nghiên cứu hoàn thiện công nghệ và sản xuất thiết bị lọc ướt hướng tâm xử lý bụi và một vài loại khí axít

i


TÓM TẮT NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Xử lý khí thải các nguồn gây ô nhiễm không khí là một trong các lĩnh vực quan
trọng trong công tác bảo vệ môi trường trong giai ñọan hiện nay; Tầm quan trọng của
nó cũng giống như xử lý ô nhiễm môi trường do nước thải; chất thải rắn và chất thải
nguy hại. Nghiên cứu ñể tìm ra các công nghệ xử lý phù hợp với ñiều kiện Việt Nam
có nền công nghiệp ña phần có quy mô vừa và nhỏ; kinh phí ñầu tư ban ñầu của các
doanh nghiệp khá khiêm tốn là công việc hết sức cần thiết và cấp bách nhằm giảm
thiểu các chất ô nhiễm không khí, góp phần bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.
Dự án sản xuất thử “Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ và sản xuất thiết bị lọc ướt
hướng tâm xử lý bụi và một vài loại khí axít” ra ñời cũng không ngòai mục tiêu trên.
Sau hơn 2 năm thực hiện, dự án ñã khắc phục nhiều khó khăn do suy thóai kinh tế tòan
cầu ảnh hưởng ñến sự phát triển kinh tế của Việt Nam; Giá cả nguyên vật liệu, xăng
dầu, nhân công tăng ñột biến; sản xuất bị ngưng trệ ñể cố gắng thực hiện các nội dung
của dự án.
Kết quả nghiên cứu của dự án ñã nghiên cứu hòan thiện công nghệ xử lý khí thải
với 02 chất ô nhiễm chính là bụi và một vài lọai khí axít trên mô hình thực nghiệm có
quy mô nhỏ phù hợp với thực tế tại các cơ sở sản xuất nhỏ (lưu lượng khí thải L =
1.300 – 1.500 m
3
/h) và một mẫu thiết bị với lưu lượng 3.500 – 4.000 m
3
/h. Từ ñó tìm
kiếm ñịa bàn áp dụng và triển khai vào thực tế tại 06 cơ sở sản xuất và ñề xuất quy
trình vận hành thiết bị phù hợp với ñiều kiện các cơ sở vừa và nhỏ ở Việt Nam về kinh
phí và vị trí lắp ñặt hạn chế nhưng vẫn ñảm bảo ñiều kiện kỹ thuật về an tòan cho môi
trường. Kết quả nghiên cứu cho thấy có thể triển khai ứng dụng rộng rãi thiết bị và
công nghệ này trong thực tế.

ii


SUMMARY OF RESEARCH CONTENT


Handling emission sources of air pollution is one of the important areas of
environmental protection work in the current period, its importance, like
environmental pollution caused by waste water; solid waste and hazardous waste.
Research to identify treatment technologies suitable to Vietnam's conditions the
industry has mostly small and medium scale; initial funding of the enterprises is rather
modest work essential and urgency to reduce air pollutants, contributing to
environmental protection and sustainable development.
Trial production project "Research on improving technologies and equipment
production center handle towards wet filter dust and some acid gases" are not
born outside the goal. After more than two years of implementation, the project has
overcome many difficulties on the global economic slowdown to affect the economic
development of Vietnam, prices of raw materials, fuel, labor increases mutation,
production was stalled trying to make the contents of the project.
Results of the project has been researched and completed the treatment technologies

with 02 emissions of pollutants are dust and gas some kind of acid on experimental
model of small-scale practice match at the premises small production (gas flow L =
1.300-1.500 m
3
/ h) and a sample device with a flow of 3.500-4.000 m
3
/ h. Since then,
local search and apply to practical implementation at 06 production facilities and
proposed operating procedures and equipment in accordance with the conditions of
small and medium establishments in Vietnam about the funding and limited set of
technical conditions installation position but still ensure the safety for the environment.
Research results show that applications can be deployed widely equipment and
technology in practice.
Dự án sản xuất thử “Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm thiết bị lọc ướt xử lý bụi và một vài loại khí axit”

iii
MỤC LỤC

TÓM TẮT NỘI DUNG NGHIÊN CỨU i

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT v

DANH MỤC BẢNG vi

DANH MỤC HÌNH vii

BẢNG QUYẾT TOÁN
BẢNG DỰ TRÙ KINH PHÍ GIAI ðOẠN II

MỞ ðẦU 1

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

1.1 Tính cấp thiết của Dự án 3
1.2 Xuất xứ của Dự án 3
1.3 Tổng quan các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước 3
1.3.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước 3
1.3.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 4
1.3.2.1. ðề tài cấp: Thành phố 4
1.3.2.2. Luận án Tiến sỹ của ThS. ðinh Xuân Thắng 4
1.3.2.5. Công trình xử lý khí thải khác: 10
CHƯƠNG 2

CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA PHƯƠNG PHÁP LỌC ƯỚT HƯỚNG
TÂM 13

2.1 Bản chất của quá trình lọc ướt 13
2.2 Các yếu tố ảnh hưởng ñến hiệu quả lọc ướt ñối với bụi và khí ñộc 13
2.2.1 Lựa chọn dung dịch hấp thụ thích hợp 13
2.2.2 Diện tích tiếp xúc giữa dung dịch hấp thụ và khí thải 14
2.2.3 Thời gian tiếp xúc 15
2.2.4 Ảnh hưởng của áp suất và nhiệt ñộ 15
2.2.5 Ảnh hưởng của bản chất khí thải 16
2.2.6 Tốc ñộ chuyển ñộng của dung dịch hấp thụ và khí thải 16
2.2.7 Hướng chuyển ñộng tương ñối của dung dịch hấp thụ và khí thải 16
2.3 Nghiên cứu chuyển ñộng của dòng không khí xoáy trong hệ thống thông gió 17

2.3.1 Chuyển ñộng của dòng không khí xoáy trong hệ thống thông gió 17
2.3.2 Sự phân bố bụi, hơi khí ñộc trong dòng khí chuyển ñộng xoáy 23
2.4 Nguyên tắc tiếp xúc giữa hạt bụi, khí ñộc và giọt chất lỏng 25
CHƯƠNG 3

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 28

3.1 NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN CÔNG NGHỆ (Nội dung 1) 28
3.1.1 Mục tiêu của Nội dung 1 28
3.1.2 Phương pháp thực hiện 28
3.1.2.1 Nghiên cứu lý thuyết 28
3.1.2.2 . Nghiên cứu thực nghiệm 28
3.1.3 Xây dựng mô hình thí nghiệm 29
3.1.3.1 Cơ sở khoa học ñể xây dựng mô hình 29
3.1.3.2 Xây dựng mô hình 29
3.1.3.3 . Quy hoạch thực nghiệm 31
3.2 GIA CÔNG VÀ LẮP ðẶT TẠI CÁC CƠ SỞ SẢN XUẤT (Nội dung 2) 38
3.2.1 Mục tiêu của nội dung 2 38
3.2.2 Phương pháp thực hiện 38
3.2.2.1 Phương pháp lý thuyết 38
Dự án sản xuất thử “Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm thiết bị lọc ướt xử lý bụi và một vài loại khí axit”

iv
3.2.2.2 Phương pháp thực nghiệm 38
3.3 KẾT QUẢ THỰC HIỆN NỘI DUNG 1: (N/cứu hòan thiện công nghệ) 38
3.3.1 Kết quả ño kiểm tra các thông số ñầu vào 38
3.3.2 Kết quả ño ñạc hiệu suất xử lý của thiết bị 41
3.3.3 ðề xuất công nghệ xử lý bụi cho các phân xưởng cơ khí vừa và nhỏ 44
3.3.3.1 Sơ ñồ công nghệ 44
3.3.3.2 Các thông số tính toán 45

3.3.3.3 Các thông số kỹ thuật của các thiết bị theo lưu lượng 47
3.4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU NỘI DUNG 2 (Nghiên cứu triển khai tại các cơ sở sản
xuất) 50
3.4.1 Khảo sát các cơ sở sản xuất có nhu cầu áp dụng 50
3.4.2 Lựa chọn cơ sở áp dụng 50
3.4.3 Kết quả áp dụng vào thực tế 51
3.4.4 Nhận xét kết quả tại các cơ sở khi ứng dụng công nghệ lọc ướt hướng tâm 55
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 57

