Đồ án xử lý ô nhiễm không khí

Đồ án xử lí ô nhiễm không khí

GVHD: ThS. Nguyễn Tấn Dũng
LỜI NÓI ĐẦU

Trong một vài thập kỷ gần đây, cùng với sự phát triển nhanh chóng của đất nước,
ngành công nghiệp Việt Nam đã có những tiến bộ không ngừng cả về số lượng các nhà
máy cũng chủng loại các sản phẩm và chất lượng cũng ngày càng được cải thiện. Ngành
công nghiệp phát triển đã đem lại cho nhân dân những hàng hóa rẻ hơn mà chất lượng
không thua kém so với hàng ngoại nhập là bao nhiêu. Ngoài ra, ngành công nghiệp cũng
đóng một vai trò đáng kể trong nền kinh tế quốc dân. Bên cạnh những tác động tích cực do
ngành công nghiệp mang lại thì cũng phải kể đến những tác động tiêu cực. Trong đó khí
bụi phát sinh trong quá trình sản xuất của các nhà máy là một nguyên nhân gây nên ô
nhiễm môi trường không khí, ảnh hưởng đến môi trường sống và sức khỏe của con người.
Một trong những giải pháp cải thiện điều kiện vệ sinh môi trường trong các nhà máy
sản xuất, các khu công nghiệp hiện nay là phát hiện, tổ chức thu gom, xử lí khí thải ở tại
các nguồn phát thải.
Trong phạm vi của đồ án môn học: kỹ thuật xử lí ô nhiễm không khí và dưới sự
hướng dẫn của thầy Nguyễn Tấn Dũng, chúng tôi đã thực hiện đồ án “ tính toán – thiết kế
hệ thống xữ lí khí bụi bằng phương pháp lọc cho nhà máy sản xuất bột mỳ với năng suất
15000m3/h”.
Do lần đầu thiết kế đồ án nên trong quá trình tính toán và lựa chọn công nghệ không
thể tránh khỏi những sai sót, rất mong nhận được sự chỉnh sửa, ý kiến đóng góp của tất các
thầy cô để đồ án của chúng tôi được hoàn thiện hơn.
Chúng tôi xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn và giúp đỡ tận tình của thầy Nguyễn
Tấn Dũng đã tạo điều kiện tốt nhất cho chúng tôi hoàn thành đồ án này.

NHÓM 23

Tính toán – thiết kế hệ thống xử lí khí bụi bằng phương
pháp lọc cho nhà máy sản xuất bột mỳ với năng suất 15000m3/hTrang 1

Đồ án xử lí ô nhiễm không khí

BỘ GIÁO DỤC VÀO ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA & TP
BỘ MÔN: CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG

GVHD: ThS. Nguyễn Tấn Dũng

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Đập lập - Tự do - Hạnh phúc
---o0o---

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
1. Môn học:

Xử lí ô nhiễm không khí

Mã môn học: 1210070
2. Họ và tên sinh viên:
Đào Tuấn Vũ
Nguyễn Thùy Yến
Lớp :
081150B
GVHD:

MSSV: 08115046
MSSV: 08115050

ThS. Nguyễn Tấn Dũng

3. Tên đồ án: Tính toán – thiết kế hệ thống xử lí khí bụi bằng phương pháp lọc cho nhà
máy sản xuất bột mỳ với năng suất 15000m3/h
4. Mục đích của đồ án:
Giúp sinh viên vận dụng kiến thức đã học vào tính toán ứng dụng trong thực tế
5. Nhiệm vụ:
- Quy hoạch mặt bằng để lắp đặt hệ thống thiết bị.
-

Lựa chọn thiết bị lọc khí bụi thích hơp.

-

Tính toán các thông số cho thiệt bị lọc khí bụi: vận tốc lọc, tổn thất áp suất…

-

Thiết kế thiết bị lọc khí bụi.

-

Giá thành của thiết bị lọc.

-

Vận hành, và ứng dụng của thiết bị.

-

Vẽ bản vẽ hệ thống xử lí khí bụi bằng phương pháp lọc.

6. Ngày nhận đồ án: 10/11/2010.

Tính toán – thiết kế hệ thống xử lí khí bụi bằng phương
pháp lọc cho nhà máy sản xuất bột mỳ với năng suất 15000m3/hTrang 2


Đồ án xử lí ô nhiễm không khí

GVHD: ThS. Nguyễn Tấn Dũng

Ngày nộp đồ án: 10/1/2011.
Nội dung và yêu cầu Đồ án đã được thông qua Bộ môn
NGƯỜI HƯỚNG DẪN
Ngày
tháng
năm
(Ký và ghi rõ họ tên)
Chủ Nhiệm Bộ Môn

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................

............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................
Tính toán – thiết kế hệ thống xử lí khí bụi bằng phương
pháp lọc cho nhà máy sản xuất bột mỳ với năng suất 15000m3/hTrang 3


Đồ án xử lí ô nhiễm không khí

GVHD: ThS. Nguyễn Tấn Dũng

Điểm bằng số: ………… Điểm bằng chữ: ……………………
Tp.HCM, ngày ……. Tháng ……. Năm ……………….

