Thiết kế thiết bị xử lý bụi cho nhà máy xay xát lúa, lau bóng gạo, ép trấu viên công đoạn đốt của lò sấy bằng hệ thống cyclone

Đồ án xử lý ô nhiễm không khí

Mục lục

MỤC LỤC HÌNH

MỞ ĐẦU
I.1 ĐẶT VẤN ĐỀ
Hiện nay cùng với sự phát triển của cả nước, Đồng Tháp đã và đang phát triển
từng ngày. . Các khu công nghiệp, thương mại ngày càng được mở rộng, thị trường
dịch vụ khá sôi động, các dịch vụ như vận tải, du lịch, lưu trú,…đáp ứng khá tốt nhu
cầu của khách hàng, đồng thời góp phần cải thiện thiện đời sống người dân. Song song
đó thì lượng khí thải sinh ra do hoạt động của con người cũng gia tăng đáng kể. Tình
trạng khí thải các nhà máy, xí nghiệp, khu công nghiệp… đang là vấn bức xúc trong xã
hội bởi nó ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người cũng như môi trường
sống.
Không khí bị ô nhiễm do nhiều nguồn khác nhau:
 Nguồn tự nhiên: núi lửa, động đất, cháy rừng, phấn hoa, sương mù, quang hóa.
 Nhân tạo: công nghiệp, giao thông vận tải, sinh hoạt, và các tác nhân gây ô
nhiễm
Như chúng ta đã biết, con người có thể nhịn ăn trong 8 tuần, nhịn uống 3 – 5 ngày,
nhưng thật khó nhịn thở trong 2 phút. Không khí rất cần cho sự hô hấp cũng như các
quá trình trao đổi vật chất khác của con người, sinh vật, thực vật. Khi con người biết
lao động môi trường bị tác động đáng kể, chất ô nhiễm tích lũy trong môi trường ngày
càng nhiều, dần dần vượt khả năng tự làm sạch môi trường. Vì thế, nếu nguồn không
khí bị ô nhiễm sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến khỏe con người, hủy hoại dần hệ sinh thái:
các bệnh về da, mắt, đặc biệt là đường hô hấp; giảm chất lượng nước, cạn kiệt nguồn
thủy sản, làm chua đất, giảm diện tích rừng... Ngoài ra, khi không khí bị ô nhiễm có
thể phá hủy các công trình xây dựng và các vật liệu kiến trúc, làm giảm vẻ mỹ quan
công trình xây dựng.
Dự án Nhà máy xay xát lúa, lúa, lau bóng gạo, ép trấu tạo viên hoạt động cả 3 loại

hình sản xuất:
• Xay xát lúa, công suất 80 tấn/ngày.
• Lau bóng gạo, công suất 800 tấn/ngày.
• Ép trấu tạo viên, công suất 300 tấn/ngày.
Trong đó, bụi phát sinh ở dự án bao gồm các khâu bên trong các hoạt động sản xuất ở
các phân xưởng, và các hoạt động từ lò sấy đốt than đá. Lò sấy hầu như không hoạt
1
CBHD: PHẠM VĂN TOÀN

SVTH: TRƯƠNG THANH TÙNG
1


Đồ án xử lý ô nhiễm không khí

động vào mùa khô. Chỉ có vào mùa mưa, gạo nhập liệu có độ ẩm cao nên mới sử dụng
hơi nóng từ lò sấy để sấy gạo. Khi nhà máy vận hành lò hơi đốt bằng than đá ở nhiệt
độ nhất định thì phát sinh lượng khí thải đáng kể. Khí thải trong quá trình vận hành lò
hơi đốt than đá chủ yếu là bụi, SO2, NOx, CO sinh ra do quá trình đốt nhiên liệu (than
đá). Bụi có kích thước dao động từ vài micromet tới vài trăm micromet.
Trước thực trạng ấy đòi hỏi con người phải 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 nước ta.
Do đó, đề tài: “Thiết kế thiết bị xử lý bụi cho nhà máy xay xát lúa, lau bóng gạo, ép
trấu viên công đoạn đốt của lò sấy bằng hệ thống cyclone.” được thực hiện với mong
muốn góp phần hạn chế hiện trạng ô nhiễm môi trường hiện nay một cách kinh tế và
hiệu quả nhất.
I.2 MỤC TIÊU ĐỒ ÁN
 Mục tiêu chung: Nhằm giảm thiểu các tác động đến mức thấp nhất do bụi đến

môi trường, cũng như sức khỏe cho người dân xung quanh. Góp phần bảo vệ
môi trường Lai Vung, tỉnh Đồng Tháp xanh - sạch - đẹp.
 Mục tiêu cụ thể: Tính toán, thiết kế thiết bị xử lý bụi cho nhà máy xay lúa, lau
bóng gạo, ép trấu tạo viên Lai Vung – Tổng công ty lương thực Miền Bắc công
đoạn từ lò sấy đốt than đá.
I.3 NỘI DUNG ĐỒ ÁN
 Đánh giá tổng quan hiện trạng môi trường khu vực dự án.
 Xác định các nguồn phát sinh bụi của nhà máy xay lúa, lau bóng gạo, ép trấu

tạo viên Lai Vung – Tổng công ty lương thực Miền Bắc.
 Các phương pháp xử lý bụi.
 Lựa chọn thiết bị và tính toán thiết kế hệ thống xử lý bụi cho nhà máy.
 Vẽ bản vẽ kỹ thuật.

I.4 ĐỐI TƯỢNG THỰC HIỆN
Bụi phát sinh từ công đoạn từ lò sấy than đá.
I.5 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN
•
•

Thu thập những số liệu sẵn có về bụi của nhà máy (trong báo cáo ĐTM của nhà
máy).
Trên cơ sở thu thập các số liệu có sẵn kết hợp với những tài liệu liên quan. Từ
đó, tính toán, thiết kế thiết bị xử lý bụi cho nhà máy xay lúa, lau bóng gạo, ép
trấu tạo viên Lai Vung – Tổng công ty lương thực Miền Bắc.

2
CBHD: PHẠM VĂN TOÀN

SVTH: TRƯƠNG THANH TÙNG
2


Đồ án xử lý ô nhiễm không khí

CHƯƠNG II

ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ - XÃ HỘI KHU VỰC DỰ
ÁN
II.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN
II.1.1 Điều kiện địa lý, địa chất
a) Vị trí địa lý

Dự án có tổng diện tích 37.500 m2 nằm trên địa bàn Tổ 58, ấp Hòa Tân, xã Tân Hòa,
huyện Lai Vung, tỉnh Đồng Tháp.
•

Phía Tây Bắc giáp: Doanh nghiệp xăng dầu Nguyên Phước, cách 100m.

•

Phía Đông Nam giáp: đất vườn, cách nhà dân gần nhất 5m.

•

.Phái Tây Nam giáp: sông Hậu

•

Phía Đông Bắc giáp: Quốc lộ 54, cách nhà dân gần nhất 20m.

