2.1  Proces odpylania 
2.2  Proces odsiarczania 
2.3  Koszty usuwania zanieczyszczeń ze spalin – ogólna  

       charakterystyka  

1 

Gaz zapylony - medium dwufazowe, które stanowi gazowy ośrodek 
dyspersyjny zwany fazą rozpraszającą oraz rozproszona w  postaci pyłu faza  
stała. 

Pył - ciało stałe o stopniu rozdrobnienia na tyle dużym, że może być ono 
unoszone w strudze gazu - zbiór ziaren o wielkości 10

-3

 - 10

3

 



m (500 



m a  

nawet 300  



m),  

             

pyły o rozdrobnieniu: koloidalnym 



 1 



m 

 

                                

 

     makroskopowym  



 1  



m 

Stężenie pyłu S - miara zawartości fazy stałej w gazie wyrażana jako 
stosunek strumienia masy pyłu m

p

 

do strumienia objętości gazu q

v

, w  

którym pył jest rozproszony 

2 

3

v

p

m

/

mg

,

q

m

S



Mierząc stężenie pyłu w pobranej próbce gazu zapylonego i strumień objętości 
gazu w kanale przepływowym wyznacza się strumień masy pyłu. 

Odpylanie gazu – proces rozdziału fazy stałej i gazowej w polu sił  
                               zewnętrznych.  
 

Rozdzielenie fazy stałej i fazy gazowej wymaga oczywiście  wydatkowania pewnej ilości 
energii, tym większej im mniejszą masę posiadają ziarna pyłu.  
 
Aby ziarno pyłu, mówiąc potocznie, „odpadło” od strugi gazu musi na nie podziałać siła  
o odpowiednio dużej wartości oraz o pożądanym kierunku i zwrocie wynikających z  
konstrukcji urządzenia odpylającego.  
 
Efektem końcowym jest zawsze zróżnicowanie trajektorii ruchu ziarna pyłu i trajektorii  
strugi gazu.  

3 

4 

Rozdział fazy stałej i gazowej:  
a) w polu siły ciężkości, 
b) w polu siły odśrodkowej,  
c) w procesie filtracji,  
d) w polu elektrostatycznym 

odpylacze mechaniczne (grawitacyjne, 
inercyjne, odśrodkowe) – efekt różnicy 
masy ziarna pyłu i masy molekuły gazu 
(zwilżenie pyłu – odpylacze mokre), 
 
odpylacze filtracyjne – efekt różnicy 
wielkości ziarna pyłu (objętość, 
poprzeczny przekrój ziarna prostopadły 
do kierunku ruchu) i wielkości przekrojów 
przepływowych gazu w labiryntowej 
strukturze filtracyjnej, 
 
odpylacze elektrostatyczne – efekt 
przyciągania uprzednio naładowanego, 
głównie powierzchniowo,  ziarna pyłu 
przez elektrodę o przeciwnej 
biegunowości  

pył 

gaz 

F

E 

d) 

gaz 

pył 

c) 

pył 

gaz 

F

g 

a) 

b) 

gaz 

pył 

F

o 

5 

O 

D 

P 

Y 

L 

A 

C 
Z 

U 

E 

Z 

Bilans strumieni mas pyłu   

 

U = E + Z 

U

 – unos pyłu – strumień masy pyłu  w spalinach za źródłem 

E

 – emisja pyłu – strumień masy pyłu w spalinach emitowanych do atmosfery 

Z

 – strumień masy pyłu usuniętego  ze spalin w odpylaczu 

,%

100

U

Z

c





,%

100

)

U

E

1

(

100

U

E

U

c











,%

100

E

Z

Z

c







Całkowita skuteczność odpylania 
 
 
 
 
 
 
 
 

6 

Strumień masy pyłu M

P

,(U lub E) wyznacza się jako iloczyn stężenia pyłu S 

zmierzonego pyłomierzem i strumienia objętości gazu q

v

 przepływającego przekrojem 

pomiarowym przeliczonych na parametry odniesienia 



: 

h

/

kg

 

,

3600

q

10

S

M

V

6

p













gdzie: 



 - parametry odniesienia opisujące stan gazu: 

  

warunki umowne: P

u

=1013 hPa, T

u

=273 K,  

warunki  standardowe:  P

u

=1013  hPa,  T

u

=273  K,  stan  gazu  suchego,  stopień 

zawilżenia gazu X 



 0,005 kg H

2

O/kg gazu suchego, referencyjna zawartość tlenu w 

gazie

    

Strumień masy pyłu Z określa się bezpośrednio metodą wagową, o ile pozwalają 
na to techniczne możliwości. 

