Xử lý chất thải trong nhà máy xi măng pooclăng

Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục

Mục lục:
Chương I. Tổng quan về công nghệ sản xuất xi măng Pooclăng:...................................................3
1.1 Định nghĩa xi măng [1]..........................................................................................................3
_Xi măng là một loại khoáng chất được nghiền mịn và là chất kết dính thủy lực được tạo
thành bằng cách nghiền mịn clinker, thạch cao thiên nhiên và phụ gia. Khi tiếp xúc với nước
thì xảy ra các phản ứng thủy hóa và tạo thành một dạng hồ gọi là hồ xi măng. Tiếp đó, do sự
hình thành của các sản phẩm thủy hóa, hồ xi măng bắt đầu quá trình ninh kết sau đó là quá
trình hóa cứng để cuối cùng nhận được một dạng vật liệu có cường độ và độ ổn định nhất
định. Vì tính chất kết dính khi tác dụng với nước, xi măng được xếp vào loại chất kết dính
thủy lực . .....................................................................................................................................3
1. 2. Thành phần hóa học của clinke Portland.............................................................................4
1.3. Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất xi măng Pooclăng:.......................................................5
Chương II. Bụi:................................................................................................................................6
2.1.1. Các công đoạn phát sinh bụi: [3]...................................................................................9
2.1.2. Quy trình xử lý bui:.....................................................................................................12
Từ những thông số kỹ thuật về bụi trên và quá trình phân tích ưu nhược điểm của các
phương pháp lọc bụi ở bảng 2.1 và bảng 2.2 ta có thể thấy thiết bị lọc bụi bằng cyclon để
lọc bụi thô và áp dụng vào quá trình xử lý khí còn Lọc bụi tĩnh điện xử lý các hạt bụi còn
lại sau quá trình lọc bụi bằng Cyclon. Sau đây em xin giới thiệu về công nghệ để lọc bụi
trong nhà máy xi măng Hải Phòng với công xuất là 3300 tấn clinker/h là lọc bụi bằng Lọc
bụi tĩnh điện.......................................................................................................................14
2.1.2.1 Nguyên lý hoạt động và cấu tạo của lọc bụi tĩnh điện [4].....................................14
A) Nguyên lý hoạt động của bộ lọc bụi tĩnh điện......................................................14
B) Cấu tạo của bộ lọc bụi tĩnh điện ESP bao gồm:....................................................15
C) Một số bộ phận quan trọng khác...........................................................................24
D) Các nhân tố ảnh hưởng tới thiết bị lọc bụi điện....................................................26
Chương III. Nước Thải:[5]............................................................................................................31
3.1. Các nguồn gây ô nhiễm nước :...........................................................................................31
3.2. Kiểm soát ô nhiễm môi trường nước :............................................................................33

Chương IV. Các chất gây ô nhiễm khác và biện pháp xử lý.........................................................35
4.1 Khí thải:...............................................................................................................................35
4.1.1. Ô nhiễm từ các nguồn khí thải của nhà máy................................................................35
4.1.2 Xử lý khí NOx.............................................................................................................37
4.1.3 Xử lý SO2.....................................................................................................................38
4.2 Chất thải rắn :.......................................................................................................................39
4.2.1. Nguồn phát sinh chất thải rắn :....................................................................................39
4.2.2 Xử lý các chất thải rắn :................................................................................................40
4.3 Ô nhiễm đối với các môi trường vật lý :..............................................................................40
4.3.1. Tiếng ồn và rung động :...............................................................................................40
4.3.2 Ô nhiễm nhiệt :.............................................................................................................40
4.4 Các phương pháp khác.........................................................................................................41
4.4.1 Quy hoach cây xanh:.....................................................................................................41
4.4.2Quản lý môi trường tại nhà máy:..................................................................................42
4.4.3 Giám sát và quan trắc môi trường:...............................................................................42
Chương IV. Tổng Kết....................................................................................................................43
Tài liệu tham khảo.........................................................................................................................43

Họ và Tên: Nguyễn Văn Anh
Lớp: 02HH

Trang 1


Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục

Mở Đầu:
Trong những năm gần đây, chúng ta không thể phủ nhận được sự phát triển
vượt bậc của nền kinh tế cũng như khoa học kỹ thuật của thế giới. Nền công nghiệp
thế giới đã đạt đến trình độ kỹ thuật cao, với nhiều thành tựu đáng ghi nhận. Cùng