•

Phía bắc giáp với đường số 10, kế tiếp giáp với công ty TNHH Thái Sơn.

b) Địa hình và thổ nhưỡng

Xã Tân Hòa có mẫu chất đơn giản tạo cho xã một quyxddaats tương đối đồng nhất. Xã
có các mẫu chất sau:
•

Đặc điểm địa chất xã Tân Hòa mang cấu trúc chung của huyện Lai Vung, tỉnh
Đồng Tháp cũng như vùng ĐBSCL, là loại trầm tích trẻ sông biển.

•

Loại đất được hình thành từ trầm tích sông (aQ3IV) phân bổ ven sông lớn hình
thành đất phù sa chiếm hầu hết diện tích trong xã. Một diện tích nhỏ trầm tích
có chứa phèn nằm sâu giáp xã Long Thắng.

Từ các đặc điểm địa chất và địa hình đã tạo nên lớp vỏ thổ nhưỡng thể hiện cấu trúc
đất đai khác nhau giữa các vùng trong xã. Từ đó bố trí sử dụng đất sẽ khác nhau.
II.1.2 Điều kiện khí tượng thủy văn
a) Điều kiện khí tượng

Dự án nằm trong vành đai nội chí tuyến bắc bán cầu, gần xích đạo. khí hậu nóng ẩm
nhưng ôn hòa, có hai mùa mưa nắng rõ rệt:
 Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11
 Mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4

3
CBHD: PHẠM VĂN TOÀN

SVTH: TRƯƠNG THANH TÙNG
3


Đồ án xử lý ô nhiễm không khí

Các quá trình lan truyền, phát tán và chuyển hóa các chất ô nhiễm ngoài môi
trường phụ thuộc vào các yếu tố:
 Nhiệt độ không khí
 Độ ẩm không khí
 Nắng và bức xạ mặt trời.
 Chế độ mưa
 Gió và ảnh hưởng của gió
 Độ bền vững của không khí

Nhiệt độ
Nhiệt độ trung bình năm: 26,8oC
Tháng có nhiệt độ trung bình cao nhất: 26-31oC
Tháng có nhiệt độ trung bình thấp nhất: 21-23,8oC
Biên độ dao động trung bình: 6,8oC
Nắng
Là vùng có số giờ nắng cao (208h/tháng). Tháng 3 có số giờ nắng cao nhất là 9,1
h/ngày.
Bốc hơi tập trung lớn vào các tháng 3, 4, 5, 6. Lượng bốc hơi trung bình 3 – 5
mm/ngày, cao nhất 6 – 8 mm/ngày.
Bức xạ mặt trời

Bức xạ tổng cộng bình quân 155,0 Kcal/km2/năm
Bức xạ trực tiếp: 82 Kcal/cm2/năm
Bức xạ khuếch tán: 72 Kcal/cm2/năm.
Bức xạ hấp thụ: 29 Kcal/cm2/năm.
Chế độ mưa
Mùa mưa bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 11, lượng mưa chiếm 90- 92 % lượng
mưa cả năm, trong đó tập trung tháng và tháng 10 (30 – 40% lượng mưa năm),
còn lại mùa khô chiếm 8 – 10% lượng mưa năm.
Lượng mưa trung bình 1.518,6 mm/năm. Từ tháng 5 bắt đầu mưa nhiều và tập
trung cao độ vào tháng 9, 10 ảnh hưởng đến thu hoạch lúa hè và thu đông.
Độ ẩm không khí tương đối
Độ ẩm bình quân cả năm 82,5%. Bình quân thấp nhất vào mùa khô là 50,3%.
Trong đó tháng 3 là tháng thấp nhất có độ ẩm 32,0%.
Chế độ gió
Thịnh hành theo hướng Tây Nam và Đông Bắc (tháng 1 - 11), ngoài ra có gió
chướng (tháng 2, 4), cá biệt mùa mưa có gió lốc xoáy.
Tốc độ gió bình quân năm 2,2m/s
Tốc độ gió mạnh nhất với tần suất 1%: 41m/s
Hướng gió chủ đạo Tây Nam thổi theo hướng ra sông Hậu. Do đó, có thể giúp
triệt tiêu ảnh hưởng của các chất ô nhiễm đến các hộ dân xung quanh.
Độ bền vững khí quyển
Độ bền vững khí quyển quyết định khả năng phát tán các chất ô nhiễm lên cao.
Để xác định độ bền vững khí quyển chúng ta có thể dựa vào tốc độ gió và bức
4
SVTH: TRƯƠNG THANH TÙNG
CBHD: PHẠM VĂN TOÀN
4


Đồ án xử lý ô nhiễm không khí

xạ mặt trời vào ban ngày và độ che phủ mây vào ban đêm theo bảng phân loại
của Pasquill.
Đối với khu vực, độ bền vững vào những ngày nắng, tốc độ gió nhỏ là A, B,
ngày có mây là C, D. Ban đêm độ bền vững khí quyển loại A, B, C hạn chế
khả năng phát tán chất ô nhiễm lên cao và đi xa. Khi tính toán và thiết kế hệ
thống xử lý ô nhiễm không khí cần tính cho điều kiện phân tán bất lợi nhất
(loại A) và tốc độ gió nguy hiểm.
Bảng 2.1: Phân loại độ bền vững khí quyển (pasquill, 1961)
Bức xạ ban ngày

Độ che phủ mây ban đêm

Tốc độ
gió tại 10
m (m/s)

Mạnh

Trung bình

Yếu

Ít mây

Nhiều mây

(Biên độ 60)

(Biên độ 35 - 60)

(Biên độ 15 - 35)

> 4/8

< 3/8

<2

A

A-B

B

-

-

2

A-B

B

C

E

F

4

B

B–C

C

D

E

6

C

C–D

D

D

D

>6

D

D

D

D

D

Nguồn: Báo cáo Đánh giá tác động môi trường dự án Nhà máy xay xát luá, lau bóng gạo, ép
trấu tạo viên
Ghi chú: A - Rất không bền vững.
B - Không bền vững loại trung bình.
C - Không bền vững loại yếu.
D - Trung hòa.
E - Bền vững yếu.
F - Bền vững loại trung bình.
b) Điều kiện thủy văn
Chịu tác động của 3 yếu tố: lũ, mưa nội đồng và thủy triều biển đông, hàng năm hình
thành 2 mùa rõ rệt: mùa lũ trùng với mùa mưa và mùa kiệt trùng với mùa khô.
 Chế độ thủy văn mùa kiệt:
Mùa kiệt nối tiếp sau mùa lũ từ tháng 12 đến tháng 6 năm sau. Chế độ thủy văn
trong sông, kênh chịu tác động trực tiếp của thủy triều biển Đông, mực nước
giảm dần đến tháng 1, 2 trở đi bắt đầu thấp hơn mặt ruộng, từ một số khu vực
phía Nam có thể lợi dụng thủy triều tưới tiêu tự chảy.
Biên độ các tháng mùa kiệt lớn, biên độ bình quân từ 0,4-1,7m.
Chênh lệch mực nước lớn nhất và nhỏ nhất bình quân các tháng mùa kiệt khá
cao.
 Chế độ thủy văn mùa lũ:
5
CBHD: PHẠM VĂN TOÀN

