby ochrony atmosfery przed potrzeby ochrony atmosfery przed zanieczyszczeniemzanieczyszczeniem

- odzyskiwania substancji (surowców)odzyskiwania substancji (surowców)

Wysoki koszt urządzeń do redukcji zanieczyszczeń powietrza skłania do zmian technologii Wysoki koszt urządzeń do redukcji zanieczyszczeń powietrza skłania do zmian technologii (technologie półodpadowe – zanieczyszczenia nie przekraczają dopuszczalnych norm, technologie (technologie półodpadowe – zanieczyszczenia nie przekraczają dopuszczalnych norm, technologie bezodpadowe). Duże znaczenie ma hermetyzacja i automatyzacja procesów w wyniku których bezodpadowe). Duże znaczenie ma hermetyzacja i automatyzacja procesów w wyniku których zachodzi wyeliminowanie człowieka z bezpośredniego sąsiedztwa zanieczyszczeńzachodzi wyeliminowanie człowieka z bezpośredniego sąsiedztwa zanieczyszczeń

Podstawowe wielkości charakteryzujące urządzenia Podstawowe wielkości charakteryzujące urządzenia oczyszczające:oczyszczające:

1. Skuteczność oczyszczania (odpylania)

2. Opory przepływu urządzenia oczyszczającego – całkowita strata ciśnienia przy przepływie oczyszczanego gazu przez urządzenie [Pa]

3. Wskaźniki eksploatacyjne:

- wskaźnik zapotrzebowania mocy (KW/1000 Nm3 h )

- wskaźnik zapotrzebowania energii (KWh/1000 Nm3)

- koszty oczyszczania: inwestycyjne i eksploatacyjne urządzenia. Częste kryterium wyboru metody oczyszczania w zł/1000 Nm3 oczyszczonego gazu.

Do wskaźników eksploatacyjnych należą wskaźniki zużycia środków oczyszczających i czynników energetycznych, np. wody, sorbentów, czy pary do desorpcji (kg/1000Nm3) oczyszczonego gazu lub m3 na 1000 Nm3 oczyszczonego gazu.

3. Urządzenia odpylające3. Urządzenia odpylające

• Oprócz podziału ogólnego na odpylacze suche i mokre rozróżnia Oprócz podziału ogólnego na odpylacze suche i mokre rozróżnia się podział urządzeń według wykorzystywanych w nich zjawisk:się podział urządzeń według wykorzystywanych w nich zjawisk:

- siły bezwładności,- siły bezwładności,

- odśrodkowej,- odśrodkowej,

- zjawisk elektrostatycznej,- zjawisk elektrostatycznej,

- zjawisk filtracji.- zjawisk filtracji.

3.1. Odpylacze suche, podział3.1. Odpylacze suche, podział

k o m o ry o sad cze cyk lo n y

O d p ylacze filtracyjn e (tk an in o w e) O d p ylacze elek tro s tatyczn e (e lek tro filtry)

O d p y la cze su ch e

3.1.1. Komory osadcze3.1.1. Komory osadcze

Są jednym z najprostszych odpylaczy, stosowanych na początku ciągu Są jednym z najprostszych odpylaczy, stosowanych na początku ciągu technologicznego odpylania. Działanie oparte jest na wykorzystaniu technologicznego odpylania. Działanie oparte jest na wykorzystaniu zjawiska grawitacyjnego.zjawiska grawitacyjnego.

Warunkiem oddzielania w komorze wszystkich ziaren o prędkości Warunkiem oddzielania w komorze wszystkich ziaren o prędkości opadania w oczyszczonym gazie większych od opadania w oczyszczonym gazie większych od pg (prędkość pg (prędkość opadania ziarna granicznego w gazie) jest takie dobranie prędkości opadania ziarna granicznego w gazie) jest takie dobranie prędkości gazu Vg oraz długości komory l oraz wysokości h, aby była spełniona gazu Vg oraz długości komory l oraz wysokości h, aby była spełniona zależność przepływu gazu przez komorę charakterem laminarnym.zależność przepływu gazu przez komorę charakterem laminarnym.

Działają skutecznie tylko wówczas, kiedy prędkość opadania ziaren jest Działają skutecznie tylko wówczas, kiedy prędkość opadania ziaren jest większa niż 0,5 m/s. Ziarna większe mają średnicę powyżej 100większa niż 0,5 m/s. Ziarna większe mają średnicę powyżej 100m.m.

Służą z zasady jako odpylacze wstępne do “pierwszego oczyszczania gazu Służą z zasady jako odpylacze wstępne do “pierwszego oczyszczania gazu z ziaren” o prędkości opadania powyżej 0,5 m/s. Stosuje się je w z ziaren” o prędkości opadania powyżej 0,5 m/s. Stosuje się je w wielostopniowych układach odpylania gazów. np. w metalurgii wielostopniowych układach odpylania gazów. np. w metalurgii żelaza i metali kolorowych, w cementowniach oraz w zakładach żelaza i metali kolorowych, w cementowniach oraz w zakładach przeróbki surowców mineralnych.przeróbki surowców mineralnych.

