Bai 6 Tinh toán lựa chọn thiết bị xử lý bụi

Tính toán lựa chọn thiết bị xử lý bụi thải
Căn cứ vào trạng thái vật lý của các chất ô nhiễm mà chia chúng ra:

Các chất ô nhiễm tồn tại dưới dạng hạt, có kích thước, tỷ trọng như
các hạt sương, khói, bụi đất đá, bụi xi măng, bụi gỗ … đều được gọi
chung là bụi (hay chất ô nhiễm dạng hạt).
Căn cứ vào tính chất là các chất ô nhiễm dạng này có kích thước, tỷ
trọng mà các thiết bị xử lý bụi đều tập trung vào việc sử dụng những tính
chất này như: Nguyên lý lắng, ly tâm, quán tính, lọc túi vải, tĩnh điện …
để xử lý bụi, hay chất ô nhiễm dạng hạt.
Các chất ô nhiễm dạng khí: Là những chất ô nhiễm có thể hòa tan lẫn
vào trong không khí như hơi axit, hơi dung môi, SO2, NOx vv… Tự bản
thân nó có thể nặng hoặc nhẹ hơn không khí, nhưng chênh lệch là không
đáng kể, do đó để xử lý khí thải người ta thường sử dụng các nguyên lý
hấp phụ, hấp thụ, thiêu đốt để xử lý.


Lựa chọn thiết bị xử lý bụi
Khái niệm về bụi: Bụi là một hê thống gồm 2 pha:
-Pha rắn rời rạc gồm các hạt có kích thước trong khoảng từ kích thước
nguyên tử đến kích thước nhìn thấy được bằng mắt thường, có khả năng
tồn tại lơ lửng trong các khỏang thời gian dài ngắn khác nhau.
-Pha khí là các sol khí, cũng gồm các hệ vật chất rời rạc từ các hạt thể
rắn, thể lỏng tồn tại lơ lửng trong thời gian dài không hạn định. Tốc độ
lắng chìm của các hạt này là rất bé, kích thước hạt bé gần bằng kích
thước nguyên tử, các hạt lớn nhất có kích thước từ 0,2 - 1μ.
Phân loại bụi theo kích thước hạt: gồm có:
-Bụi thô, cát bụi (Grit) gồm những hạt có đường kính tương đương của
hạt δ > 75μm.
-Bụi (dust): là những hạt có kích thước nhỏ hơn bụi thô (5 – 75 μm)

Phân loại bụi theo kích thước hạt: gồm có:
-Khói (smoke): gồm các hạt vật chất có thể là rắn hoặc lỏng được tạo ra
trong quá trình đốt cháy nhiên liệu hoặc quá trình ngưng tụ có kích
thước hạt δ = 1-5 μm.
-Khói mịn (fume): Gồm những hạt chất rắn rất mịn, kích thước hạt δ< 1
μm.
-Sương (mist): gồm những hạt chất lỏng có kích thước δ < 10 μm. Khi
mật độ các hạt này đủ dày làm hạn chế tầm nhìn thì gọi là sương giá.
Những hạt có ảnh hưởng lớn nhất tới sức khỏe con người là hạt có δ <
10 μm gọi là bụi hô hấp. Chúng có thể thâm nhập sâu vào tận phổi trong
quá trình hô hấp.


Buồng lắng bụi
Nguyên lý cơ bản: Bụi là chất ô nhiễm có kích thước và trọng lực, nó
luôn có xu hướng bị lắng đọng lại khi vận tốc dòng khí mang nó, nhỏ
hơn vận tốc treo của cỡ hạt đó.
Vậy nguyên lý cơ bản của buồng lắng bụi là làm giảm vận tốc dòng khí
xuống thấp hơn vận tốc treo của cỡ hạt cần lọc. Khi đó hạt sẽ lắng xuống
và được giữ lại trong buồng lắng.
Cấu tạo của buồng lắng: Cấu tạo
của buồng đơn giản chỉ là một
không gian hình hộp, mà diện tích
tiết diện ngang lớn hơn nhiều lần
tiết diện đường ống dẫn khí vào
buồng. Sẽ làm cho vận tốc dòng
khí giảm xuống, hạt bụi sẽ lắng lại

Buồng lắng bụi

Khi hạt bụi có đường kính δ rơi với vận tốc v, rơi được một đoạn h trong
khoảng thời gian t thì:
Độ cao rơi h = v * t (v là vận tốc rơi của hạt bụi).
-Nếu h < H hạt bụi sẽ đi ra khỏi buồng lắng;
-Nếu h ≥ H thì tất cả những hạt bụi có đường kính δ sẽ bị giữ lại trong
buồng lắng.


