Thiết kế hệ thống thông gió và xử lý khí thải cho dây chuyền II Nhà máy xi măng Thành Thắng

LỜI CAM ĐOAN

Thưa hội đồng chấm đồ án tốt nghiệp khóa học 2012 – 2016, trường Đại học
Tài nguyên và Môi trường Hà Nội, tên em là Phạm Thu Hường – MSV:
DC00202835, sinh viên Khoa Môi Trường, em xin cam đoan:
-

Nội dung đồ án hoàn toàn là kết quả do bản thân em thực hiện, không sao chép theo
bất cứ đồ án tương tự nào.

-

Những kết quả tính toán trong đồ án đều được thực hiện dựa trên cơ sở tổng hợp các
kiến thức đã được học và nghiên cứu kết hợp với tham khảo các nghiên cứu thực tế
và dưới sự hướng dẫn khoa học của Thạc sĩ Đoàn Thị Oanh.

-

Nội dung đồ án có tham khảo và sử dụng các tài liệu, thông tin được đăng tải trên
các ấn phẩm và các trang web theo danh mục tài liệu tham khảo của đồ án.
Hà Nội, ngày 16 tháng 05 năm 2017
Sinh viên
Phạm Thu Hường

1


LỜI CẢM ƠN

Trong cuộc sống, không có thành công nào là không gắn liền với sự hỗ trợ,
giúp đỡ dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp. Trong thời gian học tập ở trường

Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà nội từ 2012-2016 em đã nhận được nhiều sự
quan tâm giúp đỡ từ quý thầy cô và bạn bè, được tiếp thu nhiều kiến thức về chuyên
ngành cũng như kỹ năng mềm cho bản thân từ đó rút ra được nhiều bài học bổ ích
và nhiều kinh nghiệm quý báu.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến quý Thầy Cô - khoa Môi
trường đặc biệt là các thầy cô giáo giảng dạy trong bộ môn Công nghệ môi trường
với tri thức và tâm huyết nghề nghiệp của mình giúp đỡ em trong suốt thời gian qua,
truyền đạt cho em những kiến thức, kĩ năng tốt nhất để em hoàn thành tốt không chỉ
đồ án tốt nghiệp này mà còn là hành trang để tốt nghiệp ra trường.
Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến ThS. Đoàn Thị Oanh đã trực tiếp hướng
dẫn em, chỉ bảo và giúp đỡ em; cùng với sự nhiệt tình giải đáp các câu hỏi liên quan
đến đề tài của các thầy cô giáo bộ môn, tạo điều kiện tốt nhất để em hoàn thành đồ
án tốt nghiệp.
Với lòng biết ơn chân thành nhất tới thầy giáo Mai Quang Tuấn đã đưa ra
những lời góp ý, tài liệu và chỉ dẫn e trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp.
Mặc dù, em đã cố gắng tiếp thu những kiến thức, kinh nghiệm, sự chỉ bảo
của các thầy cô giáo để hoàn thành đề tài, song do khả năng của bản thân còn nhiều
hạn chế nên khó tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy, em rất mong nhận được sự
thông cảm sâu sắc, sự chỉ bảo nhiệt tình và góp ý chân thành từ phía các thầy cô
giáo.
Em xin chân thành cảm ơn!

2


MỤC LỤC

3

DANH MỤC BẢNG

4


MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài, lý do chọn đề tài:
Sự tiến bộ của khoa học kĩ thuật thúc đẩy mạnh mẽ sự phát triển của các
ngành sản xuất công nghiệp, làm cho xã hội loài người biến đổi rõ rệt.
Ngành công nghiệp xi măng là một trong các ngành công nghiệp then chốt,
đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển và tăng trưởng của nền kinh tế quốc dân,
là tiền đề cho việc hình thành cơ sở vật chất, kết cấu hạ tầng và sự phát triển của
nhiều ngành mới và sản phẩm mới, tạo điều kiện khai thác nguồn lực phục vụ phát
triển sản xuất, nâng cao chất lượng cuộc sống nhân dân và đẩy nhanh tiến trình
công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước.
Ngành công nghiệp xi măng là ngành công nghiệp duy nhất chiếm khoảng
5% khí thải cacrbon dioxide (CO2) toàn cầu. Xi măng Việt Nam là thành phần chủ
yếu trong bê tông, thứ tạo nền tảng và cấu trúc của ngôi nhà trong đó chúng ta đang
sống và làm việc; những con đường và cây cầu cho chúng ta đi lại. Bê tông là chất
tiêu thụ nhiều thứ hai trên thế giới sau nước, trung bình một năm tiêu thụ 3 tấn bê
tông trên một người.
Sản xuất xi măng Việt Nam tạo ra một lượng bụi lớn và các khí thải nhà kính
trực tiếp lẫn gián tiếp: việc nung nóng đá vôi tạo ra CO 2 trực tiếp, trong khi đó việc
đốt nhiên liệu hoá thạch làm nóng lò nung dán tiếp dẫn đến khí CO 2 chiếm khoảng
40% khí thải từ nhà máy xi măng. Những ống khói toả khí thải bốc đen kịt, không
khí ngột ngạt ảnh hưởng tới môi trường và sức khoẻ người dân, sinh vật, hệ sinh
thái, các công trình nhân tạo... Nếu môi trường tiếp tục suy thoái thì có thể dẫn đến
hậu quả nghiêm trọng cho loài người. Vì vậy việc bảo vệ môi trường, giảm thiểu tác
động có hại của các chất ô nhiễm là vấn đề toàn cầu.

