Проверьте свои знания для сжигания

Охрана окружающей среды

Считаете ли вы, как вы в темноте?

Возьмите этот тест, чтобы выяснить, как много вы знаете о термальных выбор окислителя и эксплуатации.

Ричард Дж. Мартин "является управляющей инженером в экспоненте, Inc 'S термальных наук Практика (5401 Макконнелл просп. Los Angeles, CA 90066, телефон: (310) 302-7220, факс: (310) 823-7045, E- почта: <a <href="mailto:rmartin@exponent.com"> rmartin@exponent.com />), где он специализируется в расследовании взрывов, пожаров и токсичных выбросов в результате промышленных технологического оборудования, в том числе обращения с опасными отходами и сокращению выбросов летучих органических соединений, оксидов азота, твердых частиц и диоксинов. Он имеет 18 патентов в этой области, и является голосующим членом NFPA Национальная противопожарная защита Assocation в 86 Технический комитет по печи и печи. До прихода в экспоненте, он был директором технологии Thermatrix Инк Он получил докторскую степень в области машиностроения из Univ. Калифорния, Беркли.

ТИМОТИ). Майерс работает старшим инженером в термальных наук Экспонента в практике (21 Стратмор Road, Натик, М. А. 01760, E-почта: <a href="mailto:tmyers@exponent.com"> tmyers@exponent.com </ A>), где он специализируется в области применения химических принципов инженерии расследования отказов оборудования в химической и целлюлозно-бумажной промышленности, а также стабильности и потенциально опасных химических веществ и химических смесей. Ранее он был выпускником исследователя студента Lawrence Berkeley National Laboratory. Он получил докторскую степень в области химического машиностроения Univ. Калифорния, Беркли.

PETER C. Гинце является старшим инженером в термальных наук Экспонента в практике (21 Стратмор Road, Натик, М. А. 01760, E-почта: <a <href="mailto:phinze@exponent.com"> phinze@exponent.com /> ), где он специализируется в области применения принципов механической инженерии анализ и исследование автомобильных систем, промышленных процессов, пожаров и взрывов. Его основные направления деятельности являются автомобильной техники и двигателей внутреннего сгорания, с особым акцентом на ненормального горения. До прихода в экспоненте, он работал в качестве исследователя в горения исследований фонда в Sandia National Laboratories в Ливерморе, штат Калифорния. Он получил докторскую степень в области машиностроения в Массачусетском технологическом институте.

Харри KYTOMAA является главным инженером и директором термальных наук Экспонента в практике (21 Стратмор Road, Натик, М. А. 01760, E-почта: <a <href="mailto:hkytomaa@exponent.com"> hkytomaa@exponent.com / >), где он специализируется на инжиниринге анализа теплового потока и процессов, в том числе по расследованию и предотвращению пожаров и взрывов, с особым акцентом на сложных течений, таких как суспензии, пористых средах, целлюлоза, порошков и пыли. Он провел ряд академических, исследовательских и консалтинговых позиций, в том числе и адъюнкт-профессор механической инженерии в Массачусетском технологическом институте, где он был заведующим лабораторией механики жидкостей. Он получил докторскую степень в области машиностроения в Калифорнийском технологическом институте.

ВЫБОР термическая обработка оборудования для уничтожения органических паров может быть проблемой. Большое количество oplions лечения и множества возможных выход потока условия создают очень большой выбор, подлежащих оценке, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки.

Это викторина поможет инженерам в выборе и эксплуатации тепловых окислителей в надежном и безопасном порядке. Она показывает, как изменения в вентиляционных поток условий, таких как различия в химическом видов, концентрации и потока, следует учитывать при evaluting широкий диапазон вариантов борьбы с выбросами. В нем также освещаются некоторые эксплуатационные характеристики имеющихся технологий, с тем, что пользователи могут более эффективно распознавать и диагностировать проблемы при работе аномалии возникают. Ответы обсудили вопрос после раздела, с акцентом на инженерные основы для обогащения основных читателю понимание технологий.

