Đồ án Không khí chuyên đề: Thiết kế hệ thống hút khí độc H2SO4 cho phân xưởng xi mạ

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ BẢO HỘ LAO ĐỘNG
Tp.HCM ngày 21 tháng 1 năm 2013
Tp.HCM ngày 21 tháng 1 năm 2013
MỤC LỤC
TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ BẢO HỘ LAO ĐỘNG
ĐỒ ÁN XỬ LÝ KHÍ THẢI
Tính toán hệ thống hút khí độc H
2
SO
4
cho phân xưởng xi mạ
Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS ĐINH XUÂN THẮNG
Sinh viên thực hiện:
NGUYỄN VƯƠNG THU HẰNG 90902061
Lớp: 09090201 (09MT1D)
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1
1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỒ ÁN 1
1.3 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 1
1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1
1.5 NỘI DUNG THỰC HIỆN 2
1.6 THỜI GIAN THỰC HIỆN 2
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KHÍ H
2
SO
4
3

2.1 PHÂN XƯỞNG XI MẠ 3
2.1.1 Quy trình mạ điện 3
2.1.2 Các công đoạn của quá trình mạ điện 3
2.1.2.1 Gia công bề mặt 3
2.1.2.2 Mạ 4
2.1.2.3 Rửa 5
2.1.2.4 Sấy khô 5
2.1.3 Quy trình công nghệ 5
2.1.4 Những vấn đề môi trường cần quan tâm 6
2.2 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KHÍ H
2
SO
4
8
2.2.1 Các phương pháp xử lý khí độc hại 8
2.2.2 Lựa chọn phương pháp xử lý khí H
2
SO
4
10
CHƯƠNG 3: LỰA CHỌN CHỤP HÚT KHÍ H
2
SO
4
11
3.1 TÁC HẠI CỦA AXIT H
2
SO
4
11

3.2 LỰA CHỌN CHỤP HÚT KHÍ H
2
SO
4
CHO PHÂN XƯỞNG XI MẠ 11
3.2.1 Tổng quan các loại chụp hút 11
3.2.2 Lựa chọn chụp hút khí H
2
SO
4
14
CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG HÚT KHÍ H
2
SO
4
16
4.1 CHỤP HÚT 16
4.2 ĐƯỜNG ỐNG DẪN KHÍ 18
4.3 QUẠT HÚT 43
4.4 TÍNH TOÁN NỒNG ĐỘ H
2
SO
4
44
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN KINH TẾ 46
5.1 VẬT LIỆU 46
5.2 CHI PHÍ ĐOẠN ỐNG 46
5.3 TÍNH TOÁN CHI PHÍ HỆ THỐNG HÚT KHÍ H
2
SO

4
47
CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 49
TÀI LIỆU THAM KHẢO 50
DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1: Các nguồn gây ô nhiễm trong xi mạ
6
Bảng 4.1: Bảng kết quả tính toán thủy lực hệ thống ống dẫn khí
40
Bảng 5.1: Chi phí đoạn ống
46
Bảng 5.2: Tính toán giá thành hệ thống hút khí H
2
SO
4

48
DANH MỤC H ÌNH
Hình 2.1 Quy trình mạ điện
3
Hình 2.2 Sơ đồ bể mạ
5
Hình 2.3: Sơ đồ công nghệ mạ sắt, thép
6
Hình 3.1: Chụp hút làm việc bằng sức hút tự nhiên
12
Hình 3.2 chụp hút đơn giản
12
Hình 3.3 Chụp hút mái đua
13

Hình 3.4: Chụp hút có các khe xung quanh
13
Hình 3.5: Chụp hút có sự thổi không khí
13
Hình 3.6: Miệng hút trên thành bể loại đơn giản
14
Hình 3.7: Miệng hút trên thành bể loại đảo chiều
14
Hình 4.1: Thông số thiết kế phân xưởng xi mạ
16
Hình 4.2: Hệ thống đường ống hút trong phân xưởng
19
49
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ
Môi trường lao động là nơi người lao động tiếp xúc với thời gian dài nhất, vì vậy
môi trường này có chứa các chất độc hại là nguyên nhân gây hại đến sức khỏe của
người lao động, tiếp xúc lâu dài sẽ phát sinh bệnh nghề nghiệp ở công nhân, giảm
năng suất lao động, phá hủy máy móc thiết bị…. Ngược lại, môi trường không khí
bên trong các nhà xưởng công nghiệp trong sạch, không bị ô nhiễm bởi bụi và khí
độc hại hay nhiệt thừa thì sẽ cải thiện đáng kể năng suất lao động và chất lượng sản
phẩm, bảo trì thiết bị, máy móc và kết cấu nhà xưởng đồng thời bảo vệ sức khỏe
cho người lao động.
Ngày nay, ô nhiễm môi trường không khí do các nguồn thải từ hoạt động công
nghiệp đang là một trong những vấn đề bức xúc. Đơn cử điển hình là ngành công
nghiệp xi mạ, nguồn thải khí H
2
SO
4
trong quá trình xử ký các bề mặt kim loại khi

