Rauchbehandlungssystem – CO2
In wenigen Worten
EOLIOS ingénierie brachte sein Fachwissen ein, um das Gasumleitungsnetz einer Fabrik zu verbessern.
Rauchbehandlungssystem - CO2
Jahr
2024
Kunde
NC
Lokalisierung
Frankreich
Typologie
Industrieller Prozess
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Technisches Dossier :
Projekt zur Rekonfigurierung der Infrastruktur: Entwicklung eines CO2-orientierten Rauchbehandlungssystems
Neues Rohrleitungsnetz für die CO2-Abscheidung: Optimierung der Emissionen von Öfen
Im Rahmen der Entwicklung eines Systems zur Rauchgasreinigung, das sich insbesondere auf die Behandlung von Kohlendioxid (CO2) konzentriert, zielt das Projekt darauf ab, die bestehende Infrastruktur zu rekonfigurieren. Dies beinhaltet die Einrichtung eines neuen Netzwerks, um die Emissionen der Öfen in das CO2-Abscheidungssystem zu leiten.
Dieses Netzwerk besteht hauptsächlich aus einem Reihenventilator, vier Registern zur Isolierung und Regulierung und einem doppelten Schornstein mit konzentrischen Rohren. Ziel dieses Dokuments ist es, die Ergebnisse zu präsentieren, die durch die durchgeführten Simulationen für die drei untersuchten Betriebsarten erzielt wurden.
Potenzielle Probleme bei der Extraktion von Rauch: gründliche Analyse
Im Rahmen unserer Studie konzentrieren wir uns auf mehrere Schlüsselaspekte. Zunächst untersuchen wir Probleme, die die Gasförderung beeinträchtigen könnten.
Ein weiterer wichtiger Aspekt unserer Studie ist die Identifizierung von Bereichen, in denen das Risiko einer Säurekondensation besteht. Saures Kondensat kann zu einer übermäßigen Korrosion von Leitungen und Geräten führen, was zu erheblichen Schäden und hohen Reparaturkosten führen kann. Durch die Analyse der Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen im System sind wir in der Lage, Risikobereiche zu identifizieren und Empfehlungen zur Minimierung der Auswirkungen von Korrosion zu geben.
Schließlich umfasst unsere Studie auch eine Bewertung der Druckverluste in den Kanälen. Druckverluste sind Verringerungen des Drucks einer Flüssigkeit, die entstehen, wenn sie durch Leitungen fließt. Diese Druckverluste können sich auf die Gesamteffizienz des Systems auswirken, zu höheren Energiekosten führen oder das System sogar ineffizient machen. Durch die Analyse des Netzdesigns und die Verwendung fortgeschrittener mathematischer Modelle sind wir in der Lage , diese Druckverluste zu schätzen und Ihnen Lösungen zu ihrer Reduzierung vorzuschlagen.
3D-Modell und Kontextelemente für die CFD-Simulation
Potenzielle Probleme bei der Extraktion von Rauch: gründliche Analyse
Die anfängliche Gestaltung des 3D-Modells stützt sich auf die erhaltenen Dokumente. Aufgrund bestimmter Softwarebeschränkungen ist die geometrische Darstellung der Register vereinfacht und konzentriert sich ausschließlich auf die drehbaren Blätter.
Äußere Bedingungen
Mehrere äußere Bedingungen waren zu berücksichtigen:
- Bedingungen für die Untersuchung von Kondensationszonen
- Bedingungen für die Analyse des Wärmezugs
Wir untersuchen drei Betriebsarten:
- den Basismodus (Modus 1),
- eine Variante des Grundmodus (1,1 x Modus 1+),
- Modus 1+ Full Bypass.
Im Basismodus wird der Strom zur CCU geleitet, wobei bestimmte Register geschlossen sind. Die Variante 1,1 x Modus 1+ leitet einen Teil des Luftstroms zum Schornstein und behält dabei die Verbindung zur Zentraleinheit bei, während der Modus 1+ Full Bypass den gesamten Luftstrom zum Schornstein leitet, wobei die Register entsprechend angepasst werden.