Đơn vị sản xuất mà trong đồ án này em đang quan tâm là nhà máy sản xuất
xi măng Thành Thắng. Việc xử lý bụi và khí thải cho nhà máy là việc làm rất cần
thiết để đảm bảo không gây ô nhiễm môi trường, đảm bảo cho sức khỏe cán bộ
công nhân viên và phát triển bền vững. Chính vì vậy em đã chọn đề tài nghiên cứu
là: “Thiết kế hệ thống thông gió và xử lý khí thải cho dây chuyền II Nhà máy xi
măng Thành Thắng”.
5


6


2. Mục tiêu của đồ án:
Tính toán, thiết kế hệ thống thông gió và xử lý khí thải cho dây chuyền II
Nhà máy xi măng Thành Thắng thuộc Công ty cổ phần đầu tư Thành Thắng Group
(cụ thể là thiết kế hệ thống thông gió cho phân xưởng sản xuất và xử lý khí thải cho
lò nung) phù hợp với đặc điểm của nhà máy và đảm bảo các quy chuẩn hiện hành.
-

Đề xuất 2 phương án thông gió, lựa chọn và tính toán 1 phương án thiết kế hệ thống

-

thông gió cho nhà máy.
Đề xuất 2 phương án thiết kế hệ thống xử lý khí thải cho nhà máy.
Tính toán 2 phương án thiết kế hệ thống xử lý khí thải cho nhà máy.
Khái toán kinh tế cho phương án thông gió lựa chọn.
Khái toán kinh tế cho cả 2 phương án xử lý khí thải cho nhà máy.
3. Nội dung nghiên cứu:

-

Khảo sát thu thập số liệu liên quan đến nhà máy: Quy mô, công suất, dây chuyền

-

công nghệ sản xuất, thông số đầu vào, đặc điểm nguồn thải…
Đề xuất 2 phương án, lựa chọn và tính toán 1 phương án thiết kế hệ thống thông gió

-

cho nhà máy.
Đề xuất và tính toán 2 phương án thiết kế hệ thống xử lý khí thải cho nhà máy.
Khái toán kinh tế cho phương án thông gió lựa chọn.
Khái toán kinh tế cho cả 2 phương án xử lý khí thải cho nhà máy.
Thể hiện trên bản vẽ.
4. Phương pháp nghiên cứu:

-

Phương pháp thu thập tài liệu: Đọc sách, tham khảo tài liệu...
Phương pháp kế thừa: Kế thừa các thiết kế sáng tạo có hiệu quả cao trong vận hành

-

và quản lý.
Phương pháp thống kê: Thu thập và xử lý các số liệu về thành phần và đặc tính khí

-

thải.
Phương pháp đồ họa: Sử dụng autocad để thể hiện các thiết kế.
Phương pháp tính toán theo các tiêu chuẩn thiết kế.
Phương pháp mô hình hóa.
5. Dự kiến kết quả nghiên cứu:

+
+
+

Kết quả: Đề xuất và tính toán phương án thiết kế hệ thống thông gió, xử lý khí thải
và lựa chọn được phương án phù hợp cho nhà máy.
Sản phẩm bao gồm:
1 bản thuyết minh đầy đủ.
1 bản vẽ tổng mặt bằng nhà máy.
1 bản vẽ mặt bằng thông gió.
7


+
+

1 bản vẽ sơ đồ công nghệ xử lí khí thải.
3 bản vẽ chi tiết thiết bị xử lí khí và bụi.
6. Cơ sở tài liệu:
Tổng hợp các tài liệu do nhà máy cung cấp, thu thập, nghiên cứu các tài liệu
trên sách báo, tạp chí, các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước về ngành sản
xi măng và các tài liệu liên quan tới đề tài. Các tài liệu được sử dụng và tham khảo
được nêu đầy đủ trong danh mục tài liệu tham khảo.

8


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ DÂY CHUYỀN II – NHÀ MÁY XI MĂNG
THÀNH THẮNG
1.1.

MÔ TẢ SƠ LƯỢC DÂY CHUYỀN II

1.1.1. Thông tin chung

Công ty cổ phần đầu tư Thành Thắng Group là một doanh nghiệp đã gắn bó
lâu năm với ngành sản xuất vật liệu xây dựng trên địa bàn tỉnh Hà Nam và Ninh
Bình. Nhận thấy ngành công nghiệp xi măng có tiềm năng phát triển nên vào tháng
11/2013, Công ty đã quyết định đầu tư vào ngành xi măng với bước đi cụ thể là mua
lại nhà máy xi măng Thanh Liêm (công suất 1.200 ) tại Bồng Lạc, xã Thanh Nghị,
huyện Thanh Liêm, Tỉnh Hà Nam.
Công ty cổ phần đầu tư Thành Thắng Group đã đổi tên Nhà máy xi măng
Thanh Liêm thành Nhà máy xi măng Thành Thắng và tiến hành duy tu, bảo dưỡng
và phục hổi sản xuất cho toàn bộ dây chuyền của Nhà máy đạt công suất thiết kế là
1.200 và Nhà máy đã cho ra những tấn xi măng đạt chất lượng tốt.
Dựa vào thành công đó, mặc dù thực trạng của ngành sản xuất xi măng ở
nước ta trong nhiều năm gần đây còn nhiều thách thức, Công ty cổ phần Đầu tư
Thành Thắng Group vẫn quyết định đầu tư mở rộng nhà máy bằng việc đầu tư Dây
chuyền II với công suất 6.000 (tương đương với 2,3 ), với công nghệ Lò quay
phương pháp khô, có calciner, tháp trao đổi nhiệt 5 tầng được thiết kế theo công
nghệ Nhật Bản tiên tiến nhất hiện nay.
1.1.2.