TÀI LIỆU THAM KHẢO 59

PHỤ LỤC 61


Dự án sản xuất thử “Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm thiết bị lọc ướt xử lý bụi và một vài loại khí axit”

v
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

BYT

Bộ Y tề
CP

Chính Phủ
ðHQG HCM

ðại học Quốc Gia Hồ Chí Minh
HðKT

Hợp ñồng Kinh tế
HVCH

Học viên Cao học
KCN

KCN
KHCN

Khoa học Công nghệ
NCKH

Nghiên cứu Khoa học
NQ

Nghị Quyết
QCVN Quy chuẩn Việt nam
Qð

Quyết ñịnh
STKHKT

Sáng tạo Khoa học Kỹ thuật
TCCP

Tiêu chuẩn cho phép
TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam
TCVS

Tiêu chuẩn Vệ sinh
TP HCM

Thành phố Hồ Chí Minh
TW

Trung ương





Dự án sản xuất thử “Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm thiết bị lọc ướt xử lý bụi và một vài loại khí axit”

vi

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2. 1

Các thông số kỹ thuật của một số vật liệu ñệm 14

Bảng 3. 1 Thành phần hạt bụi kim loại trước khi thí nghiệm …………………………… 29
Bảng 3. 2

Số ñiểm lấy mẫu ñối với ống dẫn tròn 33

Bảng 3. 3

Số ñiểm lấy mẫu ñối với ống dẫn vuông góc 33

Bảng 3. 4 Danh mục thiết bị lấy mẫu nguồn thải 34

Bảng 3. 5

Kết quả ño vận tốc của dòng khí trên mặt cắt ngang ống hút 39

Bảng 3. 6

Hiệu suất lọc bụi theo hệ số phun nước µ (lít/m
3
khí thải) 40

Bảng 3. 7

Tổng hợp kết quả ño ñạc nồng ñộ bụi 41

Bảng 3. 8

So sánh ưu và nhược ñiểm của thiết bị với tháp ñệm và tháp rửa khí rỗng
43

Bảng 3. 9

Bảng tra cứu các thiết bị lọc ướt hướng tâm 47

Bảng 3. 10 Một số thông số cơ bản của thiết bị 48

Bảng 3. 11 Kết quả ño ñạc trong ống khói sau hệ thống xử lý khí thải 52

Bảng 3. 12 Nồng ñộ các chất ô nhiễm trước xử lý (Trung tâm công nghệ & QLMT)53

Bảng 3. 13 Nồng ñộ các chất ô nhiễm sau xử lý của (Vinacontrol) 53

Bảng 3. 14 So sánh kinh tế - kỹ thuật một số thiết bị lọc ướt 56



Dự án sản xuất thử “Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm thiết bị lọc ướt xử lý bụi và một vài loại khí axit”

vii

DANH MỤC HÌNH

Hình 1. 1

Mô hình thí nghiệm của Luận án Tiến sỹ 5

Hình 1. 3 Hiệu suất thiết bị ở các vận tốc khác nhau 6

Hình 1. 4

Sự phụ thuộc của hiệu suất thiết bị vào chiều cao lớp nước ở ñáy thiết bị
6

Hình 1. 5

Quan hệ giữa hiệu suất xử lý SO
2

và hệ số phun dung dịch hấp thụ là nước
8

Hình 1. 6 Quan hệ giữa hiệu suất xử lý SO
2
và hệ số phun dung dịch hấp thụ bằng
sữa vôi 5% 8

Hình 1. 7

Hiệu suất xử lý bụi 9

Hình 1. 8. Hiệu suất xử lý SO
2
9
Hình 2.1

Ảnh hưởng của nhiệt ñộ, áp suất lên quá trình hấp thụ 15

Hình 2.2

Sơ ñồ chuyển ñộng của dòng khí 17

Hình 2.3

Phương pháp thông gió ống cụt 18

Hình 2.4

Chuyển ñộng xoáy của dòng không khí trên bề mặt ñáy 20

Hình 2.5

ðồ thị ñặc trưng biểu diễn các ñiều kiện tạo ra dòng khí xoắn 22

Hình 2.6

Sự phân bố nồng ñộ bụi, khí ñộc và nhiệt ñộ 24

Hình 3.2

Sơ ñồ chung hệ thống lấy mẫu nguồn 33
Hình 3. 1

Mô hình thực nghiệm xử lý bụi 31

Hình 3. 2

Ảnh 3D và ảnh thực cấu tạo chung mô hình thực nghiệm 39

Hình 3. 3

Quan hệ giữa hiệu suất lọc bụi và hệ số phun nước µ (lít/m
3
) 40

Hình 3. 4

Hiệu suất xử lý bụi của thiết bị thực nghiệm 42

Dự án sản xuất thử “Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm thiết bị lọc ướt xử lý bụi và một vài loại khí axit”

1
MỞ ðẦU

I. GIỚI THIỆU VỀ DỰ ÁN

1. Tên Dự án: Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ và sản xuất thiết bị lọc ướt
hướng tâm xử lý bụi và một vài loại khí axít.
2. ðồng Chủ nhiệm dự án: PGS.TS. ðinh Xuân Thắng & KS. Vũ Văn Dũng
3. Cơ quan chủ trì: Viện Môi trường & Tài nguyên – ðHQG.HCM
4. Cơ quan phối hợp: Viện Nghiên cứu Công nghệ Môi trường & Bảo hộ Lao ñộng
5. Thời gian thực hiện ñề tài: 24 tháng (từ 12/2007 ñến 12/2009 theo ñề cương) và
ñược gia hạn thêm 06 tháng (gia hạn ñến hết 06/2010)
6. Kinh phí ñược duyệt:
- Tổng kinh phí của dự án: 2.597.350.000 ñồng
- Kinh phí từ Ngân sách: 940.000.000 ñồng
- Kinh phí ñối ứng: 1.657.350.000 ñồng
7. Kinh phí ñã cấp:
−
ðợt 1: 700.000.000 ñ; theo thông báo số: 297TB-SKHCN ngày 17/12/2007;
−
ðợt 2: 146.000.000 ñ; theo thông báo số: 148/TB-SKHCN ngày 28/08/2009;
Kinh phí ñã thanh quyết toán:
- ðã thanh toán xong kinh phí ứng ñợt 1 là 700.000.000 ðồng;
- ðang làm các thủ tục xin thanh toán ñợt 2: 146.000.000 ðồng
- ðã nộp kinh phí thu hồi ñợt 1: 250.000.000 ðồng
II. MỤC TIÊU CỦA DỰ ÁN

2.1 Mục tiêu của Dự án sản xuất hoặc chuyển giao công nghệ ñặt ra
Nhằm ổn ñịnh các thông số kỹ thuật, hoàn thiện thiết bị và công nghệ của thiết bị
trước khi triển khai rộng rãi trong thực tế;
2.2 Mục tiêu của Dự án sản xuất thử nghiệm
a). Theo ðề cương và hợp ñồng số 488/Hð-SKHCN ngày 24/12/2007:
- Gia công 02 mẫu thiết bị có công suất 3.500 – 4.000 m
3
/h và 4.000 – 5.500 m
3
/h;
- Gia công lắp ñặt tại 10 – 12 cơ sở sản xuất ñể kiểm chứng;
b). Theo Ý kiến của Hội ñồng giám ñịnh ñợt 1 ngày 09/04/2009:
Do dự án thực hiện trong thời gian từ ñầu năm 2008 và 2009 là thời gian khủng
khoảng kinh tế, giá cả nguyên vật liệu, nhân công tăng lên rất cao và việc tìm kiếm các
cơ sở áp dụng gặp nhiều khó khăn nên Hội ñồng giám ñịnh giai ñoạn 1 cho phép dự án
ñược ñiều chỉnh mục tiêu và nội dung của dự án như sau:
- Gia công 02 mẫu thiết bị có công suất 1.300 – 1.500 m
3
/h và 3.500 – 4.000 m
3
/h;
Dự án sản xuất thử “Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm thiết bị lọc ướt xử lý bụi và một vài loại khí axit”