Buồng lắng bụi
Biện pháp nâng cao hiệu quả lọc của buồng lắng bụi: Để có thể nâng
cao hiệu quả lọc của buồng lắng, ta có 2 giải pháp:
-Tăng độ cao rơi h, khi H = const.
-h là không đổi, giảm chiều cao của buồng lắng, với điều kiện đảm bảo
năng xuất lọc, tức lưu lượng khí cần lọc là không đổi.
Cách thứ hai có thể thực hiện bằng cách chia chiều cao buồng lắng ra
thành nhiều tầng đều nhau có chiều cao Hi. Khi đó lưu lượng đi qua Li
đều giảm xuống theo một tỷ lệ như nhau.


Buồng lắng bụi
Cấu
tạo
của
buồng
lắng
bụi
nhiều
tầng

Phạm vi ứng dụng buồng lắng bụi: Buồng lắng bụi thường được sử
dụng để lọc bụi thô, có kích thước lớn, như bụi gỗ, bụi bông vải, bụi lò
nấu nhôm, bụi có tính bám dính cao vv…
Thường được sử dụng làm thiết bị lọc sơ cấp, trước khi vào thiết bị lọc
tinh khác


Buồng lắng bụi
Ưu điểm của buồng lắng bụi:
-Đơn giản, dễ chế tạo, dễ vận hành, rẻ tiền, có thể xử lý tốt bụi thải có
nhiệt độ cao hoặc những bụi có kích thước lớn. Có trở lực thấp.
-Không bị tắc nghẽn thiết bị xử lý, thu gom và lấy bụi thải ra dễ dàng.
-Có thể xử lý tốt các loại bụi ướt, có tính bám dính cao như bụi sơn, hơi
dầu mỡ.
Nhược điểm:
-Thiết bị xử lý thường có kích thước lớn, cồng kềnh, chiếm nhiều diện
tích.
-Hiệu quả xử lý bụi thấp, đặc biệt là đối với loại bụi có kích thước nhỏ
mịn, đôi khi không đạt tiêu chuẩn môi trường.


Thiết bị lọc bụi quán tính
Nguyên lý cơ bản: Thiết bị sẽ làm thay đổi hướng chuyển động của
dòng khí một cách liên tục, lặp đi lặp lại bằng nhiều vật cản có hình
dáng khác nhau. Khi hướng dòng khí thay đổi, do các hạt bụi có quán
tính lớn, nên giữ nguyên hướng chuyển động ban đầu của nó và va đập
vào vật cản, mất động năng và rơi xuống đáy thiết bị.

Dòng chảy bị thu hẹp tiết diện, làm cho các
hạt bụi bị ép sát vào thành vật cản 3, lọt

vào khe 2 và rơi vào bẫy bụi 3 sau đó rơi
vào phễu chứa bụi

Thiết bị lọc bụi quán
tính kiểuVenturi


Thiết bị lọc bụi quán tính

Dòng khí đi qua các khe hở giữa
các tấm chắn được uốn cong, đặt
sole với nhau. Các tấm chắn phía
trước sẽ chặn dòng khí làm cho
chúng chuyển hướng chuyển
động theo các gờ cong. Khi đó
nhờ lực quán tính, bụi chuyển
động thẳng và được giữ lại trong
lòng máng, rơi xuống phễu chứa
bụi của thiết bị.

Thiết bị lọc bụi quán tính kiểu màn chắn
uốn cong


Thiết bị lọc bụi quán tính
Ưu điểm của thiết bị lọc bụi quán tính:
-Đơn giản, dễ chế tạo, dễ vận hành, rẻ tiền, có thể xử lý bụi có nhiệt độ
cao hoặc những bụi có kích thước lớn. Có trở lực thấp.
-Ít bị tắc nghẽn do bụi, thu gom và lấy bụi thải ra dễ dàng.
-Có thể xử lý tốt các loại bụi ướt, có tính bám dính cao như bụi sơn, hơi

dầu mỡ.
Nhược điểm:
-Hiệu quả xử lý thấp đối với loại bụi có kích thước nhỏ mịn.
-Không có khả năng xử lý đối với các loại bụi lỏng như sương, khói, hơi.
Phạm vi ứng dụng thiết bị lọc bụi quán tính: Thiết bị lọc quán tính
thường được sử dụng để lọc bụi có nhiệt độ cao, có kích thước, tỷ trọng
lớn hoặc bụi có tính bám dính cao vv…