thải vào không khí trong phân xưởng sản xuất tác động trực tiếp đến sức khoẻ và
năng suất lao động của công nhân và nếu thải ra môi trường mà không qua các thiết
bị xử lý thì sẽ gây hại đến môi trường. Vì vậy, để xử lý yếu tố độc hại, đảm bảo sức
khỏe cho người lao động và bảo vệ môi trường thì việc thiết kế hệ thống hút khí
H
2
SO
4
là vấn đề tất yếu.
1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỒ ÁN
Thiết kế hệ thống hút khí H
2
SO
4
cho phân xưởng xi mạ nhằm thu gom và dẫn khí
độc hại này đến thiết bị xử lý để đảm bảo sức khỏe cho người lao động và bảo vệ
môi trường.
1.3 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
Phân xưởng xi mạ. Nguồn gốc phát sinh, tính chất độc hại của khí H
2
SO
4
1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Phương pháp luận: Do nhu cầu cấp thiết về việc thu gom khí độc hại H
2
SO
4
cho các
phân xưởng xi mạ hiện nay nhằm xử lý môi trường lao động và bảo vệ môi trường.
Phương pháp thu thập số liệu: số liệu được thu thập ở các nguồn đáng tin cậy, bên

cạnh đó còn tham thảo một số thông tin trên internet và tham khảo sách của các
chuyên gia trong ngành.
49
Phương pháp so sánh: So sánh thông số khí độc hại trong phân xưởng xi mạ cần xử
lý với QCVN 19:2009/BTNMT từ đó có thể có biện pháp thu gom và đề xuất biện
pháp xử lý thích hợp.
Phương pháp tham khảo ý kiến chuyên gia: Trong quá trình thực hiện đồ án, có
tham khảo ý kiến của chuyên gia – PGS.TS Đinh Xuân Thắng.
1.5 NỘI DUNG THỰC HIỆN
Nội dung thực hiện gồm có 2 phần:
• Phần 1: Tính toán thiết kế chụp hút, đường ống dẫn không khí và chi tiết.
Lựa chọn quạt hút.
• Phần 2: Thực hiện bản vẽ autocad trên khổ giấy A1.
1.6 THỜI GIAN THỰC HIỆN
Đồ án được thực hiện từ ngày 21/01/2013 đến ngày 12/04/2013.
GIA CÔNG BỀ MẶT
MẠ
RỬA
SẤY KHÔ
KIỂM TRA
SẢN PHẨM
PHÔI
49
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGÀNH XI MẠ
2.1 PHÂN XƯỞNG XI MẠ
2.1.1 Quy trình mạ điện
Mạ điện là dùng phương pháp điện phân để kết tủa trên lớp kim loại hoặc hợp kim
một lớp kim loại mỏng với mục đích chống ăn mòn, trang sức bề mặt, tăng tính dẫn
điện, tăng độ cứng.
Quy trình mạ điện có thể tóm tắt như sau:

Hình 2.1 Quy trình mạ điện
2.1.2 Các công đoạn trong quá trình mạ điện
2.1.2.1 Gia công bề mặt
Để sản phẩm sau khi mạ có lớp mạ đồng nhất thì gia công
bề mặt là giai đoạn không thể thiếu trong quá trình xi
mạ. Gia công bề mặt trước khi mạ có ảnh hưởng đến chất
lượng lớp mạ. Ngoài việc làm cho bề mặt nhẵn bóng nó
còn có tác dụng khử sạch các lớp gỉ, các màng oxit
mỏng hoặc các chất bẩn, dầu mỡ trên bề mặt vật liệu
cần mạ, tạo điều kiện thuận lợi cho lớp mạ gắn chắc với
kim loại nền.
Các phương pháp gia công bề mặt:
• Phương pháp cơ khí: mài thô, mài tinh, đánh
bóng, quay bóng.
• Phương pháp hóa học: Tẩy dầu mỡ, tẩy gỉ.
Phương pháp mài: sử dụng các loại bột mài như nhôm
oxit, các loại lơ đánh bóng. Chất thải trong quá trình này
là các loại bụi do sử dụng các loại bột mài, các vật liệu
bị mài mòn.
Phương pháp quay bóng: Các vật thể nhỏ không thể mài
bống được thì sử dụng phương pháp quay bóng. Có
hai cách quay bóng: quay bóng khô và quay bóng ướt.
49
Tẩy dầu mỡ: Trên bề mặt chi tiết cần mạ thường có các loại dầu mỡ hay thuốc đánh
bóng dính vào. Màng dầu mỡ gây hiện tượng bong lớp kim loại mạ đồng thời làm
bẩn dung dịch mạ.
Các phương pháp tẩy dầu mỡ:
• Tẩy dầu mỡ trong dung môi hữu cơ.
• Tẩy dầu mỡ trong dung dịch kiềm và nhũ tương.
• Tẩy dầu mỡ bằng phương pháp điện hóa.