2
- Gia công lắp ñặt tại 4 - 5 cơ sở sản xuất thay vì 10 – 12 cơ sở như ñề cương ñăng ký
ñể kiểm chứng;
- Có thể triển khai xử lý cho các chất ô nhiễm: Bụi, khí axít và một vài loại khí khác;
III. NỘI DUNG CỦA DỰ ÁN
3.1. Nội dung 1 (Bước 1):
Bước ñầu nghiên cứu hoàn thiện công nghệ của thiết bị, kiểm tra lại các thông số cơ

bản của thiết bị trên cơ sở gia công 2 mẫu thiết bị. Trong nội dung này cần thiết phải
nghiên cứu kiểm tra, hiệu chỉnh nếu thấy cần thiết một số thông số kỹ thuật chính sau:
−
Vận tốc của dòng khí;
−
Xác ñịnh lưu lượng của dòng khí;
−
Chiều cao cột nước dưới ñáy thiết bị;
−
Hệ số phun của dung dịch hấp thụ;
−
Tiếng ồn của thiết bị;
−
Hiệu suất xử lý bụi; khí axít
−
Hoàn chỉnh công nghệ của thiết bị;
−
Xây dựng quy trình vận hành.
3.2. Nội dung 2 (Bước 2):
Tìm kiếm ñịa ñiểm, khảo sát, trao ñổi và triển khai ngoài thực tế tại 4 – 5 cơ sở sản
xuất, ño ñạc các thông số như trên, hòan thiện và ñề xuất quy trình vận hành thiết bị;
tổng kết rút kinh nghiệm và hòan chỉnh, nghiệm thu dự án.
IV. SẢN PHẨM CỦA DỰ ÁN
Theo ñề cương nghiên cứu ñã ñược phê duyệt trước ñây, dự án sẽ:
- Nghiên cứu gia công 02 mẫu thiết bị có lưu lượng 3.500 – 4.000 m
3
/h và 4.000 –
5.000 m
3
/h;

- Gia công và lắp ñặt tại 10 – 12 cơ sở sản xuất (tùy theo yêu cầu của thực tế sẽ có các
lưu lượng khác nhau);
ðầu năm 2008, khi bắt ñầu thực hiện dự án, tình hình suy thoái kinh tế, việc lựa
chọn các cơ sở áp dụng rất khó khăn do sản xuất bị ñình trệ; mặt khác khủng khoảng
kinh tế ñã làm cho giá cả nguyên vật liệu và nhân công tăng gấp trên 2 lần. Do vậy tại
Hội ñồng giám ñịnh nghiệm thu giai ñoạn 1, dự án ñã ñược cho phép kéo dài hơn 06
tháng (ñến 06/2010) với sản phẩm như sau:
−
Thiết kế, gia công ít nhất 02 mẫu thiết bị có lưu lượng khí thải: 1.300 – 1.500 m
3
/h
và 3.500 – 4.000 m
3
/h;
−
Gia công, lắp ñặt tại 4 – 5 cơ sở sản xuất;
−
Có thể triển khai xử lý cho các chất ô nhiễm: Bụi, khí axít và một vài loại khí khác;
Dự án sản xuất thử “Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm thiết bị lọc ướt xử lý bụi và một vài loại khí axit”

3
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1 Tính cấp thiết của Dự án
Ô nhiễm môi trường không khí nói riêng và môi trường nói chung ñang là vấn ñề
bức xúc hiện nay của xã hội. Phát triển kinh tế luôn kéo theo gây ô nhiễm môi trường,
do vậy ñể phát triển bền vững, việc xử lý không khí ñã bị ô nhiễm, bảo vệ môi trường
là ñiều tất yếu cần phải thực hiện ở bất kỳ quốc gia nào. Thực tế ở Việt Nam trong
những năm vừa qua cho thấy chúng ta ñã có nhiều nỗ lực cố gắng thông qua việc ban
hành Luật Môi trường năm 2005 và các văn bản dưới Luật. Nhà nước và các cơ quan
quản lý môi trường, các Doanh nghiệp ñã ñầu tư khá nhiều kinh phí cho công tác bảo

vệ môi trường. Các kết quả ñã ñạt ñược là ñáng khích lệ, môi trường ñã bớt ô nhiễm so
với trước ñây. Tuy nhiên một thực trạng mang tính ñặc thù hiện nay ở Việt Nam là:
các Doanh nghiệp vừa và nhỏ khá nhiều; nguồn vốn và quy mô nhỏ do vậy việc ñầu tư
các công trình xử lý môi trường là rất khó khăn. Từ ñó dẫn ñến hiện tượng các Doanh
nghiệp ñầu tư rất ít kinh phí cho các công trình xử lý môi trường hoặc có ñầu tư xây
dựng nhưng không vận hành hoặc vận hành gián ñọan mang tính ñối phó. Bên cạnh
ñó, giá thành thiết bị khá cao chưa phù hợp với kinh phí hiện có của Doanh nghiệp.
ðây cũng là nguyên nhân dẫn ñến việc các ñơn vị tư vấn không thể lựa chọn ñược các
công nghệ, thiết bị phù hợp vừa rẻ tiền nhưng lại phải ñảm bảo ñiều kiện kỹ thuật là xử
lý ñạt yêu cầu theo tiêu chuẩn xả thải. Từ thực tế trên cho thấy việc lựa chọn công
nghệ, thiết bị phù hợp vừa ñảm bảo ñiều kiện kỹ thuật, vừa ñáp ứng ñược giá thành
hợp lý, vận hành dễ dàng cho các Doanh nghiệp là yếu tố rất cần thiết hiện nay. Dự án
“Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ và sản xuất thiết bị lọc ướt hướng tâm xử lý
bụi và một vài loại khí axít” ñược thực hiện dựa trên cơ sở các ðề tài nghiên cứu
khoa học, các Luận văn Cao học, Luận án Tiến sỹ, các công trình xử lý khí thải do hai
ñồng Chủ nhiệm dự án làm Chủ nhiệm ñề tài, hướng dẫn hoặc ñã thực hiện nhằm ñáp
ứng các yêu cầu trên.
1.2 Xuất xứ của Dự án
Dự án ñược xây dựng trên cơ sở các ðề tài nghiên cứu khoa học, các Luận văn Cao
học, Luận án Tiến sỹ, các công trình xử lý khí thải do Chủ nhiệm dự án làm Chủ
nhiệm ñề tài, hướng dẫn hoặc thực hiện. Kết quả của các ñề tài này sẽ ñược trình bày ở
mục tóm tắt các công trình nghiên cứu trong nước ở mục 1.3.2. dưới ñây.
1.3 Tổng quan các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước
1.3.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước
Ở nước ngoài có rất nhiều tác giả Ianischevsky. V.1976; Xtephanov.BB.1980;
Sui.kh. 1966; Alomov.P.1980 của Liên Xô và một số tác giả Tiệp Khắc, Ba Lan ñã có
nhiều nghiên cứu ứng dụng hiệu ứng của dòng không khí xoáy phục vụ cho thông gió
các nhà xưởng và hầm mỏ. Qua các nghiên cứu cho thấy:
−
Dòng không khí xoáy có thể tạo ra dòng xoáy gom bụi và khí ñộc vào lõi xoáy;

Dự án sản xuất thử “Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm thiết bị lọc ướt xử lý bụi và một vài loại khí axit”

4
−
Có thể áp dụng hiệu ứng của dòng không khí xoáy cho thông gió của nhà xưởng và
hầm mỏ ñể giải quyết môi trường lao ñộng nếu hội ñủ các ñiều kiện sẽ tiết kiệm
ñược chi phí và khả năng vận hành rất ñơn giản;
Tuy nhiên, thực tế gặp khá nhiều hạn chế khi áp dụng hiệu ứng của dòng không khí
xoáy cho thông gió hầm mỏ và nhà xưởng, cụ thể là:
−
Kích thước nhà xưởng cần phải nhỏ và có dạng hình vuông hay tròn là tốt nhất;
−
Các thiết bị trong nhà xưởng có thể là vật cản tạo ra các vùng gió quẩn trong không
gian ñược thông gió;
−
Việc tập trung bụi và khí ñộc vào dòng xoáy sẽ tạo ra nồng ñộ bụi và khí ñộc trong
dòng xoáy rất cao, nếu không có biện pháp xử lý kịp thời sẽ gây nguy hiểm cho
công nhân trong xưởng;
−
Với các xưởng lớn cần phải có lưu lượng thông gió rất lớn, ñây cũng là một khó
khăn cho việc áp dụng này.
Cho ñến nay các công trình của các tác giả ñã nghiên cứu và áp dụng chỉ dừng lại ở
các trường hợp trên và mức ñộ áp dụng cũng có giới hạn nhất ñịnh do các nhược ñiểm
trên.
1.3.2 Tình hình nghiên cứu trong nước
1.3.2.1. ðề tài cấp: Thành phố
Tên ñề tài: “Nghiên cứu thiết bị lọc không ñịnh hình xử lý bụi”
(ðồng chủ nhiệm TS. Nguyễn Văn Quán; ThS. GVC. ðinh Xuân Thắng), ñã ñược Hội
ñồng Khoa học cấp Thành phố ñánh giá và nghiệm thu 2000. Loại Khá.
ðây là ñề tài ñược hình thành với ý tưởng ban ñầu là xây dựng một thiết bị theo