3.1.1. Komory osadcze c.d.3.1.1. Komory osadcze c.d.

Zalety komór osadczych:Zalety komór osadczych:

- niskie kosztyniskie koszty- małe opory przepływu w zakresie od 20-50 Pamałe opory przepływu w zakresie od 20-50 Pa- zapotrzebowanie mocy niewielkie (0,05- 0,3 KW/Nmzapotrzebowanie mocy niewielkie (0,05- 0,3 KW/Nm33s)s)- możliwość zastosowania do odpylania gazów gorącychmożliwość zastosowania do odpylania gazów gorących- bez ich uprzedniego ochładzania.bez ich uprzedniego ochładzania.

Wady:Wady:

–niski stopień skuteczności odpylanianiski stopień skuteczności odpylania–brak w kraju stałego producentabrak w kraju stałego producenta

3.1.2. Cyklony3.1.2. Cyklony

Stanowią najbardziej rozpowszechniony rodzaj odpylaczy. Wykorzystana jest w nich zasada Stanowią najbardziej rozpowszechniony rodzaj odpylaczy. Wykorzystana jest w nich zasada działania siły odśrodkowej do oddzielania ziaren ze strugi zawirowanego gazu. Podczas działania siły odśrodkowej do oddzielania ziaren ze strugi zawirowanego gazu. Podczas ruchu spiralnego na ziarna pyłu oddziaływuje siła odśrodkowa powodując ich ruchu spiralnego na ziarna pyłu oddziaływuje siła odśrodkowa powodując ich przemieszczanie się ku ściankom. Ziarna pyłu po zetknięciu ze ściankami wytracają przemieszczanie się ku ściankom. Ziarna pyłu po zetknięciu ze ściankami wytracają szybkość i pod działaniem sił ciężkości opadają w dół. Wielkość minimalnego ziarna jakie szybkość i pod działaniem sił ciężkości opadają w dół. Wielkość minimalnego ziarna jakie można oddzielić w cyklonie zależy od jego parametrów konstrukcyjnych oraz od własności można oddzielić w cyklonie zależy od jego parametrów konstrukcyjnych oraz od własności oczyszczanego gazu.oczyszczanego gazu.

Parametry:Parametry:

L – natężenie przepływu gazu w cyklonie mL – natężenie przepływu gazu w cyklonie m33/s/sn – liczba obrotów strumienia gazu w cyklonie 1/sn – liczba obrotów strumienia gazu w cyklonie 1/sr1 – promień rury wewnętrznej [m]r1 – promień rury wewnętrznej [m]r2 – promień części cylindrycznej [m]r2 – promień części cylindrycznej [m]hc – wysokości warstwy cylindrycznej [m]hc – wysokości warstwy cylindrycznej [m] - lepkość dynamiczna gazu [kg/ms]- lepkość dynamiczna gazu [kg/ms] - ciężar objętościowy pyłu [kg/m- ciężar objętościowy pyłu [kg/m33]]

Skuteczność odpylania cyklonów w % dla baterii cyklonówSkuteczność odpylania cyklonów w % dla baterii cyklonów

Klasa ziarna skuteczność

[m] [%]

0 – 10 22

10 – 20 50

20 – 30 92,5

30 – 40 98,5

40 – 60 99

60 – 100 99,5

bateria 4 cyklonów 4x920mm

Cyklony, wady i zaletyCyklony, wady i zalety

Zalety:Zalety:

- prosta budowa- prosta budowa

- niewielkie gabaryty- niewielkie gabaryty

- niskie koszty inwestycyjne- niskie koszty inwestycyjne

Wady:Wady:

- znaczne opory przepływu od 300 – 1300 [Pa]- znaczne opory przepływu od 300 – 1300 [Pa]

- stosunkowo szybkie zużycie w wyniku erozji- stosunkowo szybkie zużycie w wyniku erozji

- niska skuteczność w zakresie ziaren poniżej 200 [- niska skuteczność w zakresie ziaren poniżej 200 [m]m]

W Polsce budowane są cyklony pojedyncze jak i bateria cyklonów.