CFD-Simulation: Anfängliche und verbesserte Konfigurationen des Rauchgasreinigungssystems
Ergebnisse mit der Anfangskonfiguration
Der folgende Abschnitt beschreibt die Ergebnisse der Simulationen , wobei verschiedene Aspekte wie Druck, Geschwindigkeit und Temperatur hervorgehoben werden.
Die Bewertung der Druckverluste erfolgt durch die Berechnung der durchschnittlichen Druckdifferenz zwischen den Ein- und Auslassquerschnitten des Modells und liefert wichtige Informationen für zukünftige Verbesserungen.
Es wurden zwei Situationen untersucht: die Effizienz der Gasabsaugung unter ungünstigen Zugbedingungen (35°C, 1m/s) und das mögliche Risiko von Kondensation und Säurekondensation unter günstigen Bedingungen ( -10°C, 14.3 m/s).
Die Schüler und Schülerinnen sollen etwas über die Herausforderungen der Gasförderung lernen: Identifizierung von Totzonen, Umgang mit Kondensation und Umgang mit Druckverlust.
Der Druck nimmt vom Oberlauf bis zum Ausgang des Schornsteins leicht ab. Dennoch kommt es an einem Register aufgrund seiner begrenzten Öffnung zu einem merklichen Druckverlust. Der Druckanstieg am Ausgang des Schornsteins ist auf das Vorhandensein einer bidirektionalen Strömung zurückzuführen, die den Gasabzug stört und zu einem Druckanstieg führt.
Die tote Zone erreicht eine Mindesttemperatur, während der Temperaturabfall zur Spitze des Schornsteins hin anzeigt, dass Luft in einen Teil des Schornsteins eintritt.
Ziel der Studie war es , potenzielle Probleme zu identifizieren, die sich auf die Gasabsaugung und die Möglichkeit der Säurekondensation auswirken, und gleichzeitig die Druckverluste zu bewerten. Es wurden zwei Szenarien untersucht: die Effizienz der Gasabsaugung bei ungünstigen Zugbedingungen und das Risiko der Kondensation bei günstigen Bedingungen.
Die Ergebnisse zeigen drei Hauptprobleme auf:
- Ein nennenswerter inaktiver Bereich in der ersten Ableitung im Full-Bypass-Modus,
- Ein erweiterter inaktiver Bereich beim Öffnen einer bestimmten Regelung, der die Kondensation fördert und zu Druckverlusten führt,
- Ein Bereich, in dem Kondensation im Kamin bei einem doppelten Luftstrom auftritt.
Trotz dieser Herausforderungen haben wir die Isolierung des Kanals dimensioniert, die insgesamt leistungsfähig ist und nur geringe Wärmeverluste aufweist. Inaktive Bereiche mit möglichen Mängeln konnten speziell behandelt werden.
Ergebnisse mit der verbesserten Konfiguration
Ergebnisse mit verbesserter Konfidenz
Dieser Abschnitt fasst die Simulationen der geometrischen Änderungen zusammen, einschließlich der Y-Einstellung des ersten Bypasses, der Hinzufügung eines Isolationsregisters und der Verringerung der Höhe des zentralen Schornsteins. Extreme Bedingungen wurden verwendet, um den Druckverlust und die Säurekondensation in den Kanälen zu bewerten .
Die Druckverteilung weist eine deutliche Ähnlichkeit mit der geometrischen Grundkonfiguration auf. Dies ist darauf zurückzuführen, dass am Ausgang des Schornsteins immer noch eine bidirektionale Strömung vorhanden ist, wenn auch in geringerem Umfang.
In der obigen Abbildung ist zu sehen, dass im oberen Teil des Schornsteins noch immer eine bidirektionale Strömung besteht.
Die Abbildung zeigt, wie die Geschwindigkeit vor dem Ventilator verteilt wird. Diese Verteilung ist unproblematisch, da der reduzierte Querschnitt des Isolationsregisters verhindert, dass bei niedrigen Geschwindigkeiten eine inaktive Zone entsteht, und stattdessen bei hohen Geschwindigkeiten eine Zone erzeugt wird .
In diesem Abschnitt wurden drei spezifische Optimierungen bewertet: Anpassung des Y des ersten Bypasses, Hinzufügen eines Isolationsregisters in der Nähe des zweiten Bypasses und Verringerung der Höhe des zentralen Schornsteins.