phương pháp lọc ướt trên cơ sở những ý tưởng ban ñầu về ứng dụng các hiện tượng
xoáy lốc trong không khí. Do kinh phí hạn hẹp và thời gian không cho phép ñề tài chỉ
dừng lại việc nghiên cứu trên mô hình thực nghiệm và ñề xuất hướng nghiên cứu mới.
Kết quả nghiên cứu của ñề tài chưa ñược thực hiện một cách chi tiết, ñặc biệt là chưa
nghiên cứu sâu về lý thuyết và chứng minh lý thuyết bằng thực nghiệm trên mô hình
nghiên cứu ñể kiểm chứng. Tuy nhiên ñây là những kết quả bước ñầu giúp cho nhóm
nghiên cứu ñề xuất hướng nghiên cứu mới; ñó cũng chính là Luận án Tiến sỹ của ThS.
ðinh Xuân Thắng dưới ñây.
1.3.2.2. Luận án Tiến sỹ của ThS. ðinh Xuân Thắng
Với ñề tài “Nghiên cứu ứng dụng hiệu ứng của dòng không khí xoáy và công nghệ
tạo sương nâng cao hiệu quả lọc bụi và khí ñộc”. ðã bảo vệ tại Viện Môi trường & Tài
nguyên năm 2002. Loại Xuất sắc.
Luận án ñược thực hiện từ 12/1997 ñến 08/2002. Luận án ñã dựa trên những ưu và
nhược ñiểm của dòng không khí xoáy như ñã trình bày ở trên ñể xây dựng một công
nghệ lọc mới theo nguyên lý lọc ướt hướng tâm. Mô hình nghiên cứu ñược gia công
Dự án sản xuất thử “Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm thiết bị lọc ướt xử lý bụi và một vài loại khí axit”

5
giống như một mô hình thực tế với các thông số phù hợp với các công trình xử lý bụi
và khí ñộc cho các cơ sở sản xuất vừa và nhỏ rất phổ biến với nền công nghiệp và tiểu
thủ công nghiệp của Việt Nam hiện nay. Mô hình thí nghiệm ñược minh họa như hình
1.1 dưới ñây:

a) Thiết bị xử lýtheo nguyên lý lọc ướt hướng
tâm
b) Mô hình quan sát hiệu ứng của dòng
không khí xoáy
Hình 1. 1
Mô hình thí nghiệm của Luận án Tiến sỹ
Trong Luận án Tiến sĩ của tác giả nghiên cứu ñược thực hiện trên mô hình thực
nghiệm có kích thước thiết bị giống như công trình ngoài thực tế nhằm xử lý bụi cho
các xí nghiệp công nghiệp vừa và nhỏ (lưu lượng dòng khí L = 4.000 - 4.500 m
3
/h,
ñường kính thiết bị sẽ là 880mm, chiều cao H = 1.750 mm, công suất của quạt gió: Nq
= 6HP, và thiết bị phun sương có công suất quạt 0.5HP), nghiên cứu ñược thực hiện
với bụi Cao lanh.
Dự án sản xuất thử “Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm thiết bị lọc ướt xử lý bụi và một vài loại khí axit”

6
y = -0.0037x
2
+ 0.629x + 72.863
R
2
= 0.9977
y = -0.004x
2

+ 0.6846x + 69.739
R
2
= 0.9901
y = -0.0038x
2
+ 0.6076x + 75.235
R
2
= 0.989
y = -0.0037x
2
+ 0.6422x + 71.804
R
2
= 0.9925
y = -0.0037x
2
+ 0.6196x + 73.665
R
2
= 0.994
y = -0.0034x
2
+ 0.5795x + 74.409
R
2
= 0.9895
75
85

95
105
0 50 100 150
Chiều cao cột nước, h (mm)
Hiệu suất (%)
35.78
31.8
28.6
26
25
TB

Hình 1. 2 Hiệu suất thiết bị ở các vận tốc khác nhau

H
Cases weighted by H2O
H2O
160140120100806040200
110
100
90
80
70
Observed
Quadratic

Hình 1. 3 Sự phụ thuộc của hiệu suất thiết bị vào chiều cao lớp nước ở đáy thiết bị.
Kết quả nghiên cứu cho thấy:
1. Hiệu suất xử lý bụi của thiết bị đạt rất cao và khơng phụ thuộc vào nồng độ bụi
đầu vào (vài trăm mg/m

3
cho đến gần 10.000 mg/m
3
).
2. Vận tốc hợp lý cho hiệu quả xử lý ổn định nhất nằm trong khoảng 26 ÷ 32 m/s.
ðiều này cũng hồn tồn phù hợp với các giá trị vận tốc mà tác giả đã áp dụng thực tế
ở một số cơng trình.
3. Qua quan sát bằng thực tế trên mơ hình cho thấy chiều cao của xốy lốc rồng tối
đa đạt ở khoảng 700 ÷ 800mm. ðiều này cho thấy với chiều cao của các thiết bị xử lý
thơng thường (tháp đệm, mâm, sủi bọt) thiết bị này có chiều cao thấp hơn và sự phụ
thuộc của hiệu suất thiết bị vào chiều cao thường là khơng đáng kể.
4. Tất cả các phương trình hồi quy trong cả hai phương pháp xử lý số liệu Excel và
SPSS for Window đều có dạng giống nhau. ðặc biệt là hệ số hồi quy R2 đều đạt giá trị
trên 0,98 ÷ 0,99. ðiều này cho thấy kết quả này hồn tồn có thể chấp nhận được với
độ tin cây rất cao.
Dự án sản xuất thử “Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm thiết bị lọc ướt xử lý bụi và một vài loại khí axit”

7
5. Nếu sử dụng thiết bị này chỉ ñể xử lý bụi hoặc hỗn hợp khí thải chứa cả bụi và
khí ñộc ở nồng ñộ thấp thì công cần sử dụng thiết bị tạo sương bằng nguyên tắc tạo
xung như trên.
6. Tổn thất áp lực của thiết bị khá nhỏ từ 80 ñến tối ña 100mm H
2
O. Công suất ñiện
tiêu tốn thấp hơn rất nhiều so với các loại thiết bị khác (gần 5,5, HP so với 7,5 HP ở
các thiết bị khác).
7. Tiếng ồn của thiết bị khi tiến hành thí nghiệm ño ñược giá trị cao nhất là 87 dBA,
thấp nhất là 76,6 dBA. Các giá trị này còn thấp hơn tiêu chuẩn cho phép của tiếng ồn
trong xưởng sản xuất (Theo TCVN. 2005 tiếng ồn trong xưởng sản xuất là 85 dBA).
1.3.2.3. ðinh Xuân Thắng, Chủ nhiệm ñề tài cấp Bộ mã số B2002-24-09 “Nghiên

cứu hoàn thiện và xây dựng thiết bị lọc hướng tâm tiêu chuẩn”. ðã bảo vệ 2003 ñạt
loại khá.
Kế thừa các kết quả nghiên cứu trong luận án Tiến sĩ, tác giả tiếp tục nghiên cứu
ảnh hưởng của chiều cao và ñường kính của thiết bị ñến hiệu suất lọc nhằm hoàn thiện
và ñề xuất mẫu thiết bị lọc ướt hướng tâm.
Với mô hình thí nghiệm trên, mô hình ñược gia công lại phần thân thiết bị thành
các môñun có thể nối ghép dễ dàng và thay ñổi trong quá trình thí nghiệm nhưng vẫn
giữ ñược các nguyên tắc như trình bày ở trên.
Qua kết quả các thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của chiều cao và ñường kính ñến
hiệu suất thiết bị và dùng các phần mềm máy tính ñể xử lý số liệu và cho các nhận xét
sau:
1. Hiệu suất xử lý cao và ổn ñịnh ở hầu hết các lần thí nghiệm với nồng ñộ bụi thay
ñổi rộng.
2. Chiều cao thiết bị từ H = 2D hiệu suất thiết bị rất cao, ổn ñịnh và ít thay ñổi khi
tăng chiều cao lớn hơn 2D. So với các thiết bị lọc bụi ướt theo nguyên lý khác, chiều
cao thiết bị theo nguyên lý hướng tâm thấp hơn ñáng kể. Khi giảm ñường kính của
thiết bị nhỏ hơn 2D hiệu suất thiết bị giảm khá nhanh. Như vậy ñường kính của thiết bị
sẽ chọn ñể v = 2,2 m/s là hợp lý.
3. Các phương trình hồi quy sử dụng phương pháp sử lý số liệu Excel ñều có hệ số
hồi quy R2 ñạt giá trị trên 0,99. Cho thấy kết quả có ñộ tin cây rất cao.
1.3.3.4. PGS.TS. ðinh Xuân Thắng, Chủ nhiệm ñề tài cấp Bộ B 2006 – 24 – 04
“Nghiên cứu ứng dụng hiệu ứng của dòng không khí xoáy và công nghệ tạo sương
xử lý khí ñộc”.
Mục tiêu của ñề tài: nghiên cứu ứng dụng hiệu ứng của dòng không khí xoáy và
công nghệ tạo sương ñể xử lý bụi và khí ñộc ñược triển khai ngay tại thực tế sản xuất.
Cơ sở sản xuất ñược lựa chọn là Doanh nghiệp Tư nhân Tam Hiệp Thành tại ấp
Ông Hường xã Vĩnh Cửu tỉnh ðồng Nai. ðây là một cơ sở ñúc gang và sản xuất bơm
nước, các phụ kiện sử dụng trong các ngành cơ khí, xây dựng: blốc máy, chân ñế máy,
Dự án sản xuất thử “Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm thiết bị lọc ướt xử lý bụi và một vài loại khí axit”

