ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 2

Transcript

1 ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 2 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΑΕΡΙΩΝ ΡΕΥΜΑΤΩΝ Σε πολλά εργοστάσια είναι σύνηθες ένα σύστημα ελέγχου ρύπανσης να εξυπηρετεί πολλές πηγές εκπομπών. Σε τέτοιες καταστάσεις, οι παράμετροι των συνδυασμένων ρευμάτων εκπομπών πρέπει να υπολογιστούν από τα ισοζύγια μάζας και ενέργειας. Παρακάτω παρουσιάζονται οι διαδικασίες υπολογισμών παραμέτρων για συνδυασμένο ρεύμα εκπομπής καθώς και απλών ρευμάτων εκπομπής. 1. Υπολογισμοί για παροχή αερίου ρεύματος και θερμοκρασίας Μπορούμε να προσθέσουμε όγκους αερίων μόνον όταν αυτοί είναι υπολογισμένοι σε κανονικές συνθήκες. Έτσι, όγκοι από όλα τα αέρια ρεύματα πρέπει πρώτα να μετατραπούν σε όγκους σε κανονικές συνθήκες. (Σημείωση : υποτίθεται ότι τα αέρια ρεύματα βρίσκονται κοντά σε ατμοσφαιρικές συνθήκες, επομένως διορθώσεις στην πίεση δεν είναι απαραίτητες) Ο υπολογισμός αυτός φαίνεται παρακάτω : Q e1 = Q e1,a x 298 T e1 (1.1) Q e1,a = παροχή αερίου ρεύματος #1 σε πραγματικές συνθήκες, m 3 /min T e1 = θερμοκρασία αερίου ρεύματος, o K Q e1 = παροχή αερίου ρεύματος #1 σε ΚΣ, Νm 3 /min Ο υπολογισμός αυτός επαναλαμβάνεται για κάθε ρεύμα εκπομπής που συνδυάζεται με άλλα για να εξυπηρετηθούν από τη συσκευή ελέγχου. Η συνολική ογκομετρική παροχή του ρεύματος εκπομπής (Q e )σε ΚΣ υπολογίζεται προσθέτοντας όλα τα αέρια ρεύματα ως ακολούθως : Q e = Q e1 + Q e2 + Q e3 + Q e4 +.. (1.2) το Q e είναι η παροχή του συνδυασμένου αερίου ρεύματος σε ΚΣ (Νm 3 /min) Η θερμοκρασία του συνδυασμένου αερίου ρεύματος (Τ e ) πρέπει να υπολογισθεί για να μετατρέψουμε αυτή την ογκομετρική παροχή (Q e ) από ΚΣ σε πραγματικές συνθήκες (Q e,a ). Η θερμοκρασία του συνδυασμένου αερίου ρεύματος (Τ e ) καθορίζεται εκτιμώντας πρώτα την ενθαλπία (περιεχόμενη αισθητή θερμότητα) κάθε ενός χωριστού ρεύματος. Η διαδικασία υπολογισμού δίνεται παρακάτω : H s1 = Q e1 x 1,19186 kj m 3. o K x (T e1 298) (1.3) M.Sc Ηρ.Λάτσιος, M.Sc.Γρ.Καλαμπούκας, Επ.Καθ.Μ.Α.Γούλα 12