3.1.3. Odpylacze filtracyjne (tkaninowe)3.1.3. Odpylacze filtracyjne (tkaninowe)

• Należą do najbardziej skutecznych – oddzielają płyn przy przepływie zapylonego gazu przez Należą do najbardziej skutecznych – oddzielają płyn przy przepływie zapylonego gazu przez materiały porowate (kształtki ceramiczne: rury porolitowe – przepuszczalne dla gazów a nie materiały porowate (kształtki ceramiczne: rury porolitowe – przepuszczalne dla gazów a nie dla cząstek stałych)dla cząstek stałych)

• Stosuje się różnego rodzaju tkaniny, filce, bibuły. Filtry tkaninowe należą do najdroższych Stosuje się różnego rodzaju tkaniny, filce, bibuły. Filtry tkaninowe należą do najdroższych metod odpylania gazów – wymagają dużych powierzchni. Stosowane są małe prędkości metod odpylania gazów – wymagają dużych powierzchni. Stosowane są małe prędkości przepływu 0,8-8 mprzepływu 0,8-8 m33/s. Obciążenia od 30-300 Nm/s. Obciążenia od 30-300 Nm33/m/m22hh

• Charakteryzują się bardzo wysoką skutecznością odpylania do 99,9 % dla ziaren wielkości Charakteryzują się bardzo wysoką skutecznością odpylania do 99,9 % dla ziaren wielkości 11m. Opory przepływu zawierają się w zakresie od 200-1500 Pa.m. Opory przepływu zawierają się w zakresie od 200-1500 Pa.

• Stosowane są w przemyśle ceramicznym przy odpylaniu gazów z wapienników, w przemyśle Stosowane są w przemyśle ceramicznym przy odpylaniu gazów z wapienników, w przemyśle metalurgicznym i innych. Przykładem odpylania filtracyjnego jest odkurzacz i filtr powietrza metalurgicznym i innych. Przykładem odpylania filtracyjnego jest odkurzacz i filtr powietrza w samochodzie. w samochodzie.

3.1.4. Elektrofiltry3.1.4. Elektrofiltry

• Elektrofiltry charakteryzują się:Elektrofiltry charakteryzują się:

- niewielkimi oporami przepływu 30-150 [Pa]niewielkimi oporami przepływu 30-150 [Pa]

- stosunkowo niewielkim zużyciem energii elektrycznej 0,05-0,3 [kWh/1000 stosunkowo niewielkim zużyciem energii elektrycznej 0,05-0,3 [kWh/1000 NmNm33] oczyszczanego gazu] oczyszczanego gazu

- wysoką skutecznością odpylania rzędu 99% dla ziaren wielkości 1 [wysoką skutecznością odpylania rzędu 99% dla ziaren wielkości 1 [m]m]

- charakteryzują się dużymi wydajnościami od 500.000 do 2.800.000 [Nmcharakteryzują się dużymi wydajnościami od 500.000 do 2.800.000 [Nm33] gazu ] gazu na godzinęna godzinę

Stosowane są do odpylania spalin kotłowych głównie z energetycznych kotłów pyłowych Stosowane są do odpylania spalin kotłowych głównie z energetycznych kotłów pyłowych i fluidalnych, w cementowniach, w procesach metalurgii oraz przy produkcji kwasu i fluidalnych, w cementowniach, w procesach metalurgii oraz przy produkcji kwasu siarkowego metodą kontaktową.siarkowego metodą kontaktową.

Elektrofiltry, wady i zaletyElektrofiltry, wady i zalety

Zalety:Zalety:

- wysoka skuteczność nawet dla pyłów o rozdrobnieniu - wysoka skuteczność nawet dla pyłów o rozdrobnieniu koloidalnymkoloidalnym

- możliwość odpylania gazów gorących do 450 [degC]- możliwość odpylania gazów gorących do 450 [degC]

- charakteryzują się niewielkimi oporami przepływu i - charakteryzują się niewielkimi oporami przepływu i niskim stopniem zapotrzebowania energiiniskim stopniem zapotrzebowania energii

Wady:Wady:

- wysokie koszty inwestycyjne- wysokie koszty inwestycyjne

- duże gabaryty- duże gabaryty

- niebezpieczeństwo wybuchu pyłów palnych- niebezpieczeństwo wybuchu pyłów palnych

- wrażliwość na zmiany charakterystyki oczyszczanego gazu i pyłu. - wrażliwość na zmiany charakterystyki oczyszczanego gazu i pyłu.

3.2. Odpylacze mokre3.2. Odpylacze mokre

• Zasada działania odpylaczy mokrych polega na tym Zasada działania odpylaczy mokrych polega na tym iż ziarna są wychwytywane na kroplach cieczy iż ziarna są wychwytywane na kroplach cieczy opadających w przeciwprądzie do zapylonego gazu.opadających w przeciwprądzie do zapylonego gazu.