Giáo viên hướng dẫn
(Ký và ghi rõ họ tên)

Mục Lục
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN........................................................................................................3
Mục Lục...........................................................................................................................................................4
Chương 1.........................................................................................................................................................6
TỔNG QUAN VỀ BỤI VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÍ................................................................................................6
1.1. TỒNG QUAN VỀ BỤI..............................................................................................................................6
1.1.1. Khái niệm chung về bụi..................................................................................................................6
1.1.2. Phân loại........................................................................................................................................6
1.2.4.Thiết bị lọc bụi tĩnh điện...............................................................................................................28
Chương 2.......................................................................................................................................................30
QUY HOẠCH MẶT BẰNG LẮP ĐẶT HỆ THỐNG THIẾT BỊ..................................................................................30
2.1. Yêu cầu cơ bản của việc quy hoạch mặt bằng.....................................................................................30
2.2. Quy hoạch mặt bằng..........................................................................................................................30
Chương 3.......................................................................................................................................................31
TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ THIẾT BỊ....................................................................................................................31
3.1.Các thông số cần thiết để tính toán.....................................................................................................31
3.2. Sơ đồ thiết bị......................................................................................................................................33
3.3. Tính toán thiết bị túi vải:....................................................................................................................34
3.4. Tính toán ống khói – trở lực ống khói:................................................................................................36
3.5. Tính ứng suất của thiết bị...................................................................................................................37
3.5.1. Chọn vật liệu................................................................................................................................37
3.5.2. Xác định ứng xuất cho phép của thép CT3...................................................................................38
3.5.3. Tính toán công suất quạt:............................................................................................................38
3.5.4. Tính toán công suất động cơ điện:..............................................................................................38
3.6. Khai toán kinh tế:...............................................................................................................................38
Tính toán – thiết kế hệ thống xử lí khí bụi bằng phương
pháp lọc cho nhà máy sản xuất bột mỳ với năng suất 15000m3/hTrang 4

Đồ án xử lí ô nhiễm không khí

GVHD: ThS. Nguyễn Tấn Dũng

3.6.1. Tính toán thiết bị lọc túi vải:........................................................................................................38
3.6.2 Tính toán ống khói:.......................................................................................................................40
3.6.3. Các thiết bị khác:.........................................................................................................................40
3.6.4. Tổng chi phí xây dựng hệ thống xử lí:..........................................................................................40
Chương 4.......................................................................................................................................................41
VẬN HÀNH - ỨNG DỤNG...............................................................................................................................41
4.1. Vận hành.............................................................................................................................................41
4.2. Ứng dụng............................................................................................................................................42
Chương 5.......................................................................................................................................................43
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................................................................................43
Tài liệu tham khảo.................................................................................................................................44

Tính toán – thiết kế hệ thống xử lí khí bụi bằng phương
pháp lọc cho nhà máy sản xuất bột mỳ với năng suất 15000m3/hTrang 5


Đồ án xử lí ô nhiễm không khí

GVHD: ThS. Nguyễn Tấn Dũng
Chương 1

TỔNG QUAN VỀ BỤI VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÍ
1.1. TỒNG QUAN VỀ BỤI
1.1.1. Khái niệm chung về bụi

Các phần tử chất rắn thể rời rạc (vụn) có thể được tạo ra trong quá trình nghiền, ngưng kết và các
phản ứng hóa học khác nhau. Dưới tác dụng của dòng khí hoặc không khí, chúng chuyển thành trạng thái
lơ lửng và trong những đều kiện nhất định chúng tạo thành thứ vật chất mà người ta gọi là bụi.
Bụi là một hệ thống gồm hai pha: pha khí và pha rắn rời rạc - các hạt có kích thước nằm trong
khoảng từ kích thước nguyên tử đến kích thước nhìn thấy được bằng mắt thường, có khả năng tồn tại ở
dạng lơ lửng trong thời gian dài ngắn khác nhau.
Khi những hạt bụi lơ lửng trong không khí người ta gọi là aerozon, còn khi chúng đã lắng đọng lại
trên bề mặt vật thể gọi là aerogen.
Bụi thu giữa được hoặc bụi đã lắng động thường đồng nghĩa với khái niệm “ bột”, tức là loại vật
chất vụn, rời rạc.
Kích thước của hạt bụi được hiểu là đường kính, độ dài cạnh của hạt hoặc lổ ray kích thước lớn
nhất của hình chiếu hạt.
Đường kính tương đương tđ của hạt có hình dạng bất kỳ là đường kính hình cầu có thể tích bằng
thể tích hạt bụi.
Vận tốc lắng chìm vc của hạt bụi là vận tốc rơi của hạt trong môi trường tĩnh dưới tác dụng của
trọng lực. Vận tốc lắng chìm phụ thuộc vào kích thước của hạt, hình dáng và khối lượng đơn vị của nó cũng
như khối lượng đơn vị và độ nhớt môi trường.
Đường kính chìm vc của hạt bụi là đường kính hạt bụi hình cầu mà vận tốc rơi và khối lượng đơn vi
của nó bằng vận tốc rơi và khối lượng đơn vị của hạt bụi có hình dáng ghi chuẩn đang xét.
Bụi trong không khí được đánh giá bằng nồng độ – trọng lượng bụi trong một đơn vị thể tích của
không khí, mg/l hoặc mg/m3. Ngoài ra người ta còn đánh giá bằng số lượng hạt bụi cũng như sự phân bố
kích thước của chúng trong một đơn vị thể tích không khí.
1.1.2. Phân loại
 Theo nguồn gốc: bụi được phân biệt thành bụi hữu cơ (nguồn gốc động, thực vật), bụi vô cơ (bụi
kim loại và bụi khoáng chât) và bụi hỗn hợp.
 Theo hình dáng: có thể phân bụi thành 3 dạng
+ Dạng mảnh ( mỏng)
+ Dạng sợi.
+ Dạng khối.
 Theo kích thước