8
chân quạt, nắp cống. Sản phẩm sử dụng trong nước và xuất khẩu sang Nhật, Hàn
Quốc.
Doanh nghiệp ñó sử dụng lò nấu gang của Trung Quốc ñể nấu các loại gang phế
liệu từ blốc máy có dính dầu mỡ, gang phế thải các loại. ðề tài ñó triển khai, nghiên
cứu với các loại gang phế thải khác nhau với dung dịch hấp thụ là nước và sữa vôi 5%
và 10 %. Kết quả nghiên cứu tại cơ sở cho như sau:
- Hiệu suất xử lý của thiết bị vẫn rất cao ≈ 87% - 90 % khi ứng dụng vào thực
tế. Việc khảo sát với 3 nhóm nguyên liệu ñầu vào khác nhau cho phép thay ñổi
thành phần tính chất và nồng ñộ của bụi ñầu vào, tuy nhiên hiệu suất thu ñược
cũng khá ổn ñịnh không có sự chênh lệch lớn. Thiết bị có khả năng xử lý cao
ñối với những hạt bụi có kích thước nhỏ mịn và không phụ thuộc vào bản chất
cũng như nồng ñộ bụi.














Hình 1. 4 Quan hệ giữa hiệu suất xử lý SO
2
và hệ số phun dung dịch hấp thụ là nước

Hình 1. 5 Quan hệ giữa hiệu suất xử lý SO
2
và hệ số phun dung dịch hấp thụ bằng sữa
vôi 5%

y = 12.286Ln(x) + 42.856
R
2
= 0.8746
-
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
30.00

35.00
40.00
45.00
50.00
- 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00
Heä soá phun dung moâi (l/m3)
Hieäu suaát (%)
0.3
0.5
0.7
0.9
1.1
y = -55.089x
2
+ 100.46x + 36.044
R
2
= 0.9911
-
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
80.00
90.00
100.00
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

Heä soá phun dung moâi (l/m
3
)
Hieäu suaát (%)
Dự án sản xuất thử “Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm thiết bị lọc ướt xử lý bụi và một vài loại khí axit”

9

Hình 1. 6 Hiệu suất xử lý bụi



















Hình 1. 7. Hiệu suất xử lý SO
2

- ðối với nguồn nguyên liệu ñầu vào là gang phế liệu không lẫn dầu cặn thì nồng ñộ
SO
2
là không có. Còn ñối với hai nhóm nguyên liệu còn lại, khi hấp thu bằng nước
hiệu suất xử lý SO
2
≈ 33% và ≈ 81% khi hấp thụ bằng sữa vôi. ðiều này cho thấy thiết
bị xử lý ứng dụng hiệu ứng dòng không khí xoáy với khả năng tập trung nồng ñộ cao
của bụi và khí ñộc vào lõi giữa của nó và quãng ñường di chuyển dài theo dòng xoáy
ñã làm tăng diện tích tiếp xúc và thời gian tiếp xúc giữa khí thải và dung dịch hấp thụ,
thêm vào ñó sự kết hợp với một cơ cấu phun dung dịch hấp thụ hợp lý, tạo ra những
hạt sương rất mịn (100µm) góp phần cường hoá thêm quá trình tiếp xúc giữa hai pha,
do vậy ñã nâng cao hiệu suất xử lý cho thiết bị.
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
80.00
90.00
100.00
Nước SVôi 5% SVôi 10%
Gang phế liệu lẫn dầu cặn
Gang phế liệu lẫn dầu cặn và bổ sung thêm dầu FO
Dự án sản xuất thử “Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm thiết bị lọc ướt xử lý bụi và một vài loại khí axit”

10
ðề tài ñã nghiệm thu. ðề tài là Luận văn Thạc sỹ do học viên Trương ðặng Vĩnh
Phúc – Công ty Cấp thoát nước Vĩnh Long thực hiện với kết quả bảo vệ 9,5/10 ñó góp
phần trong công tác ñào tạo Sau ðại Học của Viện Môi trường & Tài nguyên.
ðể thuận tiện trong quá trình vận hành, ñề tài ñã tính toán lượng sữa vôi châm
thêm vào trong quá trình xử lý, cụ thể như sau:
Lượng CaO cần thiết ñể hấp thụ SO
2
theo tính toán:
Theo kết quả nghiên cứu ở trên ta có hiệu suất hấp thụ SO
2
bằng Ca(OH)
2
5% ñạt ≈
81%, nồng ñộ SO
2
có trong dòng thải là 1.049mg/Nm
3
và lưu lượng dòng khí
3.791m
3
/h. Do vậy:
- Tải lượng SO
2
có trong dòng khí thải (g/h):

2
2
. ( / )
SO

Mso n L g h
= =


2
1049 3976,8
.3791 3976,8( / ) 62,14( / )
1000 64
Mso g h mol h
= = = =

- Tải lượng mol SO
2
bị hấp thụ theo hiệu suất 81%:

2
62,14 81
50,33( / )
100
sdSO
n mol h
×
= =

Từ các phản ứng hấp thụ SO
2
và hòa tan CaO ta có lượng sữa vôi
Ca(OH)5% và lượng vôi CaO theo tính toán:

2

( )5%
74 3724,4 / 3,72 /
Ca OH sdSO
m n g h kg h
= × = =


2
56
56 50,33
3523,1 / 3,52 /
80% 80%
sdSO
CaO
n
m g h kg h
×
×
= = = =

(Vôi thị trường có ñộ tinh khiết 80%)
Do vậy, Lượng CaO thực tế cần dùng có thể ñược xác ñịnh như sau:
M
CaO
=
3,52 1.5 5,28( / )
CaO
m K kg h
× = × =

Trong ñó: K: hệ số an toàn liên quan ñến nồng ñộ CO
2
, NO
x
có trong khí thải. Theo
quan sát nhiều kết quả ño ñạc nồng ñộ khí thải từ các lò nấu gang thép (ñốt bằng dầu),
thì nồng ñộ SO
2
luôn lớn hơn so với CO
2
, NO
x
. Do vậy trong ñiều kiện ñang nghiên
cứu của mình, có kết hợp với tham khảo nhiều tài liệu khác và ñồng thời vôi là một
nguyên liệu rẻ tiền dễ kiếm, nên tác giả ñề nghị chọn K = 1,5÷2,5 là tương ñối hợp lý.
1.3.2.5. Công trình xử lý khí thải khác:
- Công ty Hoá chất LGVINA- KCN Gò Dầu, 1999;
- Doanh nghiệp Tư nhân Tam Hiệp Thành năm 2004;
- Doanh nghiệp tư nhân Thái Tuấn – Tây Ninh;
1.4. Phạm vi nghiên cứu, ñối tượng nghiên cứu
Dự án sản xuất thử “Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm thiết bị lọc ướt xử lý bụi và một vài loại khí axit”

11
Căn cứ theo ñề cương của Dự án ñã ñược duyệt, Dự án ñã ñược phép nghiên cứu và
ứng dụng với ñối tượng nghiên cứu là xử lý bụi và một vài loại khí khí axít.
Tuy nhiên trong quá trình thực hiện (năm 2008), do tình hình kinh tế suy thoái, việc
ñầu tư xây dựng các các công trình xử lý ô nhiễm môi trường của các Doanh nghiệp
rất hạn chế. Mặt khác nếu chỉ dừng lại ở mức ñộ xử lý bụi và một vài loại khí axít thì
rất khó tìm ñịa bàn áp dụng và làm giảm khả năng ứng dụng rộng rãi của thiết bị cho
các ñối tượng khác như các loại hơi khí ñộc của các ngành công nghiệp.