2.1.2.2 Mạ
Để bảo vệ kim loại người ta dùng các lớp mạ như kẽm, đồng, niken, crôm, thiếc,…
để mạ lên kim loai cần bảo vệ.
Mạ điện tiến hành trong các bể mạ với dòng điện một chiều.Vật cần mạ là catot
được nối với cực âm của nguồn điện một chiều. Kim loại dùng để mạ là anot và
được nối với cực dương. Quá trình điện cực xảy ra như sau:
Ở catot xảy ra quá trình khử của kim loại cần mạ:
[Me(H
2
O)
X
]
z+
+ Ze = Me + x H
2
O
Me: kim loại tạo nên lớp mạ
Đồng thời ở catot còn có quá trình phụ khử hydro:
2H
+
+ 2e = H
2
Ở anot xảy ra quá trình hòa tan điện hóa (oxy hóa) kim loại cần dùng để mạ:
Me + xH
2
O = [Me(H
2
O)
x
]

z+
+ ze
4 OH
-
= O
2
+ 2H
2
O + 4e
Me: kim loại cần mạ
Vật cần mạ
Anot bằng kim loại mạ
Dung dịch mạ
Nhả Dầu
Gia công bề mặt (sóc bóng)
Tẩy gỉ
H2SO4 + HCl
Rửa (xà phòng + Na2CO3)
Rửa nước
Tẩy axit (H2SO4)
Sắt, thép
Rửa 2 lần nước
Mạ CuCN
Mạ CuSO4
Mạ Niken bóng
Rửa
Sấy khô
Kiểm tra
Mạ Crôm
Sản phẩm

49
Hình 2.2 Sơ đồ bể mạ
2.1.2.3 Rửa
Các chi tiết sau khi mạ xong được rửa lại bằng nước sạch để tẩy sạch các dung dịch
mạ bám trên bề mặt, được thực hiện bằng việc nhúng các chi tiết vào các bể nước
sạch liên tiếp.
2.1.2.4 Sấy khô
Các chi tiết sẽ được sấy khô sau công đoạn mạ. Sau đó chúng sẽ được kiểm tra và
đưa vào kho lưu trữ.
2.1.3 Quy trình công nghệ
Đầu tiên sắt, thép được đưa vào bể nhả dầu nhằm tách dầu trên bề mặt ống. Sau đó
nguyên liệu được đưa qua bể tẩy gỉ để tẩy sạch các oxit kim loại trên bề mặt bằng
axit sunfuric và axit clohydric. Sau đó chúng được đem đi gia công bề mặt bằng
phương pháp sóc bóng để tạo điều kiện tối ưu cho quá trình mạ ở phía sau. Tiếp sau
đó chúng được rửa lần lượt bằng dung dịch kiềm và dung dịch axit để tẩy sạch dầu
mỡ và các sản phẩm ăn mòn một lần nữa. Sau đó sắt, thép được rửa lại bằng nước
cho thật sạch và đem mạ. Tiếp theo là giai đoạn rửa và sấy khô sản phẩm. Sau đó
kiểm tra thành phẩm và lưu kho.
49
Hình 2.3: Sơ đồ công nghệ mạ sắt, thép
2.1.4 Những vấn đề môi trường cần quan tâm
Bảng 2.1: Các nguồn gây ô nhiễm trong xi mạ
Công đoạn Chất thải chính Tác động
Mài thô,
mài tinh
Bụi bột mài, bụi kim loại,
SiO
2,
Cr
2