7 



c 

= f ({K

i

}, 

{E

i

}, {SG

i

}) 

gdzie: {K

i

} – zbiór parametrów konstrukcyjnych 

          {E

i

} – zbiór parametrów eksploatacyjnych 

          {SG

i

} – własności ośrodka pyłowo-gazowego (solgazu) 

 
gaz: temperatura, ciśnienie, skład chemiczny gazu suchego, stopień zawilżenia (stosunek 
masy pary wodnej zawartej w gazie do masy gazu suchego)  
 
pył: skład ziarnowy, gęstość, zwilżalność, wilgotność, rezystywność, kleistość, palność 
 
Pyły przemysłowe  są pyłami polidyspersyjnymi, co oznacza, że w dowolnym zbiorze 
ziaren pyłu znajdują się ziarna o różnych wielkościach a w konsekwencji o różnych masach.  
Przez wielkość ziarna pyłu rozumiemy jego wymiar ekwiwalentny, który jest związany z 
pojęciem ziarna ekwiwalentnego. 

8 

Przez  wielkość  ziarna  pyłu  rozumiemy  jego

 

wymiar  ekwiwalentny

, 

który  jest  związany  z  pojęciem

 

ziarna  ekwiwalentnego

. 

Ziarno ekwiwalentne cechuje  określona  właściwość statyczna lub dynamiczna 

taka sama jak ziarna rzeczywistego

. 

POMIAR 

POWIERZCHNI LUB 

OBJĘTOŚCI ZIARNA 

PRZYJĘCIE MODELU 

KSZTAŁTU ZIARNA 

OBLICZENIE WYMIARU 

EKWIWALENTNEGO 

Np.  
zmierzona objętość

  

V = 560 10

-18

 m

3

 

 

d

la kuli

 



 = 10,2 



m  

d

la sześcianu

 



 = 8,2 



m 

 

 

POMIAR  
PRĘDKOŚCI 
OPADANIA 
ZIARNA 
RZECZYWISTEGO 

PRZYJĘCIE MODELU 
KSZTAŁTU ZIARNA 
(współczynnik oporu 
zależy od kształtu) 

OBLICZENIE  
DYNAMICZNEGO 
WYMIARU 
EKWIWALENTNEGO 

PRAWO RUCHU ZIARNA  
W NIERUCHOMYM PŁYNIE  
POD WPŁYWEM SIŁY 
CIĘŻKOŚCI 

RÓWNANIE RUCHU 
ZIARNA PYŁU - 
RÓWNANIE NA PRĘDKOŚĆ 
OPADANIA 

właściwość statyczna

  

 

statyczny wymiar ekwiwalentny 

właściwość dynamiczna

  

 

dynamiczny wymiar ekwiwalentny 

teoria ruchu kuli w ośrodku lepkim  



 

 

dynamiczna średnica 

ekwiwalentna ziarna pyłu     

           

 

(

średnica ziarna pyłu) 

9 

su

maryc

zn

y 

u

d

ział 

mas

o

wy

 f

rak

cj

i 

mn

ie

js

zyc

h

 o

d

 



i

, 

R

i

 w 

%

 

średnica ekwiwalentna ziarna pyłu 



i 

w 



m 

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0

5

10

15

20

25

30

35

1 

2 

1 – pył drobnoziarnisty, 

 2 – pył gruboziarnisty 

sumaryczny udział masowy 









n

i

1

i

i

i

,%

R

R





i

 , 



m 

R

i 

  

% 

< 5 

5 

<10 

15 

.... 

... 

<



max

 

100 

udział masowy  ziaren o określonej średnicy

  

2,5 

7,5 

20 

30 

10 

5 

25 



R

i

 

% 



i

 

   

0      5     10     15     20    25     30    35       



m 

,%

100

m

m

R

o

i

i





m

1

 - masa ziaren o średnicach  z przedziału  



 



i--1 , 



i >, 

m

o

 - masa wszystkich ziaren. 



i-1

 , 



i

  



m 



R

i

 

% 

0 - 5 

5 

5 -10 

10 

… 

…. 