SVTH: TRƯƠNG THANH TÙNG
5


Đồ án xử lý ô nhiễm không khí

Xã Tân Hòa nằm trong vùng ngập nông của huyện theo tài liệu thống kê trong
vòng hơn 50 năm nay, lũ 1961 được xem là lũ lớn nhất sau đến lũ 2000.
Nghiên cứu về lũ nhằm kiểm soát lũ, né tránh, lợi dụng lũ và chung sống với lũ
phục vụ sản xuất, ổn định đời sống nhân dân vùng lũ. Đối với trồng trọt, về cây
lúa cần xem xét thời vụ, giống lúa để có biện pháp xây dựng các công trình để
bảo vệ an toàn lúa Hè Thu và lúa Thu Đông, vườn cây ăn trái.
Lũ về theo hai hướng, chủ yếu từ sông Hậu theo các trục kênh rạch chính chảy
vào xã. Dòng chảy lũ trong kênh rạch thời kỳ đầu tập trung trong lòng dẫn, sau
đó vượt qua bờ bao tràn đồng, hướng chảy lũ theo hướng Tây Bắc – Đông
Nam.
Xã có cả lũ sớm, lũ chính vụ và lũ muộn. Năm 1994 lũ đến sớm ngay từ đầu
tháng 7 gây bất lợi lớn cho vụ Hè Thu. Lũ năm 2011 mang tính chất lịch sử
trong vòng 80 năm qua, vượt tiêu chuẩn thiết kế bờ bao bảo vệ lúa Hè Thu.
Lũ chính vụ nối tiếp ngay sau lũ đầu vụ và thường xuyên xuất hiện đỉnh vào
tháng 9 hoặc tháng 10. Lũ lớn thường xuất hiện 2 đỉnh (một đỉnh cao và một
đỉnh phụ). Thời gian xuất hiện lũ lớn thường 5 -6 năm một lần, gần đây liến
tiếp xảy ra lũ lớn do khai thác, đầu tư cơ sở hạ tầng ở thượng nguồn và tại chỗ.
Xã Tân Hòa nằm trong vùng ngập nông, độ ngập sâu nhất là 1,2m, ngập nông
nhất <0,3m. Những năm lũ lớn, vườn cây trái bị chết nhiều, điển hình đợt lũ
năm 2002. Hàng năm, thời gian ngập lũ không lâu, không hạn chế nhiều đến
sản xuất mông nghiệp. Bên cạnh đó, phù sa và lượng thủy sản được tăng lên
nhiều.
Cường suất lũ lên từ 3 - 4 cm/ngày, cá biệt có khi lớn hơn 10 cm/ngày
Đối với xã Tân Hòa là vùng ngập nông có điều kiên phát triển 3 vụ (2 lúa – 1

màu, 2 màu – 1 lúa) và cây ăn trái, trong giải pháp phải xét đến biện pháp công
trình chống lũ. Những vùng ngập sâu hơn, bố trí 2 vụ lúa kết hợp nuôi cá tôm
đồng.
II.1.3 Hiện trạng chất lượng môi trường không khí xung quanh
Kết quả phân tích chất lượng môi trường không khí xung quanh ngày 27/4/2011:
Bảng 2.1: Kết quả phân tích chất lượng môi trường không khí xung quanh và ồn
STT

Vị trí lấy mẫu

Các chỉ tiêu đo đạc môi trường
Bụi Lơ lửng
(mg/m3)

1

CO
(mg/m3)

SO2 (mg/m3)

NOx
(mg/m3)

Ồn
(dBA)

KK01

0,23

1,14

0,055

0,028

67,2

QCVN 05:2009/BTNMT

0,3

30

0,35

0,2

70(*)

Nguồn: Trung tâm quan trắc và kỹ thuật Tài nguyên và Môi trường tỉnh Đồng Tháp.

6
CBHD: PHẠM VĂN TOÀN

SVTH: TRƯƠNG THANH TÙNG
6

Đồ án xử lý ô nhiễm không khí

II.2 ĐIỀU KIỆN KINH TẾ - XÃ HỘI
II.2.1 Điều kiện kinh tế
Xã Tân Hòa có ngành nông nghiệp là ngành sản xuất chính. Sau đó mới đến các ngành
thương nghiệp, dịch vụ, tiểu thủ công nghiệp, các ngành nghề khác.
a) Ngành nông nghiệp
Nông nghiệp Tân Hòa phát triển khá mạnh, gồm cả trồng trọt và chăn nuôi, thủy
sản.
Trong trồng trọt có các cây chính là lúa, lúa màu, rau. Ngoài ra còn có các cây
khác như cây ăn quả, dừa, rau màu khác. Bên cạnh đó thủy sản cũng phát triển khá
mạnh, có 4 ha chủ yếu nuôi cá.
b) Thương mại – Dịch vụ
Tân Hòa có 3 chợ, có nhiều cơ sở thương mại dịch vụ. buôn bán thuận tiện, sầm
uất. Xã đã có 20 điểm kinh doanh ăn uống, buôn bán, hành hóa bà con mua bán dễ
dàng. Cá các đại lý lớn phục vụ phân bón, xăng dầu. mỗi ấp có 5 – 7 điểm phục vụ
mua bán các thứ cần thiết, cung cấp phân bón, thuốc trừ sâu, xăng dầu,…trực tiếp
cho bà con. Dịch vụ buôn bán phục vụ ăn uống cũng đẩy mạnh ở khu trung tâm và
rải rác trong toàn xã. Toàn xã có 83 hộ làm thương mại dịch vụ. có 52 hộ buôn bán
nhỏ, có các cở sở sửa chứa xe cộ, đồng hồ, dụng cụ sản xuất, hàng tiêu dùng.
c) Ngành nghề khác
Toàn xã có các cơ sở chế biến gạo, mì. 6 cơ sở xay xát lúa gạo và thức ăn gia súc,
có nhiều cơ sở máy đo, điểm sửa chứa máy móc, dụng cụ,…là các cơ sở hoạt động
phục vụ đời sống nhân dân tốt. Xã còn có các cơ sở mộc, rèn, sạc bình, lò bún….
Máy phóng lúa, máy cày, máy xới lớn, nhỏ toàn xã đã có nhiều, phần lớn chủ động
được các khâu làm đất, vận chuyển…
Các tốp thợ xây dựng, các tốp mộc, nề hoạt động tốt đưa vào lại thu nhập cao cho
nhân dân, giải quyết tốt mặt xây dựng phục vụ đời sống. Có một số hộ nhà nghề
thủy sản. Các hộ này cũng góp phần đẩy mạnh kinh tế của Tân Hòa lên cao.
d) Giáo dục

Học sinh đến trường nằm ở mức trung bình: có 3.406 em. Tỷ lệ học sinh chiếm
25,27% tổng số nhân khẩu. Mỗi năm học sinh đến trường cũng đạt trên 26% so
tổng số dân. Học sinh mẫu giáo còn ít, chủ yếu học sinh tiểu học. Học sinh trung
học cơ sỏ, học sinh Phổ thông chiếm tỷ lệ khá cao, thực chất do học sinh khác xã
đến học, do đó tỷ lệ đi học/tổng số đạt được tỷ lệ trên.