+ Bụi thô cát bụi: là những hạt rắn có kích thước hạt d > 75 được hình thành trong quá trình cháy tự tự
nhiên hay cơ khí như nghiền, tán, đập…
+ Bụi: hạt chất rắn có kích thước hạt d = (5 75) được hình thành như bụi thô.
Tính toán – thiết kế hệ thống xử lí khí bụi bằng phương
pháp lọc cho nhà máy sản xuất bột mỳ với năng suất 15000m3/hTrang 6


Đồ án xử lí ô nhiễm không khí

GVHD: ThS. Nguyễn Tấn Dũng

+ Khói: gồm các hạt thể rắn hay lỏng, đươc tạo ra trong quá trình đốt chảy nhiên liệu hay quá trình ngưng
tụ, có kích thước hạt d = (1 5). Đặc điểm quan trọng là có đặc tính khuếch tán rất ổn định trong khí
quyển.
+ Khói mịn: gồm những hạt rắn có kích thước d < 1.
+ Sương: hạt chất lỏng có kích thước d < 10. Loại hạt này ở một nồng độ nhất định làm giảm tầm nhìn,
còn gọi là sương giá.
 Theo tính kết dính của bụi
+ Bụi không kết dính: xỉ khô, thạch anh, đất khô…
+ Bụi kết dính yếu: bụi từ lò cao, tro bụi…
+ Bụi có tính kết dính: bụi kim loại, than bụi tro mà không chứa chất cháy, bụi sữa, mùn cưa…
+ Bụi có tính kết dính mạnh: bụi xi măng, thạch cao, sợi bông, len…
 Theo độ dẫn điện
+ Bụi có điện trở thấp: nhanh trung hòa điện, dễ bị lôi cuốn trở lại dòng khí.
+ Bụi có điện trở cao: hiệu quả xử lí không cao.
+ Bụi có điện trở trung bình: thích hợp cho các phương pháp xử lí.
 Theo tác hại của bụi
+ Ảnh hưởng đến thực vật: bụi làm giảm khả năng diệp lục hóa quang hợp, hô hấp và thoát hơi nước. Dẫn
đến cây sinh trưởng kém, làm năng suất cây giảm, làm thất thu mùa màng…
+ Ảnh hưởng đến động vật: bụi làm ảnh hưởng đến hệ hô hấp của động vật làm kích thích với các bệnh ho,

dị ứng.
+ Ảnh hưởng đến con người
-

Bụi gây ra bệnh bụi phổi, do sự xâm nhập của những hạt có đường kính d = ( 1 2 ) vào sâu
trong phổi và bị lắng động trong đó, đối với những hạt d < 0.5 bị đẩy ra ngoài khi thở. Khi đó
chúng gây nhiễm độc hay dị ứng bằng sự co thắt đường hô hấp đó là bệnh hen suyễn.
- Loại bụi của vật liệu ăn mòn hay độc tính tan trong nước mà lắng động ở mũi, miệng, đường
hô hấp có thể gây tổn thương làm rách ngăn mũi, vách miệng…
- Bụi có thể gây ra nhiều loại bệnh như: bệnh dị ứng, viêm niêm mạc, nổi ban (bụi bông, gai,
phân hóa học), bệnh gây nhiễm độc chung (chì, thủy ngân, bengen...), bệnh nhiễm trùng ( bụi
bông, tóc, vi khuẩn), bệnh xơ phổi ( bụi SiO2, bụi amiang), bệnh ung thư ( bụi quặng phóng xạ,
hợp chất Crom…)
Ngoài ra bụi cỏn ảnh hưởng đến các công trình dân dụng, mỹ quan đô thị, làm tăng khả năng ăn mòn
các công trình dân dụng, công nghiệp, máy móc…và ảnh hưởng tới nguồn nước.
1.1.3. Tính chất của bụi
1.1.3.1. Độ phân tán các phân tử
Kích thước hạt là một thông số cơ bản của nó. Việc lựa chọn các hạt bụi phụ thuộc vào thành phần
phân tán của các hạt bụi tách được. Các thiết bị đặc trưng cho kích thước hạt bụi là đại lượng vận tốc lắng
của chúng cũng như đại lượng đường kính lắng. Các hạt bụi công nghiệp có đường kính rất khác nhau, nên
nếu cùng khối lượng sẽ lắng với các vận tốc khác nhau, hạt càng gần vơi hình cầu thì lắng càng nhanh.
Các kích thước lớn nhất và nhỏ nhất của khối hạt bụi đặc trưng cho khoảng phân bố độ phân tán
của chúng.
1.1.3.2. Tính dính kết của bụi
Tính toán – thiết kế hệ thống xử lí khí bụi bằng phương
pháp lọc cho nhà máy sản xuất bột mỳ với năng suất 15000m3/hTrang 7