vớisự phát triển ấy, mức sống của con người cũng được nâng cao và nhu cầu của con
người cũng có nhiều thay đổi. Tuy nhiên, hệ quả của sự phát triển ấy là một loạt các
vấn đề về môi trường như trái đất nóng lên, ô nhiễm không khí, ô nhiễm nguồn nước,
mực nước biển dâng hay biến đổi khí hậu… Trước thực trạn gấy con người đã có ý
thức về bảo vệ môi trường, ý thức về mối quan hệ giữa “phát triển kinh tế” và “bảo vệ
môi trường”. Vấn đề “phát triển bền vững” đã không còn xa lạ và đây là mối quan tâm
không của riêng ai đặc biệt là các nước đang trên đà phát triển như Việt Nam chúng
ta.
Hiện nay nước ta đang trong giai đoạn công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước
nên nhu cầu xây dựng cơ sở vật chất kỹ thuật, cơ sở hạ tầngcho các khu công nghiệp,
xây dựng đường giao thông, nhà ở và các công trình khác tăng lên rõ rệt. Do đó nhu
cầu về nguyên vật liệu xây dựng đặc biệt là nhu cầu về xi măng tăng cao. Yêu cầu tất
yếu được đặt ra là ngành công nghiệp xi măng cần được đầu tư phát triển mạnh để đáp
ứng nhu cầu trên. Trước thực tế đó, nhà máy ximăng Hải Phòng mới ra đời với mục
đích cung cấp xi măng cho thị trường trong nước và xuất khẩu đồng thời thay thế nhà
máy xi măng Hải Phòng cũ đã không đáp ứng được nhu cầu xi măngcũng như không
đảm bảo các tiêu chuẩn môi trường.
Đặc trưng của chất thải ngành công nghiệp xi măng là ô nhiễm bụi gây tác hại
lớn với môi trường và sức khoẻ con người, bụi , khí và nước là nguồn ô nhiễm chủ
yếu cần được xử lý. Do đó việc thiết kế một hệ thống xử lý bụi và các chất thải khác
trong nhà máy trước khi thải ra môi trường là hết sức cần thiết để đảm bảo sự phát
triển bềnvững của ngành công nghiệp xi măng. Nhà máy xi măng Hải Phòng mới sản
xuất ximăng vớicông nghệ lò quay theo phương pháp khô nên sản lượng xi măng lớn
và ô nhiễm ít hơn nhiều so vớicông nghệ lò đứng. Trong báo cáo đề cập tới hệ thống
xử lý bụi ximăng bao gồm thiết bị lọc bụi tĩnh điện và các thiết bị xử lý các chất thải
khác của nhà máy.
Họ và Tên: Nguyễn Văn Anh
Lớp: 02HH

Trang 2

Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục

Bài Báo Cáo Môn: Công Nghệ Xử Lý Môi Trường
Đề tài: Xử lý chất thải trong nhà máy xi măng
Pooclăng
( xi măng Hải Phòng)

Chương I. Tổng quan về công nghệ sản xuất xi măng Pooclăng:
1.1 Định nghĩa xi măng [1]
_Xi măng là một loại khoáng chất được nghiền mịn và là chất kết dính thủy lực
được tạo thành bằng cách nghiền mịn clinker, thạch cao thiên nhiên và phụ gia. Khi
tiếp xúc với nước thì xảy ra các phản ứng thủy hóa và tạo thành một dạng hồ gọi là hồ
xi măng. Tiếp đó, do sự hình thành của các sản phẩm thủy hóa, hồ xi măng bắt đầu
quá trình ninh kết sau đó là quá trình hóa cứng để cuối cùng nhận được một dạng vật
liệu có cường độ và độ ổn định nhất định. Vì tính chất kết dính khi tác dụng với nước,
xi măng được xếp vào loại chất kết dính thủy lực .
_ Xi măng Portland là loại xi măng thông dụng, có thể gọi là xi măng thường
để phân biệt với các loại xi măng đặc biệt khác như xi măng aluminat, xi măng
pouzzolan, xi măng xỉ lò cao v.v... Loại xi măng này có thành phần chủ yếu là clinke
Portland (chiếm trên 90% khối lượng) ngoài ra còn có thạch cao (3-5%) và các chất
phụ gia khoáng khác (xỉ lò, tro than, pouzzolan tự nhiên, v.v…) có khả năng đóng rắn
và bền vững trong nước.

Họ và Tên: Nguyễn Văn Anh
Lớp: 02HH

Trang 3

Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục

1. 2. Thành phần hóa học của clinke Portland
Bảng1.1: Hàm lượng các oxit trong clinke Portland
STT

Oxit

Hàm

lượng

(%)
01

SiO2

19 – 25

02

Al2O3

2–9

03

CaO

62 – 67

04

Fe2O3

1–5

05

MgO

0–3

06

SO3

1–3

07

K2O

0,6

08

Na2O

0,2

Họ và Tên: Nguyễn Văn Anh
Lớp: 02HH

Trang 4


Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục

1.3. Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất xi măng Pooclăng:

Đá vôi

Đất sét

Khoan, nổ mìn, vận
chuyển

Khoan, nổ mìn, vận
chuyển

Máy đập đá vôi

Máy đập đá sét

Kho đá vôi, đất sét

Máy nghiền liệu

Than

Nghiền

Silô chứa đồng
nhất
Hệ thống trao đổi
nhiệt
Lò nung

Hầm sấy

Silô chứa
clinker

Dầu MFO
Máy nghiền xi
măng

Thạch cao
phụ gia

Si lô chứa xi
măng

Ô tô

Xe lửa
Vi bao
Họ và Tên: Nguyễn Văn Anh

Lớp: 02HH

Máy đóng bao

Tàu thủy
Trang 5


Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục

Chương II. Bụi:
2.1. Quá trình phát sinh bụi:
Công nghệ sản xuất : Nhà máy ximăng Hải Phòng sản xuất ximăng theo
phương pháp khô với hệ thống lò quay hiện đại có công suất thiết kế 3.300 tấn
clinker/24h (tương đương với khoảng 1.10 6 tấn/năm) do hãng FL Smidth (Đan Mạch)
thiết kế và cung cấp thiết bị chủ yếu.
Xét toàn bộ các hoạt động của nhà máy từ khâu khai thác vận chuyển nguyên,
nhiên liệu đến khâu xuất sản phẩm thì bụi và khí thải sinh ra ở nhiều công đoạn khác
nhau. Tuy nhiên khí thải độc hại chỉ chiếm một phần rất nhỏ còn nguồn ô nhiễm
không khí chủ yếu là bụi. Tuỳ thuộc vào nguồn phát sinh mà bụi ở các công đoạn có
thành phần, nồng độ và kích thước khác nhau, chúng mang những đặc trưng khác
nhau.