7
CBHD: PHẠM VĂN TOÀN

SVTH: TRƯƠNG THANH TÙNG
7


Đồ án xử lý ô nhiễm không khí

CHƯƠNG III

BỤI VÀ CÁC THIẾT BỊ XỬ LÍ
III.1 BỤI
III.1.1 Định nghĩa
Bụi là tập hợp nhiều hạt, có kích thước nhỏ bé, tồn tại lâu trong không khí dưới dạng
bụi bay, bụi lắng và các hệ khí dung nhiều pha gồm hơi, khói,mù.
Bụi bay có kích thước từ (0,001÷10)µm bao gồm tro, muội, khói và những hạt rắn
được nghiền nhỏ, chuyển động theo kiểu Brao hoặc rơi xuống đất với vận tốc không đổi theo
định luật stoke.
III.1.2 Phân loại
 Theo nguồn gốc:


Bụi hữu cơ như bụi tự nhiên ( bụi do động đất, núi lửa…)



Bụi thực vật (bụi gỗ, bông, bụi phấn hoa…)



Bụi động vật (len, lông, tóc…)



Bụi nhân tạo (nhựa hóa học, cao su, cement…)



Bụi kim loại (sắt, đồng, chì…)



Bụi hỗn hợp (do mài, đúc…)
 Theo kích thước hạt bụi ( đường kính D):



Khi D < 100µm : bụi mịn



Khi D = (100 ÷ 200) µm : bụi trung bình



Khi D > 200 µm: bụi thô.
 Theo tác hại:



Bụi nhiễm độc chung (chì, thủy ngân, benzen);



Bụi gây dị ứng viêm mũi, hen, nổi ban… (bụi bông, gai, phân hóa học, một số tinh dầu gỗ…)



Bụi gây ung thư (bụi quặng, crom, các chất phóng xạ…)



Bụi xơ hóa phổi (thạch anh, quặng amiang…)
III.1.3 Tính tán xạ
Kích thước hạt là thông số cơ bản của bụi, vì chọn thiết bị lọc chủ yếu dựa vào thành
phần tán xạ của bụi.
Trong quá trình đông tụ, các hạt ban đầu liên kết với nhau trong thiết bị đông tụ nên
chúng to dần. Do đó trong kỹ thuật lọc bụi kích thước Stock có ý nghĩa quan trọng. Đó là
đường kính của hạt hình cầu có vận tốc lắng chìm như hạt nhưng không phải hình cầu, hoặc
chất keo tụ.
8
CBHD: PHẠM VĂN TOÀN

SVTH: TRƯƠNG THANH TÙNG
8


Đồ án xử lý ô nhiễm không khí

Thành phần tán xạ là hàm lượng tính bằng số lượng hay khối lượng các hạt thuộc
nhóm kích thướng khác nhau.
Kích thước hạt có thể được đặc trưng bằng vận tốc treo (vt, m/s) – là vận tốc rơi tự do
của hạt trong không khí không chuyển động.
III.1.4 Tính bám dính
Tính bám dính của hạt xác định xu hướng kết dính của chúng. Độ kết dính của hạt tăng
có thể làm cho thiết bị lọc bị nghẽn do sản phẩm lọc.
Kích thước hạt càng nhỏ thì chúng càng dễ bám vào bề mặt thiết bị. Bụi có (60 ÷ 70)%
hạt có đường kính nhỏ hơn 10 µm được coi như bụi kết dính (mặc dầu các hạt kích thước lớn
hơn 10 µm mang tính tản rời cao).
III.1.5 Tính mài mòn
Tính mài mòn của bụi đặc trưng cho cường độ mài mòn kim loại ở vận tốc như nhau
cả khí và nồng độ như nhau của bụi. Nó phụ thuộc vào độ cứng, hình dạng, kích thước và mật
độ của hạt. Tính mài mòn của bụi được tính đến khi chọn vận tốc của khí, chiều dày của thiết
bị và đường ống dẫn khí cũng như chọn vật liệu ốp của thiết bị.
III.1.6 Tính thấm
Tính thấm nước có ảnh hưởng nhất định đến hiệu quả của thiết bị lọc kiểu ướt, đặc
biệt khi thiết bị làm việc có tuần hoàn. Khi các hạt khó thấm tiếp xúc với bề mặt chất lỏng,
chúng bị bề mặt chất lỏng bao bọc. Ngược lại đối với các hạt dễ thấm chúng không bị nhúng
chìm hay bao phủ bởi các hạt lỏng, mà nổi trên bề mặt nước. Sau khi bề mặt chất lỏng bao bọc
phần lớn các hạt, hiệu quả lọc giảm vì các hạt khi tiếp tục tới gần chất lỏng, do kết quả của sự
va đập đàn hồi với các hạt được nhúng chìm trước đó, chúng có thể bị đẩy trở lại dòng khí.
Các hạt phẳng dễ thấm hơn so với các hạt có bề mặt không đều. Sở dĩ như vậy là do
các hạt có bề mặt không đều hầu hết được bao bọc bởi vỏ khí được hấp thụ cản trở sự thấm.

Theo đặc trưng thấm nước các vật liệu rắn chia thành 3 nhóm:


Vật liệu lọc nước: dễ thấm nước (canxi, thạch cao, phần lớn silicat và khoáng vật được oxi
hóa, halogennua của kim loại kiềm);



Vật liệu kị nước: khó thấm nước (grafit, than, lưu huỳnh);



Vật liệu kị nước tuyệt đối (parafin, nhựa teflon, bitum).
III.1.7 Tính hút ẩm
Các tính chất này của bụi được xác định trước hết bởi thành phần hóa học của chúng
cũng như kích thước, hình dạng và độ nhám của bề mặt các hạt bụi. Nhờ tính hút ẩm và tính
hòa tan mà bụi có thể được lọc trong các thiết bị lọc kiểu ướt.