Đồ án xử lí ô nhiễm không khí

GVHD: ThS. Nguyễn Tấn Dũng

Các hạt có xu hướng kết dính vào nhau, với độ kết dính cao bụi có thể dẫn tới tình trạng bệ nghẹt
một phần hay toàn bộ thiết bị tách bụi. Do đó đối với các thiết bị lọc, người ta thường thiết lập giới hạn sử
dụng theo độ kết dính của hạt bụi.
Kích thước hạt bụi càng nhỏ thỉ chúng càng dễ bị bám vào bề mặt thiết bị. Với những bụi có (60-70)
% hạt có đường kính nhỏ hơn 10 thì rất dễ dẫn đến dính bết, còn bụi có nhiều hạt trên 10 thì dễ trở thành
tơi xốp.
1.1.3.3. Độ mài mòn của bụi
Độ mài mòn của bụi đặc trưng cho cường độ mài mòn kim loại khi cùng vận tốc khí và cùng nồng
độ bụi.
Độ mài mòn của bụi phụ thuộc vào độ cứng, hình dạng, kích thước và mật độ của hạt.
Khi tính toán thiết kế phải tính đến độ mài mòn của bụi.
1.1.3.4. Độ thấm ướt của bụi
Độ thấm ướt bằng nước của các hạt bụi có ảnh hưởng đến hiệu quả làm việc của các thiết bị tách
bụi kiểu ướt, đặc biệt là các thiết bị làm việc ở chế độ tuần hoàn.
Theo tính chất thấm ướt các vật liệu rắn, được chia làm 3 nhóm:
-

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

-

Vật liệu kỵ nước: khó thấm nước (grafit, than, lưu huỳnh).

- Vật liệu kỵ nước tuyệt đối: (paraffin, nhựa Teflon, bitum).
1.1.3.5. Độ hút ẩm của bụi
Khả năng hút ẩm của bụi phụ thuộc vào thành phần hóa học cũng như kích thước, hình dạng và độ
nhám bề mặt các hạt bụi. Độ hút ẩm của bụi tạo điều kiện tách chúng trong các thiết bị lọc bụi kiểu ướt.

1.1.3.6. Độ dẫn điện của bụi
Chỉ số này được dành giá theo chỉ số điện trở suất của bụi và phụ thuộc vào tính chất của từng hạt
bụi riêng rẽ, cấu trúc hạt và các thông số của dòng khí. Chỉ số này ảnh hưởng rất lớn đến khả năng làm việc
của các bộ lọc bụi tĩnh điện.
1.1.3.7. Sự tích điện của lớp bụi
Dấu của các hạt bụi tích điện phụ thuộc vào phương pháp tạo thành, thành phần hóa học, cả
những tính chất vật chất mà chúng tiếp xúc. Tính chất này ảnh hưởng đến hiệu quả tách của chúng trong
các thiết bị lọc khí (bộ tách ướt,lọc..) đến tính chất nổ và tính bết của các hạt.
1.1.3.8. Tính tự bốc nóng và tạo hỗn hợp dễ nổ với không khí
Các bụi cháy được dễ tạo với oxy của không khí hỗn hợp tự bốc cháy và dễ nổ do bề mặt tiếp xúc
rất lớn của các hạt. Cường độ nổ phụ thuộc vào tính chất hóa học, tính chất nhiệt, kích thước, hình dáng
các hạt và nồng độ của chúng trong không khí, độ ẩm, thành phần các khí, nhiệt độ nguồn lửa và hàm
lượng các chất trơ. Các hạt bụi có khả năng bắt lửa như bụi hữu cơ (sơn, sợi, plastic) và một số bụi vô cơ
như nhôm, kẽm, magie…
1.2 . PHÂN LOẠI CÁC PHƯƠNG PHÁP LỌC BỤI
Để lọc bụi người ta sử dụng nhiều thiết bị lọc bụi khác nhau và tùy thuộc vào bản chất các lực tác
dụng bên trong thiết bị, người ta chia chúng thành những nhóm chính sau đây:
1. Buồng lắng bụi: quá trình xảy ra dưới tác dụng của trọng lực.
2. Thiết bị lọc bụi kiểu quán tính: lợi dụng lực quán tính khi thay đổi chiều hướng chuyển động
Tính toán – thiết kế hệ thống xử lí khí bụi bằng phương
pháp lọc cho nhà máy sản xuất bột mỳ với năng suất 15000m3/hTrang 8


Đồ án xử lí ô nhiễm không khí

GVHD: ThS. Nguyễn Tấn Dũng

để tách bụi ra khỏi dòng không khí.
3. Thiết bị lọc bụi kiểu ly tâm - xiclon: dùng lực ly tâm để đẩy các hạt bụi ra xa tâm quay rồi chạm
vào thành thiết bị, hạt bụi bị mất dần động năng và rơi xuống dưới đáy.