Примерно 30 минут считается нормой для ответов на вопросы. Обратите внимание, что по всей викторины, нормальной температуре и давлении (STP) определяется как F 77 ° и 14,7 дюйма.

ВОПРОСЫ

1. ВЫБОР

Химический завод имеет 50-SCFM газообразных стоков поток, содержащий 1,0% chloromethane (CH3Q в азоте. Какое из следующих систем очистки наиболее близко подходит идеально подходят для этого клиента?

А. 50-SCFM прилагается вспышки с скруббера

B. 50-SCFM цеолита концентратор затем 5-SCFM электрического беспламенном термоокислитель (ИТО) и воды, скруббера

C. 50-вытяжной SCFM сжигания (или термоокислитель, TO) с скруббера

D. 125-SCFM электрического FTO с скруббера

Е. 1000-SCFM рекуперативного FTO с скруббера

2. ВЫБОР

Верно или неверно? По соображениям безопасности дымовой поток, содержащий водород никогда не должны быть уничтожены в Готовые устройства сжигания.

3. СНВ-UP

500-SCFM рекуперативного термоокислитель с 50% эффективность рекуперации тепла в настоящее время в эксплуатацию очень холодно (-10 градусов F) утром за пределами Бостона, штат Массачусетс. Всасывающий насос поднимает дыма температуры до 50 градусов F, на входе окислителя. Пропан (C ^ к югу 3 ^ H ^ подпункт 8 ^) является дополнительным источником топлива.

Верно или неверно? Во время запуска (без ЛОС), в стационарных условиях, для операционной установка температуры в 1800 градусов F и 250 SCFM потока воздуха к горелке, пропан расходомера следует читать примерно 1,9 SCFM.

4. СНВ-UP, ПРОДОЛЖЕНИЕ

Рассмотрим снова системе, описанной в вопросе 3.

Верно или неверно? A 500-гал резервуар пропана хранения изначально обеспечивает более чем 10 фунтов на квадратный дюйм от паров разряда, но со временем теряет давление, поэтому насос пропана и испарителем следует устанавливать на жидкие выделения.

5. ОПЕРАЦИИ

70%-эффективных рекуперативного FTO рассчитана на 15000 SCFM не требует дополнительного топлива при лечении 10000-SCFM поток, содержащий окись этилена (C ^ 2 югу ^ H ^ ^ к югу 4 O) в воздухе. Нижнего значения теплотворной способности к югу C ^ 2 ^ H ^ ^ 4 югу вывода 11900 БТЕ / фунт, и его молекулярная масса составляет 44 кг / lbmol. Какие из перечисленных ниже лучше всего описывает окислителя и / или вытяжной поток?

А. Окислителя размером примерно 5,5 млн. Btu / h.

B. Вытяжной поток содержит около 21 000 промилле по объему С подпункта 2 ^ ^ H ^ к югу 4 ^ О.

C. Вытяжной поток имеет энтальпии содержание примерно 5,5 Btu / SCF.

D. В разогрева режим (только воздух, не VOC), при номинальном потоке окислителя требуется примерно 100 SCFM метана (CH 4 югу ^ ^) в качестве дополнительного топлива.

Е. Окислителя требуется примерно 5000 SCFM воздуха при нормальном режиме работы для предотвращения перегрева.

F. Все приведенные выше.

6. ОПЕРАЦИИ

Какие потребляет больше кислорода (в кг / ч), когда он сжег?

А. 100 кг / ч бутан (C ^ к югу 4 ^ H ^ 10 ^ к югу)

B. 150 кг / ч гексан (C ^ югу 6 ^ H ^ 14 ^ к югу)

7. УСТРАНЕНИЕ

Верно или неверно? Пито зонда, который правильно вставлен в 24-дюйм идентификатор трубы, в которых 10000 SCFM сухой, STP воздух течет указывает на динамическое давление в 3,5 дюйма туалет

8. УСТРАНЕНИЕ

Верно или неверно? Тепловой анемометр более универсально применимой, чем Пито зонд для измерения скорости, поскольку она не должны быть с поправкой на различия в молекулярной массы газа.