Bảng 2.1 Tải lượng ô nhiễm bụi xi măng
Các công đoạn trongHệ số ô nhiễm

Tải lượng ô nhiễm

STT

nhà máy sản xuất xi(kg/tấn clinker)
(kg/năm)
măng

1

Bốc dỡ clinker

2

Bốc dỡ phụ gia, thạch
cao

3

Vận chuyển cliker

4

Vận chuyển phụ gia,
thạch cao

5

0,1

8.700

0,1

1.400

0,075

6.525

0,075

1.050

Dự trữ cliker trong silo 0,12

Họ và Tên: Nguyễn Văn Anh
Lớp: 02HH

10.440
Trang 6


Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục

6

Dự trữ phụ gia, thạch
cao

0,14

1.960

7

Đập phụ gia, thạch cao 0,02

280

8

Nghiền cliker

0,05

4.350

9

Đóng bao xi măng

0,01

1.000

10

Vận chuyển xi măng

0,01

1.000

Họ và Tên: Nguyễn Văn Anh
Lớp: 02HH

Trang 7


Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục

Họ và Tên: Nguyễn Văn Anh
Lớp: 02HH

Trang 8


Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục

2.1.1. Các công đoạn phát sinh bụi: [3]
_ Công đoạn khai thác, đập (ngoài hang rào nhà máy) và vận chuyển đá
vôi về kho trong nhà máy :
Nguồn bụi sinh ra từ hoạt động nổ mìn, vận chuyển đá vôi bằng ôtô từ mỏ về
nhà máy. Khi về đến nhà máy thì bụi phát sinh từ phễu tiếp nhận đá vôi (cỡ hạt <
1500mm) của máy búa và khi ra khỏi máy (cỡ hạt ≤ 50mm). Ở công đoạn này, máy
búa không gây bụi mà bụi chủ yếu sinh ra do ôtô đổ đá vôi vào phễu, lượng bụi này
rất lớn. Sau máyđập búa đá vôi cỡ hạt ≤ 50mm được chuyển đến kho chứa bằng hệ
thống băng tải cao su và cầu rải liệu di động, giai đoạn này do quá trình đổ rót, chuyển
đổi vị trí băng tải phát sinh bụi vào môi trường không khí xung quanh.
_ Công đoạn khai thác, đập nhỏ (bên ngoài nhà máy) và vận chuyển đất
sét về kho trong nhà máy :
Nguồn bụi phát sinh từ phễu tiếp nhận đá sét (cỡ hạt ≤ 500mm) của máy đập
búa 2 trục và sau khi ra khỏi máy(cỡ hạt ≤ 50mm). Ra khỏi máy đập búa đá sét được

vận chuyển về kho chứa trên băng tảicao su và thiết bị rải đống giữa, quá trình này
phát sinh bụi từ các điểm rót tại các vị trí chuyển đổi đá sét.
_Đối với các nguyên liệu như Silicat, xỷ Pirit và than :
Chỉ có nguồn phát sinh bụi trong quá trình tiếp nhận và vận chuyển nguyên liệu
cùng sử dụng chung dây chuyền với vận chuyển đá sét (không qua công đoạn đập)
nên các vị trí phát sinh bụi tương tự vận chuyển đá sét.
_Đối với thạch cao và phụ gia :
Nguồn bụi phát sinh trong quá trình bốc nguyên liệu, cấp liệu cho máy đập búa
150t/h để xử lý cỡ hạt từ ≤ 500mm xuống≤ 30mm và vị trí chuyển đổi băng tải cao su
với băng rải đống di động.
_ Tại các kho chứa và đồng nhất nguyên liệu :
Bụi phát sinh từ các vị trí chuyển đổi của băng tải và tại các vị trí đổ rót nguyên
liệu vào két định lượng.
Họ và Tên: Nguyễn Văn Anh
Lớp: 02HH

Trang 9


Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục

_ Công đoạn tồn trữ và rút nguyên liệu cho máy nghiền :
Nguồn bụi phát sinh trong quá trình rút kho nhờ băng cào, các điểm chuyển đổi
trên băng tảicao su và điểm rót vào két định lượng trước máy nghiền.
_ Công đoạn nghiền nguyên liệu :
Nguyên liệutừ các két định lượng qua hệ thống cân định lượng xuống băng tải
chuyển vào máy nghiền. Tại máy nghiền liên hợp chu trình kín(có sử dụng khí thải
đốt than trong lò nung nguyên liệu và lò nung clinker để sấy khô nguyên liệu nâng cao
hiệu suất cho quá trình nghiền) các hạt mịn được đưa tới xyclon. Tại xyclon các hạt
mịn được giữ lại theo hệ thống gầu nâng và máng khí động tới Silô đồng nhất còn