Từ những lý do trên, trong quá trình thực hiện, chúng tôi ñã mạnh dạn áp dụng cho
các cơ sở khác khi có nhu cầu.
1.5.Ý nghĩa khoa học và khả năng áp dụng thực tiễn nếu dự án thành công
Theo Bộ Tài nguyên và Môi trường tính ñến 10/2009 toàn quốc có 223 KCN ñược
hình thành theo quyết ñịnh của Thủ tướng Chính phủ, trong ñó 171 KCN ñã ñi vào
hoạt ñộng với tổng diện tích 57.264 ha, ñạt tỷ lệ lấp ñầy 46%. Theo dự kiến ñến 2015
sẽ ưu tiên thành lập 115 KCN mới với diện tích 26.400 ha và mở rộng 27 KCN nâng
tổng số diện tích lên 70.000 ha. Bên cạnh ñó còn hàng ngàn CCN ñã và ñang hình
thành rải rác ở khắp các ñịa phương trên cả nước và hàng trăm nghìn cơ sở sản xuất
ngoài KCC, CCC với thiết bị cũ, lạc hậu. Tuy nhiên không phải KCN nào, cơ sở sản
xuất nào cũng có hệ thống xử lý ô nhiễm môi trường ñáp ứng yêu cầu, ñó là chưa kể
có nơi ñã xây dựng hệ thống xử lý nhưng khi sản xuất lại không vận hành hoặc hoạt
ñộng không có hiệu quả. Do ñó ñã gây sức ép ngày càng tăng ñối với môi trường và
làm cho môi trường trở nên quá tải. Một trong những vấn ñề bức xúc hiện nay ñó là ô
nhiễm không khí cục bộ ở các KCN và các ñô thị. Bụi, khí ñộc hại và tiếng ồn là các
yếu tố gây ô nhiễm môi trường không khí ở khu vực này.
Theo số liệu quan trắc và phân tích hiện trạng môi trường ở một số thành phố và
KCN ñại diện trên toàn quốc cho thấy, chỉ có những nơi xa thành phố, KCN và ñường
giao thông nồng ñộ bụi trong không khí mới ở mức xấp xỉ tiêu chuẩn cho phép
(TCCP), còn các loại khí ñộc hại như CO, SO
2
, NO
2
… và ô nhiễm tiếng ồn ñang ở
mức báo ñộng và có nguy cơ ñe doạ ñối với một số thành phố lớn như Hà Nội,
TP.HCM, ðồng Nai, Bình Dương…
Dự án thành công sẽ mang lại ý nghĩa kinh tế và xã hội thể hiện qua các khía cạnh:
−
Góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường không khí cho các cơ sở sản xuất vừa và
nhỏ; góp phần bảo vệ môi trường sống và phát triển bền vững ñất nước;

−
Gíup cho các nhà ñầu tư lựa chọn phương pháp và thiết bị phù hợp với kinh phí eo
hẹp và mặt bằng có giới hạn của mình, yên tâm sản xuất hơn;
−
Sản phẩm của dự án góp phần làm giảm giá thành sản phẩm, làm tăng khả năng
cạnh tranh của sản phẩm sản xuất khi chúng ta gia nhập vào nền kinh tế thế giới;
−
Góp phần thực hiện chủ trương của ðảng và Nhà nước phát triển bền vững ñất nước
theo tinh thần của các Văn kiện, Nghị quyết (NQ: 41/NQTW ; Qð 61/CP) và ñã
Dự án sản xuất thử “Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm thiết bị lọc ướt xử lý bụi và một vài loại khí axit”

12
ñược cụ thể hoá trong Chiến lược Bảo vệ môi trường quốc gia ñến năm 2010 và
ñịnh hướng ñến năm 2020, Chương trình Nghị sự 21, và ñặt biệt là Luật Bảo vệ môi
trường 2005 có hiệu lực từ ngày 1/7/2006.

Dự án sản xuất thử “Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm thiết bị lọc ướt xử lý bụi và một vài loại khí axit”

13
CHƯƠNG 2 CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA PHƯƠNG PHÁP
LỌC ƯỚT HƯỚNG TÂM
2.1 Bản chất của quá trình lọc ướt
Quá trình lọc ướt ñể khử bụi và khí ñộc thực chất là quá trình tiếp xúc trực tiếp
giữa dòng khí có chứa bụi và khí ñộc với dòng chất lỏng là dung dịch hấp thụ. Chất
lỏng chọn làm dung dịch hấp thụ ở ñây thường là nước cho xử lý bụi hoặc các loại
dung dịch hấp thụ khác như NaOH, Ca(OH)
2
, Soda… cho xử lý khí ñộc.
Dung dịch hấp thụ thường ñược phun dưới dạng các hạt sương có kích thước nhỏ,
mịn và mật ñộ cao. Diện tích tiếp xúc giữa dung dịch hấp thụ và dòng khí phụ thuộc

rất lớn vào mật ñộ và kích thước của hạt sương. ðây là một trong các yếu tố rất quan
trọng ảnh hưởng ñến hiệu suất lọc bụi bằng phương pháp ướt.
Quá trình tiếp xúc giữa hạt sương và bụi (khí ñộc), xảy ra do cơ chế va ñập, tiếp xúc
và khuếch tán. Các hạt bụi (khí ñộc), sẽ ñược tách ra khỏi dòng khí nhờ các cơ chế này
và theo dòng dung dịch hấp thụ chảy xuống dưới ñáy thiết bị. Dòng không khí sau khi
ñã ñược khử bụi và khí ñộc sẽ ñi ra ngoài thiết bị. Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng ñến
hiệu quả lọc. Chúng sẽ ñược trình bày trong các phần dưới ñây.
2.2 Các yếu tố ảnh hưởng ñến hiệu quả lọc ướt ñối với bụi và khí ñộc
Khi nghiên cứu các quá trình lọc ướt ñể xử lý bụi và hơi khí ñộc ñối với 6 loại
thiết bị lọc ướt ñã nêu ở trên, chúng ta thường thấy hiệu suất của các thiết bị phụ thuộc
vào các yếu tố sau:
- Diện tích tiếp xúc giữa dòng khí và dòng chất lỏng,
- Lựa chọn dung dịch hấp thụ thích hợp,
- Thời gian tiếp xúc giữa dòng khí và dòng chất lỏng,
- Cường ñộ tưới của chất lỏng,
- Hướng chuyển ñộng tương ñối của dòng khí và dòng chất lỏng,
- Các tính chất vật lý và hóa học của bụi,
- Nhiệt ñộ của dòng khí và dung dịch hấp thụ,
- Vận tốc chuyển ñộng của dòng khí trong thiết bị …
ðối với khí ñộc, quá trình tiếp xúc giữa các phân tử khí và giọt chất lỏng cũng xảy
ra tương tự theo các nguyên tắc trên, tuy nhiên các yếu tố ảnh hưởng ñến hiệu quả lọc
của thiết bị không những phụ thuộc vào các yếu tố nêu trên mà còn phụ thuộc rất nhiều
vào việc lựa chọn dung dịch hấp thụ.
2.2.1 Lựa chọn dung dịch hấp thụ thích hợp
Yêu cầu ñầu tiên của phương pháp lọc ướt là cần lựa chọn dung dịch hấp thụ cho
thích hợp. Dung dịch này cần phải ñảm bảo có các tính chất sau :
- Chỉ hòa tan các loại khí thải cần xử lý mà không hòa tan hoặc ít hoà tan các
loại khí thải khác.
Dự án sản xuất thử “Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm thiết bị lọc ướt xử lý bụi và một vài loại khí axit”