O
3
Gây bệnh về mắt, phổi, ngoài da
Quay bóng
khô
Bụi mùn cưa, dầu hôi,
oxit kim loại
Bụi công nghiệp ảnh hưởng đến môi
trường
Quay bóng
ướt
Bột kim loại, axit
sunfuric, các chất hoạt
động bề mặt
Nước thải axit, cặn thải kim loại gây ô
nhiễm môi trường, hơi axit, khí hydro
dễ gây các bệnh đường hô hấp
Tẩy dầu mỡ
bằng dung
Các chất dầu mỡ, dung
môi, hơi dung môi, cặn
Là các chất dễ cháy, nổ, bay hơi gây
49
môi hữu cơ kim loại độc đối với công nhân
Tẩy rỉ hóa
học
Dung dịch axit, muối kim
loại nặng
Nước thải có pH thấp, gây ăn mòn,
các kim loại nặng gây độc

Mạ kẽm
Nước có pH cao, chứa
nhiều kẽm, muối kẽm,
muối xianua,
Nước thải có chứa nhiều kẽm, xianua
gây ô nhiễm môi trường
Mạ Niken
Muối Niken, muối florua,
axit boric, axit sunfuric,
khí độc thoát ra từ bể mạ
Nước thải chứa kim loại nặng gây ô
nhiễm môi trường. Khí độc ảnh hưởng
đến sức khỏe
Mạ Crom
Axit sunfuric, axit cromic Nước thải có chứa cromat rất độc cho
người và động vật. Cromat là chất gây
ung thư da, ung thư phổi
Mạ đồng
Nước thải có chứa muối
vô cơ cao, muối đồng,
muối amoni, xianua
Nước thải chứa độc tố xianua đồng
gây ô nhiễm nguồn nước. Muối đồng,
muối xianuca gây ngộ độc cấp tính
cho công nhân làm việc trực tiếp
(Nguồn: Sổ tay hướng dẫn xử lý ô nhiễm môi trường trong sản xuất tiểu thủ công
nghiệp, Sở Khoa Học Công Nghệ v à Môi Trường Thành Phố Hồ Chí Minh)
Nước thải phát sinh trong quá trình mạ kim loại chứa hàm lượng các kim loại nặng
rất cao và là độc chất đối với sinh vật, gây tác hại xấu đến sức khỏe con người.
Nhiều công trình nghiên cứu cho thấy, với nồng độ đủ lớn, sinh vật có thể bị chết

hoặc thoái hóa, với nồng độ nhỏ có thể gây ngộ độc mãn tính hoặc tích tụ sinh học,
ảnh hưởng đến sự sống của sinh vật về lâu về dài. Do đó, nước thải từ các quá trình
xi mạ kim loại, nếu không được xử lý, qua thời gian tích tụ và bằng con đường trực
tiếp hay gián tiếp, chúng sẽ tồn đọng trong cơ thể con người và gây các bệnh
nghiêm trọng, như viêm loét da, viêm đường hô hấp, eczima, ung thư,
Nước thải xi mạ có độ pH tương đối thấp, nồng độ các kim loại nặng khá cao. COD
tương đối nhỏ. Hiện nay nước thải của các nhà máy xi mạ chưa được xử lý triệt để
trước khi thải ra môi trường. Chính nguồn nước thải này đã và đang gây ô nhiễm
nghiêm trọng đền nguồn nước.
49
Hiện nay tại công ty đã có hệ thống xử lý nước thải nhưng nước thải đầu ra chưa đạt
tiêu chuẩn thải gây ô nhiễm môi trường. Trong nước vẫn còn hàm lượng lớn kim
loại nặng như crom, sắt, đồng, độ pH thấp.
Các hóa chất dùng trong quá trình xi mạ rất độc hại…Hơi của chúng có thể gây ngộ
độc cho người lao động như CuCN. Hiện tại công ty chưa có hệ thống xử lý khí
thải. Hơi của các hóa chất được hút qua buồng hút và đưa ra ngoài khí quyển.
2.2 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KHÍ H
2
SO
4
2.2.1 Các phương pháp xử lý khí độc hại
Các phương pháp làm sạch khí thải rất đa dạng về cấu tạo thiết bị cũng như công
nghệ làm sạch. Tùy theo thành phần và khối lượng khí thải mà lựa chọn phương
pháp xử lý phù hợp, đảm bảo kỹ thuật xử lý và tính kinh tế của phương pháp đó.
Khi lựa chọn thiết bị làm sạch khí thải cần phải tính đến hiệu quả làm sạch , những
chi phí đầu tư ban đầu, những chi phí trong quá trình vận hành, tuổi thọ của hệ
thống xử lý, đơn giản trong vận hành, dễ dàng kiểm tra sửa chữa,…
Các phương pháp xử lý khí độc hại:
• Phương pháp hấp thụ
Hấp thụ là kỹ thuật làm sạch khí thải dựa trên cơ sở hấp thụ khí độc hại chứa trong