R

i

 

100 

◄ 

► 

10 

Przedziałowa skuteczność odpylania  



pi

 = f(



i) 

                    

skuteczność zatrzymywania w odpylaczu pyłów o określonej wielkości  



i-1

 ,



i

 

(



i

)

śr

 



pi

 



m 



m 

% 

0-2 

1,4 

20 

2-5 

3,2 

50 

5-10 

7,1 

75 

..... 

.... 

.... 



max

 

100 



gr 2

 

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0

30

2 



gr1 

 



i

, 



m 



pi

, % 

1 

1 – odpylacz 
      wysokosprawny   
2 – odpylacz  
      niskosprawny 

Ziarno graniczne 



gr

 

                      

ziarno pyłu zatrzymywane w odpylaczu ze skutecznością 



pi 

=50 % 

11 

iU

iZ

c

iU

iZ

pi

R

R

R

U

R

Z





















iU

iE

c

iU

pi

R

R

1

R





















iE

c

iZ

c

iZ

c

pi

R

1

R

R























R

iU

 - zawartość frakcji z przedziału   

           



i-1

 - 



i 

  w unosie, 



R

iE 

- zawartość frakcji z przedziału 

            



i-1

 - 



i

  w emisji, 



R

iZ

 - zawartość frakcji z przedziału 

          



i-1 

- 



i

  w pyle wytrąconym 















n

i

1

i

iU

pi

c

R







      Przykład 

PYŁ NR 1 

PYŁ NR 2 



i-1

 - 



i

 



pi

 



R

i

 



pi

 



R

i

 



R

i

 



pi

 



R

i

 



m 

% 

- 

% 

- 

% 

0 - 2 

30 

0,10 

3,0 

0,02 

0,6 

2 - 5 

45 

0,15 

6,8 

0,05 

2,2 

5 - 10 

60 

0,20 

12,0 

0,05 

3,0 

10 -15 

80 

0,15 

12,0 

0,10 

8,0 

15 - 20 

90 

0,10 

9,0 

0,10 

9,0 

20 - 30 

95 

0,05 

4,8 

0,10 

9,5 

30 - 40 

97 

0,05 

4,9 

0,15 

14,6 

40 - 60 

99 

0,05 

5,0 

0,20 

19,8 

> 60 

100 

0,15 

15,0 

0,23 

23,0 



C

 = 72,5 % 



C

 = 89,7 % 

12 

Odpylanie wielostopniowe 

szeregowe zestawienie urządzeń odpylających 
Podstawowa zasada wielostopniowego odpylania:  

 

(



gr

)

n

 < (



gr

)

n-1

 < ..... < (



gr

)

1 

1-szy 

stopień 

opylania 

2-gi 

stopień 

odpylania 

n-ty 

stopień 

odpylania 





 









n

i

1

i

ci

c

1

1





Skuteczność odpylania w układach 

wielostopniowych 

 

 

Przykład 

 



c1

 = 60 % ,



c2

 = 85 %           

                          



c

 = 1-0,4 * 0,15 = 0,94 = 94 % 

 



c1

 = 60 %,  



c2

 = 30 %            

                           



c

 = 1- 0,4 * 0,7 =  0,72 = 72 %  

E

2

 

E

1 

= U

2

 

U

1

 

1 

stopień 

odpylania 

2 

stopień 

odpylania 

1

2

c

U

E

1















2

C

1

2

C

2

2

1

E

1

U

E

















1

C

1

1

1

U

E







ale 







2

C

1

C

1

2

1

 

1

U

E

















2

C

1

C

C

1

 

1

1















Wyprowadzenie wzoru skuteczność odpylania na 
przykładzie układu 2-stopniowego 

więc 

13 

Proces odsiarczania spalin polega na wiązaniu 
gazowego SO

2

 w solach wytrącanych w instalacji 

odsiarczającej w postaci stałej.  

