Sušení Tomáš Vítěz
Základní pojmy Sucý vzduc směs plynů 99% tvoří N 2 a O 2, Vlký vzduc sucý vzduc + vodní páry, Absolutní vlkost (f) motnost vlkosti obsažená v 1 m vlkéo vzducu, Relativní vlkost (φ) kolik % vlkosti obsauje vzduc z maximální vlkosti, kterou je vzduc scopen pojmout při téže teplotě, Měrná vlkost (x) množství par obsažené ve vlkém vzducu, vztažené na motnost 1 kg sucéo vzducu
Základní pojmy Volná voda nacází se dutinác, Vázaná voda nacází se v buněčnýc stěnác, ve struktuře vláken, apod.
Sušen ení Fyzikální děj - účinkem tepla snižuji obsa vody v produktec, - nemá docázet k cemickým změnám v produktu, - voda se odstraňuje odpařováním nebo sublimací. Toto je lavní rozdíl od jinýc metod snižování vlkosti - mecanickýc.
Vyjádřen ení vlkosti Hmota vlkéo materiálu je tvořena : - motou absolutně sucé látky, - motou vody (vlkosti). Absolutně sucá látka existuje zcela výjimečně pojem sušina vlkéo materiálu. Měrná vlkost materiálu: u M M W MS M M M M MS MS 1 [ kg kg ] M W motnost vody M M motnost vlkéo materiálu M MS sušina materiálu
Vyjádřen ení vlkosti Relativní vlkost materiálu: ϕ M M W M 100 M M M M M MS 100 [%] M W motnost vody M M motnost vlkéo materiálu M MS sušina materiálu V průběu sušení se mění měrná vlkost materiálu u f (τ)
Proces sušení Probíá ve třec fázíc Počátek sušení Sušení Dosoušení Ryclost sušení závisí na teplotě sušení a relativní vlkosti, ryclosti a směru proudění tepla, ploše materiálu, který je v kontaktu se sušícím médiem, promícání materiálu, době zdržení, způsobu kontaktu materiálu se sušícím médiem.
Sušící médium temperovaný vzduc, spaliny, kapaliny (olej, voda, ).
Způsob sušení a typy sušáren Přímé sušení (konvekční) Pneumatické sušárny, Rotační nebo bubnové sušárny, Fluidní sušárny (sušárny s fluidním ložem). Sprejové sušárny, Vakuové sušárny Nepřímé sušení (kontaktní) Lopatkové sušárny, Bubnová sušárna, Diskové sušárny, Infračervené sušárny, Infračervené sušárny, Mikrovlnné sušárny.
Výpočet sušárny odpadů (čistírenskýc kalů)
Jaké právní předpisy? Z. č. 185/2001 Sb., o odpadec a o změně některýc dalšíc zákonů Z. č. 86/2002 Sb., o ocraně ovzduší a o změně některýc dalšíc zákonů Vyl. č. 428/2001 Sb., k provedení zákona o vodovodec a kanalizacíc Vyl. č. 76/2001 Sb., o odnocení nebezpečnýc vlastností Vyl. 81/2001 Sb., Katalog odpadů a Seznam nebezpečnýc odpadů Vyl. 82/2001 Sb., o podmínkác použití upravenýc kalů na zemědělské půdě Vyl. 56/2002 Sb., seznam znečišťujícíc látek a obecné emisní limity znečiš. ovzduší Vyl. 57/2002 Sb., kterou se stanoví požadavky na kvalitu paliv z lediska ocrany ovzduší Vyl. 8/2001 Sb., o podrobnostec nakládání s odpady
Co je kal? Produkt čištění odpadníc vod Vzniká při primárním, sekundárním a terciálním čištění 70-90 g na EO za den 5% sušina Vysoká koncentrace nutrientů, patogenů a těžkýc kovů,
Způsoby nakládání s kalem Skládkování Aplikace na půdu (kompost nebo digestát) Stavební materiály cement, liněné cily, lečivo
Bilanční rovnice VSTUP SYSTÉM VÝSTUP
Odvodnění kalů - centrifuga
Odvodnění kalů - centrifuga Kal do centrifugy Kolá č Vod a ka lová m / sušina % kgsuš/ m / sušina % kgsuš/ NL g/l NL kg/ m / A B C D 41, 2,84 4,81 24,40 0,0 Přepočet na sušinu kalu A kaldocentrifugy( m / )* kaldocentrifugy( sušina%) * 10 A 41,*2,84* 10 kgsuš kgsuš