phầnkhí và bụisẽ được đưa qua lọc bụi tĩnh điện để đảm bảo nồng độ bụi của khí thải
≤ 50mg/Nm3 và nhiệt độ khí thải ≤ 150 oC. Phần khí và bụi thải ra môi trường qua ống
khói có lưu lượng 5.800 Nm3 /ph, D = 5m, H = 100m. Trong trường hợp máy nghiền
không hoạt động nguồn khí thải này sẽ được chuyển vào tháp điều hoà có hệ thống
phun nước làm lạnh giảm nhiệt độ xuống ≤ 150 0C rồi cũng đưa về thiết bị lọc bụi tĩnh
điện trước khi thải ra ngoài qua ốngkhói.
_ Công đoạn đồng nhất bột liệu và cấp liệu lò nung :
Bột phối liệu được vận chuyển lên đỉnh Silô đồng nhất bằng băng tải và cấp
vào thùng cấp liệu, tại đây phát sinh bụido bột liệu vận chuyển trên máng thuỷ lực và
đổ từ băng tải vào thùng cấp liệu. Tiếp theo bột liệuđược đưa vào cân định lượng tới
xyclon của lò nung. Tại đây bụi chủ yếu phát sinh tại vị trí bột liệu vào và ra khỏi cân.
_ Công đoạn nghiền và cung cấp than :
Nguồn ô nhiễm có vị trí phát sinh tương tự công đoạn nghiền phối liệu. Những
vị trí phát sinh khí và bụi trong quá trình rút than từ kho, vận chuyển đổ rót vào két
than thô, vào máy nghiền con lăn đứng. Tại máy sấy nghiền than, than bột được vận
chuyển bằng dòng khí nóng (từ máy làm nguội clinker) tới xyclon lắng để chuyển tới
két than mịn. Phần khí sau khi sấy than được đưa qua thiết bị lọc bụi điện rồi thải ra
ngoài qua ống khói có lưu lượng thải 1300 Nm 3 /ph, D = 1,8m, H = 43m và t = 90oC.
_ Hệ thống Xyclon trao đổi nhiệt và buông phân huỷ :
Do hệ thống kín hoàn toàn nên không sinh ra bụi mà chỉ có lượng nhiệt toả ra
môi trường xung quanh thành của các Xyclon và buồng phân huỷ. Khí thảicủa buồng
phân huỷ(bộ phận tiền nung) được sử dụng làm tác nhân sấy cho nghiền liệu với nhiệt
Họ và Tên: Nguyễn Văn Anh
Lớp: 02HH

Trang 10


Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục

độ sấy khoảng 260 – 280 0C, sau đó thải ra ngoài qua ống khói lưu lượng 5800
Nm3 /ph, D = 5m, H = 100m, t = 90 0C (max1500C).
_ Công đoạn nung Clinker :
Bột liệu sau khi được Canxi hoá tại buồng phân huỷ vào lò nung để tiếp tục quá
trình nung Clinker. Nguôn gây ô nhiễm chủ yếu là khí nóng toả ra xung quanh vỏ và 2
đầu lò. Toàn bộ được bao bọc kín nên khí thải sinh ra từ lò nung không thoát đựoc ra
ngoài và chúng được đưa qua thiết bị làm lạnh kiểu ghi.
_ Công đoạn làm nguội clinker :
Clinker từ lò nung đi ra có nhiệt độ rât cao được làm lạnh đột ngột bằng thiết bị
làm lạnh kiểu ghi nhằm làm nguội clinker từ 1350 0C xuống khoảng 900C. Hệ thống
làm lạnh sử dụng các quạt gió lưu lượng 6.800 Nm 3 /ph lấy không khí bên ngoài
thổiqua các ghi và xáo trộn clinker nằm trên ghi đồng thời hạ nhiệt của clinker. Khí
thải tại ngăn thứ nhất của thiết bị làm lạnh có nhiệt độ cao được cấp cho buồng phân
huỷ. Phần còn lại qua lọc bụi điện , một phần được sử dụng để nghiền sấy than, phần
kia thải ra ngoài qua ống khói lưu lượng 3.000 Nm 3 /ph, D = 5m, H = 43m, t = 3300C.
_ Công đoạn vận chuyển và chứa clinker :
Bụi ở công đoạn này phát sinh chủ yếu do quá trình chuyển đổi trên các băng
tải và đổ clinker vào Silô.
_ Công đoạn nghiền ximăng :
Nguồn ô nhiễm chủ yếu là bụi ximăng trong quá trình từ cân định lượng xuống
hệ thống vận chuyển ximăng. Bột ximăng sau khi ra khỏi máy nghiền được chuyển tới
thiết bị phân ly và tập trung vào các xyclon lắng rồi chuyển tới Silô chứa. Phần khí
thải sau phân ly được xử lý bằng thiết bị lọc bụi túi (năng suất 26.000 m 3 /h). Phần khí
thải cho thông gió máy nghiền
được xử lý bằng thiết bị lọc bụi tĩnh điện và thải ra ngoài qua ống khói lưu
lượng1.000 m3 /ph, D = 2m, H = 49m, t = 450C.
_ Công đoạn chứa và đóng bao ximăng thành phẩm :
Bụi sinh ra chủ yếu là bụi ximăng trong quá trình vận chuyển ximăng đến Silô.
_ Công đoạn phụ trợ :
Nhà nồi hơi sử dụng dầu MFO cho 1 nồi hơi công suất 1.500 kg hơi/h.Quá

trình đốt dầu sinh ra khí thải và bụi, chúng được thải ra ngoài qua ống Khói. Như vậy
Họ và Tên: Nguyễn Văn Anh
Lớp: 02HH

Trang 11


Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục

nguồn gây ô nhiễm không khí trong nhà máy chủ yếu do khói lò hơi, các buồng đốt,
bụi trong quá trình đập nghiền, vận chuyển nguyên nhiên liệu, ximăng và bụi, khí độc
từ quá trình nung, làm lạnh clinker và nghiền ximăng.