9 НЕИСПРАВНОСТЕЙ

Рассмотрим следующие данные. Дифференциального давления - типа расходомер был откалиброван на заводе в сухом воздухе (М = 28,85 кг / lbmol) в STP. Прибор для измерения расхода влажного воздушного потока (М = 28,20), протекающей в трубе такого же размера в 14,7 дюйм и 100 градусов F; указанного расхода читать потока ^ югу указал = 1000 SCFM. Какие из перечисленных ниже указывает приблизительную поток влажного воздуха?

А. Поток ^ югу фактической ^ ~ / = 1067 SCFM

B. Поток ^ югу фактической ^ ~ / = 991 SCFM

C. Поток ^ югу фактической ^ ~ / = 1033 SCFM

D. Поток ^ югу фактической ^ ~ / = 1019 SCFM

10. УСТРАНЕНИЕ

Следующие показания прибора для рекуперативного FFO в режиме запуска обработки 5000 промилле по объему C ^ югу 6 ^ H ^ ^ 6 к югу в воздухе и использования пропана в качестве дополнительного топлива. Выберите один, которые не согласуются с другими.

А. Пик при температуре 1700 градусов F

B. Эффективность рекуперации = 65%

C. Выход при температуре 645 градусов F

D. Отношение дополнительного топлива в общем объеме входе = 0,0047

Е. Молекулярная масса выхлопных газов смеси = 29,14 кг / lbmol

F. Все были последовательными.

Г. Никто являются состоятельными.

ОТВЕТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

1.TREATING CH 3 ^ ^ к югу Cl в азоте

А. Трудно эффективного захвата и лечить продуктов кислого газа от вспышки, так как вспышка предназначена для выхлопных газов непосредственно в атмосферу. Прилагается вспышки в основном открытые вспышки установлен на дне огнеупорной подкладкой стека.

B. Цеолит концентраторы обходятся слишком дорого приобрести в таких малых размеров. Типичный маленький потенциал для цеолита концентраторов является 5000 SCFM (вход расхода) и практические снизить эксплуатационные ограничения SCFM 1000.

C. Кислород должен быть добавлен для поддержания пламени. В этом случае минимальный входной O ^ 2 ^ к югу концентрации около 15% требуется для пламени стабильности. Устройство потребует по меньшей мере 200 SCFM общего потока.

D. Правильно. 125-SCFM электрического беспламенном термоокислитель может работать с гораздо более низким входным O югу ^ ^ 2, поскольку концентрация электрического подогрева и керамической матрицей обеспечить стабильность, без пламени.

Е. Система будет работать, но это слишком крупным и дорогостоящим. Рекуперации тепла не требуется для этого топлива богатых выход потока.

2. ВОДОРОД В Готовые

СГОРАНИЯ УСТРОЙСТВО

False. Это правда, что вентиляционный поток, содержащий чистый водород никогда не должны быть уничтожены в сквозной, Готовые устройства сгорания по соображениям безопасности - то есть, смеси входе будет превышать 100% от нижнего предела воспламеняемости (ВГБИЛ). Тем не менее, восстанавливающий силы, регенерирующим и каталитических систем сжигания смешиванием можно смело применять, потому что входной смеси более разбавленный в этих типов систем, которые используют тепло для экономии топлива.