Đại diện: Ông Đỗ Văn Tiến – Chủ tịch Hội đồng quản trị

Địa chỉ: thôn Trì Động, xã Gia Thanh, huyện Gia Viễn, tỉnh Ninh Bình
Điện thoại: 0303.833.696 / 03513.888.826
Fax: 03813.888.668
Phạm vi xây dựng
Phạm vi xây dựng Dây chuyền II – Nhà máy xi măng Thành Thắng (sau đây
gọi tắt là Dây chuyền II) tại xã Thanh Nghị, tỉnh Hà Nam bao gồm 01 dây chuyền
sản xuất xi măng (từ khâu tiếp nhận nguyên liệu đến khâu đóng bao xi măng và xuất
sản phẩm) với công suất 2,3 . Diện tích xây dựng vào khoảng 223.476 m 2 đất nằm
trong khuôn viên Nhà máy xi măng Thành Thắng hiện hữu có tổng diện tích là
335.783 m2.

1.1.3. Vị trí địa lý

9


Khu đất xây dựng Dây chuyền II nằm trong khuôn viên của nhà máy xi măng
Thành Thắng, nằm liền kề phía Đông với dây chuyền sản xuất hiện hữu của nhà
máy (Dây chuyền I). Vị trí được xác định trong mối tương quan với các đối tượng
xung quanh như dưới đây:
-

Phía Đông: Tiếp giáp với khu đất Nhà máy xi măng Thành Thắng về phía Đông là
khu vực cánh đồng lúa của người dân các thôn Bồng Lạc, Trung Hiếu Thượng – xã

-

Thanh Nghị, huyện Thanh Liêm, Tỉnh Hà Nam
Phía Tây: Tiếp giáp với phía Tây khu đất Nhà máy xi măng Thành Thắng là khu vực
núi đá vôi thấp (cao khoảng 50 – 100m so với mặt đất) được bao phủ bởi thảm thực

-

vật (cây bụi).
Phía Nam: Tiếp giáp phía Nam khu đất Nhà máy xi măng Thành Thắng là khu vực
núi đá vôi thấp (cao khoảng 50 – 100m so với mặt đất) được bao phủ bởi thảm thực
vật (cây bụi) và khu vực cánh đồng lúa của thôn Trung Hiếu Hạ và Trung Hiếu

-

Thượng.
Phía Bắc: Tiếp giáp với phía Bắc khu đất Nhà máy xi măng Thành Thắng là khu
vực núi đá vôi thấp (cao khoảng 50 – 100m so với mặt đất) được bao phủ bởi thảm

thực vật (cây bụi).
1.1.4. Nội dung chủ yếu xây dựng Dây chuyền II
-

Công suất và cơ cấu sản phẩm: Công suất của Nhà máy là 6.000 với thời gian
làm việc mỗi năm là 310 ngày với cơ cấu sản phẩm được tổng hợp ở bảng 1.1
Bảng 1.1: Cơ cầu sản phẩm của nhà máy xi măng Thành Thắng [1]
TT
1
2
3

Sản phẩm
Tính theo clinker
Tính theo xi măng
Cơ cấu sản phẩm tại nhà máy

Xi măng bao
Đường thủy
Đường bộ
Xi măng rời
Đường bộ

Sản lượng ()
1.860.000
2.300.000

Ghi chú
Clinker CPC50
Xi măng PCB40

1.840.000
552.000
1.288.000
460.000
460.000

-

Phương thức sản xuất: Căn cứ vào phân tích thị trường, phương thức sản xuất sản

-

phẩm của Nhà máy xi măng Thành Thắng chủ yếu bằng đường bộ.
Bố trí tổng mặt bằng: Trình bày chi tiết trong phụ lục 1A.
Căn cứ vào vị trí địa lý, hướng gió chủ đạo của khu vực, mặt bằng Dây
chuyền I hiện hữu và khu đất xây dựng dây chuyền II , vị trí mỏ đá vôi nguyên liệu,

điều kiện giao thông vận tải khu vực, điều kiện cung cấp nước … Tổng mặt bằng
10


Dây chuyền II và toàn bộ nhà máy xi măng Thành Thắng được thể hiện ở bảng 1.2
và 1.3.
Bảng 1.2: Quy mô các hạng mục công trình nhà máy xi măng Thành Thắng
TT
A
1
2
3
B

Tên khu vực
Diện tích (ha)
Nhà máy hiện có
31,3131
Khu vực Dây chuyền I
9,2400
chuyền II
21,8000
Đá vôi Khu vực Dây
Đá sét
Quặng sắt, boxit,
thạch cao, …
Khu vực cảng song (giai đoạn 1)
0,2731
Quy hoạch bổ sung
35,0838

Khu vực trạm đập đá vôi và tuyến bang
Bụi,
Bụi, tải
1
21,4184
Tiếng ồn
Trạm đập đáchuyển
vôi Trạm
đập
sétmáy Tiếng ồn
đá vôi
vềđá
nhà
2
Khu vực văn phòng mở rộng
8,1562
Than cám
3
Khu vực đóng bao mở rộng
0,5476
4
Khu vực cảng song mở rộng
0,9709
5
Khu vực nguyên vật liệu
3,9907
Bụi,
Kho chứa phụ gia
Nghiền than
Kho chứa

Tiếng ồn
Bảng 1.3: Quy mô các hạng mục công trình thuộc Dây chuyền II
Môi trường

TT
1
2

Bụi

Nước

1.2.