4. Lưới lọc bụi bằng vải, lưới thép, giấy, vật liệu rỗng bằng khâu sứ, khâu kim loại…trong thiết bị
lọc bụi loại này các lực quán tính, lực trọng trường và cả lực khuếch tán nữa đều phát huy tác
dụng.
5. Thiết bị lọc bụi bằng điện: dưới tác dụng của điện trường điện áp cao, các hạt bụi được tích
điện và bị hút váo các bản cực khác dấu.
Các nhóm thiết bị lọc bụi nêu trên đều có 2 loại: khô và ướt. Chất lỏng làm ướt thiết bị lọc bụi chủ
yếu là nước – dùng trong xiclon màng nước, vật liệu rỗng tưới nước. Ngoài ra, người ta còn dùng
dầu trong công nghiệp để tẩm ướt các lưới lọc làm bằng sợi thép, lưới thép.
Các thông số quan trọng của thiết bị hoặc hệ thống lọc bụi là:
1. Mức độ lọc sạch hay còn gọi là hiệu quả lọc.
2. Năng suất của hệ thống tức là lưu lượng không khí đi qua bộ lọc, m3/h.
3. Sức cản thủy lực, kg/m2
4. Điện năng tiêu hao cho một thể tích không khí cần lọc kW/m3 không khí.
5. Giá thành thiết bị và các chi phí cho đơn vị sản phẩm.
1.2.1. Thiết bị thu hồi bụi khô
1.2.1.1. Buồng lắng bụi
Đây là thiết bị lọc bụi đơn giản nhất. Cấu tạo là một không gian hình hộp có diện tích lớn hơn diện
tích ống dẫn khí vào. Khi đó vận tốc giảm đột ngột, làm cho hạt bụi rơi xuống dưới tác dụng của trọng lực,
và bị giữ lại trong buồng lắng.
Buồng lắng bụi được áp dụng để lắng bui thô có kích thước hạt từ (60-70) trở lên. Tuy nhiên, các
hạt bụi có kích thước nhỏ vẫn giữ lại trong buồng lắng. Trở lực của thiết bị từ (50-130) Pa, giới hạn nhiệt độ
(350 – 550) oC.

Tính toán – thiết kế hệ thống xử lí khí bụi bằng phương
pháp lọc cho nhà máy sản xuất bột mỳ với năng suất 15000m3/hTrang 9


Đồ án xử lí ô nhiễm không khí

GVHD: ThS. Nguyễn Tấn Dũng

Tính toán – thiết kế hệ thống xử lí khí bụi bằng phương
pháp lọc cho nhà máy sản xuất bột mỳ với năng suất 15000m3/hTrang 10


Đồ án xử lí ô nhiễm không khí

GVHD: ThS. Nguyễn Tấn Dũng

Hình 1.1. Sơ đồ buồng lắng bụi
 Ưu điểm:
-

Chế tạo đơn giản.

-

Chi phí vận hành và bảo trì thấp.

-

Giá thành thấp, rẻ tiền có thể sử dụng nguồn nhiều nguyên liệu chế tạo.

- Lắng được cả bụi khô và bụi ướt.
Thường dùng lắng sơ bộ
 Nhược điểm:
-

Buồng lắng bụi có diện tích lớn, chiếm diện tích nhiều.

-

Hiệu suất không cao.

-

Vận tốc dòng khí nhỏ.

- Xử lí hiệu quả với các hạt có d > 50.
Có nhiều loại buồng lắng như: buồng lắng bụi có vách ngăn, buồng lắng có tấm chắn ở cửa, buồng
lắng bụi động năng,..

Tính toán – thiết kế hệ thống xử lí khí bụi bằng phương
pháp lọc cho nhà máy sản xuất bột mỳ với năng suất 15000m3/hTrang 11


Đồ án xử lí ô nhiễm không khí

GVHD: ThS. Nguyễn Tấn Dũng

Rßnglắng
räcbụi nhiều
Hình 1.2. Buồng Buång
lắng bụi l¾ng
nhiềubôi
ngănnhiÒu
và chuyển
tÇngđộng của không khí trong buồng
ngăn

Tính toán – thiết kế hệ thống xử lí khí bụi bằng phương
pháp lọc cho nhà máy sản xuất bột mỳ với năng suất 15000m3/hTrang 12

B¶n lÒ


Đồ án xử lí ô nhiễm không khí

GVHD: ThS. Nguyễn Tấn Dũng

Hình 1.3. Buồng lắng bụi nhiều tầng
1.2.1.2. Thiết bị lọc bụi kiểu quán tính
Nguyên lí làm việc của loại thiết bị này là làm thay đổi chiều chuyển động của dòng khí một cách
liên tục, lặp đi lặp lại bằng nhiều vật cản có hình dáng khác nhau. Khi dòng khí đổi hướng chuyển động thì
bụi do có sức quán tính lớn chuyển hướng chuyển hướng chuyển động ban đầu của mình và va đập vào các
vật cản rồi bị giữ lại ở đó hoặc mất động năng và rơi xuống đáy thiết bị.
Vận tốc khí trong thiết bị khoảng 1m/s, còn ở ống vào khoảng 10m/s. Hiệu quả xử lí của thiết bị
dạng này từ (65-80) % với hạt (25-30). Trở lực của chúng khoảng (150-390) N/m2.
 Ưu điểm
- Cấu tạo gọn nhẹ
-

Tổn thất áp suất thấp hơn so với các thiết bị khác.

- Khả năng lắng cao hơn buồng lắng
 Nhược điểm
-

Hiệu quả xử lí kém với bụi có đường kính d < 5

- Thường sử dụng để lọc bụi thô.
Các dạng khác nhau của thiết bị lọc bụi quán tính

Tính toán – thiết kế hệ thống xử lí khí bụi bằng phương
pháp lọc cho nhà máy sản xuất bột mỳ với năng suất 15000m3/hTrang 13


Đồ án xử lí ô nhiễm không khí

GVHD: ThS. Nguyễn Tấn Dũng

Hình 1.4. Thiết bị lọc bụi quán tính: a- có tấm ngăn; b- có phần côn mở rộng;
dòng khí vào phía hông.

c-bằng cách dẫn nhập

Hình 1.5. Thiết bị lọc bụi quán
tính kiểu “lá xách”.
1.2.1.3.