14
- ðộ bay hơi tương ñối thấp tránh thất thóat nhiều trong quá trình xử lý
- Có tính ăn mòn thấp ñể dễ chọn vật liệu chế tạo
- Giá thành rẻ, dễ kiếm,
- ðộ nhớt thấp ñể khả năng hấp thụ dễ hơn,
- Tính ñộc thấp, hoặc không ñộc.
- Nhiệt ñộ ñóng rắn thấp,
Trong thực tế sẽ không có loại dung dịch nào ñáp ứng ñược ñúng các yêu cầu
trên. Do vậy người ta thường dựa vào một số tính chất cơ bản ñể lựa chọn nó.
2.2.2 Diện tích tiếp xúc giữa dung dịch hấp thụ và khí thải
ðây là yếu tố rất quan trọng ñối với hiệu quả hấp thụ khí thải. Diện tích tiếp xúc
càng lớn thì hiệu quả hấp thụ càng cao và ngược lại. Tùy từng loại thiết bị khác nhau
sẽ tạo ra diện tích tiếp xúc khác nhau giữa dung dịch hấp thụ và khí thải. Trong tháp
mâm, ñể tăng diện tích tiếp xúc người ta thường tạo ra số lượng mâm và số lượng chóp
nhiều hơn. Tuy nhiên chúng không thể tăng mãi ñược do kích thước của thiết bị sẽ rất
lớn. Trong tháp sủi bọt người ta thường chọn từ 1 ñến 2 ngăn và tăng số lượng lỗ ñục
qua các ngăn ñể tăng số lượng bọt sủi nhằm tới mục ñích tăng diện tích tiếp xúc. Tuy
nhiên việc này cũng sẽ gặp hạn chế vì tốc ñộ dòng khí cao, hiệu quả xử lý sẽ kém.
Trong tháp có lớp ñệm thì chính vật ñệm này là yếu tố giúp người thiết kế tăng diện
tích tiếp xúc giữa dung dịch hấp thụ và khí thải, vật ñệm có thể là vòng rasching, vòng
chia ñôi, vòng chia tư, vòng yên ngựa, vòng xoắn …
Các số liệu cho trong bảng sau cho thấy diện tích tiếp xúc của các loại vật ñệm khá
lớn.
Bảng 2. 1 Các thông số kỹ thuật của một số vật liệu ñệm
Dạng vật ñệm
Kích thước
(mm)
Bề mặt
ñệm
(m

2
/m
3
)
ðộ rỗng
(m
3
/m
3
)
Số vật
ñệm / m
3

Khối
lượng
(kg/m
3
)
5 . 5 . 1,0 1000 0,62 4 . 10
6
900
8 . 8 . 1,5 550 0,65 1,28 . 10
6
850
10 . 10 . 11,8 440 0,69 7,0 . 10
5
750
15 . 15 . 2,0 310 0,71 2,1 . 10
5

700
15 . 25 . 3,0 195 0,75 4,6 . 10
4
600
Vòng sứ Rashcing
xếp ngẫu nhiên
50 . 50 . 5,0 95 0,79 5,8 . 10
3
500
8,8 . 0,3 630 0,90 1,5 . 10
6
750
10 . 10 . 0,5 500 0,88 7,7 . 10
5
950
15 . 15 . 0,5 350 0,92 2,3 . 10
5
660
25 . 25 . 0,8 220 0,92 5 . 10
4
640
Vòng Rashcing
bằng thép xếp
ngẫu nhiên
50 . 50 . 1,0 100 0,94 6500 430
[S
ổ
tay Quá trình thi
ế
t b

ị
t
ậ
p 3]
Với tháp Venturi việc tăng diện tích tiếp xúc nhờ việc tạo ra các hạt sương từ ống
phun.
Dự án sản xuất thử “Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm thiết bị lọc ướt xử lý bụi và một vài loại khí axit”

15
2.2.3 Thời gian tiếp xúc
Thời gian tiếp xúc giữa dung dịch hấp thụ & khí thải cũng là yếu tố rất quan trọng.
Thời gian tiếp xúc càng lâu, hiệu quả hấp thụ càng cao và ngược lại. Tuy nhiên thời
gian tiếp xúc lại phụ thuộc vào tốc ñộ chuyển ñộng và hướng chuyển ñộng tương ñối
của cả dung dịch hấp thụ và khí thải. Quãng ñường ñi trong thiết bị của các phân tử
bụi, khí ñộc càng lâu sẽ tương ứng với việc thời gian tiếp xúc càng nhiều và hiệu quả
hấp thụ sẽ tăng lên.
2.2.4 Ảnh hưởng của áp suất và nhiệt ñộ
Nhiệt ñộ và áp suất có ảnh hưởng rất lớn lên trạng thái cân bằng và ñộng lực của
quá trình hấp thụ. Nhiệt ñộ tăng thì hệ số của ñịnh luật Henry tăng, ñường cân bằng sẽ
chuyển dịch về trục tung (Hình 2.1.) Giả sử ñường làm việc là PQ không ñổi, nếu nhiệt
ñộ tăng lên thì ñộng lực truyền khối sẽ giảm do ñó tốc ñộ truyền khối sẽ giảm. Nếu
tăng nhiệt ñộ lên một giới hạn nào ñó ví dụ t
3
thì không những ñộng lực truyền khối
giảm mà ngay cả quá trình cũng không thực hiện ñược
Theo ñường làm việc PQ cho trước. Mặt khác nhiệt ñộ cao cũng có ảnh hưởng
không tốt vì ñộ nhớt của dung dịch hấp thụ giảm. Tuy nhiên nó chỉ có lợi khi trở lực
khuếch tán chủ yếu nằm trong pha lỏng. Từ ñó cho thấy khi nhiệt ñộ tăng thì quá trình
hấp thụ khí thải sẽ giảm.

Hình 2.1 Ảnh hưởng của nhiệt ñộ, áp suất lên quá trình hấp thụ

Nếu tăng áp suất của hỗn hợp khí thì hệ số cân bằng sẽ giảm và do ñó ñường cân
bằng sẽ gần trục hoành (Hình 2.1). Như vậy nếu tăng áp suất thì quá trình truyền khối
sẽ tốt hơn vì ñộng lực lớn hơn. Nhưng việc tăng áp suất luôn làm cho tăng nhiệt ñộ.
Mặt khác việc chế tạo thiết bị sẽ gặp khó khăn nhiều hơn. Thông thường chỉ với những
khí khó hòa tan mới thực hiện quá trình hấp thụ ở áp suất cao. Trong thiết bị lọc hướng
tâm do tạo ra dòng khí có tốc ñộ cao nhằm mục tiêu tạo ra dòng không khí xoáy;
nhưng do dòng khí tiếp xúc trực tiếp với nước (khi chỉ xử lý bụi) hoặc dung dịch hấp
thụ (khi xử lý khí ñộc) nên nên nhiệt ñộ khí thải hầu như không tăng lên, ñây là ñiều
khác biệt khi tăng áp suất dòng khí trong ñiều kiện thong thường (không tiếp xúc trực
Dự án sản xuất thử “Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm thiết bị lọc ướt xử lý bụi và một vài loại khí axit”

16
tiếp với nước hoặc dung dịch hấp thụ), do vậy khi áp suất tăng vẫn có tác dụng làm
tăng quá trình truyền khối từ pha khí sang pha lỏng hay nói chính xác hơn là tăng hiệu
quả hấp thụ;
2.2.5 Ảnh hưởng của bản chất khí thải
Nói ñến bản chất khí thải là nói ñến thành phần, tính chất và nồng ñộ của khí thải.
ðối với khí thải trong ñiều kiện Việt Nam thường có thành phần ña dạng, phức tạp,
bao gồm nhiều loại khí thải với các khả năng hấp thụ và nồng ñộ khác nhau. ðặc biệt
sự có mặt của bụi là cản trở rất lớn ñến hiệu quả lọc ướt và sự ổn ñịnh của thiết bị
trong quá trình làm việc nhất là ñối với tháp có vật ñệm.
Bụi cản trở quá trình tiếp xúc giữa dung dịch hấp thụ và khí thải, mặt khác nó còn
gây nên hiện tượng tắc nghẽn thiết bị và ăn mòn thiết bị. Một số công trình thực tế do
không khảo sát kỹ sự có mặt của bụi trong khí thải hoặc khả năng sinh ra chúng trong
quá trình xử lý do các phản ứng phụ tạo ra ñã làm cho các thiết bị làm việc thường có
hiệu quả thấp, không ổn ñịnh và tuổi thọ kém.
Có thể nói ñây là yếu tố hết sức quan trọng cần lưu ý.
2.2.6 Tốc ñộ chuyển ñộng của dung dịch hấp thụ và khí thải