hỗn hợp khí bằng phản ứng của các chất lỏng.
Làm sạch khí thải của các phân xưởng, xí nghiệp bằng phương pháp hấp thụ là để
tách ra những thành phần giá trị từ dòng khí và đưa nó vào quá trình công nghệ để
tiếp tục sử dụng hoặc là để tách ra những chất độc hại trong dòng khí trước khi thải
vào môi trường xung quanh.
Có nhiều loại thiết bị hấp thụ khác nhau, chúng có thể chia làm 2 nhóm. Nhóm thứ
nhất là các thiết bị làm việc theo nguyên tắc phân tán bọt khí vào trong chất lỏng.
nhóm thứ hai hoạt động theo nguyên tắc phân tán chất lỏng vào trong pha khí.
Các thiết bị hấp thụ: thiết bị lọc khí rỗng tốc độ cao, thiết bị lọc khí phối hợp phun –
lớp đệm, thiết bị rửa khí có lớp đệm, thiết bị khử khí kiểu sủi bọt, thiết bị hấp thụ
tốc độ cao….
Chất hấp thụ áp dụng trong quá trình làm sạch khí thải cần phải thỏa mãn:
- Có đủ khả năng hấp thụ cao
- Có tính chọn lọc cao theo quan hệ với thành phần cần được tách ra
- Có thể có tính bốc hơi nhỏ
- Có những tính chất động học tốt
49
- Có khả năng hoàn nguyên tốt
- Có tính ổn định nhiệt hóa học
- Không có tác dụng ăn mòn nhiều đến thiết bị
- Có giá thành rẻ và dễ kiếm trong sản xuất công nghiệp
• Phương pháp hấp phụ
Hấp thụ là kỹ thuật làm sạch khí bằng cách tập trung các khí và hơi độc lên bề mặt
vật rắn có bề mặt tiếp xúc lớn. Phương pháp này lợi dụng tính chất vật lý của một
số vật liệu rắn nhiều lỗ rỗng với cấu trúc siêu hiển vi, cấu trúc đó có tác dụng chắt
lọc khí độc hại trong hỗn hợp khí thải và giữ chúng lại trên bề mặt.
Các chất hấp phụ thường dùng là than hoạt tính, silicagen, zeolit…
• Phương pháp thiêu đốt
Phương pháp này được sử dụng trong trường hợp khi mà quá trình sản xuất không
thể thu hồi hay tái sinh với khí thải, khí thải có thể cháy được nhưng sinh ra chất

không ô nhiễm thứ cấp, không độc hại như hydrocacbon, các dung môi…
Thiêu hủy bằng nhiệt được sử dụng trong trường hợp trong trường hợp khí có nồng
độ chất độc hại cao và chứa hàm lượng oxy đủ lớn. Nhiệt độ đốt không có chất xúc
tác thường 800 – 1100
0
C.
Thiêu đốt có chất xúc tác cần diện tích bề mặt tiếp xúc lớn và nhiệt độ đốt khoảng
250 – 300
0
C. phương pháp có chất xúc tác thường thích hợp cho các khí độc hại có
nồng độ thấp.
• Phương pháp ngưng tụ
Trong phương pháp này sử dụng môi chất lạnh trung gian để môi chất trung gian để
hạ thấp nhiệt độ nhất định mà khi đó các thành phần ngưng đọng lại và tách ra khỏi
dòng khí thải. Phương pháp này thường áp dụng đối với các dung môi hữu cơ như
xăng dầu, axeton, toluene…
• Phương pháp sinh hóa – vi sinh
Phương pháp này lợi dụng các vi sinh vật trong môi trường xung quanh để hấp phụ,
phân hủy các khí độc hại có trong dòng thải. Ngoài ra các vi sinh vật còn tiêu thụ
một phần đáng kể các tạp chất có trong hỗn hợp khí. Phương pháp này được thực
hiện theo một quy trình đơn giản nhưng lại mang hiệu quả kinh tế nhất định.
2.2.2 Lựa chọn phương pháp xử lý khí H
2
SO
4
Hơi khí H
2
SO
4
trong phân xưởng xi mạ được thu gom và dẫn đến thiết bị xử lý

thông qua hệ thống hút khí. Chọn xử lý khí H
2
SO
4
bằng phương pháp thụ:
49
- Thiết bị rửa khí có lớp đệm
- Dung dịch hấp thụ: H
2
SO
4
Phạm vi của đồ án này chỉ tính toán, thiết kế hệ thống hút khí H
2
SO
4
, các chi tiết và
lựa chọn quạt hút.
49
CHƯƠNG 3: LỰA CHỌN CHỤP HÚT KHÍ H
2
SO
4
3.1 TÁC HẠI CỦA H
2
SO
4
 Đối với công nhân làm việc trong phân xưởng
Axit sunfuric (H
2
SO