Die erste Optimierung bestand darin, das Y des ersten Bypasses zu ändern, um die Strömung zu verbessern und die toten Zonen zu reduzieren. Die Simulationen zeigten ein Verschwinden der Niedrigtemperaturzonen und eine Verringerung der Druckverluste.
Die zweite Optimierung fügte ein Isolationsregister in der Nähe des zweiten Bypasses hinzu, wodurch eine große tote Zone eliminiert wurde.
Die dritte Optimierung reduzierte die Höhe des zentralen Schornsteins und zeigte eine signifikante Verbesserung, insbesondere im ungünstigsten Szenario.
CFD-Studien: Verstehen und Optimieren der Flüssigkeitsdynamik in Industrieschornsteinen
Ein tieferes Verständnis der Fluiddynamik im Zusammenhang mit Industrieschornsteinen ist entscheidend für deren optimalen Betrieb. Als Experten für CFD-Simulationen (Computational Fluid Dynamics) sind wir auf die Durchführung dieser entscheidenden Studien spezialisiert.
Dank unseres Know-hows können wir verschiedene Analysen für Industrieschornsteine durchführen, darunter :
- Die Bewertung des Wärmezugs
- Die Analyse von Druckverlusten
- Der Umgang mit der durch Staub verursachten Erosion in Rauchgasen
- Die Analyse der atmosphärischen Ausbreitung gemäß den Luftqualitätsstandards
- Die Bewertung der strukturellen Stabilität angesichts externer Belastungen
- Taupunktanalyse zur Vermeidung von Kondensation und deren negativen Folgen.
Videozusammenfassung der Studie
Das Projekt zielt auf Folgendes ab Umgestaltung der bestehenden Infrastruktur um ein System zur Rauchgasreinigung zu entwickeln, das sich auf die Reduzierung von Kohlendioxid (CO2) konzentriert.
Dies erfordert die Einrichtung eines neues Kanalisationsnetz um die Emissionen der Öfen aufzufangen und zum CO2-Abscheidungssystem zu leiten.
Das Netzwerk besteht aus einem Online-Lüfter Die Luftschleuse ist mit einer Reihe von Zubehörteilen ausgestattet. Register für Isolierung und Regulierung sowie einen einem doppelflutigen Schornstein mit konzentrischen Leitungen.
Die Studie konzentriert sich auf mehrere wichtige Aspekte.
Zunächst untersucht sie die Probleme, die die Gasförderung beeinträchtigen könnten Dies gilt beispielsweise für Bereiche, in denen die Gefahr von Säurekondensation besteht, die zu einer übermäßigen Korrosion von Leitungen und Geräten führen kann.
Durch die Analyse der Umweltbedingungen Temperatur und Luftfeuchtigkeit Um die Auswirkungen von Korrosion zu minimieren, werden Empfehlungen gegeben.
Die Studie umfasst auch eine Bewertung der Druckverluste in den Leitungen, die die Gesamteffizienz des Systems beeinträchtigen und zu höheren Energiekosten führen können.
Moderne mathematische Modelle werden verwendet, um diese Druckverluste zu schätzen und Lösungen zu ihrer Reduzierung vorzuschlagen.
Die Simulationen für die verschiedenen Betriebsmodi zeigten einen hohen Anteil an Schimmelbildung. Der Druckverlust an den Registern ist erheblich. Dies führt zu einer eine bidirektionale Strömung, die die Gasabsaugung stört. Außerdem gibt es eine Reihe von Inaktive Bereiche fördern die Kondensation .
Cependant, des Geometrische Verbesserungen wie die Anpassung des Y des ersten Bypasses, das Hinzufügen eines Isolationsregisters und die Verringerung der Schornsteinhöhe konnten diese Probleme reduzieren.
Zusammenfassend kann gesagt werden, dass das Projekt zur Neugestaltung der Infrastruktur für die Entwicklung eines CO2-orientierten Rauchgasreinigungssystems einige Änderungen erfordert. Geometrische Anpassungen und Optimierungen um die Gasabsaugung zu verbessern, den Druckverlust zu reduzieren und das Risiko der Kondensation zu minimieren.