• Dołem odprowadzany jest szlamDołem odprowadzany jest szlam

• Płuczki mają średnicę ok. 3m. Wysokość od 20-40mPłuczki mają średnicę ok. 3m. Wysokość od 20-40m

3.2. Odpylacze mokre, podział c.d.3.2. Odpylacze mokre, podział c.d.

P łu czk i b ez w yp ełn ien ia

P łu czk i z w yp ełn ien iem

P łu czk i p ian o w e

P łu czk i z p rzep ływ em gazu p rzez zam k n ięcie w o d n e

O d p y la cze m o k re

Ogólna charakterystyka odpylaczy mokrych:Ogólna charakterystyka odpylaczy mokrych:

Wady:Wady:

- trudności związane z gospodarką - trudności związane z gospodarką ściekową na skutek przenoszenia ściekową na skutek przenoszenia zanieczyszczeń z odpylonego gazu zanieczyszczeń z odpylonego gazu do cieczy.do cieczy.

- Znaczne koszty eksploatacyjne - Znaczne koszty eksploatacyjne zwłaszcza w odniesieniu do zwłaszcza w odniesieniu do odpylaczy wysoko skutecznychodpylaczy wysoko skutecznych

- Zużycie wody 0,1 – 4 m- Zużycie wody 0,1 – 4 m33 na 1000 Nm na 1000 Nm33 oczyszczonego gazuoczyszczonego gazu

Zalety:Zalety:

- możliwość równoczesnego z odpylaniem - możliwość równoczesnego z odpylaniem chłodzenia gazów oraz absorpcję chłodzenia gazów oraz absorpcję niektórych szkodliwych niektórych szkodliwych zanieczyszczonych gazówzanieczyszczonych gazów

- możliwość oddzielenia pyłów o - możliwość oddzielenia pyłów o rozdrobnieniu koloidalnym dla pyłów o rozdrobnieniu koloidalnym dla pyłów o własnościach wybuchowych.własnościach wybuchowych.

3.2.1. Płuczki bez wypełnienia3.2.1. Płuczki bez wypełnienia

Parametry:Parametry:– skuteczność odpylania od 30-60% skuteczność odpylania od 30-60% – wydajność od 5 tys-15 tys Nmwydajność od 5 tys-15 tys Nm33 gazu na godzinę. gazu na godzinę.– Opory przepływu od 100-150 PaOpory przepływu od 100-150 Pa– Liniowe prędkości przepływu do 3 m/sLiniowe prędkości przepływu do 3 m/s– Wskaźniki zużycia wody do 3 mWskaźniki zużycia wody do 3 m33 wody na 1000 Nm wody na 1000 Nm33 oczyszczonego powietrza oczyszczonego powietrza

Zalety:Zalety:

- prosta budowa- prosta budowa

- niewielkie opory przepływu- niewielkie opory przepływu

- schładzanie gazu- schładzanie gazu

Wady:Wady:

- niska skuteczność odpylania- niska skuteczność odpylania

- przenoszenie zanieczyszczenia z oczyszczonego gazu do wody- przenoszenie zanieczyszczenia z oczyszczonego gazu do wody

3.2.2. Płuczki z wypełnieniem3.2.2. Płuczki z wypełnieniem

– Podobne parametry jak dla płuczek bez wypełnienia. Służą również jako Podobne parametry jak dla płuczek bez wypełnienia. Służą również jako jeden ze stopni układu wstępnego odpylania.jeden ze stopni układu wstępnego odpylania.

– Skuteczność 80-95% dla ziaren powyżej 2 Skuteczność 80-95% dla ziaren powyżej 2 m.m.

– Wydajność 5-20 tys. NmWydajność 5-20 tys. Nm33/h. /h.

– Opory przepływu 100-500 Pa. Opory przepływu 100-500 Pa.

– Porównywalne ilości wody. Porównywalne ilości wody.

3.2.3. Płuczki pianowe3.2.3. Płuczki pianowe

• Należą do grupy odpylaczy barbotażowych, w których wykorzystuje się zjawisko Należą do grupy odpylaczy barbotażowych, w których wykorzystuje się zjawisko barbotażu tzn. przepływu gazu przez otwory poziomej półki na której utrzymuje barbotażu tzn. przepływu gazu przez otwory poziomej półki na której utrzymuje się stałą warstwę cieczy. Gaz przechodząc przez ciecz powoduje intensywne się stałą warstwę cieczy. Gaz przechodząc przez ciecz powoduje intensywne mieszanie pyłu z cieczą. Skuteczność – wysoka dla pyłów o wielkości ziarna mieszanie pyłu z cieczą. Skuteczność – wysoka dla pyłów o wielkości ziarna powyżej 1[powyżej 1[m] ok. 95[%] dla ziaren powyżej 1 [m] ok. 95[%] dla ziaren powyżej 1 [m].m].