4
) là chất lỏng ở nhiệt độ thường, thường dùng trong xi mạ, hơi
axit sunfuric có tính ăn mòn, phá hủy rất mạnh.
Ở nhiệt độ thường axit sunfuric (H
2
SO
4
) và với H
2
SO
4
thường, hơi axit ít có khả
năng bốc lên. Nhưng nếu ở nhiệt độ cao thì H
2
SO
4
bốc hơi cùng SO
3
. Đối với H
2
SO
4
đặc bốc khói thì thường xuyên bốc ra SO
3
ngoài không khí nếu không có biện pháp
thu gom và xử lý.
Khi axit tiếp xúc với vật chất khác như kim loại, chất hữu cơ và nhất là khi được
đun nóng thì bao giờ cũng bốc ra SO
3
. SO

3
kích thích mạnh đường hô hấp, gây ho
sặc sụa và gây phản ứng ngừng thở có thể gây viêm phổi hóa học.
Các triệu chứng ở đường hô hấp còn có: phù thanh quản do nghẹt thở, ho ra máu,
phù phổi cấp do phù phế nang, xuất huyết…
Bỏng da: chỗ da không được bảo vệ, bao che thướng bị nổi mẩn ngứa, lở loét, khó
chịu
 Đối với môi trường
Hơi axit sunfuric có tính ăn mòn, phá hủy rất mạnh. Khi phát tán ra môi trường sẽ
ảnh hưởng đến sức khỏe của người dân, ảnh hưởng đến hệ sinh thái, ăn mòn các
công trình…
3.2 LỰA CHỌN CHỤP HÚT KHÍ H
2
SO
4
CHO PHÂN XƯỞNG XI MẠ
3.2.1 Tổng quan các loại chụp hút
Chụp hút là dạng hút cục bộ đơn giản và phổ biến, thường được sử dụng để hút thải
gió nóng, bụi, khí độc…
Nhờ chụp hút cục bộ mà khí độc không lan tỏa vào phòng, xâm nhập vào vùng làm
việc trong phân xưởng. chụp hút khí thường có dạng hình côn cắt chóp hoặc hình
tháp, chụp hút thường đặt gần, trong khả năng có thể được với nguồn phát sinh ra
chất khí : đặt bện trên hoặc bên hông.
 Yêu cầu cấu tạo chụp hút:
• Vị trí tỏa độc hại nếu được cần phải chụp kín.
49
• Kích thước phải tối thiểu.
• Chụp hút không được cản trở thao tác của công nhân.
• Các yếu tố độc hại phải được hút theo chiều hướng chuyển động tự
nhiên của chúng.

Chụp hút có thể làm việc khi sức hút tự nhiên hay là cơ khí.
 Chụp hút đặt trên các nguồn toả nhiệt:
Lực hút tạo nên do lực đẩy Acsimet. Không khí trên bề mặt nguồn toả nhiệt nóng
nên nhẹ hơn và bốc lên cao đi vào các chụp hút gió.
Hình 3.1: Chụp hút làm việc bằng sức hút tự nhiên
Lưu lượng chụp hút cưỡng bức phụ thuộc vào lưu lượng quạt. Luồng không khí
trước chụp hút cưỡng bức có các đặc điểm sau: Sự thay đổi tốc độ trên trục của
chụp hút phụ thuộc vào góc mở α của chụp. Góc mở càng lớn thì vận tốc tại tâm
chụp v
max
càng lớn so với vận tốc trung bình v
TB
Đối với chụp có góc mở 90
0
: v
max
= 1.65v
TB
Đối với chụp có góc mở 60
0
: v
max
≈ v
TB
Hình 3.2 chụp hút đơn giản
49
 Chụp hút mái đua
Chụp hút mái đuc thường được bố trí ở những cửa lò nung, chụp hút này có thể hút
những sản phẩm cháy có trong hỗn hợp với không khí trong phòng. Đối với loại lò
có cửa thường xuyên mở thì cần thiết phải lắp loại chụp này.