Thiết bị lọc ly tâm

Có nhiều dạng thiết bị lọc
ly tâm khác nhau: kiểu name
ngang, kiểu đứng và các thiết bị
thu hồi bụi kiểu xoáy, kiểu động.
Thiết bị lọc bụi ly tâm kiểu đứng
Thiết bị lọc bụi kiểu thẳng đứng thường được gọi là xiclon
Nguyên lí: không khí mang bụi vào thiết bị theo ống dẫn được lắp theo phương tiếp tuyến với thân
hình trụ của xiclon, không khí sẽ chuyển động xoắn ốc bên trong thân hình trụ của xiclon, khi chạm vào ống

đáy hình phễu dòng khí bị dội ngược trở lên nhưng vẫn giữ được chuyển động xoắn ốc và thoát ra ngoài
ống thải. Các hạt bụi chịu tác dụng bởi lực ly tâm sẽ chuyển động về phía thành ống của thân hình trụ, rồi
chạm vào đó, mất động năng, rơi xuống đáy phễu.

Tính toán – thiết kế hệ thống xử lí khí bụi bằng phương
pháp lọc cho nhà máy sản xuất bột mỳ với năng suất 15000m3/hTrang 14


Đồ án xử lí ô nhiễm không khí

GVHD: ThS. Nguyễn Tấn Dũng

4
vk

2

5a
5b
1
2

4
Hình 1.6. Sơ đồ cấu tạo của xiclon:
1- Ống dẫn không khí bẩn vào
2- Vỏ xiclon ( ống trụ ngoài)
3- Phễu chứa bụi
4- Ống trụ ở giữa
5- Van chặn

Những thông số cần biết
-

Vận tốc khí vào: vgh > 5m/s

-

Hiệu suất lọc 70% đối với xiclon ướt và xiclon chùm, đường kính cỡ hạt d = (3040) .

-

Nồng độ bụi vào: Cbụi > 20g/m3

-

Trở lực của thiết bị: (250-1500) Pa

 Ưu điểm
+ Sử dụng rộng rãi, giá thành rẻ.
+ Không có chi tiết chuyền động, vận hành dễ dàng.
Tính toán – thiết kế hệ thống xử lí khí bụi bằng phương
pháp lọc cho nhà máy sản xuất bột mỳ với năng suất 15000m3/hTrang 15


Đồ án xử lí ô nhiễm không khí

GVHD: ThS. Nguyễn Tấn Dũng

+ Có thể vận hành bình thường ở nhiệt độ trên 5000C, áp suất lớn, trị so tổn thất áp suất ổn định, thu hồi
bụi ở dạng khô.

+ Hiệu quả xử lí không phụ thuộc vào sự thay đổi nồng độ bụi.
 Nhược điểm:
+ Hiệu quả thấp dối với bụi có đường kính d < 5.
+ Không thể thu hồi bụi kết dính.
+ Dễ bị mài mòn thiết bị nếu trong dòng khí độc có hơi khí độc.
Các loại xiclon phổ biến:

Tính toán – thiết kế hệ thống xử lí khí bụi bằng phương
pháp lọc cho nhà máy sản xuất bột mỳ với năng suất 15000m3/hTrang 16


Đồ án xử lí ô nhiễm không khí

GVHD: ThS. Nguyễn Tấn Dũng

Tính toán – thiết kế hệ thống xử lí khí bụi bằng phương
pháp lọc cho nhà máy sản xuất bột mỳ với năng suất 15000m3/hTrang 17


1,9d

11,67d

3,24d
D
Hình 1.7. Xiclon Stairmand

Hình 1.8. Xiclon liot

Tính toán – thiết kế hệ thống xử lí khí bụi bằng phương

pháp lọc cho nhà máy sản xuất bột mỳ với năng suất 15000m3/hTrang 18

d

1,17d
0,2d
0,3d

GVHD: ThS. Nguyễn Tấn Dũng

1,17d

Đồ án xử lí ô nhiễm không khí


Đồ án xử lí ô nhiễm không khí

GVHD: ThS. Nguyễn Tấn Dũng

h1

h2

1750

Kh«ng khÝ
s¹ch ra

500

Để nâng cao hiệu quả xử lí, người ta kết hợp các xiclon, tạo thành xiclon chùm.

110

2000

Hình 1.9. Cấu tạo chung của Xiclon tổ hợp

Hình 1.10. Thiết bị lọc bụi quán tính kết hợp với xiclon

550- 60 0

0

Tính toán – thiết kế hệ thống xử lí khí bụi bằng phương
pháp lọc cho nhà máy sản xuất bột mỳ với năng suất 15000m3/hTrang 19


Đồ án xử lí ô nhiễm không khí

GVHD: ThS. Nguyễn Tấn Dũng

1-Ống dẫn không khí bẩn vào; 2-Thùng lọc quán tính; 3-Ống thải khí sạch ra ngoài; 4-Xiclon; 5- Thùng
chứa bụi; 6- Máy quạt hút bụi phụ
Thiết bị lọc bụi ly tâm kiểu nằm ngang
Thiết bị lọc bụi ly tâm kiểu nằm ngang có cấu tạo khá đơn giản. Thiết bị bao gồm một ống bao hình
trụ bên ngoài, bên trong có hình trụ hai đầu bịt tròn và thon để đảm bảo chảy bọc được tốt. Không khí
mang bụi đi vào thiết bị được các cánh hướng dòng tạo thành chuyển động xoáy. Lực ly tâm sản sinh ra từ
chuyển động xoáy tác động lên các hạt bụi và đẩy chúng ra xa lõi hình trụ rồi chạm vào thành ống bao và
thoát ra ngoài qua khe hình khăn để rơi vào nơi tập trung bụi.