9
CBHD: PHẠM VĂN TOÀN

SVTH: TRƯƠNG THANH TÙNG
9


Đồ án xử lý ô nhiễm không khí

III.1.8 Tính mang điện
Tính mang điện (còn gọi là tính được nạp điện) của bụi ảnh hưởng đến trạng thái của
bụi trong đường ống và hiệu xuất của bụi (đối với thiết bị lọc bằng điện, thiết bị lọc kiểu

ướt…). Ngoài ra tính mang điện còn ảnh hưởng đến an toàn cháy nổ và tính dính bám của bụi.
III.1.9 Tính cháy nổ
Bụi cháy được do bề mặt tiếp xúc với nguồn oxi trong không khí phát triển mạnh (1
m2/g) có khả năng tự bốc cháy và tạo thành hỗn hợp nổ với không khí. Cường độ nổ của bụi
phụ thuộc vào tính chất hóa học và tính chất nhiệt của bụi, vào kích thước và hình dạng của
các hạt, nồng độ của chúng trong không khí, vào độ ẩm và thành phần của khí, kích thước và
nhiệt độ của nguồn cháy và vào hàm lượng tương đối của bụi trơ.
III.2 CÁC THIẾT BỊ XỬ LÍ BỤI
III.2.1 Buồng lắng bụi
a) Cấu tạo và nguyên lí làm việc
Cấu tạo của buồng lắng rất đơn giản – đó là một không gian hình hộp có tiết diện
ngang lớn hơn nhiều lần so với tiết diên đường ống dẫn khí.
Nguyên lí chung của phương pháp này là dựa vào sự thay đổi tốc độ đột ngột của
dòng khí làm cho động năng của dòng khí giảm, làm cho năng lượng của hạt bụi giảm và do
chúng có khối lượng lớn nên dưới tác dụng của trọng lực trái đất nó sẽ chìm xuống đáy phòng
lắng.
Buồng lắng bụi được ứng dụng để lắng bụi thô có kích thước hạt từ 60-70
trở
lên. Tuy vậy, các hạt có kích thước nhỏ hơn vẫn có thể bị giữ lại trong buồng lắng. Một vài
ứng dụng thiết bị này là dùng trong lò vôi, lò đốt và các nhà máy chế biến thức ăn gia súc.

Hình 3.1 Buồng lắng bụi
a) buồng lắng bụi kiểu đơn giản nhất
b) buồng lắng bụi có vách ngăn
c) buồng lắng bụi nhiều tầng
b) Ưu điểm
10
CBHD: PHẠM VĂN TOÀN

SVTH: TRƯƠNG THANH TÙNG

10


Đồ án xử lý ô nhiễm không khí

 Giá thành thấp
 Dễ vận hành, trở lực thấp
 Đơn giản, có thể làm từ gạch, bê tông cốt thép hoặc thép

c) Nhược điểm
 Thiết bị lớn cồng kềnh, chiếm diện tích lớn
 Hiệu suất rất thấp đối với các hạt bụi có kích thước nhỏ (< 5

hạt có kích thước từ 32 - 40

), chỉ có hiệu quả cao đối với

.

III.2.2 Cyclone
a) Cấu tạo và nguyên lí
làm việc
Thiết bị bao gồm
một hình trụ với một
đường ống dẫn khí có lẫn
bụi vào thiết bị theo
đường tiếp tuyến với hình
trụ và một đường ống tại
trục thiết bị dùng để thoát
khí sach ra.

Vận tốc của dòng
khí đi vào thường nằm
trong khoảng 17-25 m/s
sẽ tạo ra dòng khí xoáy
với lực li tâm rất lớn làm
cho các hạt giảm động
năng, giảm quán tính khi
va đập vào thành thiết bị
và lắng xuống phía
dưới .Phía dưới lạ một
đáy hình nón và một phễu
thích hợp để thu bụi và lấy bụi ra.
Hình 3.2 Cyclone
Dòng khí có chứa bụi được sự trợ giúp của quạt, làm cho chúng chuyển động xoáy
trong vỏ hình trụ và chuyển động dần xuống tới phần hình nón.
Dòng khí chuyển động vượt quá tới phần hình nón, tạo ra một lực li tâm làm cho hạt
bụi văng ra khỏi dòng khí,va chạm vào vách cyclone và cuối cùng rơi xuống phễu. Cyclon có
thể sử dùng dạng đơn hoặc cyclon dạng chùm tức là bao gồm nhiều cyclone mắc song song
với nhau nhằm làm tăng hiệu quả lọc của tập hợp thiết bị.
11
CBHD: PHẠM VĂN TOÀN

SVTH: TRƯƠNG THANH TÙNG
11


Đồ án xử lý ô nhiễm không khí

Một vài ứng dụng quan trọng của loại thiết bị này là trong các nhà máy xi măng, công
nghiệp sắt thép, nghiền lúa gạo, thực phẩm, nhà máy nhựa đường, lọc dầu.

b) Ưu điểm
 Rẻ tiền
 Chế tạo đơn giản
 Thu bụi ở dạng khô
 Làm việc tốt ở áp suất cao
 Không có phần chuyển động
 Có thể làm việc ở nhiệt độ cao (đến 5000C)
 Trở lực hầu như cố định và không lớn (250 – 1500 N/m2).
 Hiệu quả không phụ thuộc vào sự thay đổi nồng độ

c) Nhược điểm
 Không thu hồi bụi kết dính.
 Hiệu quả vận hành kém khi bụi có kích thước nhỏ hơn 5

III.2.3 Hệ thống lọc túi vải
a) Cấu tạo và nguyên lí làm việc
Hệ thống này bao gồm những túi vải hoặc túi sợi
đan lại, dòng khí có thể lẫn bụi được hút vào trong ống nhờ
một lực hút của quạt li tâm. Những túi này được đan lại
hoặc chế tạo cho kín một đầu.Hỗn hợp khí bụi đi vào trong
túi, kết quả là bụi đươc giữ lại trong túi.
Bụi càng bám nhiều vào các sợi vải thì trở lực do túi
lọc càng tăng. Túi lọc phải làm sạch theo định kỳ, tránh quá
tải cho các quạt hút, làm cho dòng khí có lẫn bụi không thể
vào túi lọc. Để làm sạnh túi có thể dùng biện pháp giũ túi
để làm sạch bụi ra khỏi túi hoặc có thể dùng các sóng âm
truyền trong không khí hoặc rũ túi bằng phương pháp đổi
ngược chiều dòng khí, dùng áp lực hoặc ép từ từ.
Một vài căn cứ để chọn túi lọc là nhiệt độ nung chảy, tính
kháng axit hoặc kháng kiềm, tính chống mài mòn, chống co

và năng suất lọc của từng loại vải. Một vài loại sợi thường
được dùng bao gồm sợi bông, sợi len, nylon, sợi amiang,
sợi silicon, sợi thủy tinh.
Hình 3.3 Thiết bị lọc bụi tay áo

12
CBHD: PHẠM VĂN TOÀN

SVTH: TRƯƠNG THANH TÙNG
12


Đồ án xử lý ô nhiễm không khí

b) Ưu điểm
 Hiệu suất rất cao
 Có thể tuần hoàn khí
 Bụi thu được ở dạng khô
 Chi phí vận hành thấp,có thể thu bụi dễ cháy
 Dễ vận hành

c) Nhược điểm
 Cần vật liệu riêng ở nhiệt độ cao
 Cần công đoạn rũ bụi phức tạp .
 Chi phí vận hành cao do vải dễ hỏng
 Tuổi thọ giảm trong môi trường axit,kiềm.
 Thay thế túi vải phức tạp.