Hình 3.3 Chụp hút mái
đua
Hình 3.4: Chụp hút có
các khe xung quanh
Hình 3.5: Chụp hút có
sự thổi không khí
 Chụp hút trên thành bể
 Khi điều kiện kỹ thuật và công nghệ không cho phép bao bọc kín nguồn tỏa
chất có hại, dùng bộ phận hút trên thành bể để thải các loại khí có hại bốc lên
từ mặt chất lỏng chứa trong bể.
 Hút trên thành bể có thể thực hiện theo cách sau đây: dọc theo 1 cạnh dài
hoặc 2 cạnh dài của bể chứa, bố trí những rãnh hút khí có chiều cao h = 50 –
100 mm, cách bề mặt dung dịch trong bể một khoảng cách H nhất định để
tránh tình trạng dung dịch chứa trong bể có thể bị hút vào rãnh. Có thể lấy H
= (0.08 – 0.1)b nhưng không nhỏ hơn 150 mm.
 Nhờ hệ thống hút như vậy trên bề mặt chất lỏng sẽ được tạo ra môi trường
vận tốc có tác dụng ngăn không cho hơi bốc lên từ bề mặt dung dịch và lan
tỏa vào không khí trong phòng.
 Phạm vi hoạt động của miệng hút rất hẹp, tốc độ hút tắt dần rất nhanh khi ra
xa khỏi miệng hút nên bộ phận hút trên thành đòi hỏi phải có vận tốc hút
tương đối lớn và vì thế lưu lượng hút cũng lớn.
 Đối với bể có chiều rộng < 0.7m, người ta sử dụng hệ thống hút 1 bên thành.
Nếu bề rộng bể lớn hơn, sử dụng hệ thống hút 2 bên thành.
49
 Loại miệng hút đơn giản áp dụng trong trường hợp dung dịch trong bể chứa
ở mức cao, khoảng cách từ bề mặt dung dịch đến miệng hút H = 80 – 150
mm.
 Bề mặt của bể càng lớn, nhiệt độ dung dịch trong bể càng cao thì miệng hút
thành bể cần hút lưu lượng không khí càng lớn.







 Hình 3.6: Miệng hút trên thành bể loại đơn giản
 Khi dung dịch đứng ở mức thấp hơn, H = 150 – 300 mm và lớn hơn. Yêu cầu
lắp đặt miệng hút đảo chiều.





 Hình 3.7: Miệng hút trên thành bể loại đảo chiều
 Hút trên thành bể kết hợp với thổi gió
 Đối với miệng hút loại đơn giản ở một bên thành bể để tăng cường hiệu quả
hút và ngăn chặn sự lan tỏa khí độc hại, người ta bố trí thêm khe thổi gió ở
phía thành bể đối diện.
 Luồng thổi phẳng tạo ra dòng không khí hướng về miệng hút. Để làm việc có
hiệu quả cao thì lưu lượng khí ở miệng hút phải bằng tổng lưu lượng không
khí ở miệng thổi và không khí ở xung quanh bị cuốn vào luồng.
 3.2.2 Lựa chọn chụp hút khí H
2
SO
4
 Trong phân xưởng khí H
2
SO
4
phát sinh từ các bể axit, nhiệt độ dung dịch là

80
0
C. Hút khí H
2
SO
4
hợp lý nhất là hút cục bộ trực tiếp tại nguồn phát sinh.
49
 Hút cục bộ dưới dạng các chụp hút trên thành bể từ các bể với đường ống
góp là mương đặt dưới sàn. Trường hợp đặt biệt, nếu không đặt được mương
dưới sàn, đường ống đặt trong phân xưởng, dọc tường ở độ cao 2 - 3 mét
cách sàn.
 Kích thước mỗi bể mạ: B x L x H = 1m x 2m x 1.2 m
 Khoảng cách từ bề mặt dung dịch đến thành trên của bể là 150 mm
 Chọn thiết kế hệ thống hút 2 bên thành bể cho các bể chứa axit trong phân
xưởng.