Thiết bị lọc bụi ly tâm kiểu nằm ngang thường dùng để xử lí bụi khô, đường kính cơ hạt xử lí tương
tự xiclon, ít được sử dụng.
Thiết bị thu hồi bụi kiểu xoáy
Hoạt động tương tự xiclon, nhưng có thêm vòng xoáy phụ trợ, và cơ cấu thổi khí phụ trợ, nên vận
hành phức tạp.

Hình
1.11. Thiết bị
thu hồi bụi kiểu
gió xoáy
a- Kiể
u
vòi

phun
b- Kiểu cánh quạt
1.2.2. Thiết bị lọc bụi

 Quá trình lọc trong lưới lọc chia làm 2 giai đoạn:
-

Giai đoạn ổn định: hiệu quả lọc và sức cản khí động không đổi theo thời gian.

-

Giai đoạn không ổn định: hiệu quả lọc và sức cản khí động thay đổi rõ rệt.

 Cơ chế thu bụi:
-

Va đập

Tính toán – thiết kế hệ thống xử lí khí bụi bằng phương
pháp lọc cho nhà máy sản xuất bột mỳ với năng suất 15000m3/hTrang 20


Đồ án xử lí ô nhiễm không khí

GVHD: ThS. Nguyễn Tấn Dũng

-

Khuếch tán : đối với những hạt có kích thước cực mịn, khuếch tán theo cơ chế
Brownian.

-

Tiếp xúc: đối với những hạt có kích thước (0.1 1) , thu hồi bụi yếu hơn so với va
đập và khuếch tán.

Ngoài ra, còn có những cơ chế khác như: lực hút tĩnh điện, trọng lực, lực ly tâm, lực
nhiệt.
 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả lọc:
-

Kích thước hạt bụi.

-

Vận tốc khí đi qua lưới lọc.

-

Đường kính sợi vật liệu lọc.

-

Độ lèn chặt ( độ rỗng) cũa lưới lọc.

 Nguyên lý:
Khi cho khí chứa bụi qua vách ngăn xốp, bụi bị giữa lại và khí thì xuyên qua. Khả năng giữa bụi còn phụ
thuộc vào loại thiết bị và loại lưới lọc, các loại thường dùng là lọc bụi túi vải ( ống tay áo), lưới lọc bằng sợi.
Thiết bị lọc bụi tay áo
Thường thiết bị lọc túi vải tay áo hình trụ được giữ chặt trên lưới ống. Lọc bụi tay áo phân làm các
loại:
+ Cơ cấu rung lắc cơ học.
+ Cơ cấu rũ bụi bằng khí thổi ngược.
+ Cơ cấu rũ bụi bằng khí nén.
 Những thông số cần biết:
• Đường kính ống tay áo khác nhau, phổ biến 120 – 300mm
• Chiều dài ống 1600- 2000mm
• Có các loại vải sau:
- Vải bông: có tính lọc tốt, giá thành tốt nhưng không bền hóa học, nhiệt, dẫn đến dễ cháy
và chứa ẩm cao
- Vải len cho khí xuyên qua lớn, bảo đảm dộ sạch ổn định, dễ phục hồi, không bền hóa học
và nhiệt, giá thành cao hơn vải bong. Khi làm việc ở nhiệt độ cao sợi len trở nên giòn, thường nhiệt
độ giới hạn là 900C.
- Vải thủy tinh: bền ở nhiệt độ 150-3500C, chế tạo từ thủy tinh nhôm silicat không kiềm
hoặc thủy tinh magezit.
- Vải tổng hợp: bền hóa học và nhiệt, bền trong môi trường axit, không bền trong môi

Tính toán – thiết kế hệ thống xử lí khí bụi bằng phương
pháp lọc cho nhà máy sản xuất bột mỳ với năng suất 15000m3/hTrang 21


4

Đồ án xử lí ô nhiễm không khí

GVHD: ThS. Nguyễn Tấn Dũng

trường kiềm, giá thành rẻ hơn vải bông và len.
Hình 1.12. Cấu tạo thiết bị lọc bụi tay áo
 Nguyên lí:
Không khí vẩn bụi theo ống (1) vào thùng (2) rồi lọt vào các ống vải số (3). Khí xuyên qua các ống vải từ
trong ra ngoài (khoảng không gian xung quanh các ống vải ) mà theo ống (4) mà thoát ra khỏi bộ phận lọc.
Chuyển động của không khí theo chiều này là do sức hút của máy quạt nối vào ống (4) (nghĩa là bộ phận lọc
bụi làm việc trên đường ống hút). Khi đi qua lần vải của các ống vải (3) thì bụi trong không khí bị giữ lại bên
trong các ống vải.