3. ПРОПАН расход при запуске

True. Для 50% рекуперации тепла, температура выхлопных газов составит примерно 925 градусов F (на полпути между 50 град входе F и F 1800 град максимум температуры). Это соответствует пропан концентрации в воздухе около 7400 промилле по объему, или пропана расхода 1,9 SCFM в 250 SCFM воздуха. Чтобы убедиться в этом, считают, что многие углеводородов адиабатических температурах сжигания около 2400 градусов F в их ВГБИЛ, который для пропана составляет 2,1%. Концентрация 7400 промилле по объему немного выше, чем 1-третьих концентрации ВГБИЛ и выход температуры несколько выше, чем одна треть ВГБИЛ адиабатические температуры.

4. ПРОПАН ХРАНЕНИЯ

True. В изотермических условиях при -10 градусах F, давление паров пропан 16,7 фунтов на квадратный дюйм. Однако, поскольку процесс откачки паров (1,9 = 5,8 SCFM кг / ч) снижается температура бака более быстрыми темпами (скрытая тепловая мощность ~ / = 400 кДж / кг х 5,8 кг / ч = 645 Вт) по сравнению с конвекционным из окружающей среды может снова уравновешивать его (природного ~ скорости конвекции / = 2 Вт / м ^ 2 ^ SUP-K х 7,4 м ^ SUP 2 ^ х 10 K = 148 W), танк быть существенно icantly холоднее, чем температура окружающей среды в устойчивом состоянии .

5. ЛЕЧЕНИЯ C ^ 2 югу ^ H ^ ^ к югу 4 O В ВОЗДУХЕ

А. Окислителя на самом деле размером около 9,0 млн. Btu / h. Следуйте правилу ("2000 в 1" правилом) взять на себя около 2000 БТЕ / ч для каждого входа в SCFM сквозной системы в целях достижения выхода температуре около 1800 градусов F. Для системы рекуперативного 70% эффективности, примерно на 30% больше тепла (~ 600 Btu / ч в SCFM) не требуется. 9,0 млн. БТЕ / ч размер определяется путем умножения 600 Btu / ч в SCFM на входе потока 15000 SCFM.

B. Вытяжной поток содержит около 11 190 промилле по объему С подпункта 2 ^ ^ H ^ к югу 4 ^ О. Потому что это кислородсодержащие соединения, его теплотворная способность значительно ниже, чем у обычных парафинов или олефины (~ 20000 БТЕ / фунт), так что эмпирические правила для простых углеводородов, не применяются. Объемной теплотворной способности к югу от C ^ 2 ^ H ^ ^ к югу 4 O составляет ~ 1340 Btu / SCF (11900 БТЕ / фунт х 44 кг / lbmol / 391,6 кубических футов lbmol на STP). На основании размер определяется в части, окислителя входе энтальпии должно быть ~ 10,0 Btu / SCF (9000000 БТЕ / ч 15000 SCFM), а также концентрации окислителя входе C ^ 2 югу ^ H ^ к югу 4 ^ O следует ~ 7460 промилле по объему (10,0 Btu / SCF / 1340 Btu / SCF). В этом случае никаких дополнительных топлива не требуется - все тепла поступает из C ^ 2 югу ^ H ^ ^ к югу 4 O - и разведения необходим воздух для предотвращения перегрева. Так как окислитель рассчитана на 15000 SCFM и вытяжного потока только 10000 SCFM, он может вместить 5000 SCFM, или 50%, дополнительный разреженный воздух. Таким образом, концентрация дыма неразбавленным потока составляет примерно 11 190 промилле по объему (1,5 х 7460 промилле по объему) ..

C. Вытяжной поток имеет энтальпии содержание примерно 15,0 Btu / SCF. Как и в концентрации, энтальпия вытяжного потока составляет 50% выше, чем поток энтальпии входе окислителя (что составляет 10,0 Btu / SCF, как это определено в п. "б").

D. В разогрева режиме при номинальном потоке окислителя требуется примерно 170 SCFM метана. Со стороны, ~ 9,0 млн. БТЕ / ч требуется в стационарном состоянии. Хотя природный газ, как правило, содержит около 1000 Btu / SCF, чистый метан имеет лишь около 880 Btu / SCF. Разделите тепла требуется теплотворная способность (9000000 БТЕ / ч / 880 Btu / SCF) в целях получения необходимых расхода 170 SCFM.