III.2.4 Lọc bụi tĩnh điện
a) Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Thiết bị lọc bụi tĩnh điện sử
điện thế cực cao để tách bụi, hơi,
khói khỏi dòng khí. Có 4 bước cơ bản:
•

Dòng điện làm các hạt bụi bị ion hóa

•

Chuyển các ion bụi từ các bề mặt thu
lực điện trường.
Trung hòa điện tích của các bụi lắng
mặt thu.
Tách bụi lắng ra khỏi bề mặt thu. Các
thể được tách ra bởi một áp lực hay
sạch.

•
•

dụng hiệu
sương,

bụi bằng
trên bề
hạt bụi có
nhờ rửa

Trong đó:
1

2
3
4
5

Dây dẫn kim loại nhẵn
Ống kim loại
Đối trọng
Bộ phận cách điện
Phễu chứa bụi
Hình 3.4 Thiết bị lọc bụi tĩnh điện
13
CBHD: PHẠM VĂN TOÀN

SVTH: TRƯƠNG THANH TÙNG
13


Đồ án xử lý ô nhiễm không khí

b) Ưu điểm
 Dễ ứng dụng rộng rãi






Lọc được bụi có kích thước rất nhỏ (1 – 44
)

Hiệu suất lọc cao, thời gian lọc ngắn, tiết kiệm năng lượng
Tự động hóa và cơ khí hóa hoàn toàn
Thu hồi được cả bụi khô và bụi ướt
Làm việc được ở môi trường có nhiệt độ cao và ăn mòn hóa học
c) Nhược điểm







Sử dụng nguồn điện với hiệu điện thế quá cao (u = 50000V)
Chỉ sử dụng bằng dòng điện một chiều
Chiếm diện tích lớn
Rất nguy hiểm nếu bộ phận cách điện không đảm bảo an toàn
Chi phí khá cao
III.2.5 Thiết bị lọc hạt
a) Cấu tạo và nguyên lí làm việc

Hình 3.5 Thiết bị lọc hạt vật liệu rời chuyển động.
Chú thích:
1.Hộp nạp vật liệu rời
2. Bộ nạp liệu
3. Lớp lọc
4.Cửa chắn

5. Hộp xuất vật liệu
6. Khí bụi
7. Khí sạch ra.

+) Thiết bị lọc bụi dạng hạt: cũng giống như các thiết bị lọc túi vải, có hai
dạng thiết bị lọc hạt
14
CBHD: PHẠM VĂN TOÀN

SVTH: TRƯƠNG THANH TÙNG
14


Đồ án xử lý ô nhiễm không khí






+) Thiết bị lọc đệm: thành phần lọc (cát, sỏi, xỉ, đá vụn,…) không liên kết với
nhau. Việc lựa chọn các vật liệu vào các yêu cầu về độ bền cơ học, độ bền nhiệt, tính
ăn mòn của khí, độ bền hóa học và giá thành. Chúng được tái sinh bằng cách rung lắc
lớp hạt trong thiết bị hoặc có thể phục hồi bên ngoài thiết bị bằng cách sàng hoặc rửa.
thường được sử dụng trong ngành sản xuất amiang, vôi, phân, photphat và trong những
quá trình sản xuất khác khi có bụi mài mòn và khí độc hại. Chiều dày lớp đệm từ 0,1 –
0,5 m; kích thước hạt 0,2 – 2 m; nồng độ bụi đầu vào 1 – 20 mg/m3 và vận tốc tương
ứng là 2,5 – 17 m3/m2.ph; trở lực thiết bị 50 – 200 N/m2 .
+) Thiết bị lọc hạt cứng : Đó là các thiết bị lọc rắn xốp, trong đó các hạt liên
kết chặc với nhau nhờ thiêu kết, dập hoặc dán và tạo thành hệ thống cứng không
chuyển động. loại này gồm xốp, kim loại xốp, nhựa xốp. Lớp loại này bền chặt, chống
ăn mòn và chịu tải lớn. các thiết bị này ít được sử dụng trong các hệ thống lọc bụi có
năng suất lớn vì trở lực của chúng lớn và phải làm việc khi tốc độ lọc nhỏ. Vật liệu lọc

có thể được thu hồi bằng các phương pháp:
Cho hơi nóng qua
Thổi khí theo chiều ngược
Cho dung dịch qua theo hướng ngược lại
Gõ hoặc rung lắc lưới có các đơn nguyên lọc
b) Ưu điểm

 Giá thành rẻ
 Vật liệu dễ kiếm
 Có thể làm việc ở nhiệt độ rất cao và trong môi trường độc hại, chược độ hạ áp lớn,

chịu được sự thay đổi nhiệt độ đột ngột.
c) Nhược điểm
i. Hiệu suất không cao
ii. Không phổ biến rộng

III.2.6 Tháp rửa khí trần
♦ Cấu tạo và nguyên lí làm việc
Cho dòng khí lẫn bụi đi từ dưới lên, dung môi phun thành những hạt từ trên
xuống.Quá trình tiếp xúc giữa bụi và dung môi xảy ra trong toàn bộ thể tích.
Các hạt bụi hoặc khí độc sẽ hòa tan hoặc không hòa tan trong dung môi sẽ rơi xuống
đáy; khí bay lên trên.
Dung môi bơm sau khi tuần hoàn nhiều vòng tùy thuộc vào nồng độ của bụi, người ta
xả bỏ đi.

Chú thích:
1. Vỏ thiết bị
15
CBHD: PHẠM VĂN TOÀN

SVTH: TRƯƠNG THANH TÙNG
15


Đồ án xử lý ô nhiễm không khí

2. Vòi phunnước
3. Tấm chắn nước
4. Bộ phận hướng dòng
5. Nước
6. Khí ra
7. Khí vào
8. Xả cặn bùn

Hình 3.6 Tháp rửa khí trần
III.2.7 Thiết bị rửa khí có đệm
♦ Cấu tạo và nguyên lí làm việc

Hình 3.7 Thiết bị rửa đệm
Chú thích:
16
CBHD: PHẠM VĂN TOÀN

SVTH: TRƯƠNG THANH TÙNG
16


Đồ án xử lý ô nhiễm không khí

1. Thân

2. Vòi phun
3. Bộ phận tưới nước
4. Tháp
5. Lưới đỡ

6. Bể chưa cặn
7. Bụi
8. Khí chứa bụi
9. Khí sạch.

Tương tự như thiết bị rửa khí rỗng, nhưng có thêm lớp đệm, chêm. Được chế tạo từ
các loại vật liệu vật liệu như: gốm, sứ, gỗ, nhưa,… các lớp này được đổ đống hoặc theo trật tự
xác định. Ngoài ra, thaps phun chuyển động ngược, người ta còn ứng dụng kiểu táp rửa khí
với sự tưới ngang.
Cho dòng khí lẫn bụi hoặc khí độc đi từ dưới lên, dung môi đi từ trên xuống tưới các
lớp đệm. Qúa trình hòa tan hay không hòa tan xảy ra rõ ở các lớp đệm.
III.2.8 Thiết bị sủi bọt (tháp mâm, tháp đĩa)
♦ Cấu tạo và nguyên lý làm việc:
Cấu tạo như tháp trần nhưng có thêm những mâm hoặc lỗ có đường kính và mật độ
khác nhau. Chiều dầy tối ưu của đĩa 4 – 6 mm; đường kính lỗ thường từ 4 – 8 mm; diện tích tự
do dao động từ 0,2 – 0,25 m2
Thu bụi trong không gian dưới đĩa do lực quán tính, được hình thành do dòng khí thay
đổi hướng chuyển động khi qua đĩa.
Lắng bụi từ tia khí, hình thành từ các lỗ khoan hoặc khe hở của đĩa với vận tốc cao đập
vào lớp chất lỏng trên đĩa.
Lắng bụi trên bề măt trong của các bọt khí theo cơ chế quán tính.