Các ống thoát gió số (4) của từng đơn nguyên được nối liền vào ống hút
chung số (5).Quá trình này kéo dài trong khoảng (8 ( 10) phút. Sau đó đến quá
trình rũ bụi lần luợt tiến hành trong từng đơn nguyên một bắt đầu từ đơn nguyên thứ
nhất. Lúc đó lá chắn (6) nhờ có hệ thống máy (7) s ẽ đóng l ại ng ăn không cho không
khí sạch trong đơn nguyên của mình lọt vào ống dẫn chung đồng th ời lúc đó van (8)
mở. Bởi vì những ống vải (3) trong tất cả các đơn nguyên đều có đầu d ưới thông với

9

Tính toán – thiết kế hệ thống xử lí khí bụi bằng phương
pháp lọc cho nhà máy sản xuất bột mỳ với năng suất 15000m3/hTrang 22

Đồ án xử lí ô nhiễm không khí

GVHD: ThS. Nguyễn Tấn Dũng

thùng (2) cho nên có độ chân không (độ thiếu áp lực) trong thùng (2) do máy quạt
tạo ra. Không khí trong phòng sẽ bị hút qua l ỗ (8) v ới t ốc độ khá l ớn r ồi không khí
bị hút qua lượt vải của các ống vải thuộc... này theo chi ều ng ược v ới chi ều đi c ủa
không khí trong quá trình ban đầu vải vào bên trong ống va ỉ r ồi vào thùng. Đồng
thời hệ thống máy (7) rũ mạnh các ống vải bằng những cú đập nhấc lên cao (70 ( 80)
mm. Nhờ vậy lớp bụi đọng bên trong các ống vải s ẽ b ị r ũ v ào thùng b ị th ải ra ngo ài
bằng các gạt (9)
Sau khhi rũ xong hệ thống máy sẽ mở van (6) đồng thời đóng van (8) lại và đơn nguyên này lại làm
việc theo quá trình đầu
Sau đó độ 1 vài phút đơn nguyên tiếp theo bắt đầu làm việc theo quá trình thứ (2). Cứ như vậy làm
lượt các đơn nguyên đều được rũ sạch bụi sau 1 quá trình lọc bụi.
 Ưu điểm
• Hiệu quả thu hồi bụi cao kể cả những hạt có kích thước nhỏ, có thể ứng dụng nhiều loại bụi.
• Tổn thất áp suất thấp
• Gồm nhiều đơn nguyên và có thể lắp ráp tại nhà máy.
• Phổ biến trong công nghiệp do chi phí không cao và có thể phục hồi vải lọc.
 Nhược điểm
• Dễ cháy nổ, độ bền nhiệt thấp.
• Vải lọc dễ bị hư hại nếu nhiệt độ cao và ăn mòn hóa học
• Không thể vận hành trong môi trường ẩm
• Cần diện tích bề mặt lớn.
Lưới lọc bằng sợi
Khí chứa bụi được cho qua lớp vật liệu sợi và bụi được giư lại ở đó. Đo áp suất đầu vào và ra của
thiết bị khi thay lớp vật liệu lọc.

Những thông số cần biết:
-

Có 2 dạng lưới lọc vừa và lưới lọc tinh.

-

Đối với lọc làm việc trong điều kiện bình thường có thể dùng các loại sợi, len bông vải hay sợi tổng
hợp

-

Đối với lọc làm việc trong điều kiện nhiệt độ cao vật liệu thường dùng là bông thủy tinh, sợi thạch
anh, sợi hợp kim nhôm-silicat…giới hạn nhiệt độ là (400 – 1000) oC.
 Ưu điểm: có khả năng lọc bụi có đường kính d = (0.05 0.5) với hiệu quả 99%.
 Nhược điểm: không có tính kinh tế do thường xuyên thay đổi sợi và khi bụi có đường kính càng lớn
thì thời giant hay vật liệu càng nhanh.
1.2.3. Thiết bị lọc bụi bằng phương pháp ướt

Dòng khí mang bụi tiếp xúc với chất lỏng, bụi được giữ lại và thải ra ngoài dưới
dạng cặn bùn , do
1. Bụi được tách ra khỏi khí nhờ va chạm giọt nước.
2. Bụi bị hút bởi màng nước và tách ra khỏi dòng khí.
Tính toán – thiết kế hệ thống xử lí khí bụi bằng phương
pháp lọc cho nhà máy sản xuất bột mỳ với năng suất 15000m3/hTrang 23


Đồ án xử lí ô nhiễm không khí

GVHD: ThS. Nguyễn Tấn Dũng

3. Dòng khí bụi sục vào nước và bị chia ra thành các bọt khí, bụi bị ướt và loại ra khỏi
dòng khí.
 Ưu điểm
-

Dễ chế tạo, giá thành thấp, hiệu quả cao.

-

Lọc bụi < 0.1 ( thiết bị lọc bụi Venturi)

-

Có thể làm việc với khí nhiệt độ cao và độ ẩm cao.

-

Lưới lọc được khí độc.

-

Làm lạnh hay làm ấm khí thải

 Nhược điểm

-

Phải xử lí bùn cặn

-

Khí thoát mang theo hơi nước, gây hen rỉ đường ống.

-

Khí thải chứa các chất ăn mòn, vì thế phải bảo vệ thiết bị.

 Một số thiết bị lọc bụi bằng phương pháp ướt

Tính toán – thiết kế hệ thống xử lí khí bụi bằng phương
pháp lọc cho nhà máy sản xuất bột mỳ với năng suất 15000m3/hTrang 24


Đồ án xử lí ô nhiễm không khí

GVHD: ThS. Nguyễn Tấn Dũng

Tính toán – thiết kế hệ thống xử lí khí bụi bằng phương
pháp lọc cho nhà máy sản xuất bột mỳ với năng suất 15000m3/hTrang 25