• Opory przepływu są duże do ok. 2000 [Pa]. Zużycie wody niewielkie od 0,1- 1 Opory przepływu są duże do ok. 2000 [Pa]. Zużycie wody niewielkie od 0,1- 1 [m[m33]wody na 1000 [Nm]wody na 1000 [Nm33] oczyszczonego gazu.] oczyszczonego gazu.

3.2.4. Płuczki z przepływem gazu przez zamknięcie wodne3.2.4. Płuczki z przepływem gazu przez zamknięcie wodne

• Zapylony gaz przepływa przez odpowiednio wyprofilowane labiryntowe zamknięcie Zapylony gaz przepływa przez odpowiednio wyprofilowane labiryntowe zamknięcie wodne powodując powstanie wzburzonej cieczy (intensywne mieszanie gazu z cieczą) wodne powodując powstanie wzburzonej cieczy (intensywne mieszanie gazu z cieczą) Ziarna pyłu opadają na dno zbiornika w postaci szlamu i są odprowadzane na Ziarna pyłu opadają na dno zbiornika w postaci szlamu i są odprowadzane na zewnątrz odpylacza.zewnątrz odpylacza.

Parametry:Parametry:

• Wydajność od 5 tys – 4- tys [NmWydajność od 5 tys – 4- tys [Nm33] na godzinę] na godzinę

• Skuteczność odpylania 90[%] dla ziaren wielkości 1Skuteczność odpylania 90[%] dla ziaren wielkości 1m (99[%] > 5[m (99[%] > 5[m])m])

• Opory przepływu są duże 1100-1900 [Pa]Opory przepływu są duże 1100-1900 [Pa]

• Zapotrzebowanie wody małe 0,1 – 0,5 [mZapotrzebowanie wody małe 0,1 – 0,5 [m33] wody na 1000 [Nm] wody na 1000 [Nm33] odpylonego gazu] odpylonego gazu

II. Pomiar zapylenia

Spis treści:Spis treści:

1. Urządzenia pomiarowe1. Urządzenia pomiarowe

1.1. Fluorescence analyser 1.1. Fluorescence analyser AF - 30AF - 30

1.2. Mining radiometer RGR - 1.2. Mining radiometer RGR - 4040

1.3. Portable radon 1.3. Portable radon concentration concentration gauge RM - 1gauge RM - 1

1.4. Airborne Dust 1.4. Airborne Dust Concentration Concentration Gauge AMIZ - 2000Gauge AMIZ - 2000

2. Bezprzewodowy system monitoringu 2. Bezprzewodowy system monitoringu zapylenia powietrzazapylenia powietrza

1. Urządzenia pomiarowe 1. Urządzenia pomiarowe

Źródło: Instytut Chemii i Techniki Jądrowej, Zakład Aparatury i Metod Izotopowych

•Fluorescence analyser AF - 30Fluorescence analyser AF - 30

•Mining radiometer RGR - 40Mining radiometer RGR - 40

•Portable radon concentration gauge RM - 1Portable radon concentration gauge RM - 1

•Airborne Dust Concentration Gauge AMIZ - 2000Airborne Dust Concentration Gauge AMIZ - 2000

•Wszystkie prezentowane w tym rozdziale urządzenia służą do Wszystkie prezentowane w tym rozdziale urządzenia służą do pomiaru zawartości radonu w powietrzu.pomiaru zawartości radonu w powietrzu.

1.1. Fluorescence analyser AF - 301.1. Fluorescence analyser AF - 30

Źródło: Instytut Chemii i Techniki Jądrowej, Zakład Aparatury i Metod Izotopowych

•Urządzenie służące do rejestracji danych ich zapamiętywania i przetwarzania.Urządzenie służące do rejestracji danych ich zapamiętywania i przetwarzania.

•Dane przechowywane mogą sięgać rzędu 16 parametrówDane przechowywane mogą sięgać rzędu 16 parametrów

•możliwość bezpośredniego drukowania zapisanych w pamięci danychmożliwość bezpośredniego drukowania zapisanych w pamięci danych

•posiada wyjście umożliwiające łączenie danych do pamięci komputeraposiada wyjście umożliwiające łączenie danych do pamięci komputera

Analyzed elements all elements with atomic number not lower than 16Analyzed samples solid, liguids, powdered, placed in sample holderMeasuring time 10, 30, 60, 120, 300 secradiation source Cd- 109, Pu- 238, Am- 241, Fe- 55, exchangeableradiation detector proportional counterDimensions: 190 x 220 x 380 mmMains voltage: 220V + 10% - 15%, 50 Hz

Ambient temperature +50 - +400C

Basic technical data

Źródło: Instytut Chemii i Techniki Jądrowej, Zakład Aparatury i Metod Izotopowych

•Posiada certyfikat jakości wg polskiej sygnatury Gx- 195/95Posiada certyfikat jakości wg polskiej sygnatury Gx- 195/95