2 T e1 = η θερμοκρασία του αερίου ρεύματος #1, ( ο K) H s1 = περιεχόμενη αισθητή θερμότητα του αερίου ρεύματος #1, (kj/min) Ο υπολογισμός επαναλαμβάνεται για κάθε ρεύμα εκπομπής. Η συνολική αισθητή θερμότητα υπολογίζεται ως ακολούθως : Η S = H S1 + H S2 + H S3 +.. (1.4) Η S = αισθητή θερμότητα του συνδυασμένου ρεύματος, (kj/min) Η θερμοκρασία του συνδυασμένου ρεύματος υπολογίζεται ως ακολούθως : T e = H S x m 3. o K 1 x 1,19186 kj Q e +298 (1.5) T e = η θερμοκρασία του συνδυασμένου ρεύματος ( ο K) Η πραγματική ογκομετρική παροχή του συνδυασμένου αερίου ρεύματος σε πραγματικές συνθήκες Q e,a ορίζεται ως ακολούθως : Q e,a = T e 298 x Q e (1.6) Q e,a = η παροχή του συνδυασμένου ρεύματος σε πραγματικές συνθήκες, (m 3 /min) Q e = η παροχή του συνδυασμένου αερίου ρεύματος σε ΚΣ (Νm 3 /min) 2. Υπολογισμοί ισοζυγίων μάζας σε αέρια ρεύματα Σε περιπτώσεις που τα αέρια ρεύμα περιέχουν εύφλεκτους ατμούς όπως VOC, η συγκέντρωση των ατμών περιορίζεται κάτω από το 25% του κατώτατου ορίου εκρηξιμότητας (L.E.L) για λόγους ασφάλειας των εγκαταστάσεων. Για εκπομπές με συγκέντρωση οξυγόνου κάτω από το 20% και θερμικό περιεχόμενο μεγαλύτερο από 484,9 kj/m 3 απαιτείται αραίωση με αέρα. Συνήθως οι συγκεντρώσεις στην αέρια ρύπανση αναφέρονται σε ppm. Επομένως, για την κατάστρωση ενός ισοζυγίου μάζας απαιτείται η μετατροπή της συγκέντρωσης από ppm v σε μg/nm 3 ως ακολούθως : C e1, i = 1000 C e1,ppm MW p 24,45 (1.7) C e1, i = η συγκέντρωση μάζας του ρύπου i, μg/nm 3 C e1,ppm = η συγκέντρωση ογκομετρική ή γραμμομοριακή του ρύπου i, ppm MW p = μοριακό βάρος ρύπου M.Sc Ηρ.Λάτσιος, M.Sc.Γρ.Καλαμπούκας, Επ.Καθ.Μ.Α.Γούλα 13

3 Σημειώνεται ότι η συγκεκριμένη εξίσωση εφαρμόζεται μόνον σε Κανονικές Συνθήκες. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί και για άλλες συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης αλλά θα πρέπει να τροποποιηθεί σε γενικότερη μορφή ως ακολούθως : C e1, i = 1000 C e1,ppm MW p (RT/P) (1.8) Τ σε ο Κ, Ρ σε atm, R= (atm.l / gmole. o K) To ισοζύγιο μάζας ενός συστατικού δίνεται ως εξής : Q e1 x C e1, i + Q e2 x C e2, i + Q e3 x C e3, i + = Q e x C e, i (μg) (1.9) Όταν οι συγκεντρώσεις είναι πολύ υψηλές τότε για λόγους ευκολίας των υπολογισμών χρησιμοποιούμε είτε mg είτε g αντί μg με πολύ προσοχή στη μετατροπή των μονάδων. 3. Υπολογισμοί για την περιεχόμενη υγρασία Η περιεχόμενη υγρασία αναφέρεται ως % κ.ο.. Οι διαδικασίες υπολογισμού απαιτούν ότι η % κ.ο. περιεχόμενη υγρασία για κάθε ρεύμα πρέπει να μετατραπεί σε γραμμομοριακή βάση (gmole), προσθέτονται μεταξύ τους και στη συνέχεια διαιρείται από την συνολική συνδυασμένη ογκομετρική παροχή του αερίου ρεύματος (Q e ) για να πάρουμε την περιεχόμενη υγρασία του συνδυασμένου ρεύματος αερίου. Η περιεχόμενη υγρασία υπολογίζεται παρακάτω και σε % κ.ο. και σε % κ.β.. Η κατά βάρος βάση λαμβάνεται υπόψη για τον υπολογισμό του σημείου δρόσου. Η περιεχόμενη υγρασία μετατρέπεται από % κ.ο. σε gmole ως ακολούθως : M e1, gm = M e1 x 1 gmole x Q e1 x 100% 24,4 Νm 3 (1.10) M e1 = περιεχόμενη υγρασία αερίου ρεύματος #1 (% κ.ο.) M e1, gm = περιεχόμενη υγρασία αερίου ρεύματος #1 (gmole/min) Q e1 = παροχή αερίου ρεύματος #1 σε ΚΣ, m 3 /min Ο υπολογισμός αυτός επαναλαμβάνεται για κάθε συνδυαζόμενο ρεύμα εκπομπής. Η περιεχόμενη υγρασία του συνδυαζόμενου αερίου ρεύματος σε % κ.ο. (M e ) υπολογίζεται με την πρόσθεση ως ακολούθως : M e, gm = M e1, gm + M e2, gm + M e3, gm + (1.11) M e = M e, gm x 24,4 Νm 3 x gmole 1 Q e x 100% (1.12) M e, gm = περιεχόμενη υγρασία του συνδυασμένου αερίου ρεύματος (gmole/min) M e = περιεχόμενη υγρασία συνδυασμένου αερίου ρεύματος (% κ.ο.) Q e = η παροχή του συνδυασμένου αερίου ρεύματος σε ΚΣ (Νm 3 /min) M.Sc Ηρ.Λάτσιος, M.Sc.Γρ.Καλαμπούκας, Επ.Καθ.Μ.Α.Γούλα 14