Odvodnění kalů - centrifuga Koláč Voda kalová Kal do centrifugy sušina sušina NL NL m / % kgsuš/ m / % kgsuš/ g/l kg/ m / A B C D 41, 2,84 117,77 4,81 24,40 0,0 Přepočet na sušinu kalu A kaldocentrifugy( m / )* kaldocentrifugy( sušina%) * 10 A 41,*2,84* 10 kgsuš A 117, 77 kgsuš kgsuš
Odvodnění kalů kalová voda Kolá č Vod a ka lová Kal do centrifugy sušina sušina NL NL m / % kgsuš/ m / % kgsuš/ g/l kg/ m / A B C D 41, 2,84 117,77 4,81 24,40 0,0 D kaldocentr ifugy( m / ) koláč ( m / m )
Odvodnění kalů kalová voda Kolá č Vod a ka lová Kal do centrifugy sušina sušina NL NL m / % kgsuš/ m / % kgsuš/ g/l kg/ m / A B C D 41, 2,84 117,77 4,81 24,40 0,0 6,52 D kaldocentr ifugy( m / ) koláč ( m / m ) D 41, m 4,81 D m 6,52
Koláč Vod a kalová Kal do centrifugy sušina sušina NL NL m / % kgsuš/ m / % kgsuš/ g/l kg/ m / A B C D 41, 2,84 117,77 4,81 24,40 0,0 6,52 Nerozpuštěné látky v kalové vodě C NL ( g / l ) * D kg C 0,0 * 6, 52 kg
Koláč Vod a kalová Kal do centrifugy sušina sušina NL NL m / % kgsuš/ m / % kgsuš/ g/l kg/ m / A B C D 41, 2,84 117,77 4,81 24,40 0,0 11,0 6,52 Nerozpuštěné látky v kalové vodě C NL ( g / l ) * D C 0,0 * 6, 52 kg kg C 11, 0 kg
Koláč Voda kalová Kal do centrifugy sušina sušina NL NL m / % kgsuš/ m / % kgsuš/ g/l kg/ m / A B C D 41, 2,84 117,77 4,81 24,40 0,0 11,0 6,52 Skutečná sušina B A C kgsuš B 117,77 11, 0 kgsuš
Koláč Vod a kalová Kal do centrifugy sušina sušina NL NL m / % kgsuš/ m / % kgsuš/ g/l kg/ m / A B C D 41, 2,84 117,77 4,81 24,40 1162,74 0,0 11,0 6,52 Skutečná sušina B A C kgsuš B 1162, 74 kgsuš B 117,77 11, 0 kgsuš
Scéma sušárny VENTILACE SUŠÁRNA PRAČKA PAR LEGENDA BAREV KAL PÁRA ZNEČIŠTĚNÁ VODA CHLADICÍ VODA PRACH CHLADÍCÍ ŠNEKY PRAČKA PRACHU DOMÁCÍ KANALIZACE
Lopatková sušárna
Lopatková sušárna
Sušárna Kal do sušárny m / sušina % kgsuš/ B 4,810541 24,4 1162,74 teor Vysušený kal kondenz kg/ kgsuš/ sušina % m / E F 87,77,76 Voda z pračky vstup výstup rozdíl m / m / m / NL g/l NL kg/ H I 1,17 4 0,5 Prac v páře a plynec m páry/ % pracu kg/ J K 0,05
Kal do sušárny m / sušina % kgsuš/ B 4,810541 24,4 1162,74 teor Vysušený kal kondenz kg/ kgsuš/ sušina % m / E F 87,77,76 Voda z pračky vstup výstup rozdíl m / m / m / NL g/l NL kg/ H I 1,17 4 0,5 Prac v páře a plynec m páry/ % pracu kg/ J K 0,05 H vodazpračk yvýstup ( m / ) vodazpračk yvstup ( m / m )
Kal do sušárny m / sušina % kgsuš/ B 4,810541 24,4 1162,74 teor Vysušený kal kondenz kg/ kgsuš/ sušina % m / E F 87,77,76 Voda z pračky vstup výstup rozdíl m / m / m / NL g/l NL kg/ H I 1,17 4 2,8 0,5 Prac v páře a plynec m páry/ % pracu kg/ J K 0,05 H 4,00 1,17 H m 2,8 m H vodazpračk yvýstup ( m / ) vodazpračk yvstup ( m / m )
Kal do sušárny m / sušina % kgsuš/ B 4,810541 24,4 1162,74 teor Vysušený kal kondenz kg/ kgsuš/ sušina % m / E F 87,77,76 Voda z pračky vstup výstup rozdíl m / m / m / NL g/l NL kg/ H I 1,17 4 2,8 0,5 Prac v páře a plynec m páry/ % pracu kg/ J K 0,05 I vodazpračkynl( g / l)* vodazpračkyvýstup( m / ) kg