Trong đó:
1. Vỏ
2. Vòi phun

3. Đĩa
4. Ống dẫn không khí chứa bụi vào
5. Ống dẫn nước
6. Phễu chứa bụi
7. Xả cặn

17
CBHD: PHẠM VĂN TOÀN

SVTH: TRƯƠNG THANH TÙNG
17


Đồ án xử lý ô nhiễm không khí

Hình 3.8 Thiết bị sủi bọt

18
CBHD: PHẠM VĂN TOÀN

SVTH: TRƯƠNG THANH TÙNG
18


CHƯƠNG IV

THIẾT KẾ THIẾT BỊ XỬ LÝ BỤI CHO CÔNG ĐOẠN ĐỐT
THAN ĐÁ TỪ LÒ HƠI CỦA NHÀ MÁY
IV.1

QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT
IV.1.1 Quy trình công nghệ sản xuất

Hình 4.1: Qui trình công nghệ lau bóng gaọ
IV.1.2 Nhu cầu nguyên liệu, nhiên liệu
Bảng 4.1 Nhu cầu nguyên, nhiên liệu
STT

19

Loại nhiên liệu

ĐVT

Số lượng

1

Lúa

tấn/tháng

2.080

2

Gạo lức

tấn/tháng

20.800

3

Trấu

tấn/tháng

7.800


Quạt thổi

Bảng 4.2: Bảng tổng hợp nhu cầu nhiên liệu
Loại nhiên liệu
ĐVT
Số lượng

STT
1

Điện

Kw/tháng

700.000 – 800.000

2

Nước

m3/tháng

200

3

Than đá

kg/1 tấn sản phẩm

20 – 30(*)

(Nguồn: Công ty Cổ phần Nam Tiến, 2011)

IV.1.3 Tác động của bụi


Bụi phát sinh trong quá trình hoạt động sản xuất của nhà máy: chủ yếu từ các
phân xưởng xay xát, phân xưởng lau bóng, phân xưởng ép trấu tạo viên. Bụi phát sinh nhiều gây
ra những bệnh lý liên quan đến phổi, cơ quan hô hấp và gây ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe
Rửa ngược
của công nhân.



Bụi phát sinh quá trình hoạt Hệ
động
lò sấy đốt than đá: bụi phát sinh từ lò sấy chủ
thống

yếu là do quá trình đốt than đá cung cấp xử
nhiệt
cho lòthải
hơi. Bụi phát sinh trong quá trình này có cả
lý nước
bụi thô (bụi có kích thướt lớn) và bụi mịn (bụi có kích thướt nhỏ). Bụi trong khói thải lò hơi đốt
than đá có kích thước hạt từ 5 μm tới 500 μm. Lượng bụi này phát sinh ra môi trường bên ngoài
Tháp giải
nhiệt
sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường
không
khí, ảnh hưởng đến sức khỏe của người dân.
Bảng 4.3 Các thông số về khí thải trong lò sấy đốt than đá của nhà máy
Các chất ô nhiễm
Nồng độ ô nhiễm
QCVN 19:2009/BTNMT
(cột B) (mg/m3)
(mg/m3)
Kp = 1,0 ; Kv = 1,0
Bụi

3.107

200

SO2

3.055

500

NOx

284

850

CO

4.765

1000

IV.1.4 Kiểm soát ô nhiễm không khí từ khí thải lò sấy:
Khí thải lò hơi đốt củi trấu chứa rất nhiều chất ô nhiễm như bụi, CO, SO x, NOx...đều vượt tiêu
chuẩn cho phép. Do vậy, chủ dự án đã áp dựng các biện pháp giảm thiểu các khí trên tác động
đến môi trường. Cụ thể như sau:
Hình 4.2 Sơ đồ biện pháp xử lý khí thải lò sấy
IV.2

ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN

IV.2.1 Đề xuất phương án
Tuần hoàn

Bảng 4.3 Bảng đề xuất các phương án
ST
20

Phương án

Ưu điểm

Khuyết điểm


T
1

Lọc bụi túi
vải

Hiệu suất rất cao
Thu hồi bụi ở dạng khô
Dễ vận hành
Có thể tuần hoàn khí
Chi phí vận hành thấp,có thể thu bụi
dễ cháy

Cần vật liệu riêng ở
nhiệt độ cao
Cần công đoạn rũ bụi
phức tạp .
Chi phí vận hành cao
do vải dễ hỏng
Tuổi thọ giảm trong
môi trường axit,kiềm.
Thay thế túi vải phức
tạp.

2

Lọc bụi
tĩnh điện

Hiệu suất lọc cao, thời gian lọc ngắn,
tiết kiệm năng lượng

Chiếm diện tích lớn

Dễ ứng dụng rộng rãi

Sử dụng nguồn điện
với hiệu điện thế quá
cao (u = 50000V)

Làm việc được ở môi trường có nhiệt
độ cao và ăn mòn hóa học

Chỉ sử dụng bằng
dòng điện một chiều

Thu hồi cả bụi khô và bụi ướt

Lọc được bụi có kích thước rất nhỏ (1- Rất nguy hiểm nếu bộ
phận cách điện không
44 μm)
đảm bảo an toàn
Tự động hóa và cơ khí hóa hoàn toàn
Chi phí khá cao

3

Buồng thu
bụi cyclone

Hiệu suất cao
Thu bụi ở dạng khô
Rẻ tiền
Chế tạo đơn giản

Không thu hồi bụi kết
dính.
Hiệu quả vận hành
kém khi bụi có kích
thước nhỏ hơn 5 μm

Làm việc tốt ở áp suất cao
Có thể làm việc ở nhiệt độ cao (đến
500 0C)
Trở lực hầu như cố định và không lớn
(250 – 1500 N/m2).
Không có phần chuyển động
IV.2.2 Lựa chọn phương án
Bảng 4.4: Tính chất bụi và khí thải từ lò đốt than đá
Thời gian hoạt động
Chỉ vào mùa mưa
Nguyên liệu đốt
Than đá
21