Tên khu vực
vực Dây chuyền II
Khu vực đóng bao mở rộng
Tổng cộng
Định lượng và nghiền liệu

Diện tích (ha)
21,8000
0,5476
Ống khói
22,3476

Môi trường

Ống khói Khu

Bụi

Tiếng ồn

CÔNG TÁC VẬN HÀNH DÂY CHUYỀN II

Định lượng

Môi trường

1.2.1. Dây
chuyền
sản xuất
Bụi, tiếng
ồn
Đồng nhất nguyên liệu

Bụi,
Tiếng ồn

Sơ đồ dây chuyền công nghệ của Dây chuyền II
Nhà máy xi măng Thành
Ống- khói
Sấy liệu
Thắng Nước
được thể hiện như trên
Hình 1.1

Không khí
Nước

Môi trường
Khí thải

Không khí

Khí thải

Lò nung clinker (lò quay)
Làm nguội clinker

Khí thảiHệ

Khí thải

Ống khói

thống phát điệnNước

Tiếng ồn

Kho chứa clinker

Bụi,
Sân
Tiếng ồn

phân phối điện

Bụi,

Môi trường

Tiếng ồn
Bụi

Nghiền xi măng
11

Ống khói

Tiếng ồn

Đóng bao và xuất xi măng
Hình 1.1: Sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất xi măng

Bụi,
tiếng ồn


12


Sản xuất xi măng của Dây chuyền II – Nhà máy xi măng thành thắng gồm 5
công đoạn: được trình bày chi tiết trong phụ lục 1B.
-

Công đoạn tiếp nhận và gia công nguyên liệu
Công đoạn sản xuất bột liệu
Công đoạn sản xuất clinker
Sản xuất xi măng

Chứa và xuất sản phẩm

1.2.2. Nhu cầu và nguồn cung cấp nguyên liệu chính
-

Nhu cầu về nguyên liệu sản xuất clinker và xi măng của nhà máy xi măng Thành
Thắng được liệt kê trong bảng 1.4
Bảng 1.4: Nhu cầu nguyên liệu cho sản xuất clinker và xi măng [1]

+

TT
Vật tư
Nhu cầu
I
Nguyên liệu sản xuất clinker
3.258.720
1
Đá vôi
2.436.600
2
Đất sét
465.000
3
Cao Silic
93.000
4
Quặng sắt
13.020
II

Nguyên liệu sản xuất xi măng
460.000
1
Thạch cao
92.000
2
Phụ gia xi măng
368.000
Nguồn cung cấp nguyên liệu
Đá vôi: Nguyên liệu đá vôi cung cấp cho Nhà máy xi măng Thành Thắng được khai
thác từ 3 khu vực mỏ kéo dài từ xã Thanh Nghị, huyện Thanh Liêm chạy dọc theo
sông đáy lên Thanh Sơn huyện Kim Bảng tỉnh Hà Nam. Các khu mỏ này cách mặt
bằng nhà máy xa nhất khoảng 6.5km, khu mỏ gần nhất khoảng 1.2 km về phía Tây

+

Bắc. Tổng diện tích cho ba khu khoảng 288,2ha.
Bauxit : Nhập chủ yếu từ mỏ nhôm Thạch Thành làm phụ gia điều chỉnh ôxit nhôm

+

cho phối liệu vận chuyển về nhà máy bằng đường bộ.
Quặng sắt: Quăng sắt được nhập chủ yếu từ mỏ sắt Thạch Thành (Thanh Hóa) làm

+

phụ gia điều chỉnh sắt cho phối liệu.
Thạch cao: Nguồn thạch cao sử dụng cho nhà máy được nhập khẩu từ Thái Lan

-

hoặc Lào thông qua cửa khẩu Lao Bảo.
Các hệ thống phụ trợ và nhu cầu nhân lực được trình bày chi tiết trong phụ lục 1C.

1.2.3. Chất thải và nguồn gia tăng ô nhiễm và biện pháp giảm thiểu


Chất thải và nguồn gia tăng ô nhiễm
Chất thải và nguồn gia tăng ô nhiễm được trình bày chi tiết trong phụ lục 1C.

13


-

Gia tăng ô nhiễm do khí thải Nhà máy: Bao gồm các chất ô nhiễm chính là bụi, SO x,

-

NOx, COx, …
Gia tăng ô nhiễm do hoạt động vận chuyển nguyên liệu và sản phẩm
Gia tăng ô nhiễm tiếng ồn, rung
Gia tăng ô nhiễm do nước thải
Ô nhiễm do CTR, CTNN
Ngoài ra còn ô nhiễm nhiệt nhưng không đáng kể.



Biện pháp giảm thiểu chất thải ô nhiễm
Biện pháp giảm thiểu chất thải ô nhiễm được trình bày chi tiết trong phụ lục

1C.

