TALLINNA TEHNIKAÜLIKOOL Keemiatehnika Instituut KEEVKIHI HÜDRODÜNAAMIKA Laboratoorne töö õppeaines Keemiatehnika Õppejõud: Jelena Veressinina, Keemiatehnika õppetool lektor Tallinn 2014 SISUKORD Töö ülesanne...............................................................................................................................3 Katseseadme skeem....................................................................................................................4 Katseandmed ja arvutused..........................................................................................................5 Kokkuvõte.................................................................................................................................12 ...
GRAAFIKUD Joonis 1. Resti takistuse sõltuvus õhu kiirusest Joonis 2. Materjali takistuse sõltuvus õhu kiirusest Joonis 3. Keevkihi kõrguse sõltuvus õhu kiirusest. Joonis 4. Kihi poorsuse sõltuvus õhu kiirusest ARVUTUSED de=0,00135m k=1,1839 (õhu tihedus 25°C juures) =161g/250ml=0,644g/cm3=644g/dm3 g=9,81 k=1,8616*10-5 (õhu dünaamiline viskoossus 25°C juures) KOKKUVÕTE Tutvusime keevkihi seadme ehituse ning tööpõhimõttega. Määrasime katseliselt õhu kriitilise kiiruse 0,2373 m/s, sellel kiirusel alustas tahke materjali kiht keemist ja sellest suurema kiiruse juures osakesed alustasid hõljumist. Seejärel määrasime kaasakande kiiruseks 3,8966 m/s, selle kiiruse juures osakesed hõljusid ning osad neist kanti õhuvoolu mõjul kaasa. Toimus pneumotransport. Kirjanduses antud valemitega arvutatud ja katseandmete graafikutelt leitud kriitilise kiiruse väärtused ühtivad üsna hästi ja kriitilise kiiruse leidmise katseosa loeme õn...
Õhku antakse kütusekihti altpoolt resti. Õhu kiiruse liigsel tõusul tekib oht, et kütusetükke võidakse põlemisõhuga restilt ärakanda. Seetõttu annab kihispõlemise puhul paremaid tulemusi sorteeritud kütuse kasutamine. Joonis 9-3. Liikuvrest Joonis 9-4. Rest liigutatavate ja liikumatute restilülidega Poolmehaanilises (poolautomatiseeritud) koldes põlevkivi põletada ei tasu, tuhk ummistab. 12. Ke evkihtkold e d Mulliline ehk traditsiooniline keevkiht Keevkiht on võimalikult ühtlase tüki suurusega peeneteralise materjali kiht, milles materjaliosakesed hõljuvad kihist läbijuhitava keskkonna (katla puhul õhu) kineetilise energia mõjul. Kõige suurem keevkihi pluss on võimalus põletada aeglaselt, 800- 900°C juures, tänu millele tekib palju vähem NOx-e. Põlevkivi puhul aitab aeglane põletamine kustutama lubjal (absorbendil, mis juba põlevkivi sees olemas) väävlit siduda, nii et ka väävliheitmed on pea olematud
Põhupõletuskatlad www.farminguk.com http://www.volund.dk TTÜ STI-s konstrueeritud katel Pelle koos pelletimahuti, sööteseadme ja põletiga Malmkatlad (DeDietrich), sektsioonkatlad Keevkihtkolded Eelised ·Keevkihis saab edukalt põletada vähevääruslikke kütuseid. ·Madalad kolde temperatuurid. ·Absorbendi lisamine kütusesse võimaldab oluliselt vähendada kahjulikke heitmeid, ilma, et rakendataks keerukaid ja kalleid gaasipuhastusseadmeid. Keevkiht on tahkeosakeste hõljum gaasivooluses, kujutates endast pulseerivat aerodünaamilist süsteemi, millel on vedelikuga mõned ühised omadused, mistõttu keevkiht on tuntud kui pseudovedelik. Keevkiht protsessis osalev keskkond on tahke- ja gaasifaasist koosnev süsteem, millel on teatud erinevad olekud. Keevkiht on võimalikult ühtlase tükisuurusega peeneteralise materjali kiht, milles materjaliosakesed hõljuvad kihist läbijuhitava keskkonna (katla puhul õhu) kineetilise energia
Kelmeline voolamine voolamine, mida kasutatakse peamiselt keemiatööstuses, kus vedelik voolab mööda pinda õhukese kelmena. Kelmelisel voolamisel on kolm reziimi: 1) laminaarne voolamine sileda vedelik gaas eraldupinnaga 2) laineline laminaarne lainelise vedelik gaas eraldupinnaga 3) turbulentne voolamine Keevkiht - selleks, et viia peeneteraline materjal hõljuvasse olekusse e. keevakihti, on vaja selle materjali kihist läbi juhtida gaasi kiirusega, mille puhul kihi takistus õhu voole on võrdne kihi kaaluga pinnaühiku kohta. Gaasi kiirust, mille juures materjali kiht läheb hõljuvasse olekusse, nimetatakse kriitiliseks kiiruseks. Kriitilisel kiirusel suureneb kihi maht, peeneteralised osakesed omandavad võime üksteise suhtes liikuda ning hakkavad "keema" ja voolama sarnaselt vedelikega.