Skuteczność odsiarczania spalin definiowana jest 
identycznie jak  całkowita skuteczność odpylania: 

,%

100

U

Z

2

SO

2

SO

2

SO





,%

100

 )

U

E

1

(

2

SO

2

SO

2

SO







,%

100

E

Z

Z

2

SO

2

SO

2

SO

2

SO







U

SO2

 – unos dwutlenku siarki – strumień masy dwutlenku siarki  w spalinach za źródłem 

E

SO2

 – emisja dwutlenku siarki  – strumień masy dwutlenku siarki  w spalinach emitowanych do  

               atmosfery 

Z

SO2

 – strumień masy dwutlenku siarki usuniętego  ze spalin w instalacji odsiarczającej 

  I 
 N     O 
 S      D 
 T       S 
 A       I 
 L       A 
 A       R 
 C       C 
 J       Z. 
 A 

U

SO2 

E

SO2

 

Z

SO2

 

 
 
 
 
 
 
 

 

   U

SO2

 = E

SO2

 + Z

SO2

 

 

14 

Najczęściej stosowane sorbenty: CaCO

3

 oraz Ca(OH)

2 

 
Przykładowe reakcje

 

2

2

4

2

2

2

3

CO

O

H

2

CaSO

O

2

1

O

H

2

SO

CaCO

     

.

1













produkty reakcji : uwodniony siarczan wapnia (gips) i dwutlenek węgla 
 – metoda mokrego odsiarczania 

4

2

3

2

3

2

2

CaSO

O

2

1

CaSO

        

O

H

CaSO

SO

)

OH

(

Ca

     

.

2











produkty reakcji : siarczyn wapnia a następnie po utlenieniu siarczan wapnia i woda – 
metoda półsuchego odsiarczania 

15 

S

Ca

 

m

m

 

U

M

2

SO

.

sorb

2

SO

.

sorb



U

SO2

 – unos dwutlenku siarki  

Z

SO2

 – strumień masy dwutlenku siarki usuniętego  ze spalin w instalacji odsiarczającej 

m

siarcz.

,

 

m

sorb.

,

 

m

SO2

– odpowiednio masa cząsteczkowa  produktu reakcji, sorbentu, oraz 

dwutlenku siarki, g/mol (kg/kmol) 
Ca/S – współczynnik określający nadmiar (Ca/S> 1) lub niedomiar sorbentu (Ca/S<1) w stosunku do 
ilości wynikającej ze stechiometrii (Ca/S= 1) 

2

SO

reakcji

.

prod

2

SO

reakcji

.

prod

m

m

 

Z

M



Strumień masy przereagowanego sorbentu

 

Strumień masy produktu reakcji wiązania SO

2  

w sole 

2

SO

.

sorb

2

SO

.

sorb

m

m

 

Z

R



Strumień masy sorbentu wprowadzonego do instalacji odsiarczającej

 

Strumień masy nieprzereagowanego  sorbentu

 

























100

S

Ca

 

m

m

 

U

R

M

M

2

SO

2

SO

.

sorb

2

SO

.

sorb

.

sorb

.

sorb

16 

Koszty inwestycyjne K

i

  

•koszt dokumentacji 
•koszt zakupu urządzeń realizujących procesy odpylania, odsiarczania, odazotowania spalin 
oraz urządzeń z nimi współpracujących (w tym opomiarowania) 
•koszt montażu instalacji oraz aparatury kontrolno-pomiarowej 
•koszt rozruchu mechanicznego i technologicznego 

 

Koszty eksploatacyjne K

e

 

•koszty bieżącej obsługi instalacji (płace personelu, substancje redukujące SO2 i NOx, itp), 
•koszty przeglądów okresowych i remontów  oraz koszty wymiany zużywających się elementów 
instalacji realizujących procesy odpylania, odsiarczania, odazotowania spalin   
•koszty gospodarki odpadami pochodzącymi z procesów redukcji zanieczyszczeń emitowanych 
do atmosfery  
•koszty zużycia energii. 

Koszty  usuwania  zanieczyszczeń  ze  spalin 

rosną  wraz  ze  wzrostem  wymaganej  skuteczności 

redukcji tych zanieczyszczeń czyli z obniżaniem poziomu dopuszczalnej emisji oraz w szczególności: 

• zwiększeniem stopnia rozdrobnienia pyłu (odpylanie), 
•  rodzajem  substancji  redukujących  SO2  i  NOx,  ich  ilością  oraz  miejscem  wprowadzenia  do 

strumienia spalin.