2.1.2. Quy trình xử lý bui:
a) Công nghệ khai thác sét:
Công ty thường khai thác đất sét ẩm từ đó hạn chế đước bụi. Vận chuyển nhiên
liệu bằng bằng dây chuyền khép kín, có sức chứa lớn. Sử dụng các băng tải có mái
che các bồn chứa dọc. Đo lường và lây nhiên liệu bằng thiết bị hiện đại, tạo ít bụi
nhất.
b) Hệ thống sử lý bụi : [2]
Thiết bị sử lý bụi của nhà máy tích hợp hoàn toàn trong dây chuyền công nghệ,
không thể tách rời. Ngoài ra, ở nhà máy còn sử dụng công nghệ sử lý bụi hiện đại nhất
như lọc bụi tỉnh điện, lọc bụi túi, lọc bụi Cyclon, lọc bui tay áo và bằng buồng lắng.
Bảng 2.2 So sánh các thiết bị lọc bụi
Thiết bị

Kíchcỡ

hạt Giới hạn nhiệt Ưu điểm

bụi bé nhất độ
(µm)

Nhược điểm

làmviệc,

(0C)
- Vốn thấp, ít - Hiệu suất
phải bảo trì

thấp với bụi

Dưới giới hạn - Sụt áp nhỏ(5 nhỏ hơn 10
Cyclon

-

cháy nổ

–

của bụi

H2O)

- Không thu

- Thu bụi khô

được bụi có

-

15

Ít

mm µm.

chiếm tính kết dính.

diện tích
- Không sinh - Sinh ra nước
Rửa ướt

0,1-1

Họ và Tên: Nguyễn Văn Anh
Lớp: 02HH

bụi thứ cấp

thải
Trang 12


Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục

Kết hợp làm nguội khí thải

Ít

chiếm - Chi phí bảo

diện tích

trì

cao

do

- Có khả năng nước rò rỉ ăn
giữ cả khí và mòn thiết bị
bụi
Vốn
thấp
- Hiệu quả lọc - Vốn lớn
cao, tiết kiệm - Nhạy cảm

Lọc bụi tĩnh 0,25- 1

< 450 oC

điện

năng lượng

với thay đổi

- Thu bụi khô

dòng khí

- Sụt áp nhỏ

-

- Ít phải bảo thu

bụi

trì

Khó
có

điện trở khá

- Xử lý lưu lớn
lượng lớn

- Chiếm diện
tích lớn,
- Dễ gây cháy
nổ

nếu

khí

chứa chất khí
và bụi cháy
được
- Hiệu xuất - Cần vật liệu
rất cao

riêng ở nhiệt

- Có thể tuần độ cao
hoàn khí bụi

- Cần công

- Bụi được đoạn rũ bụi
thu
khô
Lọc buị tay áo 0,1- 0,5

< 250 0C

ở

dạng phức tạp
- Chí phì vận

- Chi phí vận hành cao do
hành thấp, có vải dễ hỏng

Họ và Tên: Nguyễn Văn Anh
Lớp: 02HH

Trang 13


Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục

thể thu bụi dễ cháy

Tuổi

giảm

- Dễ vận hành môi

thọ
trong

trường

axit, bazơ
- Thay thế túi
vải phức tạp
Từ những thông số kỹ thuật về bụi trên và quá trình phân tích ưu nhược điểm
của các phương pháp lọc bụi ở bảng 2.1 và bảng 2.2 ta có thể thấy thiết bị lọc bụi
bằng cyclon để lọc bụi thô và áp dụng vào quá trình xử lý khí còn Lọc bụi tĩnh điện
xử lý các hạt bụi còn lại sau quá trình lọc bụi bằng Cyclon. Sau đây em xin giới thiệu
về công nghệ để lọc bụi trong nhà máy xi măng Hải Phòng với công xuất là 3300 tấn
clinker/h là lọc bụi bằng Lọc bụi tĩnh điện.

2.1.2.1 Nguyên lý hoạt động và cấu tạo của lọc bụi tĩnh điện [4]
A) Nguyên lý hoạt động của bộ lọc bụi tĩnh điện

Nguyên lý làm việc của bộ ESP

Họ và Tên: Nguyễn Văn Anh
Lớp: 02HH

Trang 14


Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục

Lọc bụi tĩnh điện là hệ thống lọc bỏ các hạt bụi có kích thước nhỏ khỏi dòng
không khí chảy qua buồng lọc, trên nguyên lý ion hoá và tách bụi ra khỏi không khí
khi chúng đi qua vùng có trường điện lớn. Buồng lọc bụi tĩnh điện (hay Silo lọc bụi)
được cấu tạo hình tháp tròn hoặc hình hộp chữ nhật, bên trong có đặt các tấm cực
song song hoặc các dây thép gai. Hạt bụi với kích thước nhỏ, nhẹ bay lơ lửng trong
không khí được đưa qua buồng lọc có đặt các tấm cực. Trên các tấm cực, ta cấp điện
cao áp một chiều cỡ từ vài chục cho đến 100kV để tạo thành một điện trường có
cường độ lớn. Hạt bụi khi đi qua điện trường mạnh sẽ bị ion hoá thành các phân tử ion
mang điện tích âm sau đó chuyển động về phía tấm cực dương và bám vào tấm cực
đó.
Hiệu quả của hệ thống lọc bụi tĩnh điện phụ thuộc vào rất nhiều các yếu tố như:
kích thước của hạt bụi, tính chất của điện cực, thiết bị điện điều khiển điện trường, tốc
độ chuyển động và sự phân bố đồng đều lượng không khí trong vùng điện trường. Tùy
theo lưu lượng bụi của buồng lọc mà hệ thống tự động điều chỉnh điện áp cao áp vào
buồng lọc, sao cho đạt được hiệu suất lọc bụi cao nhất.
Sau một thời gian bụi bám trên bề mặt điện cực sẽ có chiều dày nhất định thì sẽ
được hệ thống búa gõ, máy rung tách các hạt bụi và đưa về phễu thu hồi.