-

Biện pháp giảm thiểu không khí ô nhiễm do bụi
Giải pháp tận dụng nhiệt thừa của khí thải lò nung
Biện pháp giảm thiểu tiếng ồn và tác động của tiếng ồn
Phương án xử lý nước thải
Nước làm mát
Biện pháp xử lý CTR và CTNN
Biện pháp quản lý và xử lý CTR
TỒNG QUAN VỀ BỤI VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP KHỐNG CHẾ KHÍ THẢI

1.3.

Ô NHIỄM
1.3.1. Các tính chất cơ bản của bụi

Các tính chất cơ bản của bụi được trình bày chi tiết trong phụ lục 1E.
-

Độ tán các phân tử
Tính kết dính của bụi
Độ mài mòn của bụi
Độ thấm ướt của bụi
Độ hút ẩm của bụi
Độ dẫn điện của lớp bụi
Sự tích điện của lớp bụi
Tính tự bốc nóng và tại hỗn hợp nổ với không khí
Hiệu quả thu hồi bụi

Đặc điểm và ảnh hưởng của bụi xi măng: Bụi xi măng ở dạng rất mịn (cỡ hạt nhỏ
hơn 3) lơ lửng trong khí thải, khi hít vào phổi dễ gây bệnh về đường hô hấp. Đặc
biệt khi hàm lượng SiO2 tự do lớn hơn 2% có khả năng gâu bệnh silicon phổi, một
bệnh được coi là bệnh nghề nghiệp nguy hiểm, phổ biến nhất của công nghệ sản
xuất xi măng. Ngoài ra bụi theo gió phát tán đi rất xa, sa lắng xuống mặt nước, lâu
dần làm hỏng đất trồng, suy thoái hệ thực vật.

1.3.2. Các phương pháp khống chế bụi

14


Các phương pháp khống chế bụi được trình bày chi tiết trong phụ lục 1F.
−
+
+
+
+
−
+

Thu bụi theo phương pháp khô
Phương pháp trọng lực (Buồng lắng bụi trọng lực)
Phương pháp thu bụi quán tính (Buồng lắng bụi quán tính)
Phương pháp ly tâm (Cyclone)
Thiết bị lọc bụi tay áo
Thu bụi theo phương pháp ướt
Nguyên lý: sự tiếp xúc giữa dòng khí mang bụi với chất lỏng, bụi trong dòng khí bị
chất lỏng giữ lại và thải ra ngoài dưới dạng cặn bùn. Chất lỏng thường là nước.
Trường hợp thiết bị thu bụi có chức năng vừa khử bụi vừa khử khí độc thì chất lỏng

có thể là một loại dung dịch hấp thụ.
Ưu và nhược điểm của phương pháp ẩm:
Ưu điểm:
+
+
+
+
+

Dễ chế tạo, giá thành thấp, hiệu quả lọc cao.
Lọc được bụi có kích thước dưới 0,1µm (Thiết bị lọc Venturi).
Có thể làm việc với khí có nhiệt độ và độ ẩm cao.
Nguy hiểm cháy - nổ thiết bị: “thấp”.
Có thể thu hồi hơi và các khí độc hại bằng quá trình hấp thụ.
Nhược điểm:
Bụi được thu hồi và thải ra dưới dạng cặn bùn  tăng chi phí xử lý nước thải.
Dòng khí thoát khỏi thiết bị có độ ẩm cao và có thể mang theo những giọt

lỏng làm han gỉ đường ống, ống khói và các bộ phận khác.
Nếu khí thải có tính ăn mòn, cần bảo vệ thiết bị và hệ thống bằng vật liệu
chống ăn mòn.
+
+
+
+
+
+
+
−

Thiết bị rửa khí trần
Thiết bị rửa khí đệm
Thiết bị rửa khí đệm với lớp đệm dao động
Thiết bị sủi bọt
Thiết bị lọc bụi kiểu ướt dưới tác động va đập quán tính
Thiết bị lọc bụi ly tâm ướt (Cyclone ướt)
Thiết bị rửa khí vận tốc cao - Thiết bị lọc Venturi

Thu bụi theo phương pháp khác
+ Thiết bị lọc sợi
+ Thiết bị lọc là kim loại và gốm
+ Thiết bị lọc hạt
+ Thiết bị lọc bụi tĩnh điện

1.3.3. Phương pháp thông gió nhà xưởng

15


Hệ thống thông gió được sử dụng để loại bỏ những mùi khó chịu và hơi ẩm
quá mức, đưa không khí ở bên ngoài vào, duy trì sự lưu thông không khí trong các
tòa nhà và để ngăn chặn tình trạng trì trệ của không khí bên trong. Để cải thiện môi
trường làm việc cho người lao động, nhất là trong điều kiện không khí nóng bức,
việc thiết lập các hệ thống thông gió cho nhà xưởng có mật độ công nhân cao là nhu
cầu thiết yếu.
Thông gió bao gồm cả việc trao đổi không khí với bên ngoài cũng như lưu
thông không khí trong một tòa nhà. Đây là một trong những yếu tố quan trọng nhất
để duy trì chất lượng không khí bên trong các tòa nhà ở mức có thể chấp nhận được.
Các phương pháp thông gió một tòa nhà có thể được chia thành các dạng là: thông
gió cơ khí, thông gió tự nhiên, kết hợp cả thông gió cơ khí và thông gió tự nhiên.