4 Η περιεχόμενη υγρασία του συνδυασμένου ρεύματος πρέπει να αναφερθεί σε βάση μάζας (M e,m ) για να προσδιοριστεί το σημείο δρόσου. Αυτό υπολογίζεται ως ακολούθως : M e,m = M e, gm x 18 gr gmole (1.13) M e, m = περιεχόμενη υγρασία του συνδυασμένου αερίου ρεύματος (g/min) Η ποσότητα ξηρού αέρα του συνδυασμένου ρεύματος αέρα (DA e ) υπολογίζεται ως ακολούθως : gmole 29 g DA e = Q e x x 24,4 Νm 3 gmole DA e = περιεχόμενος ξηρός αέρας του συνδυασμένου αερίου ρεύματος (g/min) (1.14) Υπολογίστε τον ψυχρομετρικό λόγο ως ακολούθως : M e,m / (DA e - M e,m ) = ψυχρομετρικός λόγος (gr νερού /gr ξηρού αέρα) (1.15) Γνωρίζοντας τον ψυχρομετρικό λόγο και τη θερμοκρασία του αερίου ρεύματος, η θερμοκρασία στο σημείο δρόσου επιλέγεται από τον Πίνακα 1.1 του Παραρτήματος Γ. 4. Υπολογισμοί για την παρουσία SO 3 Η παρουσία τριοξειδίου του θείου (SO 3 ) στο ρεύμα αερίου αυξάνει το σημείο δρόσου του ρεύματος. Εάν αγνοηθεί η ύπαρξη του SO 3 κατά τον προσδιορισμό του σημείου δρόσου, μπορεί να πραγματοποιηθεί συμπύκνωση εκεί που δεν αναμένεται. Επιπρόσθετα με τα προβλήματα που σχετίζονται με την συμπαράσυρση υγρών σταγονιδίων στο ρεύμα αερίου, το SO 3 θα συνδυαστεί με τις σταγόνες νερού για να σχηματίσει θειικό οξύ, το οποίο προκαλεί σοβαρή διάβρωση σε μεταλλικές επιφάνειες και φθορά πολλών υφασμάτων που χρησιμοποιούνται στα σακόφιλτρα. Επομένως, ο προσδιορισμός του σημείου δρόσου του ρεύματος θα πρέπει να λάβει υπόψη την παρουσία του SO 3. Με την πληροφορία για την περιεκτικότητα σε SO 3 (ppm κ.ο.) και την περιεκτικότητα σε υγρασία (% κ.ο.) του αερίου ρεύματος, η «όξινη» θερμοκρασία του σημείου δρόσου μπορεί να προσδιοριστεί από την Εικόνα 1.1 του Παραρτήματος Γ. Η Εικόνα 1.1 δείχνει τα σημεία δρόσου για τρία επίπεδα υγρασίας. Εντούτοις, τα σημεία δρόσου μπορούν να υπολογιστούν και για άλλες τιμές υγρασίας. Το SO 3 που περιέχεται σε ένα συνδυασμένο ρεύμα αερίου υπολογίζεται αφού πρώτα μετατραπεί η συγκέντρωση του SO 3 για κάθε ρεύμα χωριστά σε gmole. Το SO 3 υπολογίζεται ως ακολούθως : 1 gmole S e1, gm = S e1 x x Q e1 x ,4 Νm 3 S e1 = SO 3 που περιέχει το αέριο ρεύμα #1 (ppm v ) S e1, gm = SO 3 που περιέχει το αέριο ρεύμα #1 (gmole/min) (1.16) M.Sc Ηρ.Λάτσιος, M.Sc.Γρ.Καλαμπούκας, Επ.Καθ.Μ.Α.Γούλα 15