B) Cấu tạo của bộ lọc bụi tĩnh điện ESP bao gồm:
- Điện cực phóng (discharge electrode) - Bộ gõ (Rapper)
- Máng thu (hopper) - Điện cực thu (collection electrode)
- Vỏ (shell) - Hệ thống điện (electrical system)
- Hệ thống tải bụi

Họ và Tên: Nguyễn Văn Anh
Lớp: 02HH

Trang 15


Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục

Cấu tạo bộ lọc bụi tĩnh điện
a) Điện cực phóng
Các điện cực phóng điện phát ra dòng nạp và cung cấp điện áp phát sinh một
trường điện giữa các điện cực phóng điện và các tấm thu nhận. Trường điện này buộc
các hạt bụi trong dòng khí phải dịch chuyển hướng về phía các tấm thu nhận. Sau đó,
các hạt bụi lắng tủa lại trên các tấm thu nhận.
Các loại điện cực phóng điện phổ biến bao gồm các dây tròn thẳng, các cặp dây
cáp xoắn đôi, các dây thép gai phóng điện, các cột thép cứng, các khung giàn cứng,
các ống cứng đầu nhọn và các sợi dây xoắn. Các điện cực phóng điện được đỡ bởi
giàn phóng điện phía trên và được duy trì thẳng hàng giữa các giàn phóng điện phía
trên và phía dưới. Giàn phóng điện phía trên lần lượt được đỡ từ nóc vỏ thiết bị lọc
bụi. Các bộ cách điện điện áp cao được tích hợp vào hệ thống đỡ. Trong các hệ

Họ và Tên: Nguyễn Văn Anh
Lớp: 02HH

Trang 16


Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục

thống dây có điều chỉnh, các điện cực phóng điện được giữ căng nhờ các khối nặng ở
đầu dưới của các sợi dây.
Điện cực phóng kiểu dạng các vòng dây mỏng có kích thước đường kính khác
nhau từ 0,13 -0,38 cm (0.05-0,15 in). Hầu hết trong các thiết kế thông thường sử dụng
dây dẫn có đường kính khoảng 0,25cm . Các điện cực phóng điện gồm dây treo thẳng
ở phía trên và được căng thẳng đứng bởi một vật nặng ở phía dưới.

Họ và Tên: Nguyễn Văn Anh
Lớp: 02HH

Trang 17


Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục

Các dây này thường được làm từ thép carbon cao, nhưng cũng có thể được làm
bằng thép không gỉ, đồng, hợp kim titan, inconel và nhôm. Các vật nặng được làm
bằng hợp kim gang và nặng trên 11,4 kg. Dây của điện cực phóng phải có khả năng
chống đứt gãy do giảm độ bền cơ. Các dây chuyển động dưới ảnh hưởng của các lực
khí động học và lực điện, và ảnh hưởng tới độ bền cơ học. Các khối nặng ở dưới cùng
Họ và Tên: Nguyễn Văn Anh
Lớp: 02HH

Trang 18

Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục

của dây được gắn vào khung để dây luôn căng. Các quả nặng này sẽ ngăn cản không
cho dây rơi vào phễu khi dây bị đứt. Phần đầu và phần cuối của dây được phủ bởi
những vòng thép dạng ống. Các vòng này làm giảm thiểu tình trạng đánh lửa và ăn
mòn kim loại do đánh lửa tại các điểm đó trên dây. Kích thước và hình dạng của các
điện cực được điều chỉnh bởi những yêu cầu cơ khí của hệ thống.

Các loại dây của điện cực phóng
b) Điện cực thu
Các tấm thu nhận được thiết kế để thu nhận và giữ các hạt kết tủa lại cho đến
khi chúng được tháo vào phễu thu. Các tấm thu nhận cũng là một bộ phận của mạch
điện năng trong thiết bị lọc bụi. Các chức năng của tấm thu nhận này được đưa vào
phần thiết kế của thiết bị lọc bụi. Các tấm ngăn bụi ngăn các hạt kết tủa lại khỏi dòng
khí trong khi các bề mặt phẳng nhẵn cấp điện áp vận hành cao.
Các tấm thu nhận được treo từ vỏ thiết bị lọc bụi và tạo thành các đường khí ở
trong thiết bị lọc bụi. Có hai loại kết cấu phổ biến của các tấm thu nhận trong số các
kết cấu được thay đổi bởi nhà sản xuất. Trong trường hợp các tấm được đỡ từ các dầm
dạng đe ở cả hai đầu. Dầm dạng đe này cũng là điểm tác động đối với các tấm gõ thu
nhận được đỡ bởi các móc treo trực tiếp từ vỏ thiết bị lọc bụi. Trong trường hợp khác
hai hoặc nhiều tấm thu nhận được liên kết tại hoặc gần tâm đỡ nhờ các dầm bộ gõ mà
sau đó hoạt động như là các điểm tác động của hệ thống rũ bụi.

Họ và Tên: Nguyễn Văn Anh
Lớp: 02HH

Trang 19

Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục

Các tấm điện cực thu
c) Hệ thống điện cao áp
Hệ thống điện cao áp tạo ra và điều khiển điện trường giữa hai cực phóng và
cực thu. Điều này được thực hiện nhờ sử dụng biến áp - chỉnh lưu và hệ thống đo
kiểm soát mạch điện tự động. Điện áp được duy trì ở mức cao mà không gây phóng
điện giữa hai bản cực.