Hệ thống thông gió cơ khí hoặc ép buộc: thông qua một bộ phận xử lý không
khí hoặc đưa trực tiếp vào không gian bằng quạt. Quạt thông gió cục bộ có thể tăng
cường độ ẩm hoặc thông gió tự nhiên, do đó tăng lưu lượng không khí thông
thoáng.
Thông gió tự nhiên xảy ra khi không khí trong một không gian được trao đổi
với không khí bên ngoài mà không sử dụng các hệ thống cơ khí, chẳng hạn như
quạt. Các dạng thông gió tự nhiên thường thấy thì được thực hiện thông qua các cửa
sổ có thể mở được, nhưng cũng có thể đạt được điều đó thông qua khác biệt về nhiệt
độ và áp suất giữa các không gian. Tuy nhiên,việc mở cửa sổ hoặc các lỗ thông gió
không phải là một lựa chọn tốt cho việc thông gió tầng hầm hoặc cấu trúc nằm mặt
đất bên dưới khác. Sự cho phép không khí ở bên ngoài vào một thiết bị làm mát
dưới mặt đất sẽ gây ra vấn đề với độ ẩm và sự ngưng tụ.
Sự thông gió tự nhiên khai thác các lực tự nhiên có sẵn để cung cấp và giảm
lượng không khí trong một không gian kín. Có ba dạng thông gió tự nhiên xảy ra
trong các tòa nhà. Thông gió do sức gió, các dòng không khí do áp suất ảnh hưởng,
và hiệu ứng ống khói. Áp suất được tạo ra bởi "hiệu ứng ống khói" dựa vào sức nổi
của dòng không khí nóng hoặc đang bay lên. Sự thông gió do sức gió dựa vào lực
của gió thổi trong khu vực để kéo và đẩy không khí thông qua các không gian khép
kín cũng như thông qua các lỗ trong lóp phủ của tòa nhà. Những lợi ích của việc
thông gió tự nhiên bao gồm: cải thiện chất lượng không khí bên trong, tiết kiệm
16


năng lượng, giảm lượng khí thải nhà kính, kiểm soát người sử dụng, giảm các
chứng bệnh văn phòng, tăng năng suất làm việc.
Thông gió tổng hợp: Sử dụng cả hai quá trình thông gió cơ khí và tự nhiên.
Các bộ phận cơ khí và tự nhiên có thể được sử dụng kết hợp với nhau hoặc tách biệt
vào những thời điểm khác nhau trong ngày. Các bộ phận tự nhiên, đôi khi phụ thuộc
vào điều kiện thời tiết bên ngoài không thể biết trước được, có thể không phải luôn
luôn phù hợp để thông gió cho không gian mong muốn. Bộ phận cơ khí sau đó được

sử dụng để tăng lưu lượng thông gió tổng thể, đáp ứng được các điều kiện mong
muốn. Ngoài ra các bộ phận cơ khí cũng có thể được sử dụng như một biện pháp
kiểm soát để điều chỉnh lưu lượng thông gió tự nhiên. Ví dụ, để hạn chế tốc độ thay
đổi không khí trong các thời điểm có tốc độ gió cao.
1.3.4. Các phương pháp khống chế ô nhiễm khí thải
-

Khí thải chủ yếu của nhà máy sản xuất bột oxit kẽm là SO 2, NOx, CO2... phát sinh
trong quá trình sản xuất.

-

Để xử lý các chất ô nhiễm dạng khí có thể sử dụng một trong những phương pháp
và thiết bị kèm theo được trình bày chi tiết trong phụ lục 1G.

−

Phương pháp hấp thụ
Nguyên lý của phương pháp này: Là do khí thải tiếp xúc với chất lỏng, khi đó
các khí này hoặc được hòa tan trong chất lỏng hoặc bị biến đổi thành phần thành
chất ít độc hơn. Hiệu quả của phương pháp này tùy thuộc vào diện tích tiếp xúc bề
mặt giữa khí thải và chất lỏng, thời gian tiếp xúc, nồng độ môi trường hấp thụ và
tốc độ phản ứng giữa các chất hấp thụ và khí.

−

Phương pháp hấp phụ
Nguyên lý của phương pháp này: Là dựa vào sự phản ứng của khí với các
chất hấp phụ dạng rắn. Quá trình xảy ra có thể là quá trình hóa học hay vật lý. Hiệu
quả của thiết bị hấp phụ phụ thuộc vào các yếu tố như diện tích bề mặt chất hấp phụ

cũng như khả năng hấp phụ của các chất được chọn.
Thiết bị hấp phụ thường được sử dụng khi cần thu hồi khí thải, hoặc để khử
các khí có chất mùi trong công nghệ thực phẩm, thuộc da, các dung dịch hữu cơ,…

−

Phương pháp thiêu đốt

17


Phương pháp này dùng khi mà quá trình sản xuất không thể tái sinh hoặc thu
hồi khí thải, phương pháp thiêu đốt có hai dạng.
Thiêu đốt không có chất xúc tác: Nhiệt độ của quá trình thiêu đốt này khá
cao, thường từ 800 – 1100oC và thường dùng khi nồng độ hợp chất độc hại cao.
Thiêu đốt có chất xúc tác: Trong phương pháp này sử dụng bề mặt kim loại
như bạch kim, đồng… làm vật xúc tác. Nhiệt độ thiêu đốt thấp từ 250 – 300 oC.
Phương pháp này thích hợp cho khí độc hại có nồng độ thấp, chi phí rẻ hơn phương
pháp trên.

18


CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG THÔNG GIÓ CHUNG
THÔNG GIÓ CỤC BỘ KHÍ THẢI
TÍNH NHIỆT THỪA

2.1.