koldekambris, tehnoloogilised raskused suitsugaaside puhastamisel ja kahjulike heitmete vähendamisel. 5.2.3.2 Keevkihttehnoloogiad Keevkihttehnoloogiad omandavad tahkete kütuste põletamisel iga aastaga üha suuremat levikut. Keevkihis on võimalik edukalt põletada väheväärtuslikke kütuseid, sh näiteks mäe- tööstuse rikastamisjäätmeid, keemiatööstuse ja olmejäätmeid, põlevaid jääke jne. Keevkiht- põletamise tehnoloogia eeliseks on ka asjaolu, et see võimaldab oluliselt vähendada kütuse põlemisel tekkivaid kahjulikke heitmeid, ilma et selleks oleks vaja kasutada spetsiaalseid ja väga kalleid koldegaaside puhastusseadmeid. 51(113) Villu Vares Energia ja keskkond Keevkihtkolde oluliseks konstruktsioonielemendiks on selle all asuv rest, mille läbi antakse
Viskoossuse suurenemisel impelleri pöördlemiskiirus väheneb. Segamise võimsuse leidmine P = f ( n, D, ρ, µ, g, anuma geomeetria, segisti tüüp ja geomeetria) Kus n – segisti pöörlemiskiirus, D – segisti diameeter, ρ - vedeliku tihedus, µ - vedeliku viskoossus , g – garvitatsiooni kiirendus 7. Millised on hüdrodünaamilised režiimid fluidumi voolamisel läbi tahkete osakeste kihi. Kuidas see muutub kihi takistus fluidumi kiiruse suurenemisel? Mis on keevkiht, millistel tingimustel tekib? Joonis - keevkihi takistuse sõltuvus õhu fiktiivsest kiirusest. Õhu kriitiline kiirus (kiirus, mille juures tahke materjali kiht läheb üle keevkihi olekusse)?Kuidas mõõdetakse kihi takistust? Hüdrodünaamilised režiimid: a) Statsionaarne ehk liikumatu (filtreeriv) kihi režiim – gaasi kiirus mõõdukas, kihti iseloomustavad nätajad ei muutu gaasi kiiruse suurenemisel;
Pruunsütt kasutatakse peamiselt elektrijaamade kütusena. Kõrgema kategooria kivisöed on kõvemad, nende süsiniku sisaldus on suurem, niiskuse sisaldus väiksem, nad on mustemat värvi ja nende kütteväärtus on kõrgem. Antratsiit on vanim kivisöe liik, mille süsiniku sisaldus on kuni 94%. Kivisöe kasutamisest Kivisütt hakati kasutama 1600 aastatel esimeste aurumasinate kütusena. Elektri tootmisel kivisüsi põletatakse suurtes tolmpõletus või keevkiht kateldes. Kivisöe kütteväärtus on kõrge ja tema põletamine lihtne. Umbes 37% maailma elektrienergiast on toodetud kivisöest. Näiteks 91% kivisütt kasutatakse USA-s elektrienergia saamiseks ja 51% elektrienergiast USA-s saadakse kivisöest. Kasutatakse elektrijaamades ja katlamajades, koksisöena metallurgias ja keemiatööstuse toorainena. See on fossiilsetest kütustest ainus, millega kaubeldakse maailmaturul. Gaasistumine
reguleerimisalasse. Seega on võimalik lahendada elektrijaama tuha ja jäätmete ladestamise probleemi koos süsihappegaasi sidumisega elektrijaama tuhaga, võimaldades samal ajal vähendada ka eralduvate kasvuhoonegaaside heitekoguseid. Kaubapõlevkivi koosneb kolmest komponendist - põlevkivist, paekivist ja suletistest. Kui vähendada paekivi ja suletiste osa kaubapõlevkivis, siis tõuseb ta kütteväärtus. Suurendades CFB (keevkiht) katlasse suubuva kütuse kütteväärtust, mis käesoleval ajal on 8,4 MJ/kg kuni 11,6 MJ/kg, mis saavutatakse kaevandamise tehnoloogia ja rikastamisprotsessi moderniseerimisega, väheneb põlevkivi põletamise tehnoloogiast põhjustatud (ei lagune kogu CaCO3) CO2 hulk 7% ja katlasse mineva kaubapõlevkivi hulk 24%, mis vähendab omakorda CO2 ja tuha hulka 24% võrra. Sellest tulenevalt vähenevad kaubapõlevkivi ja elektrijaama tuha transpordikulud ja keskkonnatasud
auru läbi katla järjestikku lülitatud küttepindade toitepump. Katlaid võib liigitada veel ka otstarbe järgi aurukatel, (kuuma)veekatel. Suurem alaliigitus on veel ka tahkekütuse põletamistehnoloogia järgi: - Tahkekütuse tükkpõletamine (kütusel selline kuju, nagu kaevandusest tuleb). - Tahkekütuse tolmpõletus (kütus jahvatatakse enne katlasse minekut peeneks). - Keevkihtpõletus, mis jaguneb omakorda kolmeks: a) Atmosfääriline (mull) keevkiht (AFBC); põletamisel õhu kiirus 2 m/s ja temp 800 C. b) Tsirkuleerivkeevkiht (CFBC); õhu kiirus 8...12 m/s, temp 800...950 C, kõige levinum tehnoloogia, kasutatakse Narvas Auvere plokis. c) Rõhu all olev keevkiht (PFBC); kombitsükliga elektrijaamades, kõige parem; kasutegur 55 %, kasutataks ülerõhku 1,2...1,5 MPa. 2.Katelde sisend-väljund karakteristikud Katelde põhilised sisend-väljund karakteristikud on:
ja selles olevate tahkete osakeste vastasmõju. Hüdraulika on hüdromehhaanika osa, mis uurib liikumatu fluidumi tasakaalu (hüdrostaatika) ning fluidumi liikumise seaduspärasusi (hüdrodünaamika). Hüdromehhaanilised protsessid keemiatehnikas on järgmised: - fluidumi transport torustikes ja seadmetes; - heterogeensete süsteemide lahutamine (sadenemine, filtrimine, tsentrifuugimine), ning - heterogeensete süsteemide tekitamine (keevkiht, segamine). Hüdrodünaamilised seaduspärasused on väga suure tähtsusega, kuna nendest sõltuvad olulisel määral palju keerulisemad protsessid, nagu soojus- ja massivahetus, samuti keemiliste reaktsioonide kulgemine reaktorites. 3.2 Fluidumi põhiomadused Fluidumil on olemas rida füüsikalisi omadusi, mida on vaja teada keemiatehnika protsesside ja seadmete arusaamiseks ning vastavate arvutuste tegemiseks. Tihedus kujutab endast fluidumi mahuühiku massi:
sedagi ainult kerge kütteõliga võrreldes. Alljärgnevalt on analüüsitud, milline peaks olema suvalise soojuspumba soojustegur, et ta atmosfääri heitmed oleksid väiksemad, kui sama soojusenergia saamiseks kateldes, mis kasutaksid kütusena kas puitu, maagaasi või kerget kütteõli. Arvutustes on lähtutud järgmistest eeldustest et elektrit toodetakse Narva Elektrijaamades põlevkivist, kusjuures 2/3 toodetakse vanadest blokkides ja 1/3 uutes keevkiht kateldega blokkides. 12/11/10 MSJ 0120 Soojuspumbad 121 SP kasutamise keskkonnamõju. Näide Soojuspumba soojustegur ja süsinikdioksiidi emissioon. 12/11/10 MSJ 0120 Soojuspumbad 122 SP kasutamise keskkonnamõju. Näide Soojuspumba soojustegur ja lämmastikoksiidide emissioon. 12/11/10 MSJ 0120 Soojuspumbad 123
Elektokeemilise korrosiooni kiiruse määrab korrosioonivool Ikorr, mis sõlt katoodi ja anoodi elektroodipotentsiaalidest ja süsteemi takistusest: Ikorr = (Ekat Ean) / R(suur sigma). Kaasaegsed värvimise meetodid: *Pihustusmeetod: 1)madalsurve (autod, mööbel). (-): suured värvikaod ja värviudu moodust; 2)kõrgsurve 20-400 atm rõhul olev värv lastakse välja väikesest avast. (laevad, mahutid, ehitised, sillad) *Pulbermeetod: elektrostaatiline pihustamine, keevkiht ja elektrostaatiline keevkiht 1)elektrostaatilised: a) värvi pihustamine värv valat pöörl. kettale (40000p/min). Tsentrifugaaljõu mõjul tekib värviudu, mis lastakse läbi elektrivälja (osakesed saavad laengu) värvitavale esemele. Värv jaot. pinnal ühtlaselt. Värvi kasutamise aste 60-95% b)pulbri pihustam. kasut seeriatoodete värvimisel. Värvikile paksus 50-200µm. Värvi kasut. aste 100%. 2)kuumpihustus värv või lakk kuumut
puhastamata. Selle ärahoidmiseks tuleks pinnad hoida puhtana, katta inhibiitoritega või kasut katoodkaitset. Pilukorrosioonile mõjub nt voolav vesi, mis sööb kinnituskohti. Kaasaegsed värvimise meetodid: *Pihustusmeetod: 1)madalsurve (autod, mööbel). (-): suured värvikaod ja värviudu moodustumine; 2)kõrgsurve 20-400 atm rõhul olev värv lastakse välja väikesest avast. (laevad, mahutid, ehitised, sillad) *Pulbermeetod: elektrostaatiline pihustamine, keevkiht ja elektrostaatiline keevkiht 1)elektrostaatilised: a) värvi pihustamine värv valatakse pöörlevale kettale (40000p/min). Tsentrifugaaljõu mõjul tekib värviudu, mis lastakse läbi elektrivälja (osakesed saavad laengu) värvitavale esemele. Värv jaotatakse pinnal ühtlaselt. Värvi kasutamise aste 60-95% b)pulbri pihustamine kasut. seeriatoodete värvimisel. Värvikile paksus 50-200m. Värvi kasut. aste 100%.
annaabi.ee 