Sơ đồ nguyên lý hệ thống điện của ESP
Máy biến áp - chỉnh lưu, các thiết bị điện áp cao điều khiển cường độ điện
trường phát ra giữa 2 cực phóng và thu. Điều này được thực hiện bằng cách sử dụng
máy biến áp - chỉnh lưu T_R. Máy BA nâng điện áp từ 400V lên điện áp khoảng
20.000 - 70.000V. Đây là điện áp cao đủ để gia tốc cho các hạt di chuyển tới cực thu.
Bộ chỉnh lưu biến dòng xoay chiều thành dòng một chiều. Đa số các bộ lọc bụi ngày
nay sử dụng các bộ chỉnh lưu bán dẫn và MBA dầu hoặc MBA askarel-filled.
Họ và Tên: Nguyễn Văn Anh
Lớp: 02HH

Trang 20


Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục

Hệ thống đồng hồ đo các thông số sau:
- Điện áp sơ cấp: điện áp sơ cấp thường từ 220- 400V
- Điện áp thứ cấp: Đồng hồ đo điện áp một chiều được đặt giữa đầu ra của
chỉnh lưu và cực phóng.
- Dòng điện thứ cấp: Dòng điện thứ cấp được đo bằng đồng hồ có thang đo
milliampe. Đồng hồ đo được đặt giữa đầu ra của chỉnh lưu và bộ điều khiển điện áp tự

động.
- Số lần phóng điện: Đồng hồ đo số lần phóng điện trong một phút.
d) Rapper- Bộ gõ
Bụi chất đống trên cực thu và phóng được loại bỏ bằng cách gõ. Bụi bám thành
mảng hoàn toàn được loại bỏ bằng cách rung cơ khí hoặc các dao động lan truyền dọc
theo điện cực. Hệ thống gõ được thiết kế để gõ theo cường độ và tần số có thể điều
chỉnh theo điều kiện làm việc thực tế. Mỗi khi chu kỳ làm việc được thiết lập hệ thống
phải có khả năng duy trì gõ đều đặn trong thời gian dài.
Cực thu được gõ theo một số cách. Một hệ thống gõ sử dụng búa đặt trên trục
quay như hình vẽ. Khi trục quay, các tay búa nện xuống và đập xuống các thanh đỡ
các tấm cực thu. Cường độ gõ được điều khiển bởi trọng lượng búa và độ dài của tay
búa. Tần số gõ có thể thay đổi bằng cách hiệu chỉnh tốc độ của trục quay. Vì thế,
cường độ gõ và tần số gõ có thể hiệu chỉnh theo sự thay đổi theo mật độ của bụi. Một
hệ thống gõ khác sử dụng trong 1 số thiết kế của Mỹ bao gồm các dụng cụ gõ xung từ.

Họ và Tên: Nguyễn Văn Anh
Lớp: 02HH

Trang 21


Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục

Một hệ thống gõ điển hình của ESP và hệ thống xung gõ từ
Một bộ gõ xung từ có chày thép được nâng lên bởi xung dòng điện trong cuộn
dây. Chày thép sau đó chuyển động trở về vì lực trọng trường và đập xuống 1 cần nối
với nhiều tấm cực như. Tần số và cường độ gõ có thể dễ dàng điều chỉnh bằng hệ
thống điều khiển dòng điện. Tần số có thể là 1 lần gõ trong vài phút tới vài giờ với 1
cường độ từ 10 > 24g's. Các bộ gõ xung từ thường làm việc với tần số cao hơn nhưng
với cường độ gõ nhỏ hơn so với bộ gõ dùng trục búa nện.

e) Máng thu
Khi bụi được gõ xuống từ các điện cực, chúng rơi xuống máng thu và được
chứa ở đây trước khi được hệ thống tải bụi chuyển đi. Bụi cần được chuyển đi càng
sớm càng tốt để tránh hiện tượng đóng cục, gây tắc nghẽn. Các máng thu được thiết
kế dạng phễu với góc nghiêng 60-70 độ để bụi dễ dàng trượt xuống cửa xả. Một số
hãng sản xuất còn chế tạo loại phễu có thể xả bụi nhanh, cấu trúc bao gồm các tấm gõ,
các lỗ thông, bộ gõ, bộ rung điện. Tấm gõ đơn giản là các tấm phẳng được bắt bulông
hoặc hàn vào tâm của thành phễu. Khi bụi bị kẹt trong phễu có thể tiến hành gõ vào
các tấm này để làm vụn các bụi đóng cục thúc đẩy qua trình xả bụi. Bộ rung phễu đôi
khi được sử dụng để loại bỏ bụi bám trên thành phễu. Bộ rung phễu là thiết bị hoạt
động bằng điện vì thế cần được thiết kế cẩn thận.

Họ và Tên: Nguyễn Văn Anh
Lớp: 02HH

Trang 22


Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục

Máng thu bụi
Đối với thiết bị lọc bụi cho máy nghiền than thì các phễu gom bụi có điểm đặc
biệt là ở phần cuối cùng của phễu (cửa phễu) có phần tử đốt nóng. Phần tử này làm
việc ngay cả trong thời gian lọc bụi nghỉ không làm việc. Phần tử đốt nóng phòng
ngừa sự ngưng hơi của độ ẩm ở phần chóp cuối cùng của phễu (là phần nguội nhanh
nhất). Các hạt bụi có thể dính kết vào nhau do ẩm ở vùng này. Do vậy lối ra của phễu
có thể nhanh chóng bị tắc nghẽn.
Phần tử đốt nóng của phễu được đóng hoặc ngắt bằng rơ le nhiệt đặt ở mặt
tường phễu. Rơ le thứ hai đặt ở phần tử đốt nóng để bảo vệ nó không bị đốt nóng thái
quá. Phần tử đốt nóng của phễu chỉ cắt khi lọc bụi tĩnh điện bụi dừng lâu dài, ví dụ