Tốc ñộ chuyển ñộng của dung dịch hấp thụ và khí thải cũng có ảnh hưởng trực tiếp
ñến hiệu quả xử lý, tốc ñộ chuyển ñộng càng nhanh, thì thời gian tiếp xúc càng ít dẫn
ñến hiệu quả lọc càng kém và ngược lại.
Nếu tốc ñộ chuyển ñộng nhỏ thiết bị sẽ phải có tiết diện ngang rất lớn dẫn ñến thiết
bị cồng kềnh và lãng phí nguyên vật liệu vô ích. Việc tính toán lựa chọn vận tốc
chuyển ñộng tương ñối của dòng khí và dung dịch hấp thụ là ñiều hết sức cần thiết.
Ngoài việc tạo ra quá trình tiếp xúc tốt nhất giữa dung dịch hấp thụ và khí thải nó còn
giúp chúng ta hạn chế ñược hiện tượng gây ngập lụt trong thiết bị nhất là trong các
tháp có vật ñệm, tháp ñĩa, tháp mâm.
2.2.7 Hướng chuyển ñộng tương ñối của dung dịch hấp thụ và khí thải
Thông thường người ta thường chọn hướng chuyển ñộng của dung dịch hấp thụ và
khí thải ngược chiều nhau ñể tăng cường ñộ trao ñổi giữa chúng. Tuy nhiên tùy từng
trường hợp có thể có những bố trí cho thích hợp. Hướng chuyển ñộng của dung dịch
hấp thụ và dòng khí có thể ñi vào bên dưới, bên trên hoặc bên hông thiết bị tùy từng
trường hợp.
Tóm lại: Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng ñến hiệu suất của quá trình lọc ướt, tuy
nhiên hai yếu tố là diện tích tiếp xúc và thời gian tiếp xúc là những yếu tố quan trọng
nhất khi xử lý bụi. Nếu trong khí thải có nồng ñộ khí ñộc cao, ngoài các yếu tố trên
cần phải kể ñến việc lựa chọn dung dịch hấp thụ cũng là một yếu tố cần ñể ý tới.
Dự án sản xuất thử “Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm thiết bị lọc ướt xử lý bụi và một vài loại khí axit”

17
2.3 Nghiên cứu chuyển ñộng của dòng không khí xoáy trong hệ thống
thông gió
2.3.1 Chuyển ñộng của dòng không khí xoáy trong hệ thống thông gió
Trong những năm gần ñây trên thế giới ñã xuất hiện rất nhiều các công trình nghiên
cứu [11-15] về ứng dụng dòng không khí xoáy ñể làm sạch môi trường không khí và
ñã ñem lại những hiệu quả nhất ñịnh. Tuy nhiên việc áp dụng vào thực tế cũng gặp
không ít khó khăn. Mặc dù vậy, các nghiên cứu này cũng gây ñược sự chú ý trong việc
giải quyết các vấn ñề lắp ñặt các hệ thống thông gió trong các toà nhà hiện ñại.

Trong các công trình nghiên cứu [16-21] cho thấy rằng ñặc ñiểm cơ bản của dòng
không khí xoáy là dòng chảy rối ở cấp ñộ cao, những giá trị ñáng kể của các hệ số
khuếch tán, trao ñổi nhiệt và trao ñổi chất tạo ra các hiệu ứng trong các quá trình công
nghệ khác nhau và rút ngắn thời gian hoạt ñộng của chúng. Bởi vậy, việc ứng dụng
dòng không khí xoáy trong các thiết bị thông gió sẽ ñạt hiệu quả cao. Khi xem xét khả
năng ñặc biệt của dòng không khí xoáy V. Iaschevsky [11-12] ñã nghiên cứu dòng
không khí xoáy trong các mô hình công trình. Dòng không khí xoáy ñược tạo ra từ một
thiết bị phân phối khí ñặt ở góc công trình và không khí ô nhiễm ñược ñưa qua một lỗ
ở ñỉnh công trình ra ngoài (Hình 2.2a).









Hình 2.2.a Hình 2.2.b
Hình 2.2 Sơ ñồ chuyển ñộng của dòng khí
a). Khi sử dụng hệ thống thông gió với
dòng không khí xoáy

b). Khi sử dụng hệ thống thông gió cổ
ñiển.

Tác giả cho rằng, phương pháp này khác với các phương pháp cổ ñiển trước ñây là
“hệ số làm ñầy không gian” ñược thông gió, không có những vùng “chết” (không
ñược thông gió) tại trung tâm công trình.
V. Iaschevsky ñã nghiên cứu thông gió cho một xưởng hàn. Tại xưởng này dây

truyền công nghệ chiếm 45% diện tích mặt bằng của xưởng (Chiếm 30 % thể tích
xưởng). Kết quả thu ñược cho thấy lưu lượng không khí cần ñể trao ñổi giảm ñi hai lần
so với khi sử dụng các hệ thống trước ñây. Kết quả nghiên cứu này ñã ñược trình bày
trong sách của Berounsky B.a kol. [13]. Một số tác giả khác [14] lại cho rằng khi dùng
Dự án sản xuất thử “Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm thiết bị lọc ướt xử lý bụi và một vài loại khí axit”

18
phương pháp hút thông gió cho khoảng không gian trong một ñoạn ống cụt, trong ống
cũng tạo ra dòng không khí xoáy chạy dọc theo trục ống cụt với mục ñích làm tăng
vùng hút. Kết quả thí nghiệm cho thấy chiều dài vùng hút ñã tăng lên 15 lần so với
trường hợp thông thường, trong khi ñó lưu lượng không khí bổ sung ñể tạo ra dòng
xoáy chỉ tăng thêm từ 3 – 15 % so với lưu lượng không khí cần thiết. Kết quả ñạt ñược
trong ñiều kiện thí nghiệm với các mô hình ống có kích thược theo tỷ lệ 1:30, 1:15 và
1:5. Những hạt bụi cực nhỏ sẽ tập trung xung quanh trục ống hút như trên hình 2.3.






Hình 2.3 Phương pháp thông gió ống cụt

1. Ống cụt; 2. Ống hút; 3. ðầu ống hút; 4. Dòng không khí bị ô nhiễm; 5. Ống phụ trợ;
6. Lỗ thông bên sườn; 7. Không khí sạch.
Qua các công trình trên cho thấy khả năng có thể tạo ra dòng khí xoáy trong ñó có
tính ñến lưu lượng không khí cần thiết ban ñầu.
Một nghiên cứu khác của Stepanov V.V [15], ñã ñề nghị sử dụng dòng không khí
xoáy ñể thông gió cho các công trình mở. Dòng không khí xoáy ñược tạo ra trực tiếp
từ hai quạt cố ñịnh ñặt song song và hướng thổi vào nhau. Các nghiên cứu cơ bản ñầu
tiên ñược áp dụng cho một mỏ lộ thiên nằm trong ống khí ñộng học. Tác giả ñã tìm

thấy mối liên hệ phụ thuộc lẫn nhau phản ánh sự thay ñổi các thông số trục của vùng
khí cơ bản tự do lan truyền tạo ra dòng xoáy. Tuy nhiên, phương pháp này khi ứng
dụng cho mỏ lộ thiên ñã gặp phải khá nhiều khó khăn vì hiệu quả thông gió phụ thuộc
vào rất nhiều yếu tố.
Sui Kh. Và Ivanov I.u. [16] ñã nghiên cứu hiệu ứng xoáy trên mô hình một buồng
ñốt của lò hơi. Các tác giả ñã sử dụng dòng không khí xoáy ñể tăng khả năng pha trộn
không khí với nhiên liêu trong buồng ñốt. Thực nghiệm cho thấy rằng, sự thay ñổi kích
thước các vòi phun và vận tốc dòng hỗn hợp, không làm thay ñổi tính chất của dòng
khí trong buồng ñốt, sự chuyển ñộng của dòng hỗn hợp ñầu vào theo quỹ ñạo có dạng
hình elip. Khi ñiều chỉnh dòng hỗn hợp sao cho chỉ ở mức 1/3 chiều cao khoang ñốt
với vận tốc từ 17 – 25m/s thì dòng không khí xoáy chiếm lĩnh toàn bộ phần dưới
buồng ñốt.
Một nghiên cứu khác của các tác giả [17], [18], [19] ñược tiến hành nhằm mục ñích
tìm cách cường hoá quá trình trao ñổi nhiệt và trao ñổi chất khi liên kết các thiết bị với
ống xoắn ở ñầu vào. Nghiên cứu này cho thấy việc tính toán kỹ thuật các thiết bị gặp
nhiều khó khăn vì gặp phải bài toán ñộng lực học rất phức tạp. ðối với các thiết bị