•wykorzystuje promieniowanie alfawykorzystuje promieniowanie alfa

•rejestruje obecność: RaA (Po- 218), RaB (Pb- 214), RaC (RaC’) (Bi- 214)rejestruje obecność: RaA (Po- 218), RaB (Pb- 214), RaC (RaC’) (Bi- 214)

•wbudowany mikroprocesor pozwala na rejestracje i przechowywanie danych w wbudowany mikroprocesor pozwala na rejestracje i przechowywanie danych w pamięcipamięci

•serial port RS232Cserial port RS232C

1.2. Mining radiometer RGR - 401.2. Mining radiometer RGR - 40

Air flow through the filter 21/ min

Air filter r 20 mm fiber glass, 50 g/m2

Measuring method Markov measuring cycle 15 min including 5 min pumping time

radiation detector 300 mm2, si with surface barrierSensitivity 0,05 WLdtection efficiency =, 25%

Technical data

Źródło: Instytut Chemii i Techniki Jądrowej, Zakład Aparatury i Metod Izotopowych

1.3. Portable radon concentration gauge RM - 11.3. Portable radon concentration gauge RM - 1

•Pomiar koncentracji radonu, temp. powietrza, ciśnienie, wilgotnośćPomiar koncentracji radonu, temp. powietrza, ciśnienie, wilgotność

•zachowuje dane w pamięcizachowuje dane w pamięci

Radiation detector 0,17 l Lucas cell

Detection limit 11 Bq/ m3 at counting time 60 min

Measuring sensitivity 45 (Bq/ m3)/ 1(cpm)Time of measurement 1 - 99 minMeasurements repetition number 1 - 999,9Number of measurements stored in gauge memory 16000

Measuring range of radon concentration 11 - 1000000 Bq/m3

Measuring range of atmospheric pressure 800 - 1050 hPa

Measuring range of ambient temperature +150 - +700CMeasuring range of relative humidity 0% - 100%Serial port RS232cPower supply 6V/4,3 Ah, Cd-Ni battery

Basic technical parameters

Źródło: Instytut Chemii i Techniki Jądrowej, Zakład Aparatury i Metod Izotopowych

1.4. Airborne Dust Concentration1.4. Airborne Dust ConcentrationGauge AMIZ - 2000Gauge AMIZ - 2000

•Stacja pomiaru zapylenia powietrzaStacja pomiaru zapylenia powietrza

•możliwość pomiaru prędkości i kierunku wiatrumożliwość pomiaru prędkości i kierunku wiatru

•ciągła praca mierników pozwala na kompletne i precyzyjne analizy źródeł zapyleń ciągła praca mierników pozwala na kompletne i precyzyjne analizy źródeł zapyleń powietrza oraz ich zmian (zapyleń)powietrza oraz ich zmian (zapyleń)

•bezpośredni przekaz danych do odbiorcy z jednoczesnym zapisywaniem wyników bezpośredni przekaz danych do odbiorcy z jednoczesnym zapisywaniem wyników pomiarów w pamięci urządzeń monitorujących pomiarpomiarów w pamięci urządzeń monitorujących pomiar

•umożliwia bezprzewodowy system monitoringu zapylenia powietrzaumożliwia bezprzewodowy system monitoringu zapylenia powietrza

Radiation source Pm - 147, 100 MBq

Air flow 1 m3 /h + 2%

Measuring range 5 - 5000 qg/ m3 in 7 subranges

Sensitivity of measurement 2 qg/ m3 for 24h measuring cycle

Wind measurements 16 discrete directions 0 - 60 m/s

Dust deposition time 30 min .. 24 h

Air filter fiber glass band 40 m long

Digital port CENTRONICS, RS232C

Basic technical parameters

Źródło: Instytut Chemii i Techniki Jądrowej, Zakład Aparatury i Metod Izotopowych

2. Bezprzewodowy system monitoringu 2. Bezprzewodowy system monitoringu zapylenia powietrzazapylenia powietrza

•Miernik zapylenia powietrza prezentowany wcześniej (AMIZ 2000) jest instalowany w miejscu, w którym nie zawsze można zapewnić przewodowe łącze komunikacyjne - co utrudnia pobieranie wyników wykonanych pomiarów, dlatego został stworzony bezprzewodowy system monitoringu zapylenia powietrza.