5 Αυτό αναφέρεται για κάθε χωριστό αέριο ρεύμα. Αυτά στη συνέχεια προστίθενται για να πάρουμε την συνολική περιεκτικότητα σε SO 3 του συνδυασμένου αερίου ρεύματος που οδηγείται σε συσκευή ελέγχου ως ακολούθως : S e, gm = S e1, gm + S e2, gm + S e3, gm + (1.17) S e = S e, gm x 24,4 m 3 x gmole 10 6 Q e (1.18) S e, gm = SO 3 που περιέχει το συνδυασμένο αέριο ρεύμα (gmole/min) S e = SO 3 που περιέχει το συνδυασμένο αέριο ρεύμα (ppm v ) Με την πληροφορία για το περιεχόμενο SO 3 του συνδυαζόμενου αερίου ρεύματος (S e ) και την περιεχόμενη υγρασία του συνδυασμένου αερίου ρεύματος (Μ e ) το όξινο σημείο δρόσου καθορίζεται από την Εικόνα 1.1 του Παραρτήματος Γ. 5. Υπολογισμοί για τη φόρτιση αιωρούμενων σωματιδίων Συγκεντρώσεις αιωρούμενων σωματιδίων συνήθως αναφέρονται g/m 3. Οι διαδικασίες παρακάτω μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον προσδιορισμό της σωματιδιακής φόρτισης που οδηγείται σε συσκευή ελέγχου (kg/hr) όταν συνδυάζονται αέρια ρεύματα. W e1,kg = W e1, g x Q e1,a x 60 min hr x kg 1000 gr (1.19) W e1, g = σωματιδιακή φόρτιση για το αέριο ρεύμα #1, (gr/m 3 ) W e1,kg = σωματιδιακή φόρτιση για το αέριο ρεύμα #1, (Kg/h) Αυτό επαναλαμβάνεται για κάθε αέριο ρεύμα και τα αποτελέσματα προστίθενται για να πάρουμε την σωματιδιακή φόρτιση για το συνδυαζόμενο αέριο ρεύμα : W e, kg = W e1,kg + W e2,kg + W e3,kg + (1.20) W e, kg = σωματιδιακή φόρτιση για συνδυασμένο ρεύμα (kg/hr) Η σωματιδιακή φόρτιση του συνδυασμένου αερίου ρεύματος μπορεί να μετατραπεί σε συγκέντρωση ως ακολούθως : W e1,g = W e,kg x 1000 gr 1hr 1 kg x 60 min x Q e,a (1.21) W e, g = σωματιδιακή φόρτιση για συνδυασμένο ρεύμα (g/m 3 ) M.Sc Ηρ.Λάτσιος, M.Sc.Γρ.Καλαμπούκας, Επ.Καθ.Μ.Α.Γούλα 16