2.1.1. Chọn thông số tính toán

Tra các thông số của không khí tại “Bảng 2.3; 2.4 và 2.15 QCVN
02:2009/BXD” – Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia về số liệu điều kiện tự nhiên dùng
trong xây dựng.
Địa điểm: Ninh Bình
-

Nhiệt độ trong nhà vào mùa hè lấy cao hơn nhiệt độ ngoài nhà vào mùa hè từ:
1oC - 3oC.
Nhiệt độ trong nhà vào mùa đông lấy từ: 20 oC - 24 oC.
Mùa hè hướng gió chính là đông nam: 150o, còn mùa đông hướng gió chính là đông
bắc: 50o.
Bảng 2.1: Thông số tính toán
Mùa hè
( C)
(0C)
(0C)
32,4
34,4
1,8
15,3
Các thông số về kết cấu phân xưởng sản xuất
0

Mùa đông
(0C)
22

2,0

−

Kích thước phân xưởng: 242,5m 91,5m

−

Chiều cao tường là 10m.

−

Chiều cao từ mặt sàn đến mái nhà: 12m.

−

Chiều cao từ mặt sàn đến tâm cửa sổ: 3,5m.

−

Chiều cao từ mặt sàn đến tâm cửa mái: 11,75m.

−

Số lượng cửa sổ: hướng tây nam 12 cửa, đông bắc 12 cửa, đông nam 24 cửa, tây bắc
24 cửa.

−

Có 8 cửa ra vào: 3 cửa hướng đông nam, 3 cửa hướng tây bắc, 1 cửa hướng tây nam
và 1 cửa hướng đông bắc.

−

Hướng bức xạ mặt trời: bắc và đông bắc.

19


2.1.2. Tổn thất nhiệt


Kết cấu bao che
− Cấu tạo và tính toán diện tích kết cấu bao che được trình bày chi tiết trong

phụ lục 2A
Bảng 2.2: Diện tích kết cấu

−

Tên kết cấu
−
− Tường
−
− Cửa sổ
−
− Cửa ra vào
−
− Mái
− Dải I
− Dải II
− 5

− Nền
− Dải III
− Dải IV
 Tổn thất nhiệt qua kết cấu
−

TT
1
2
3
4

−

−

Diện tích kết cấu (m2)
− 5.758,5
− 921,6
− 160
− 23.037,5
− 10.960
− 11.228,75
− 4.680
− 5.748,75

−

− Tổn thất nhiệt qua kết cấu được trình bày chi tiết trong phụ lục 2A
-

Tổn thất nhiệt về mùa đông
−
−

−

T

Tên kết
cấu

−

1
−

2
−

4

−

5.758,5

−

6,7

−

92.091,59

921,6

−

6,7

−

32.293,79

160

−

6,7

−

5.810,24

10.960

−

6,7

−

29.372,8

−

6,7

−

15.046,53

4.680

−

6,7

5.748,75

−

6,7

−

Cửa sổ

−

5,23

−

Cửa ra

−

5,42

−

0,4

−

0,2

−

0,1

−

0,06

II
ề
− Dải
n

III
− Dải
IV

20

F (m2)

2,39

N

(Ð)
kc

−

−

I
− Dải

∆ttt(Đ) (0C)

K

Tường

vào
− Dải

−

−

−

3

−

Bảng 2.3: Tổn thất nhiệt qua kết cấu về mùa đông

−
−
−

11.228,7

−

5
−
−

−

−

−

−

Q

3.135,6
2.311


−

−

T

cấu
−

−

21

Tên kết

−

−

K

−

F (m2)

−

Tổng tổn thất qua kết cấu tính cho mùa đông

∆ttt(Đ) (0C)

−

Q

180.180,82

(Ð)
kc


-

Tổn thất nhiệt về mùa hè
− Bảng 2.4: Tổn thất nhiệt qua kết cấu về mùa hè
−

T

1
−

2
3

−

F (m )

−

5.758,5

−

2

921,6

−

2

160

−

2

10.960

−

2

−

2

−

2

−

2

Tường

−

2,39

−

Cửa sổ

−

5,23

Cửa ra vào

−

5,42

−

0,4

−

0,2

−

0,1

−

−

N
ề

4

n

Dải

I
− Dải
II
− Dải
III
− Dải

∆ttt(Đ)

−

2

K

−

−

−

−

cấu

−

−

Tên kết

−

−
−
−

11.228,7

−

5
4.680

−

− 0,06
− 5.748,75
IV
− Tổng tổn thất qua kết cấu tính cho mùa đông
Tổn thất nhiệt do rò gió

Q

−

(0C)

(Ð)
kc

27.525,63

−

9.639,94

−

1.734,4

−
−

8.768
4.491,5

−

936

−
−

689,85

53.785,32

−

-

− Tốn thất nhiệt do rò gió được trình bày chi tiết trong phụ lục 2A.
−

Bảng 2.5: Lượng không khí rò vào nhà qua khe cửa mùa đông và mùa hè
−

−

Tên

−

−

∑l
(

cửa

Mùa đông (V(Đ) = 2,0 )

m

−
−

a

−

g

−

−

Cửa sổ

92
1,
6

−

22

Cửa ra

∑l
(m

(Đ)

G

−

a

−

−

g

G(H
)

)

)
−

Mùa hè (V(H) = 1,8 )