•Dzięki wyposażeniu miernika w modem GSM stworzono możliwość zdalnej komunikacji z miernikiem AMIZ 2000, a także możliwość zbudowania sieci monitoringu wykorzystujących większą ilość mierników - dane pomiarowe ze wszystkich mierników w sieci można teraz gromadzić na jednym centralnym komputerze wyposażonym w modem GSM i odpowiednie oprogramowanie

•W stworzonym w ten sposób systemie użytkownik ma możliwość:

•pobrania danych z dowolnego miernika znajdującej się w sieci monitoringu

•kontroli parametrów pracy miernika - ich przeglądanie oraz zmiany

•otrzymywania sygnałów alarmowych

•przeglądania bazy danych wykonanych pomiarów w każdej stacji pomiarowej

•tworzenie szerokiej gamy raportów podsumowujących wyniki pomiarów (raporty dobowe, miesięczne, roczne oraz różnego rodzaju raporty okresowe)

III. Technologie radiacyjne w przemyśle i technice

Spis treści:1. Przykłady przemysłów, w których dochodzi do

zwiększenia narażenia na promieniowanie jonizujące, pochodzące z naturalnych źródeł.

2. Rodzaje obróbek radiacyjnych i wymagane dawki2.1. Wytwarzanie kabli

2.2. Wytwarzanie materiałów do opakowań2.3. Utwardzanie powłok2.4. Radiacyjna modyfikacja włókien i tkanin2.5. Degradacja radiacyjna

3. Badania materiałowe

1. Przykłady przemysłów, w których dochodzi do zwiększenia narażenia na promieniowanie jonizujące, pochodzące z naturalnych źródeł

Lp Działalność, przemysł, wyrób Typowe stężenia radionuklidówNarażenie

zawodowe> 1mSvNarażenie osób

postronnych

1 Fosforany: produkcja nawozów do kilku kBq/kg U, Ra możliwe możliwe

2 Kwas ortofosforowy: detergenty, żywność do 100 kBq/kg Ra możliwe możliwe

3 Produkcja kwasu siarkowego żużel z pirytów. kBq/kg

4 Odwadnianie kopalń węgla szlamy do 100 kBq/kg możliwe (składowanie!)

5 Węgiel i popiół lotny do 10 kBq/kg możliwe

6Wytop metali: cyny, Sn, ołowiu Pb, bizmutu Bi, tytanu Ti, aluminium Al.

do 100 kBq/kg możliwe możliwe

7 Stopy magnezu/ toru zawartość Th do 4% możliwe możliwe (składowanie!)

8 Ziemie rzadkie: metalurgia, przerób rudy mogą zawierać do 10 kBq/kg U oraz do 1000 kBq/kg Th możliwe możliwe

9 Piaski w odlewniachpiaski cyrkonowe do 5kBq/kg, piaski monazytowe do 1000

kBq/kgmożliwe

10 Materiały ogniotrwałe, ścierne i ceramicznejeżeli z cyrkonem to mogą wystepować aktywności do 5 kBq/kg

U, do 1 kBq/kg Thmożliwe możliwe

11 Przemysł naftowy i gazowy 1-100 kBq/kg Ra, możliwy Th i pochodne możliwe prawdopodobne

12 Przemysł pigmentu Tio2 surowiec: do 10 kBq/kg U, Th scieki: do 5 kBq/kg możliwe możliwe

13 pręty do spawania osłony gazowe z Thprety do spawania do 500 kBq/kg, osłony zawierają do 95%

tlenków torumożliwe możliwe

14 zęby porcelanowe do 0,03% U możliwe

15 Przemysł optyczny i szklanyproszki do polerowania zawierają U lub Th, szkła okulistyczne i

soczewki- dodatek U lub Th dochodzący do 30%możliwe

możliwa dawka dla soczewki oka. 15 mSv

16 kamień naturalny Granity do 1 kBq/kg U, Th, niektóre łupki do 5 kBq/kg możliwe możliwe

17 Torf opałowy zawiera- 100 kBq/kg U, niekiedy do kilku % U możliwe możliwe

Źródło: Bezpieczeństwo jądrowe i ochrona radiologiczna, tom 37, nr 1, rok 1999, str. 17 i 18.

• W tablicy zestawione zostały rodzaje obróbek radiacyjnych, stosowanych obecnie na skalę W tablicy zestawione zostały rodzaje obróbek radiacyjnych, stosowanych obecnie na skalę przemysłową, wymagane dawki oraz teoretyczna wydajność obróbki w kilogramach danego przemysłową, wymagane dawki oraz teoretyczna wydajność obróbki w kilogramach danego materiału na 1 kWh pracy akceleratoramateriału na 1 kWh pracy akceleratora

•Źródło: Waldemar Scharf, Akceleratory cząstek naładowanych i ich zastosowania

2. Rodzaje obróbek radiacyjnych i wymagane dawki2. Rodzaje obróbek radiacyjnych i wymagane dawki

• Napromieniowane tworzywo łatwo daje się Napromieniowane tworzywo łatwo daje się wytłaczać, a brak pokrycia lakierowego zmniejsza wytłaczać, a brak pokrycia lakierowego zmniejsza problemy zanieczyszczenia środowiska w procesie problemy zanieczyszczenia środowiska w procesie produkcjiprodukcji