Xiclon lọc bụi ly tâm
Nguyên lý làm việc: Bụi đi vào xiclon theo
phương tiếp tuyến với phần thân hình trụ
đứng. Không khí sẽ chuyển động xoắn ốc
bên trong phần thân hình trụ. Hạt bụi sẽ sẽ va
chạm với phần đáy hình phễu, mất động
năng, rơi xuống đáy phễu. Phía đáy phễu có
lắp van xả bụi, để xả bụi khi cần thiết
Phần không khí đã lọc sạch bụi tiếp tục
chuyển động xoáy đi vào ống thải hình trụ tại
trung tâm của thân xiclon và đi ra ngoài.
Vận tốc xoáy của không khí càng cao thì
hiệu quả lọc bụi càng cao. Hạt có kích thước
và tỷ trọng càng lớn thì hiệu quả lọc cũng
càng cao.


Tính chọn xiclon lọc bụi ly tâm
Bước 1: Chọn loại Xiclon cần dùng:
-Chọn loại xiclon sử dụng có trong bảng 7.5
trang 118, chọn ra loại xiclon cần dùng.

-Căn cứ vào đường kính ống nối đầu vào
xiclon, để tính toán thiết kế ra được các thông
số kỹ thuật của xiclon.

Xiclon
Stairmand
C.J.

Xiclon LIOT





Lắp đặt xiclon lọc bụi ly tâm
Lắp nối tiếp xiclon: Được thực hiện khi lắp nối tiếp 2 xiclon cùng loại
với nhau. Tuy nhiên cách này rất ít khi được sử dụng vì năng xuất lọc
không tăng, hiệu quả lọc tăng không đáng kể nhưng tổn thất áp lực lại
tăng gấp đôi, chi phí tăng gấp đôi.
Lắp song song xiclon: Khi đó lưu
lượng của hệ thống sẽ tăng lên hoặc
nếu lưu lượng không tăng thì kích
thước xiclon sẽ giảm nhỏ đi.


Xiclon chùm
Xiclon chùm là một tổ hợp nhiều xiclon kiểu
đứng có đường kính bé lắp song song trong
một tổ hợp hoàn chỉnh. Số xiclon con trong
xiclon chùm có thể tới hàng trăm chiếc, tùy

theo năng xuất lọc của hệ thống.
Hiệu quả lọc của xiclon chùm cao hơn xiclon
đơn, vì xiclon có kích thước càng bé, lực ly
tâm càng lớn thì hiệu quả lọc càng cao.
Tổn thất áp xuất của xiclon = tổn thấp của 1
xiclon con + tốn thất của các bộ phận phụ trợ
như ống vào, ra, van khóa.
Năng xuất lọc của hệ thống (lưu lượng) bằng
tổng năng xuất lọc của các xiclon con .


Xiclon chùm

1. Hộp khí sạch; 2,3 cửa nối thoát khí
sạch ra; 4 cửa vệ sinh; 5,6 ống dẫn khí
vào; 7 xiclon con; 8 phễu chứa bụi; 9
miệng xả bụi.


Xiclon lọc bụi ly tâm
Ưu điểm của xiclon lọc bụi ly tâm:
-Phổ biến, đơn giản, dễ chế tạo, dễ vận hành, rẻ tiền, có thể xử lý bụi có
nhiệt độ cao hoặc những bụi có kích thước lớn.
-Thu gom và lấy bụi thải ra dễ dàng.
Nhược điểm:
-Xiclon chùm rất dễ bị tắc nghẽn khi xử lý bụi có tính chất bám dính như
bụi sơn, bụi xi măng, gạch men, fibro xi măng vv….
-Hiệu quả xử lý thấp đối với loại bụi có kích thước nhỏ mịn.
Phạm vi ứng dụng xiclon lọc bụi ly
tâm: Xiclon thường được sử dụng để

lọc bụi thô có nhiệt độ cao, có kích
thước, tỷ trọng lớn. Khi có yêu cầu
xử lý cao thì xiclon là thiết bị xử lý
sơ cấp, rồi tới thiết bị lọc bụi khác