Bezinkkamer

Synoniemen, afkortingen en/of procesnamen

—  Zwaartekrachtafscheider
—  Gravitaire afscheider
—  Bezinkkamer
—  Valkamer

Verwijderde componenten

Stof, deeltjes, vloeistofdruppels

Principeschema

 

Procesbeschrijving

Werkingsprincipe

De zwaartekrachtafscheider berust op het principe dat de aangevoerde luchtstroom uit een aanvoerleiding in een ruimte wordt geleid waarvan de doorsnede aanmerkelijk groter is dan die van de aanvoerleiding zelf. De verontreinigde lucht neemt daardoor in transportsnelheid af en de vaste of vloeibare deeltjes in de stroom krijgen de gelegenheid te bezinken uit het draaggas.

Ontwerpgegevens

De kritische deeltjesdiameter dp (theoretische afscheidingsdiameter) wordt bepaald door toepassing van de volgende formule:

vh                     = horizontale doorstroomsnelheid (m/s);

H, L                 = respectievelijke hoogte en lengte van de bezinkkamer (m);

g                      = zwaartekrachtsversnelling (m/s2);

µ                      = viscositeit van het gas (kg/ms);

?p                    = soortelijke massa van het stofdeeltje (kg/m3).

Alle deeltjes groter dan dp worden theoretisch afgescheiden.

Uitvoeringsvormen

Bij aanwezigheid van (vloei)stoffen met een sterk corrosief of erosief karakter moeten de afscheiders in aangepast materiaal zijn uitgevoerd of gecoat worden met dergelijk materiaal. Mechanische afscheiders zijn in verschillende materiaalsoorten zoals RVS, aluminium, nikkel, polystyreen (PS), polyvinylchloride (PVC) en polyvinylideenfluoride (PVDF) verkrijgbaar.

Varianten  

Er zijn twee verschillende uitvoeringsvormen bekend nl. de zwaartekrachttegenstroom-afscheider en de zwaartekrachtdwarsstroomafscheider.

Zwaartekrachttegenstroomafscheider: De stromingsrichting van het afgas, in de afscheider, is hierbij verticaal. Onder invloed van de zwaartekracht sedimenteren de deeltjes aan een bepaalde relatieve snelheid tegengesteld aan de stromingsrichting.

Zwaartekrachtdwarsstroomafscheiders: De stromingsrichting van het afgas, in de afscheider, is hierbij horizontaal. Onder invloed van de zwaartekracht sedimenteren de deeltjes loodrecht op de stromingsrichting.

Beiden worden bezinkkamer of valkamer genoemd.

Een andere variant is de impactfilter als verbeterde gravitaire afscheider door inbouw van supplementaire obstructies.

Impactfilter: Door de inbouw van obstakels zoals platen wordt de gasstroom omgeleid. De deeltjes kunnen door hun traagheid de stromingsrichting niet volgen waardoor ze afgescheiden worden.

Werkingsgraad

Het afscheidingsrendement van een zwaartekrachtafscheider is laag, bijvoorbeeld slechts 10 % voor deeltjes van 30 µm tot 90 % voor deeltjes van 150 ?m. De restemissies zijn hoog, reststofgehalten tot enkele gram per m3 zijn gebruikelijk. De gassnelheid doorheen de kamer varieert van 0,5 tot 2 m/s, alhoewel de beste rendementen bij 0,3 m/s of lager worden bereikt.

Randvoorwaarden

Voor de meeste mechanische afscheiders is een belangrijke beperkende voorwaarde, dat de af te scheiden stof niet sterk vervuilend of verstoppend mag werken.

Ook de temperatuur van de intredende lucht stelt een randvoorwaarde aan de toepassing van mechanische afscheiders.

—     Debiet:                                100 – 100 000 Nm3/h
—     Temperatuur:                     ? 540 °C afhankelijk van het constructiemateriaal
—     Inkomend stofgehalte:    geen beperkingen

Hulpstoffen

Geen hulpstoffen nodig

Milieu-aspecten

Afgevangen stof als reststof of als herbruikbaar product.

Energieverbruik

Enkel voor ventilator

Kostprijs

  • Investering
    —   Geringe investeringskost, is meestal geïntegreerd in andere afgasreinigingssystemen
  • Werkingskosten
    —   Personeelskosten:      geen
    —   Hulp & reststoffen :      afvoerkosten van het afgescheiden stof is afhankelijk van de aard van de reststof:
                                        * Inert: ca. 75 EUR/ton
                                        * Chemisch: 150 – 250 EUR/ton

Voor- en nadelen

  • Voordelen
    — 
    Redelijk geschikt voor de afscheiding van grote en middelgrote deeltjes (> 15 µm)
    —  Eenvoudige constructie
    —  Geen bewegende onderdelen
    —  Lage investeringskost
    —  Eenvoudige bedrijfsvoering
    —  Weinig onderhoud
    —  Lage drukval
    —  Geen energieverbruik
    —  Kunnen worden uitgevoerd voor toepassingen bij extreme situaties, bijvoorbeeld voor hoge en lage
          temperaturen
  •   Nadelen
    — 
    Laag afscheidingsrendement
    —  Ongeschikt voor de afscheiding van kleinere deeltjes

Toepassingen

Vanwege zijn relatief geringe rendement en relatief hoge restemissie wordt een zwaartekrachtafscheider meestal gebruikt als voorafscheider om de grootste stofbelasting weg te nemen voor een tweede ontstoffingsinstallatie zoals bijvoorbeeld een wasser of doekenfilter.

Gravitaire afscheiders worden ook toegepast als vonkenvanger om te voorkomen dat gloeiende deeltjes of vreemd materiaal dat in staat is om vonken te slaan, brand kunnen veroorzaken in nageschakelde systemen.

Wordt vooral toegepast als voorafscheider bij verschillende stoffiltratiesystemen in:

—  de hout- en meubelindustrie;
—  de bouwsector;
—  steenbakkerijen;
—  glasindustrie;
—  de transportsector bij op- en overslag;
—  ferro en non-ferro: verwijdering van hete partikels ter bescherming van nageschakelde technieken.

Toepassingen zijn veelal beperkt tot deeltjes groter dan 100 µm. Door de verstrengde normen is het gebruik van bezinkkamers heden eerder marginaal.

Referenties

  1. Factsheets luchtemissie beperkende technieken, www.infomil.nl, Infomil
  2. Common waste water and waste gas treatment and management systems in the chemical sector. BREF document, European IPPC Bureau, http://eippcb.jrc.es
  3. Elslander H., De Fré R., Geuzens P., Wevers M. (1993). Vergelijkende evaluatie van mogelijke gasreinigingssystemen voor huisvuilverbranding. In: Energie & Milieu, 9
  4. Werkboek milieumaatregelen: “Metaal- en elektrotechnische industrie” (1998 ). VNG uitgeverij
  5. VDI 3676, Massenkraftabscheider, October 1999
  6. Leveranciersinfo