−

0
,

−

×

1,2

6

5
− 40 − 1

5

3.863,

−

8

9
−

5

×

−

−

387

91,
8

−

40

−
−

0,65

5

×

1,2

−

,87

9
−

1

−

5

×

384

−

258


vào
−
-

1,2

9

9

Lượng không khí rò vào nhà

−

4.250,

Lượng không khí rò

−

mùa đông
8
Tổn thất nhiệt do rò gió vào mùa đông:
−

Q (Ð)

gió
Q

-

1,2

(Đ)

=G xCx(

Ð)
t Ttt(Ð) t tt(
N

-

vào nhà mùa hè

−

642
,87

)

(Ð)
gió

−

= 4.250,8 x 0,24 x (22–15,3) = 6.835,29
Tổn thất nhiệt do rò gió vào mùa hè:
−

Q (H)
gió
Q

−

−

(H)
gió

= G(H) x C x (

)
t Ttt(H) t tt(H
N

-

)

= 642,87 x 0,24 x (34,4 – 32,4)= 308,58

−

2.1.3. Tính tỏa nhiệt



Tỏa nhiệt do người
− Lượng nhiệt tỏa ra do con người được tính theo công thức sau:

×

− Qngười = n q
-

(2.10)

n (người): Số công nhân lao động trong phân xưởng, n = 200 nhân công.
q : Lượng nhiệt hiện do một người tỏa ra trong một giờ.
− qh = 35 (KTTG - GS.Trần Ngọc Chấn)
− qh = 115

-

t Ttt(Ð)

(KTTG - GS.Trần Ngọc Chấn)
Tỏa nhiệt vào mùa hè

= 300C, lao động vừa

t Ttt(Ð)

= 150C, lao động vừa

−
-

Tỏa nhiệt vào mùa đông
−



Tỏa nhiệt do thắp sáng tính chung cho cả mùa đông và mùa hè
×

− Qts = 860 N

(2.11)

− N (kw) : tổng công suất của các bóng đèn. N = 100w = 0,1kw trong phân

xưởng có 5.000 bóng đèn nên: N = 5.000 x 0,1 = 500 kw.
−


×

 Qts = 860 500 = 430.000

Tỏa nhiệt từ động cơ tính chung cho cả mùa đông và mùa hè
23


− Nhiệt tỏa ra do động cơ được tính theo công thức:

− Qđc = 860 x ϕ1 x ϕ2 x ϕ3 x ϕ4 x N
-

ϕ1:
ϕ2:
ϕ3:
ϕ4:
N:

(2.12)

hệ số sử dụng công suất lắp đặt máy, chọn ϕ1 = 0,75.
hệ số tải trọng. chọn ϕ2 = 0,6.
hệ số làm việc không đồng thời của các động cơ điện, chọn ϕ3 = 0,75.
hệ số kể đến cường độ nhận nhiệt của môi trường không khí,chọn ϕ4 = 0,8.
tổng công suất của các động cơ (kw).
−

Bảng 2.6: Tỏa nhiệt do động cơ
−

−

TT

−

Tên động cơ

−

Số
động

−

ϕ −
1

cơ

−

ϕ2

ϕ −
3

ϕ4




−

(k

−

Qđc

w
)

−
−

Máy đập búa

−

1

vòng

−

3

0

Máy cán sét

−

2

−

1

, −

7 0,6

7 0,8

−

Máy nghiền xi

3

măng

−

2

, −

7 0,6

7 0,8

−

4

−

Máy trộn

−

1

, −

7 0,6

7 0,8

−

5
−

6
24

−

−

Máy rải

Gầu nâng

−

−

1

, −

7 0,6

7 0,8

2

, −

7 0,6

7 0,8

, 0,6

37

−

80 − 317.5

−

8.591

,4

0

20

−

2.
5

−

580,5

−

812,7

−

2.089

5
− 0

, −
5
− 0 −

−

7

5
− 0

, −
5
− 0

31.34

45

5
− 0

, −
5
− 0

−

−

5
− 0

, −

5
− 0

−

0

, −
5
− 0

−

−

5
− 0 −
,

0,8

−

3.
5

−

4.
5

,8


−
−

−

−

TT

Tên động cơ

Số

−

động

ϕ −
1

cơ

−

ϕ2



ϕ −
3


(k

−

ϕ4

Qđc

−

w
)

−

7

Băng tải cấp liệu

−

−

6

7

7

5
− 0

5
− 0

, −

, −

7 0,6

7 0,8

5
− 0
−

−

8

Máy sấy

−

2

−

−

Máy phát điện

9

nhiệt dư

−

3

4

−

,8

, −

7 0,6

7 0,8
5
− 0

, −

, −

7 0,6

7 0,8

5

5

−

75

−

1.
50

−

52.24
5

−

835.9

20

0
−

−

5.572

5
− 0

, −
5
− 0

−

Tổng nhiệt tỏa ra do động cơ

1.256
.434,
2



Tỏa nhiệt từ lò nung
− Tỏa nhiệt từ lò nung được trình bày chi tiết trong phụ lục 2B
−

Bảng 2.7: Tổng lượng nhiệt tỏa ra của lò nung

−
−
−
−
−
−

25

Mùa đông

−

Qbmxq

1.426.749,055

−

Qclom
Qbtcl

−

−
−

Mùa hè

1.141.579,862

−

407,04

2.699,717

−

2.721,254

Qn

−

48.608,4

−

48.996,18

Qd

−

7.686,42

−

7.559,45