ngưng để bảo trì. Khi dừng bảo trì, phần tử đốt nóng của phễu vẫn tiếp tục được đốt
nóng trong 30 phút sau khi đã ngừng truyền khí khô “qua lọc bụi”.
Khi khởi động lọc bụi, phần tử đốt nóng của phễu và phần tử đốt nóng sứ đỡ
đều phải được khởi động trước ít nhất 4 giờ.
f) Vỏ
Cấu trúc vỏ bao bọc các điện cực và đỡ các thiết bị trong một khung cứng để
giữ cho các điện cực thẳng hàng. Đặc biệt cấu trúc hỗ trợ quan trọng đối với mặt lọc
bụi nóng vì các thành phần của bộ lọc có thể làm giãn nở và co lại khi sự chênh lệch
nhiệt độ ESP (400 độ C) và không khí xung quanh (20 độ C) là lớn. Sự chênh lệch về
nhiệt độ quá mức có thể phá các khớp vỏ và phễu và mối hàn ngoài. Các điện cực thu
và điện cực xả thường được treo theo chiều dọc ảnh hưởng của lực hấp dẫn. Điều này
cho phép các yếu tố để mở rộng hoặc co lại khi có sự thay đổi nhiệt độ này mà không
bị ràng buộc hay bóp méo.
g) Hệ thống tải bụi
Bụi sau khi được xả ra ngoài được chuyển đi bằng hệ thống tải bụi. Các thiết kế
cho hệ thống này khá đa dạng bao gồm hệ thống tải bụi kiểu vít, kiểu băng tải trượt
hay hệ thống băng tải dùng khí nén.

Họ và Tên: Nguyễn Văn Anh
Lớp: 02HH

Trang 23


Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục

a) Hệ thống tải bụi kiểu vít tải

b) Hệ thống băng tải dùng khí nén

c) Hệ thống tải bụi kiểu băng tải trượt
C) Một số bộ phận quan trọng khác
a) Electic vibrator- Bộ rung điện
Cực xả hay cực vầng quang cũng cần gõ để ngăn cản bụi bám quá nhiều có thể
gây trở ngại cho việc phóng hồ quang. Điều này thường được thực hiện bằng cách sử
dụng khí hoặc bộ rung điện, thiết bị này tạo ra sự rung động nhẹ các dây cực xả. Bộ
rung động thường đặt bên ngoài nắp bộ lọc bụi và được liên kết với các khung chịu áp
lực thông qua các thanh nối. Khung chịu áp lực là bộ phận đỡ các cực vầng quang
(cực xả còn gọi là cực vầng quang). Một bộ cách điện, đặt trên các thanh nối, cách ly
dòng điện với bộ gõ trong khi gõ.
b) Búa nện dành cho cực xả khung cứng
Cực xả khung cứng được gõ bởi các búa nện. Các búa nện hoạt động tương tự
như búa gõ bụi cho cực thu, các búa này được đặt trên các trục quay ngang. Khi trục
Họ và Tên: Nguyễn Văn Anh
Lớp: 02HH

Trang 24


Ket-noi.com diễn đàn công nghê, giáo dục

quay, các búa nện vào các xà từ đó lan truyền rung động tới các ống trung tâm của hệ
thống cực xả, từ đó rũ sạch bụi.
c) Hệ thống cửa xả bụi
Bụi lắng ở máng cần được nhanh chóng chuyển đi bằng hệ thống tải bụi, hệ
thống này có thể chạy tự động hoặc điều khiển bằng tay. Cấu tạo đơn giản nhất của hệ
thống tải bụi là hệ thống cửa trượt, khi bụi cần chuyển đi thì các tấm này được lấy ra,
tuy nhiên thiết bị này chỉ phù hợp với những hệ thống nhỏ.
Một thiết bị xả bụi khác là thiết bị xả bụi liên tục thường được cài đặt trong các
ESP. Thiết bị bao gồm 2 van xả. Khi bụi rơi xuống phễu, trọng lực của bụi làm van1

mở ra bụi rơi xuống van 2, sau đó van 1 đã xả bụi tự động đóng lại, trọng lực bụi tiếp
tục làm mở van 2 và bụi thải ra ngoài.
Ở những ESP vừa hay cỡ lớn người ta sử dụng hệ thống xả bụi kiểu van quay.
Các van quay giống như một cánh của quay tròn, 2 cánh van ghép lại đóng kín cửa xả
và động cơ từ từ quay các cánh để bụi được xả ra ngoài.
d) Thiết bị nối đất
Trước khi đi vào bên trong bộ lọc bụi, tất cả các phần chịu điện áp cao cần phải
được nối đất bằng tay ở ngay cửa kiểm tra. Điều này là rất quan trọng để bảo vệ
người, chống lại việc đóng vào điện áp cao do sai lầm nào đó.
Thiết bị nối đất gầm cáp nối đất, gậy nối đất, các chốt nối đất ở các cửa kiểm
tra và các chốt nối đất ở các khung và các điện cực phóng điện.
e) Khóa nối đất
Tất cả các phần chịu điện áp cao của lọc bụi tĩnh điện sẽ lập tức được nối đất
nhờ khóa nối đất, khi có nguy hiểm về nổ. Khi khóa đóng tương ứng hệ thống phóng
điện đã được nối đất và không có hiệu ứng vầng quang hoặc các hồ quang xảy ra bên
trong lọc bụi. Do đó ngăn ngừa được sự nổ của hỗn hợp khí.
Nếu thiết bị không làm việc, khóa nối đất nằm ở vị trí đóng và hệ thống phóng
điện là nối đất.
f) Các nắp phòng nổ
Họ và Tên: Nguyễn Văn Anh
Lớp: 02HH

Trang 25