• zmniejszenie ich objętości pozwala na szerokie zmniejszenie ich objętości pozwala na szerokie zastosowanie wyprodukowanych kablizastosowanie wyprodukowanych kabli

• wydłużony czas eksploatacji podwyższonych wydłużony czas eksploatacji podwyższonych temperaturachtemperaturach

• podwyższenie wytrzymałości dielektrycznejpodwyższenie wytrzymałości dielektrycznej

•Źródło: Waldemar Scharf, Akceleratory cząstek naładowanych i ich zastosowania

2.1. Wytwarzanie kabli2.1. Wytwarzanie kabli

• Sieciowanie folii polietylenowejSieciowanie folii polietylenowej

• powstały w ten sposób produkt odznacza powstały w ten sposób produkt odznacza się pamięcią kształtusię pamięcią kształtu

• Wykorzystanie:Wykorzystanie:– pokrywanie złącz lutowanychpokrywanie złącz lutowanych– pokrywanie wtykówpokrywanie wtyków– jako izolacja elektrycznajako izolacja elektryczna– pakowanie żywnościpakowanie żywności

•Źródło: Waldemar Scharf, Akceleratory cząstek naładowanych i ich zastosowania

2.2. Wytwarzanie materiałów do opakowań2.2. Wytwarzanie materiałów do opakowań

• Zmniejsza się w ten sposób Zmniejsza się w ten sposób zapotrzebowanie na energię elektrycznązapotrzebowanie na energię elektryczną

• długość linii produkcyjnej 3mdługość linii produkcyjnej 3m

• duża wydajność (100m/ min)duża wydajność (100m/ min)

• proces przebiega bardzo szybko (0,1 - 1s)proces przebiega bardzo szybko (0,1 - 1s)

• procesowi nie towarzyszy wydzielanie procesowi nie towarzyszy wydzielanie ciepłaciepła

•Źródło: Waldemar Scharf, Akceleratory cząstek naładowanych i ich zastosowania

2.3. Utwardzanie powłok2.3. Utwardzanie powłok

• Nie stosuje się tu chlorku cynku jako katalizatora Nie stosuje się tu chlorku cynku jako katalizatora dzięki czemu zmniejsza się ilość ścieków dzięki czemu zmniejsza się ilość ścieków przemysłowychprzemysłowych

• Uzyskuje się dzięki tej metodzie poprawę Uzyskuje się dzięki tej metodzie poprawę właściwości tkanin, takie jak:właściwości tkanin, takie jak:– odporność na kurczenie i gniecenieodporność na kurczenie i gniecenie– ogniotrwałośćogniotrwałość– trwałość barwytrwałość barwy– łatwość praniałatwość prania– łatwość rozpraszania ładunku statycznegołatwość rozpraszania ładunku statycznego

•Źródło: Waldemar Scharf, Akceleratory cząstek naładowanych i ich zastosowania

2.4. Radiacyjna modyfikacja włókien i tkanin2.4. Radiacyjna modyfikacja włókien i tkanin

• Degradacja odpadów teflonowych na Degradacja odpadów teflonowych na skalę przemysłowąskalę przemysłową

• Degradacja drewnaDegradacja drewna

• Niszczenie insektów, grzybów i Niszczenie insektów, grzybów i bakterii w wiórach drzewnychbakterii w wiórach drzewnych

• Możliwość wykorzystania tej Możliwość wykorzystania tej techniki w papierniachtechniki w papierniach

•Źródło: Waldemar Scharf, Akceleratory cząstek naładowanych i ich zastosowania

2.5. Degradacja radiacyjna2.5. Degradacja radiacyjna

• Wykrywalność wad materiałowych Wykrywalność wad materiałowych (defektoskopia)(defektoskopia)

• Radiografia elementów ruchomychRadiografia elementów ruchomych

• Stymulowanie uszkodzeń radiacyjnych:Stymulowanie uszkodzeń radiacyjnych:– promieniowania w przestrzeni kosmicznejpromieniowania w przestrzeni kosmicznej

– badania nad erozją elektronowąbadania nad erozją elektronową

• badanie materiałów reaktorowychbadanie materiałów reaktorowych

•Źródło: Waldemar Scharf, Akceleratory cząstek naładowanych i ich zastosowania

3. Badania materiałowe3. Badania materiałowe

Bibliografia

1. Instytut Chemii i Techniki Jądrowej, Zakład Aparatury i Metod Izotopowych.

2. Bezpieczeństwo jądrowe i ochrona radiologiczna, tom 37, nr 1, rok 1999.

3. http://www.paa.gov.pl

4. Źródło: Waldemar Scharf, Akceleratory cząstek naładowanych i ich zastosowania

DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘDZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