6 6. Υπολογισμοί για την περιεχόμενη θερμότητα Η περιεχόμενη θερμότητα του αερίου ρεύματος #1 (h e1 ) μπορεί να προσδιοριστεί από την θερμότητα καύσης του κάθε συστατικού της χρησιμοποιώντας την παρακάτω εξίσωση : h e1 h e1 = περιεχόμενη θερμότητα στο αέριο ρεύμα #1 (kj/νm 3 ) Y e1,i = ποσοστό κατ όγκο του συστατικού i στο αέριο ρεύμα #1 (% κ.ο.) h e1,i = θερμότητα καύσης του συστατικού i στο αέριο ρεύμα #1 (kj/νm 3 ) n = αριθμός συστατικών στο αέριο ρεύμα #1 (1.22) Η περιεχόμενη θερμοκρασία ενός συνδυασμένου ρεύματος εκπομπής μπορεί να προσδιοριστεί από την περιεχόμενη θερμότητα του κάθε ρεύματος χωριστά ως ακολούθως : H e n 0,01 ye1,i x he1, i i 1 0,01 yej x h ej (1.23) Η e = περιεχόμενη θερμότητα συνδυασμένου αερίου ρεύματος (kj/νm 3 ) Y ej = ποσοστό κατ όγκο του ρεύματος j στο συνδυασμένο αέριο ρεύμα (% κ.ο.) h ej = περιεχόμενη θερμότητα καύσης του ρεύματος j στο συνδυασμένο αέριο ρεύμα (kj/νm 3 ) m = αριθμός μεμονωμένων αερίων ρευμάτων στο συνδυασμένο αέριο ρεύμα Η περιεχόμενη θερμοκρασία ενός ρεύματος σε kj/m 3 μπορεί να μετατραπεί σε kj/kg διαιρώντας την τιμή σε kj/m 3 με την πυκνότητα του αερίου ρεύματος σε Κανονικές συνθήκες (τυπικά 1,1828 kg/m 3 ) m j 1 7. Υπολογισμοί για απαιτήσεις αραίωσης του αέρα Η ποσότητα αέρα αραίωσης (Q d ) που απαιτείται για να μειώσει την περιεχόμενη θερμότητα του ρεύματος εκπομπής σε h d δίνεται από την παρακάτω εξίσωση : Q d = [(h e /h d )-1] Q e (1.24) Q d = παροχή αέρα αραίωσης (Νm 3 /min) h e = περιεχόμενη θερμότητα του ρεύματος εκπομπής πριν την αραίωση, kj/νm 3 h d = περιεχόμενη θερμότητα του ρεύματος εκπομπής μετά την αραίωση, kj/νm 3 Q e = παροχή ρεύματος εκπομπής πριν την αραίωση (Νm 3 /min) Οι συγκεντρώσεις των διαφόρων συστατικών και της παροχής του ρεύματος εκπομπής πρέπει να ρυθμιστούν μετά την αραίωση ως ακολούθως : Q 2,d = Q 2 (h d /h e ) + 21 [1-(h d /h e )] M e,d = M e (h d /h e ) + 2 [1-(h d /h e )] Q e,d = Q e (h e /h d ) (1.25) (1.26) (1.27) M.Sc Ηρ.Λάτσιος, M.Sc.Γρ.Καλαμπούκας, Επ.Καθ.Μ.Α.Γούλα 17

7 Q 2,d = περιεχόμενο οξυγόνο του αραιωμένου αερίου ρεύματος (% κ.ο.) M e,d = περιεχόμενη υγρασία του αραιωμένου αερίου ρεύματος (% κ.ο.) Q e,d = παροχή του αραιωμένου αερίου ρεύματος (Nm 3 /min) Ο συντελεστής 21 στην παραπάνω εξίσωση δηλώνει το ποσοστό κ.ο. συμμετοχής του οξυγόνου στον αέρα και ο συντελεστής 2 είναι το ποσοστό κ.ο. συμμετοχής της υγρασίας στον αέρα σε Τ= 21,1 ο C και 80% υγρασία. Μετά την αραίωση, τα χαρακτηριστικά του ρεύματος εκπομπής επανασχεδιάζονται ως ακολούθως : Ο 2 = O 2,d = % M e = M e,d = % h e = h d = kj/nm 3 Q e = Q e,d = Nm 3 /min M.Sc Ηρ.Λάτσιος, M.Sc.Γρ.Καλαμπούκας, Επ.Καθ.Μ.Α.Γούλα 18