Kal do sušárny m / sušina % kgsuš/ B 4,810541 24,4 1162,74 teor Vysušený kal kondenz kg/ kgsuš/ sušina % m / E F 87,77,76 Voda z pračky vstup výstup rozdíl m / m / m / NL g/l NL kg/ H I 1,17 4 2,8 0,5 17 Prac v páře a plynec m páry/ % pracu kg/ J K 0,05 I 0,5*4, 00 I 17, 00 kg kg I vodazpračkynl( g / l)* vodazpračkyvýstup( m / ) kg
Kal do sušárny m / sušina % kgsuš/ B 4,810541 24,4 1162,74 teor Vysušený kal kondenz kg/ kgsuš/ sušina % m / E F 87,77,76 Voda z pračky vstup výstup rozdíl m / m / m / NL g/l NL kg/ H I 1,17 4 2,8 0,5 17 Prac v páře a plynec m páry/ % pracu kg/ J K 0,05 J I 0,018 * 22,4 m molekulová motnost vody plynová konstanta
Kal do sušárny m / sušina % kgsuš/ B 4,810541 24,4 1162,74 teor Vysušený kal kondenz kg/ kgsuš/ sušina % m / E F 87,77,76 Voda z pračky vstup výstup rozdíl m / m / m / NL g/l NL kg/ H I 1,17 4 2,8 0,5 17 Prac v páře a plynec m páry/ % pracu kg/ J K 521,778 0,05 J 17 m *22,4 0,018 J m 521,78 J I 0,018 * 22,4 m molekulová motnost vody plynová konstanta
Kal do sušárny m / sušina % kgsuš/ B 4,810541 24,4 1162,74 teor Vysušený kal kondenz kg/ kgsuš/ sušina % m / E F 87,77,76 Voda z pračky vstup výstup rozdíl m / m / m / NL g/l NL kg/ H I 1,17 4 2,8 0,5 17 Prac v páře a plynec m páry/ % pracu kg/ J K 521,778 0,05 K J * % pracu kg
Kal do sušárny m / sušina % kgsuš/ B 4,810541 24,4 1162,74 teor Vysušený kal kondenz kg/ kgsuš/ sušina % m / E F 87,77,76 Voda z pračky vstup výstup rozdíl m / m / m / NL g/l NL kg/ H I 1,17 4 2,8 0,5 17 Prac v páře a plynec m páry/ % pracu kg/ J K 521,778 176,0889 0,05 K 521,78 * 0, 050 K 176, 09 kg kg K J * % pracu kg
Kal do sušárny m / sušina % kgsuš/ B 4,810541 24,4 1162,74 teor Vysušený kal kondenz kg/ kgsuš/ sušina % m / E F 87,77,76 Voda z pračky vstup výstup rozdíl m / m / m / NL g/l NL kg/ H I 1,17 4 2,8 0,5 17 Prac v páře a plynec m páry/ % pracu kg/ J K 521,778 176,0889 0,05 F B I kgsuš
Kal do sušárny m / sušina % kgsuš/ B 4,810541 24,4 1162,74 teor Vysušený kal kondenz kg/ kgsuš/ sušina % m / E F 1145,74 87,77,76 Voda z pračky vstup výstup rozdíl m / m / m / NL g/l NL kg/ H I 1,17 4 2,8 0,5 17 Prac v páře a plynec m páry/ % pracu kg/ J K 521,778 176,0889 0,05 F 1162,74 17, 00 kgsuš F B I kgsuš F 1145, 74 kgsuš
Kal do sušárny m / sušina % kgsuš/ B 4,810541 24,4 1162,74 teor Vysušený kal kondenz kg/ kgsuš/ sušina % m / E F 1145,74 87,77,76 Voda z pračky vstup výstup rozdíl m / m / m / NL g/l NL kg/ H I 1,17 4 2,8 0,5 17 Prac v páře a plynec m páry/ % pracu kg/ J K 521,778 176,0889 0,05 E F *100 vysušenýkalsuš.% kg
Kal do sušárny m / sušina % kgsuš/ B 4,810541 24,4 1162,74 teor Vysušený kal kondenz kg/ kgsuš/ sušina % m / E F 105,9 1145,74 87,77,76 Voda z pračky vstup výstup rozdíl m / m / m / NL g/l NL kg/ H I 1,17 4 2,8 0,5 17 Prac v páře a plynec m páry/ % pracu kg/ J K 521,778 176,0889 0,05 E 105, 9 kg E F *100 vysušenýkalsuš.% kg E 1145,74*100 87,77 kg
Spotřeba energie a náklady na sušení Na odpaření vody nutno dodat výparné teplo vody (2250 kj/kg) Náklady na odpaření 1 kg vody 9,- Kč Kal na vstupu má sušinu 0% 1 kg kalu obsauje 700 g vody Kal na výstupu má sušinu 90% 1 kg kalu obsauje 100 g vody Potřebuji 150 kj energie pro odvedení 600 g vody Tzn. 5,4,- Kč na odpaření 600g vody
Děkuji za pozornost