Е. Правильно. Как уже говорилось в п. "б", окислителя требуется примерно 5000 SCFM воздуха для предотвращения перегрева.

6. Дополнительная который потребляет O ^ 2 ^ к югу?

За единицу массы любого нормального алкана потребляет почти столько же кислорода, как 1 единицу массы любого другого нормального алкана. Это потому, что молекулы состоят в значительной степени атомов углерода, каждый из которых всегда потребляет 2 атомов кислорода. Таким образом, 150 фунтов гексана (который содержит чуть меньше 150 фунтов кислорода) потребляет больше O ^ 2 ^ к югу, чем 100 фунтов бутана (который содержит чуть меньше 100 фунтов углерода), так что выбор б правильно.

7. Трубка Пито DYNAMIC ЧТЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ

False. Пито датчика преобразует кинетическую энергию газа течет в потенциальную энергию (в форме давления) на замедляя его на зонд отверстия. Это увеличение давления (который измеряется манометром или другим залог перепада давления) относится к скорости движения жидкости по уравнению P ^ ^ дин югу = 0.5pv SUP ^ 2 ^. Фактической плотности и скорости этого потока примерно 0,074 кг / м ^ 3 ^ SUP и 3180 м / мин, соответственно. Таким образом, динамическое давление (также называемый скоростной напор) составляет около 0,6 in.wc

8. THERMAL С. анемометра. Трубка пито

False. Сигнал от тепловых анемометра зависит от потерь тепла и газов с различными тепло-поглощающих свойств (например, теплоемкости и теплопроводности) будет удалить разное количество тепла. Пито-проточного типа выходах элементов простой собственности (скоростной напор), чем тепловые анемометра (относительная потеря тепла). К сожалению, ни устройства можно положиться, если соответствующие свойства технологического газа для измерения являются не знают или не могут быть оценены.

9. FLOW ОШИБКА

2 потоков с указанием том же давлении скорости, так что P ^ югу кал V ^ ^ к югу кал ^ ^ SUP 2 = P ^ ^ к югу акт V ^ югу действовать ^ ^ ^ SUP 2. Плотность соотношение P ^ югу действовать ^ / P ^ югу экз = (28.2/28.85) (460 77) / (460 100) = 0,937. Скорость должна быть 0,937 ^ SUP -0,5 = 1,033. Умножая скорость отношение к коррекции температуры (1,033 х 0,959) дает соотношение потоков при STP, который 0,991. Таким образом, поток ^ ^ к югу фактической ~ / = 991 SCFM, так что выбор б правильно.

10. Несогласованные ЧТЕНИИ

Чтения, б и согласуются друг с другом: 65% = (T ^ югу горячей ^ - T ^ ^ выхода к югу) / (T ^ югу горячей ^ - T ^ к югу в) = (1700 - 645) / ( 1700 - 77).

Чтение г является противоречивой. 5000 промилле по объему бензола в воздухе приведет температура на выходе составляет 995 градусов F, так что нет топлива потребуется - только разреженный воздух не потребуется.

Е. Бензол производит сравнительно больше CO 2 ^ ^ к югу и менее H ^ 2 югу ^ O, чем метан, поэтому продукт газов будет тяжелее воздуха. Выхлопных молекулярная масса 29,14 / B / lbmol, поэтому выбор электронной правильно.

Счет

Насколько хорошо вы сделали? Используйте следующие руководства, чтобы оценить ваши знания тепловой окислитель:

9-10 Правильно - эксперт

7-8 Правильно - хорошие рабочие

знания

3-6 Правильно - ярмарка

0-2 Правильно - Бедные

Ричард Мартин Дж.

Тимоти Дж. Майерс,

PETER C. Гинце И

Харри KYTOMAA,

ЭКСПОНЕНТА, INC