8 Α Σ Κ Η Σ Η Από μια εγκατάσταση βαφής χάρτου προκύπτει ένα ρεύμα εκπομπής #1 με παροχή m 3 /h σε θερμοκρασία 185 o C περιέχει ppm v τολουόλιο και ένα άλλο ρεύμα εκπομπής #2 με παροχή m 3 /h σε θερμοκρασία 143 o C περιέχει ppm v μεθάνιο. Τα δύο ρεύματα ενώνονται προκειμένου να οδηγηθούν σε συσκευή καταστροφής των οργανικών ουσιών (μετακαυστήρα). Για λόγους ασφάλειας, οι συγκεντρώσεις των οργανικών ουσιών θα πρέπει να μην ξεπεράσουν το 25% του κατώτατου ορίου εκρηξιμότητάς των (LEL). Γι αυτό, προβλέφθηκε η ύπαρξη ενός ακόμα ρεύματος αέρα αραίωσης #3 του οποίου η θερμοκρασία είναι 25 ο C. Να υπολογιστεί η παροχή, η θερμοκρασία και η αισθητή θερμοκρασία του συνδυασμένου ρεύματος εκπομπής σε πραγματικές συνθήκες μετά την αραίωση αφού πρώτα υπολογιστούν όλα τα απαραίτητα στοιχεία των ρευμάτων της διεργασίας. Παράλληλα με τους υπολογισμούς να σχεδιαστεί ένα απλό μεθοδολογικό διάγραμμα ροής να τοποθετηθούν τα στοιχεία όλων των ρευμάτων. Δίνονται : 1. Για το τολουόλιο το LEL (ppm v ) είναι και η καθαρή θερμότητα καύσης ,66 kj/nm 3 2. Για το μεθάνιο το LEL (ppm v ) είναι και η καθαρή θερμότητα καύσης ,42 kj/nm 3 3. Το σημείο βρασμού του τολουολίου είναι 231 ο F 4. Μοριακά βάρη : ΜW τολουολίου = 92, ΜW μεθανίου = 16 Σημείωση : Για τις μετατροπές μονάδων ανατρέξτε στη βιβλιογραφία Κανονικές συνθήκες είναι Τ ΚΣ = 25 ο C και Ρ ΚΣ = 1 atm ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΟ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΡΟΗΣ Καθαρά απαέρια Ρεύμα αραίωσ.#3 Συνδ. ρεύμα #4 Ρεύμα #1 Μονάδα Μίξης' Καύσιμο Αέρας Μονάδα καύσης Στάχτη βάσης Ρεύμα #2 Περιοχή ελέγχου M.Sc Ηρ.Λάτσιος, M.Sc.Γρ.Καλαμπούκας, Επ.Καθ.Μ.Α.Γούλα 19

9 ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 2 ΦΥΛΛΟ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΥ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΑΕΡΙΩΝ ΡΕΥΜΑΤΩΝ Τ.Ε.Ι. Δυτικής Μακεδονίας Τμήμα Τεχνολογιών Αντιρρύπανσης Ακαδ. Έτος : Εαρ. Εξάμηνο Ονοματεπώνυμα : 1).. Ημερομηνία 2).. 3).. :... Διδάσκοντες : M.Sc. Ηρ. Λάτσιος M.Sc. Γρ. Καλαμπούκας 1. ΔΕΔΟΜΕΝΑ Ρεύμα εκπομπής #1 Παροχή Q e1,a = m 3 /min Θερμοκρασία Τ e1 = Συγκέντρωση Y e1, 1 = o K ppm v Θερμότητα καύσης h e1, 1 = kj/nm 3 Αριθμός συστατικών στο ρεύμα, n =. Συγκέντρωση ασφάλειας για εκρηξιμότητα = 25% x LEL = ppm v Ρεύμα εκπομπής #2 Παροχή Q e2,a = m 3 /min Θερμοκρασία Τ e2 = Συγκέντρωση Y e2, 1 = o K ppm v Θερμότητα καύσης h e2, 1 = kj/nm 3 Αριθμός συστατικών στο ρεύμα n =. Συγκέντρωση ασφαλείας για εκρηξιμότητα = 25% x LEL = ppm v 2. ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΠΑΡΟΧΗΣ ΣΥΝΔΥΑΣΜΕΝΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ ΑΕΡΙΟΥ Η παροχή Q e του συνδυασμένου ρεύματος πριν την αραίωση θα είναι : Q e1 = Q e1,a x (298/T e1 ) = Nm 3 /min Q e2 = Q e2,a x (298/T e2 ) = Q e = Q e1 +Q e2 = Nm 3 /min Nm 3 /min M.Sc Ηρ.Λάτσιος, M.Sc.Γρ.Καλαμπούκας, Επ.Καθ.Μ.Α.Γούλα 20

10 3. ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΣΕΩΝ Μετατροπή μονάδων συγκέντρωσης από ppm σε μg/nm 3 χρησιμοποιώντας την εξ.(1.7). C e1,τολ = μg/nm 3 C e2,μεθ = μg/nm 3 Από το ισοζύγιο μάζας τολουολίου με χρήση της εξ.(1.9) C e, τολ = (Q e1 x C e1,τολ )/ Q e = ppm Από το ισοζύγιο μάζας μεθανίου με χρήση της εξ.(1.9) C e, μεθ = (Q e2 x C e2,μεθ )/ Q e = ppm Στο σημείο αυτό συγκρίνετε τις συγκεντρώσεις (ppm) τολουολίου και μεθανίου στο συνδυασμένο ρεύμα εκπομπής που μόλις βρήκατε με το όριο των 25% του L.E.L.(συγκέντρωση ασφάλειας για εκρηξιμότητας). Τι παρατηρείτε; Απαιτείται αραίωση του συνδυασμένου ρεύματος; Απάντηση : 4. ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ Η περιεχόμενη θερμοκρασία για το κάθε ρεύμα εκπομπής χωριστά υπολογίζεται από την εξ.(1.22) Ρεύμα εκπομπής #1 h e1 = kj/νm 3 Ρεύμα εκπομπής #2 h e2 = kj/νm 3 Συνδυασμένο ρεύμα εκπομπής Η περιεχόμενη θερμοκρασία για το συνδυασμένο ρεύμα εκπομπής υπολογίζεται από την εξ.(1.23) : Η e = kj/νm 3 Απαιτούμενο θερμικό περιεχόμενο ασφαλείας Η e,ασφ = kj/νm 3 M.Sc Ηρ.Λάτσιος, M.Sc.Γρ.Καλαμπούκας, Επ.Καθ.Μ.Α.Γούλα 21

11 5. ΕΛΑΧΙΣΤΗ ΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΗ ΠΑΡΟΧΗ ΑΕΡΑ ΑΡΑΙΩΣΗΣ Η ελάχιστη απαιτούμενη παροχή αέρα αραίωσης σύμφωνα με την εξ.(1.24) είναι : Q d = Nm 3 /min, h e = Η e, h d = Η e,ασφ 6. ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΠΑΡΟΧΗΣ ΑΕΡΙΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ Η παροχή του αερίου ρεύματος Q e,d μετά την αραίωση είναι : Q e,d = Nm 3 /min 7. ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ ΑΕΡΙΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ Για τον υπολογισμό της θερμοκρασίας θα υπολογίσουμε την αισθητή θερμότητα του κάθε ρεύματος χωριστά και στη συνέχεια του συνδυαστικού ρεύματος βασιζόμενοι στις εξ.(1.3, 1.4, 1.5). Ρεύμα εκπομπής #1 H s1 = kj/min Ρεύμα εκπομπής #2 H s2 = kj/min Ρεύμα αέρα αραίωσης #3 H s3 = kj/min Συνολική αισθητή θερμότητα συνδυασμένου ρεύματος μετά την αραίωση H s = kj/min Η θερμοκρασία του συνδυασμένου ρεύματος μετά την αραίωση Τ e = o K 8. ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΗΣ ΟΓΚΟΜΕΤΡΙΚΗΣ ΠΑΡΟΧΗΣ Χρησιμοποιώντας την εξ.(1.6) βρίσκουμε την πραγματική ογκομετρική παροχή Q ea = m 3 /min M.Sc Ηρ.Λάτσιος, M.Sc.Γρ.Καλαμπούκας, Επ.Καθ.Μ.Α.Γούλα 22

12 9. ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΑΡΑΙΩΜΕΝΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ ΕΚΠΟΜΠΗΣ Το αραιωμένο αυτό ρεύμα αποτελεί την είσοδο σε συσκευή ελέγχου των οργανικών ουσιών που περιέχονται σε αυτό. Επομένως, τα χαρακτηριστικά του ρεύματος αυτού είναι : Q e = Q e,d = m 3 /min = Nm 3 /min Τ e = o K h e = h d = kj/νm ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΚΟ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΡΟΗΣ M.Sc Ηρ.Λάτσιος, M.Sc.Γρ.Καλαμπούκας, Επ.Καθ.Μ.Α.Γούλα 23