Tháp g


Thành phần phát sinh chất ô nhiễm
Kích thước hạt bụi
Công nhân

bụi và một số khí thải CO, SO2, NOx
5 μm - 500 μm
Thường không đào tạo trường lớp

 Nếu dựa trên yếu tố thành phần cũng như tính chất của nguồn thải thì chúng ta có thể lựa

chọn 3 thiết bị đề xuất trên bởi lẽ hầu như 3 thiết bị đều thỏa mãn điều kiện.
Nhưng thiết bị xử lý ở đây chỉ xử lý nguồn ô nhiễm phát thải từ viếc sấy đốt vào mùa
mưa, do lò sấy chỉ hoạt động vào mùa mưa.
Vậy nên Cyclone là phương án tốt nhất trong việc xử lý, đảm bảo yêu cầu nhà máy bởi
các đặc điểm sau:
Bảng 4.5: Ưu điểm của cyclone
Ít chiếm diện tích hơn thiết bị “ lọc bụi tĩnh
điện)
Khi hoạt động lâu nó có thể tiết kiệm năng
lượng hơn túi vải
Đơn giản
Sau khi sử dụng hết mùa mưa có thể và bão
dưỡng lâu.
Làm việc cao

Diện tích
Năng lượng

Vân hành
Bảo dường
Hiệu suất
Biện luận:

Đồng thời nó thích hợp cho việc thu bụi từ hoạt động đốt nhiên liệu trấu vì bụi này cũng có kích
thước lớn, cyclone có thể làm việc ở nhiệt độ cao (đến 500 0C). Có khả năng thu hồi vật liệu mài
mòn mà không cần bảo vệ bề mặt cyclone. Thu hồi bụi ở dạng khô. Trở lực hầu như cố định và
không lớn ( 250 – 1500N/m 2). Làm việc tốt ở áp suất cao. Chế tạo đơn giản. Hiệu suất thu bụi
cao. Và Hiệu quả xử lý không phụ thuộc vào sự thay đổi nồng độ.
Thoát ra môi trường
 Vì thế phương án được lựa chọn để xử lý bụi cho các lò sấy bằng thiết bị Cyclone.
IV.3

TÍNH TOÁN CYCLONE

Ống k

♦ Các thông số tính toán:

Trước khi tính toán, thiết kế thiết bị lọc bụi dạng ly tâm – cyclone, ta có các thông số sau:
-

Lưu khí cần lượng làm sạch Q = 19152 (m3/h) = 5,32 (m3/s)

-

Khối lượng riêng của không khí ở điều kiện làm chuẩn ρokk = 1,18 (kg/m3)

-

Khối lượng riêng của không khí ở điều kiện làm việc ρ kk = 1,18* =
= 1,393 (kg/m3)

-

Nhiệt độ của không khí Tkk = 31 (oC)

-

Nhiệt độ của khí cần làm sạch T = 80 (oC)
22

1,18*


-

Hiệu suất thu bụi của cyclone = 95 (%)

-

Nồng độ bụi vào cyclone: C = 3107 (mg/m3)

-

Khối lượng riêng hạt bụi ở điều kiện chuẩn: ρb = 833 (kg/m3)

-

Kích thước bụi phổ biến dao động: 5-100 μm. Chọn kích thước để thiết kế là 10 μm.
Kích thước (μm)

<5

5 - 10

10 - 20

20 - 40

40 – 60

> 60

%Khối lượng

1

1,2

11,5

20,8

15,5

45

Nguồn: Hoàng Kim Cơ. Tính toán kỹ thuật lọc bụi và làm sạch khí. NXB khoa học và kỹ thuật

IV.3.1

Tính toán cyclone đơn
Bảng 4.6 Tính toán cyclone đơn

STT
1

2

Các thông số

Giá trị

Chọn loại cyclone:

SN11

Chọn đường kính của cyclone:

D = 500 (mm).

=> Bán kính trong của vỏ cyclon:

Kích thước cửa vào:
=2÷3
3/

- Chiều cao cửa vào h (tra bảng 2.4
Kỹ thuật môi trường, trang 28):

Chiều rộng cửa vào:

Vì
Chọn đường kính trong của ống xả
4

= 2 – 3 =>

d = 0,59 x 0,5 = 0,295 (m)

(tra bảng 2.4 Kỹ thuật môi trường,
trang 28):
=> Bán kính ngoài của ống xả khí ra:

5
23

Chọn đường kính trong của lỗ tháo d1 = 0,35 x 0,5 = 0,175 (m)


bụi (tra bảng 2.4 Kỹ thuật môi
trường, tr.28)
Đường kính trung bình của cyclone:
dtb
6
=>Bán kính trung bình

7

Chiều dài của ống nối ( tra bảng 2.4

Kỹ thuật môi trường, trang 28):

l = 0,6 x 0,5 = 0,3 (m)

8

o
Góc nghiêng của nắp và của ống nối α =11
(tra bảng 2.4 Kỹ thuật môi trường,
trang 28)

9

Tốc độ ban đầu của dòng khí ở ống
dẫn vào vE (m/s):

vE =

=

10

Tốc độ trung bình của dòng khí trong Vtb = (0,7÷1).vE =0,7 x vE =0,7 x 184,722 = 129,305
cyclone Vtb:
(m/s)

11

Tốc độ góc của vòng quay trong
cyclone:

ω=

=

= 760,617 (rad/s)

µ: hệ số nhớt động lực của khí thải ở
nhiệt độ t0 = 00 C (Theo GS Trần
Ngọc Chấn. Ô nhiễm không khí và xử
lý khí thải.) với µ00C = 17,17.10-6
(Ns/m2)

v là hệ số nhớt động học của không
khí ở điều kiện làm việc:
Áp suất khí quyển :
Khối lượng riêng hạt bụi ở điều kiện
chuẩn:
24

P0kk = 1atm=101325 (Pa)

= 833 (Kg/m3)


Áp suất khí khi vào thiết bị:

ptb= 400 mmHg = 53328 Pa

(do thiết bị hút nên áp suất âm)
Nhiệt độ khí ở điều kiện làm việc:

tkt = 80 0C

Khối lượng riêng bụi ở điều kiện làm
việc ( 80 0C)

= 983,274 kg/m3
Thời gian t để hạt bụi đi từ thành ống
thoát khí ra đến thành thiết bị:

)
12

Giả sử cyclone làm việc theo chế độ
-5
lắng dòng ( Re < 0,2 ) và đường kính dgt = 10 m = 10 m
hạt nhỏ nhất có thể lắng được:
Tốc độ lắng lý thuyết trong trường
hợp ly tâm:

w=

=
=25,645 (mm/s)
-5
Đường kinh hat bụi có phần trăm lớn db = 10 μm = 10 m.
nhất trong khí thải

φ: Hệ số hình dạng hạt:
(hạt hình cầu)

φ2: hệ số lưu ý đến độ nhớt (φ2 = 1)
25

=
= 0,988