Wat is een rookgasstapel?
Een rookgasstapel is een industriële structuur vergelijkbaar met een schoorsteen. Gassen die bijproducten van industriële processen zijn, worden op grote hoogte in de lucht gelaten en kunnen hoog boven de grond worden verspreid. Verontreinigingsniveaus van koolstofmonoxiden, stikstofoxiden en zwaveldioxiden kunnen worden geregeld volgens het milieubeleid en overheidsvoorschriften. Sommige stapels kunnen maximaal 1.300 voet (396 meter) lang zijn.
Rookgas wordt door de lucht uit de schoorsteen geleid. Lucht die door de rookgasstapel stijgt, is heter en minder dicht dan lucht buiten de structuur, dus de druk is lager. De luchtdruk die hoger is buiten dwingt de lucht en gassen omhoog en uit de bovenkant van de schoorsteen, in een proces dat natuurlijke trek of stapeleffect wordt genoemd. Dit proces kan worden gecombineerd met andere industriële processen zoals rookgasontzwaveling, waarbij zwaveldioxide wordt gewijzigd door absorptie, neutralisatie of oxidatie en omgezet in een vaste verbinding. Het vaste afval wordt door apparatuur uit de gasstroom verwijderd voordat het in de rookgasstapel stijgt.
Factoren die een rol spelen bij het ontwerpen van een rookgasstapel zijn de hoogte en diameter, de benodigde hoeveelheid verbrandingslucht en de temperatuur van het gas nadat het zich buiten de verbrandingszone bevindt. De samenstelling en dichtheid van het gas en de wrijvingsweerstand van het gas met de stapelmaterialen zijn ook belangrijke ontwerpoverwegingen. Het is ook belangrijk om te overwegen hoeveel warmte verloren gaat door het gas in de buis en de hoogte boven zeeniveau.
Voordat een rookgasstapel kan worden gebouwd, moeten al deze factoren in wiskundige berekeningen worden ingepast. Organisaties zoals de American Society of Mechanical Engineers (ASME) en agentschappen die zijn aangesloten bij nationale overheden hebben richtlijnen opgesteld voor het berekenen van het ontwerp van rookgasstapels. Computers worden ook gebruikt om te modelleren wat er met de lucht gebeurt zodra deze de schoorsteen verlaat, met behulp van een techniek die bekend staat als luchtdispersiemodellering. Alleen wanneer ingenieurs weten dat ze een ontwerp hebben gemaakt dat voldoet aan de lokale normen, kunnen ze doorgaan met de bouwfase.
Zure regen valt soms rond een rookgasstapel en in de omgeving eromheen. Apparatuur kan in de stapel worden geïnstalleerd om deeltjes en zuren te verwijderen. Een andere belangrijke stap bij het ontwerpen van het eindproduct is het bouwen van een schaalmodel en observeren hoe stoomdruppeltjes reageren in de structuur en wanneer ze de omgevingslucht binnendringen.