49
 CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG HÚT KHÍ H
2
SO
4


 Phân xưởng xi mạ có kích thước: L x B x H = 30m x 16m x 5.5m
 Nồng độ khí H
2
SO

4
có trong phân xưởng:
• Dãy I: Nồng độ khí H
2
SO
4
là 5 g/m
3
• Dãy II: Nồng độ khí H
2
SO
4
là 7 g/m
3

 Hình 4.1: Thông số thiết kế phân xưởng xi mạ

 Do thuộc khu vực nhà xưởng nên giá trị giới hạn nồng độ H
2
SO
4
trong không
khí vùng làm việc theo TCVS: 3733:2002/QĐ-BYT là 1mg/m
3
. Vì vậy cần
thiết kế hệ thống hút khí H
2
SO
4
để đảm bảo sức khỏe cho người lao động,

49
đồng thời thu hút và dẫn khí độc hại này đến các thiết bị xử lý để xử lý trước
khi thải ra môi trường.
 4.1 CHỤP HÚT
4.1.1 Nhiệm vụ
 Thu gom không khí bị nhiễm khí độc H
2
SO
4
tại thành bể mạ để đảm bảo
TCVS trong phân xưởng xi mạ. Hút thải ra ngoài những chất có hại ngay từ
chỗ phát sinh, không cho lan toả ra xung quanh làm ô nhiễm không khí trong
phân xưởng, làm ảnh hưởng đến sức khỏe người lao động.
4.1.2 Tính toán
 Lưu lượng thể tích không khí được hút
 Lưu lượng thể tích không khí L (m
3
/h) được hút từ bể nóng có thể xác định
theo công thức:

 Trong đó:
 A: Hệ số đặc trưng phụ thuộc vào cách hút một bên hay hai bên, hút
hai bên A = 0.50
 b: Chiều rộng của bể, b = 1 m
 l: Chiều dài của bể, l = 2 m
 g: Gia tốc trọng trường, g = 9.81 m/s
2
 T
n
: Nhiệt độ tuyệt đối của dung dịch trong bể, T

n
= 80
0
C = 353
0
K
 T
xq
: Nhiệt độ tuyệt đối của không khí trong phòng. T
xq
= 25
0
C =
298
0
K

ϕ
: góc mở rộng của luồng không khí bị hút. Đối với bể đứng độc lập,
ϕ
= 3
π
/2

 Trong điều kiện thực tế thì không khí trong phòng ít nhiều có chuyển động,
đồng thời không khí còn có thể bị hút vào khe từ hai bên thành ngang của bể.
Do đó lượng không khí hút thực tế xác định theo công thức sau:

49
 Trong đó:


z
K
: Hệ số dự trữ tính đến ảnh hưởng của gió.
z
K
= 1.75 – 2 đối với bể
chứa chất có mức độ độc hại cao. Chọn
z
K
= 1.75

t
K
: Hệ số tính đến ảnh hưởng của sức hút đối với luồng không khí bị
hút từ hai bên thành ngang của bể. Hút 2 bên:

 
 Kích thước khe hút
 Chiều cao khe hút h = 0.1b = 0.1 x 1= 0.1 m
 Chiều dài khe hút bằng chiều dài của bể: l = 2 m
 Diện tích của khe hút là:
 F = h.l = 0.1x 2 = 0.2 m
2
 Vận tốc của luồng không khí ở miệng hút sẽ là:

 Miệng hút đặt trên thành bể, cách bề mặt dung dịch trong bể một khoảng
cách H = 150 mm.
4.2 ĐƯỜNG ỐNG DẪN KHÍ
4.2.1 Nhiệm vụ

 Dẫn khí thải từ chụp hút đến các thiết bị xử lý.
4.2.2 Tính toán
 Nguyên tắc tính toán
 Từ lưu lượng Q, ta chọn vận tốc v (Bảng 5 - 4, Trần Ngọc Chấn – Kĩ thuật
thông gió, 2011) và tra phụ lục 3 (Trần Ngọc Chấn – Kĩ thuật thông gió,
2011) ta được:
- Đường kính ống dẫn d, mm
- Tổn thất áp suất trên 1m chiều dài ống dẫn R, kG/m
2
.m
- Áp suất động P
d
, kG/m
2
-
- Từ:
49

- Tra phụ lục 4 (Trần Ngọc Chấn – Kĩ thuật thông gió, 2011) ta được trở lực
cục bộ tại chạc ba, nhánh rẽ
,
t n
ξ ξ
.Trong đó:
 f: diện tích tiết diện của các đoạn ống, m
2
 L: lưu lượng tại các tiết diện ống, m
3
/h
- Từ đó suy ra tổn thất áp suất cục bộ: .Với:: tổng trở lực cục bộ trên đoạn ống

- Tổn thất áp suất toàn phần trên mỗi đoạn:
 Tính toán

 Hình 4.2: Hệ thống đường ống hút trong phân xưởng

 Chọn A-D là nhánh chính do bất lợi nhất về mặt thủy lực.
 Dãy I
 ĐOẠN A – B
 Đoạn 1 – 2: