Thiết kế hệ thống XL khí thải nhà máy xi măng FICO bình dương
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (5.21 MB, 74 trang )
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hệ thống xử lí khí thải Nhà máy Xi Măng FICO Bình Dương
LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình học tập tại trường, em đã nhận được sự giúp đỡ, hỗ trợ của nhà trường,
thầy cô và các bạn. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến trường Đại học Tài nguyên và
Môi trường TP. HCM, các thầy cô trong Khoa Môi trường đã tạo điều kiện tốt nhất cho em
được học tập và phát huy khả năng của mình.
Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến thầy Nguyễn Đinh Tuấn đã hướng dẫn và giúp đỡ
chúng em hoàn thành tốt đồ án này.
Em xin chân thành cám ơn!
SVTH: Trần Bửu Bửu
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn
i
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hệ thống xử lí khí thải Nhà máy Xi Măng FICO Bình Dương
TÓM TẮT NỘI DUNG
Đồ án này tính toán thiết kế trạm xử lý khí thải cho nhà máy sản xuất xi măng FICO Bình
Dương, Bình Dương. nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn
Trạm xử lý bụi phát sinh từ công đoạn nghiên xi măng với lưu lượng 5400 m3/h, nồng độ
bụi 1100 mg/m3. Yêu cầu khí thải sau khi xử lý phải đạt QCVN 23:2009/BTNMT loại
B2. Phương án được đề xuất trong thiết kế là sử dụng Cyclone và thiết bị lọc túi vải. Bụi
được thu gom tại vị trí phát sinh thông qua chụp hút bố trí trên các máy công cụ ở từng
công đoạn sản sinh ra bụi. Các chụp hút được nối vào hệ thống ống dẫn vào cyclone. Tại
cyclone dưới tác dụng của lưc ly tâm các hạt bụi có kích thước lớn sẽ tách khỏi dòng khí,
đối với các hạt bụi có kích thước nhỏ được nối vào thiết bị lọc túi vải. Các hạt bụi được
túi vải giữ lại và được lấy đi bằng cách rung, thổi khí nén vào mặt đối diện và khí sạch
theo ống khói ra ngoài. Bụi được thu hồi sẽ dung làm nguyên liệu cho quá trình sản xuất
xi măng. Hiệu quả xử lí bụi của cyclone là 42,9%,thiết bị lọc túi vải là 86,07 % đảm bảo
khí sau khi xử lí đạt yêu cầu đầu ra.
SVTH: Trần Bửu Bửu
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn
ii
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hệ thống xử lí khí thải Nhà máy Xi Măng FICO Bình Dương
ABSTRACT
This project calculates the design of the waste gas treatment plant for FICO cement plant
in Binh Duong, Binh Duong.nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn
Dust treatment station is generated from cement research with the flow of 5400 m3/h,
dust concentration 1100 mg/m3. Post-treatment requirements are subject to QCVN 23:
2009 / BTNMT B2. The proposed option in the design is the use of Cyclone and fabric
filter bags. Dust is collected at the location generated through the capture of the machine
tool placement at each stage of dust generation. Snaps are connected to the cyclone pipe
system. At cyclone under the effect of centrifugal dust particles of large size will be
separated from the air stream, for small particle dusts are connected to the filter bag filter.
Dust particles are retained by fabric bags and taken away by vibration, air blown into the
opposite and clean air out of the chimney. Dust recovered will be used as raw material for
cement production
SVTH: Trần Bửu Bửu
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn
iii
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hệ thống xử lí khí thải Nhà máy Xi Măng FICO Bình Dương
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................................... i
TÓM TẮT NỘI DUNG ...................................................................................................... ii
ABSTRACT ....................................................................................................................... iii
DANH MỤC HÌNH ............................................................................................................ 3
DANH MỤC BẢNG ........................................................................................................... 4
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÍ KHÍ THẢI .............. 7
1.1 Tổng quan về bụi: .................................................................................................. 7
1.1.1 Bụi:........................................................................................................................ 7
1.1.2 Sơ lược về xi măng: .............................................................................................. 7
1.1.3 Bụi xi măng: ......................................................................................................... 8
1.1.4 Đặc trưng ô nhiễm bụi và khí thải của các nhà máy sản xuất xi măng: ............... 8
1.2 Các phương pháp xử lý bụi khô: .......................................................................... 9
1.2.1 Thiết bị lắng trọng lực: ......................................................................................... 9
1.2.2 Thiết bị lắng quán tính ........................................................................................ 10
1.2.3 Thiết bị lá xách ................................................................................................... 11
1.2.4 Thiết bị lắng ly tâm: ............................................................................................ 11
a. Xyclone: ................................................................................................................... 11
b .Thiết bị thu hồi bụi xoáy:......................................................................................... 14
c. Thiết bị thu hồi bụi kiểu động: ................................................................................. 14
1.2.5 Thiết bị lọc bụi: ................................................................................................... 14
a. Thiết bị lọc vải hay ống tay áo: ................................................................................ 15
b. Thiết bị lọc sợi: ........................................................................................................ 17
c.Thiết bị lọc thô: ........................................................................................................ 17
d. Thiết bị lọc hạt: ..................................................................................................... 17
e. Thiết bị lọc bụi tĩnh điện: ........................................................................................ 18
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY XI MĂNG FICO BÌNH DƯƠNG ....... 23
2.1 Giới thiệu về nhà máy xi măng Fico Bình Dương: ........................................... 23
2.2 Quy trình công nghệ sản xuất của nhà máy:..................................................... 23
SVTH: Trần Bửu Bửu
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn
1
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hệ thống xử lí khí thải Nhà máy Xi Măng FICO Bình Dương
2.3 Tác động do ô nhiễm bụi và khí thải trong quá trình sản xuất tại nhà máy
FICO Bình Dương: .................................................................................................... 25
2.3.1 Bụi phát sinh trong quá trình nhập liệu: ............................................................. 26
2.3.2 Bụi phát sinh từ kho chứa nguyên liệu: .............................................................. 26
2.3.3 Bụi phát sinh trong công đoạn cân định lượng và nghiền xi măng: ................... 26
2.3.4 Công đoạn đóng bao và xuất xi măng: ............................................................... 26
2.4 Quy chuẩn áp dụng: ............................................................................................... 27
CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG
XỬ LÝ ............................................................................................................................... 30
3.1 Cơ sở lựa chọn công nghệ: .................................................................................. 30
3.2 Đề xuất công nghệ xử lý bụi của nhà máy sản xuất xi măng: ......................... 31
3.3.Tính toán: ............................................................................................................. 37
3.3.1 Cyclone ............................................................................................................... 37
3.3.2 Tính toán thiết bị lọc túi vải ................................................................................ 41
3.3.3 Tổn thất áp lực trên đường ống........................................................................... 48
3.3.4 Công suất quạt: ................................................................................................... 54
3.3.5 Tính toán chiều cao của ống khói ....................................................................... 54
3.3.6 Khai toán kinh phí: ............................................................................................. 57
KẾT LUẬN-KIẾN NGHỊ ................................................................................................ 63
1. Kết luận: ................................................................................................................. 63
2. Kiến nghị: ............................................................................................................... 63
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................... 64
SVTH: Trần Bửu Bửu
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn
2
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hệ thống xử lí khí thải Nhà máy Xi Măng FICO Bình Dương
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 Các dạng buồng lắng bụi.
Hình 1.2 Thiết bị lắng bụi quán tính.
Hình 1.3 Thiết bị lá xách.
Hình 1.4 Nguyên lý hoạt động của xiclon.
Hình 1.5 Một số loại xiclon.
Hình 1.6 Thiết bị lọc bụi tay áo.
Hình 1.7 Phương pháp hoàn nguyên vải lọc.
Hình 1.8 Thiết bị lọc bụi tĩnh điện.
Hình 2.1 Quy trình sản xuất tóm tắt của nhà máy FICO Bình Dương.
Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ 1.
Hình 3.2 Sơ đồ công nghệ 2.
SVTH: Trần Bửu Bửu
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn
3
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hệ thống xử lí khí thải Nhà máy Xi Măng FICO Bình Dương
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 So sánh tổng hợp ưu nhược điểm của các phương pháp xử lí bụi khô
Bảng 2.1 Nguồn gây tác động phát sinh trong quá trình hoạt động
Bảng 2.2 Nồng độ C của các thông số ô nhiễm trong khí thải công nghiệp sản xuất xi măng
Bảng 2.3 Hệ số công suất Kp
Bảng 2.4 Hệ số vùng, khu vực Kv
Bảng 3.1 Các thông số kĩ thuật của nhà máy xi măng FICO Bình Dương
Bảng 3.2 Ước lượng hiệu suất xử lý phương án 1
Bảng 3.3 Ước lượng hiệu suất xử lý phương án 2
Bảng 3.4 So sánh ưu nhược điểm của thiết bị lọc túi vải và lọc tĩnh điện
Bảng 3.5 Thông số thiết kế Cyclone
Bảng 3.6 Hiệu quả lọc theo cỡ hạt của hệ thống
Bảng 3.7 Phân cấp cỡ hạt theo khối lượng của hệ thống
Bảng 3.8 Tổn thất áp suất trên đường ống
Bảng 3.9 Các thông số thiết kế thiết bị lọc túi vải, quạt, ống khói
Bảng 3.10: Giá thành ống khói
Bảng 3.11: Giá thành đường ống thu bụi
Bảng 3.12: Giá thành xyclone
Bảng 3.13: Giá thành túi vải
Bảng 3.14: Giá thành thiết bị cơ khí
SVTH: Trần Bửu Bửu
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn
4
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hệ thống xử lí khí thải Nhà máy Xi Măng FICO Bình Dương
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
BTNMT: Bộ Tài nguyên và Môi trường
ĐH: Đại học
NXB: Nhà xuất bản
ÔNKK: Ô nhiễm không khí
QCVN: Quy chuẩn Việt Nam
TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam
TNHH: Trách nhiệm hữu hạn
TPHCM: Thành phố Hồ Chí Minh
SVTH: Trần Bửu Bửu
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn
5
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hệ thống xử lí khí thải Nhà máy Xi Măng FICO Bình Dương
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài:
Bảo vệ môi trường đã và đang là chủ đề nhận được sự quan tâm của các quốc gia trên thế
giới đặc biệt là các nước đang phát triển. Môi trường đang bị ô nhiễm do các chất độc hại
phát sinh trong quá trình sản xuất công nghiệp. Các chất thải từ các ngành như công nghiệp
cao su, hoá chất, công nghiệp thực phẩm, vật liệu xây dựng… không được xử lí sẽ gây ảnh
hưởng xấu đến sức khoẻ của con người. Trong đó, khí thải từ nhà máy sản xuất xi măng là
một trong những loại khí thải ô nhiễm nặng nề và ảnh hưởng lớn đến môi trường.
Bụi xi măng phát sinh ở hầu hết tất cả các công đoạn trong quá trình sản xuất. Con người
nếu tiếp xúc với bụi xi măng trong thời gian dài sẽ gây ảnh hưởng đến sức khoẻ đặc biệt là
các bệnh liên quan đến phổi. Do đó, việc xây dựng một hệ thống xử lí bụi xi măng là hết
sức cần thiết, đảm bảo cho người lao động được làm việc trong một môi trường tốt hơn.
2. Phạm vi thực hiện:
Công ty TNHH Xi Măng FICO Bình Dương được đầu tư tại xã Thường Tân, huyện Bắc
Tân Uyên, tỉnh Bình Dương với nhu cầu mở rộng, nâng công suất Nhà máy nghiền và đóng
bao Xi măng, công suất từ 200.000 tấn sản phẩm/ năm lên 500.000 tấn sản phẩm/ năm.
3. Phương pháp thực hiện:
-
Nghiên cứu tài liệu
-
Dùng các phần mềm tin học tính toán thiết kế hệ thống: Equation 3.0, Autocad…
SVTH: Trần Bửu Bửu
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn
6
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hệ thống xử lí khí thải Nhà máy Xi Măng FICO Bình Dương
CHƯƠNG 1:
TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÍ KHÍ THẢI
1.1 Tổng quan về bụi:
1.1.1 Bụi:
Bụi là những phần tử vật chất có kích thước nhỏ bé, phân tán trong môi trường không khí.
Về nguồn gốc, bụi được phân biệt thành bụi hữu cơ (nguồn gốc động thực vật), bụi vô cơ
(bụi kim loại và khoáng chất) và bụi hỗn hợp. Trong công nghiệp, bụi thường phát sinh từ
các quá trình công nghệ như nghiền, sàng, cắt, gọt, mài, cưa, bào, trộn, vận chuyển các loại
vật liệu rời dạng hạt vụn. Về hình dáng, có thể phân biệt thành 3 dạng chính là: dạng mảnh
(mỏng), dạng sợi và dạng khối. Về kích thước, hạt bụi có thể từ dưới 1 μm đến 100 μm
hoặc lớn hơn:
- Bụi thô, cát bụi: gồm từ các hạt bụi, chất rắn có kích thước hạt lớn hơn 75μm.
- Bụi: các hạt chất rắn có kích thước nhỏ hơn bụi thô (5÷75 μm) được hình thành từ các quá
trình cơ khí như nghiền, tán, đập...
- Khói: gồm các hạt vật chất có thể là rắn hoặc lỏng được tạo ra trong qua trình đốt cháy
nhiên liệu hoặc quá trình ngưng tụ có kích thước từ 1÷5 μm. Hạt bụi cỡ này có tính khuếch
tán rất ổn định trong khí quyển.
- Khói mịn: gồm những hạt vật chất rắn rất mịn, kích thước hạt nhỏ hơn 1 μm.
- Sương: hạt chất lỏng có kích thước nhỏ hơn 10 μm.
- Những hạt bụi có tác hại nhất đối với sức khỏe con người là khi chúng có thể thâm nhập
sâu vào tận phổi trong quá trình hô hấp – tức những hạt bụi có kích thước nhỏ hơn 10 μm.
Người ta gọi cỡ bụi này là bụi hô hấp.
- Nghiên cứu thực nghiệm cho thấy trong các phân xưởng sản xuất, cỡ hạt bụi trong không
khí phần lớn là nhỏ hơn 10 μm, trong đó bụi nhỏ hơn 2 μm chiếm 40÷90%.
- Các thông số vật lý có ý nghĩa quan trọng nhất của bụi là hình dạng, kích thước của hạt,
trọng lượng đơn vị và độ tích điện. Các thông số này sẽ quyết định việc lựa chọn phương
pháp xử lý bụi cũng như thiết bị lọc bụi. Việc lựa chọn phương pháp lọc bụi phù hợp còn
tùy thuộc vào các yếu tố như: nhiệt độ khí thải, nồng độ bụi ban đầu, điều kiện vận hành,
vấn đề tái sử dụng bụi nguyên liệu v.v…
1.1.2 Sơ lược về xi măng:
SVTH: Trần Bửu Bửu
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn
7
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hệ thống xử lí khí thải Nhà máy Xi Măng FICO Bình Dương
Xi măng là chất kết dính thủy lực được tạo thành bằng cách nghiền mịn clinker (sản phẩm
nung đến kết khối của hỗn hợp nguyên liệu đá vôi đất sét theo các mô đun hệ số phù hợp
để tạo được các thành phần khoáng theo mong muốn) cộng với thạch cao và phụ gia. Khi
tiếp xúc với nước thì xảy ra các phản ứng thủy hóa và tạo thành một dạng hồ gọi là hồ xi
măng, tiếp đó hồ xi măng bắt đầu quá trình ninh kết sau đó là quá trình hóa cứng để cuối
cùng thành một dạng vật liệu có cường độ và độ ổn định nhất định.
Vì tính chất kết dính khi tác dụng với nước nên xi măng được xếp vào loại chất kết dính
thủy lực.
Nguyên liệu chính dùng để sản xuất xi măng là đá vôi và đất sét, ngoài ra người ta còn
dùng quặng sắt và Boxit để làm nguyên liệu điều chỉnh.
1.1.3 Bụi xi măng:
Bụi xi măng sinh ra trong quá trình sản xuất có kích thước hạt bụi rất nhỏ (nhỏ hơn 3µm)
lơ lửng trong khí thải, khi hít vào phổi rất dễ gây bệnh về đường hô hấp, Đặc biệt khi hàm
lượng SiO2 tự do lớn hơn 2% có khả năng gây bệnh silicon phổi, một bệnh được coi là bệnh
nghề nghiệp nguy hiểm và là phổ biến nhất của công nghiệp sản xuất xi măng. Đồng thời
bụi xi măng theo gió phát tán ra xa sẽ lắng xuống mặt nước, mặt đất làm suy thoái đất trồng,
ô nhiễm nguồn nước gây hại lớn cho sinh vật.
Bụi xi măng trong không khí thật sự là vấn đề nan giải nhất đối với ngành công nghiệp sản
xuất xi măng, bụi phát sinh trong hầu hết các giai đoạn sản xuất như nổ mìn, lấy đá khai
thác đất sét, nghiền nguyên liệu, nghiền xi măng, vận chuyển, nung. Lượng bụi tạo thành
trong quá trình khai thác là:
1.
0,4kg bụi/tấn đá trong công đoạn nổ mìn từ khai thác đá hộc.
2.
0,14kg bụi/tấn đá nghiền khô và 0,009 theo phương pháp ướt
3.
17kg bụi/tấn đá khi vận chuyển
1.1.4 Đặc trưng ô nhiễm bụi và khí thải của các nhà máy sản xuất xi măng:
Đặc trưng ô nhiễm từ hệ thống sản xuất đối với môi trường không khí là ô nhiễm bụi (bụi
than, đá sét…, khí độc (SO2, NO2, CO2)
Ô nhiễm từ quá trình đốt nhiên liệu.
Bụi xi măng ở dạng rất mịn lơ lửng trong khí thải, khi hít vào phổi dễ gây bệnh về đường
hô hấp.
SVTH: Trần Bửu Bửu
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn
8
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hệ thống xử lí khí thải Nhà máy Xi Măng FICO Bình Dương
Ngoài ra, bụi theo gió phát tán rất xa, sa lắng xuống mặt đất và nước, lâu dần làm hỏngđất
trồng, suy thoái hệ thực vật.
Bụi đất, than khi vào phổi gây kích thích cơ học sinh phản ứng xơ hóa phổi gây nên bệnh
về hô hấp nên rất nguy hại đến sức khỏe…
Xi măng không gây bệnh phổi nhưng nếu trong bụi xi măng có trên 2% silic tự do và tiếp
xúc lâu trong thời gian dài thì có thể phát sinh bệnh bụi phổi. Động vật hít thở bụi xi măng
không gây một biến đổi bệnh lý cấp tính hoặc măn tính nào. Tuy nhiên bụi bám trên thân
và lá cây làm cho thực vật không quang hợp
1.2 Các phương pháp xử lý bụi khô:
1.2.1 Thiết bị lắng trọng lực:
Buồng lắng bụi
● Nguyên lý hoạt động: Lợi dụng trọng lực của các hạt bụi khi dòng khí chứa bụi
chuyển động ngang trong thiết bị. Khi đó hạt bụi chịu tác dụng đồng thời của hại lực
tác dụng. Lực tác dụng theo phương ngang do chuyển động của dòng khí và lực trọng
trường.
Nếu lực tác động ngang nhỏ, hạt bụi có thể lắng đọng trên bề mặt của thiết bị lắng
bụi. Để đạt được điều đó, vận tốc chuyển động ngang của hạt bụi phải nhỏ đồng thời
kích thước buồng lắng bụi phải lớn để thời gian lưu bụi càng lâu càng tốt.
Buồng lắng bụi là kiểu thiết bị đơn giản nhất, trong thời gian khí đi qua thiết bị (vận
tốc dòng khí nhỏ hơn (1-2 m/s) các hạt bụi dưới tác dụng của lực trọng trường lắng
xuống phía dưới và rơi vào bình chứa hoặc đưa ra ngoài bằng vít tải hay băng tải.
Buồng lắng bụi hoạt động có hiệu quả đối với các hạt có kích thước > 50m, còn các
hạt bụi có kích thước < 5m thì khả năng thu hồi bằng không.bbbbbbbbbbbbbbbbbbbzzzz
● Phạm vi áp dụng:
Được áp dụng để lắng bụi thô có kích thước hạt từ 60 m70m.
Trở lực của thiết bị = 50130 Pa, giới hạn nhiệt độ từ 350oC 550oC.
● Ưu điểm:
- Chế tạo đơn giản
- Chi phí vận hành và bảo trì thiết bị thấp.
● Nhược điểm:
- Buồng lắng bụi có kích thước lớn, chiếm nhiều diện tích.
- Hiệu suất không cao
SVTH: Trần Bửu Bửu
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn
9
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hệ thống xử lí khí thải Nhà máy Xi Măng FICO Bình Dương
- Để tăng hiệu quả lọc bụi, giảm thể tích buồng xử lý người ta cải tiến đưa thêm vào các
vách ngăn vào thiết bị
Một số dạng buồng lắng bụi:
Hình 1.1 Các dạng buồng lắng bụi.
1.2.2 Thiết bị lắng quán tính
● Nguyên lý hoạt động: Khi đột ngột thay đổi chuyển hướng chuyển động của dòng
khí, các hạt bụi dưới tác dụng của lực quán tính tiếp tục chuyển động theo hướng cũ và
tách ra khỏi khí, rơi vào bình chứa.hhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh
Vận tốc của khí trong thiết bị khoảng 1 m/s, còn ở ống vào khoảng 10 m/s. Hiệu
quả xử lý của thiết bị này dạng này từ (65-80)% đối với các hạt bụi có kích thước(2530)m.Trở lực của chúng trong khoảng (150-390) N/m2.GGGGGGGGGGGGGGGG
hhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhHình 1.2 Thiết bị lắng bụi quán tính.
Phạm vi áp dụng: zzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz
Hiệu suất xử lí từ 65% 80% đối với hạt có kích thước d= 25m30m.
Vận tốc đầu vào thiết bị khoảng 10 m/s, vận tốc trong thiết bị khoảng 1 m/s.
Ưu điểm: Có cấu tạo gọn nhẹ, tổn thất áp lực rất nhỏ so với các thiết bị khác.
Khuyết điểm: Hiệu quả xử lí kém đối với bụi có đường kính < 5 m, thường sử dụng để
lọc bụi thô.
SVTH: Trần Bửu Bửu
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn
10
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hệ thống xử lí khí thải Nhà máy Xi Măng FICO Bình Dương
1.2.3 Thiết bị lá xách
Các thiết bị này có dãy lá chắn hoặc các vòng chắn. Khí đi qua mạng chắn, đổi
hướng đột ngột, các hạt bụi do
quán tính chuyển động theo
hướng cũ tách ra khỏi khí
hoặc va đập vào các tấm phẳng
nghiêng, lắng trên đó rồi rơi
xuống dòng khí bụi. Kết
quả khí được chia thành hai
dòng: Dòng chứa bụi nồng độ
cao (10% thể tích) được hút
qua xiclon để tiếp tục xử lý, rồi
sau đó được trộn với dòng đi qua
các
tấm
chắn
(chiếm
90% thể tích). Vận tốc khí trước
mạng chóp phải đủ cao
(15m/s) để đạt hiệu quả tách bụi
quán tính). Trở lực của
lưới khoảng (100-500) N/m2.
Thiết bị này được dùng để thu
hồi bụi có kích thước >20m.
Hình 1.3 Thiết bị lá xách.hh
●
Nhược
điểm:
sự
mài
mòn
các
tấm
chắn
khi
nồng
độ
bụi cao và có thể tạo thành trầm tích làm bít kín mặt sàng.
Nhiệt độ cho phép của khí thải phụ thuộc vào vật liệu làm
lá chắn, thường không quá 450-600oC.
1.2.4 Thiết bị lắng ly tâm:
a. Xyclone:
● Phạm vi áp dụng: Thiết bị xiclon được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp có
hiệu quả cao khi kích thước hạt bụi > 5m. Thu hồi bụi trong xiclon diễn ra dưới tác
dụng của lực ly tâm.ggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggg
● Nguyên lý hoạt động: Dòng khí nhiễm bụi được đưa vào phần trên của xiclon.
Thân xiclon thường là hình trụ có đáy là chóp cụt. Ống khí bẩn vào thường có dạng
SVTH: Trần Bửu Bửu
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn
11
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hệ thống xử lí khí thải Nhà máy Xi Măng FICO Bình Dương
khối chữ nhật, được bố trí theo phương tiếp tuyến với thân xiclon. Khí vào xiclon thực
hiện chuyển động xoắn ốc, dịch chuyển xuống dưới và hình thành dòng xoáy ngoài.
Lúc đó, các hạt bụi, dưới tác dụng của lực ly tâm văng vào thành xiclon. Tiến gần đáy
chóp, dòng khí bắt đầu quay ngược trở lại và chuyển động lên trên hình thành dòng
xoắn trong. Các hạt bụi văng đến thành, dịch chuyển xuống dưới nhờ lực đẩy của dòng
xoáy và trọng lực và từ đó ra khỏi xiclon, qua ống xả bụi. Khí sạch sau xử lý được đưa
ra ở phía trên đỉnh thiết bị bởi ống trụ tâm.
Hình 1.4 Nguyên lý hoạt động của xiclon.
Trong công nghiệp, xiclon được chia làm hai nhóm: hiệu quả cao và năng suất cao.
Nhóm thứ nhất đạt hiệu cao nhưng yêu cầu chi phí lớn, còn nhóm thứ hai có trở lực
nhỏ nhưng thu hồi các hạt mịn kém hơn.gggggggggggggggggggggggggggggggggggggg
Trong thực tế, người ta ứng dụng rộng rãi xiclon trụ và xiclon chóp (không có thân
trụ). Xiclon trụ thuộc nhóm năng suất cao, còn xiclon chóp thuộc nhóm hiệu quả cao.
Đường kính xiclon trụ không lớn hơn 2000 mm và xiclon chóp nhỏ hơn 3000 mm.
Vận tốc dòng khí vào: vgh > 5 m/s. zzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz
Hiệu suất lọc = 70 đối với xiclon ướt và xiclon chùm, đường kính cỡ hạt d=30
40m.
Nồng độ bụi vào: Cbụi >20 g/m3.cccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc
Trở lực của thiết bị từ 2501500 Pa.
● Ưu điểm:
- Không có phần chuyển động nên tăng độ bền của thiết bị
- Có thể làm việc ở nhiệt độ cao (đến 500oC)
- Thu hồi bụi ở dạng khô
- Trở lực hầu như cố định và không lớn (250-1500) N/m2
SVTH: Trần Bửu Bửu
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn
12
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hệ thống xử lí khí thải Nhà máy Xi Măng FICO Bình Dương
- Làm việc ở áp suất cao
- Năng suất cao; Rẻ
- Có khả năng thu hồi vật liệu mài mòn mà không cần bảo vệ bề mặt xiclon
- Hiệu suất không phụ thuộc sự thay đổi nồng độ bụi
- Chế tạo đơn giản.
● Nhược điểm:
- Hiệu quả vận hành kém khi bụi có kích thước nhỏ hơn 5 m
- Không thể thu hồi bụi kết dính.
■ Xiclon đơn: Xiclon đơn là thiết bị hoàn chỉnh hoạt động độc lập và có nhiều dạng
khác nhau như dạng hình trụ, dạng hình côn. Việc sử dụng loại nào là tùy thuộc vào
đặc tính của bụi và yêu cầu xử lý. Dạng hình trụ năng suất lớn, hình côn có hiệu suất
lớn.hbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbhhhh
■Xiclon nhóm: khi lưu lượng lớn người ta ứng dụng nhóm phối hợp các xiclon.
Điều đó cho phép không tăng đường kính xiclon và do đó ảnh hưởng tốt đến hiệu quả
xử lý. Khí chứa bụi đi vào chung một ống, rồi sau đó được phân phối đến các xiclon
thành phần.hbbhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh
■ Xiclon tổ hợp: là tổ hợp của nhiều xiclon nhỏ. Giảm đường kính xiclon thành
phần với mục đích tăng hiệu quả làm sạch khí. Các xiclon thành phần trong nhóm có
đường kính 100, 150, hoặc 250 mm. Vận tốc tối ưu trong xiclon thành phần nằm trong
khoảng 3,5-4,75m/s. Dãy xiclon chế tạo phức tạp và đắt. Tuy nhiên có kích thước nhỏ
và dung lượng kim loại ít.gggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggg
Hình 1.5 Một số loại xiclon.
● Nguyên lý làm việc của xiclon tổ hợp: Khi bụi đi vào ống nối và sau đó đi vào hộp
phân phối, từ đó đi vào các không gian giữa vỏ đơn nguyên và ống xả. Trong khoảng không
SVTH: Trần Bửu Bửu
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn
13
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hệ thống xử lí khí thải Nhà máy Xi Măng FICO Bình Dương
gian này có đặt các dụng cụ định hướng để tạo sự chuyển động xoáy. Bụi sau khi tách đi
qua lỗ tháo bụi và vào thùng chứa.
b .Thiết bị thu hồi bụi xoáy:
● Nguyên lý hoạt động: Cũng giống như xiclon, thiết bị này ứng dụng có chế lắng
bụi ly tâm. Điểm khác cơ bản so với xiclon là trong thiết bị này có dòng khí xoáy phụ
trợ. Khí nhiễm bụi được cho vào từ dưới, được xoáy nhờ cánh quạt, chuyển động lên
trên và chịu tác động của tia khí thứ cấp. Dòng khí thứ cấp chạy ra từ vòi phun tiếp
tuyến để tạo sự xoáy hỗ trợ cho khí. Dưới tác dụng của lực ly tâm bụi văng ra phía
ngoài, gặp dòng khí xoáy thứ cấp hướng xuống dưới, đẩy chúng vào khoảng không
gian vành khăn giữa các ống. Không gian vành khắn chung quanh ống vào được trang
bị vòng đệm chắn để bụi không quay trở lại thiết bị.
Phạm vi áp dụng: zzzz zzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz
Phụ thuộc vận tốc dòng khí vào đường kính xiclon.zzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz
Nhiệt độ giới hạn đến 250oC.zzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz
● Ưu điểm của thiết bị thu hồi bụi xoáy so với xiclon là: hhhhhhhhhhhhhh
- Hiệu quả thu hồi bụi phân tán cao hơn.jjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjj
- Bề mặt trong của thiết bị không bị mài mòn.hhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh
- Có thể xử lý khí có nhiệt độ cao hơn do ứng dụng dòng khí thứ cấp lạnh.
- Có thể điều chỉnh quá trình phân bụi bằng cách thay đổi lượng khí thứ cấp.
● Nhược điểm: hhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh
- Cần có cơ cấu thổi khí phụ trợ.tttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttf
- Vận hành phức tạp.ggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggg
- Lượng khí qua thiết bị lớn.
c. Thiết bị thu hồi bụi kiểu động: zzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzhhhhhh
● Nguyên lý hoạt động: Quá trình xử lý bụi trong thiết bị này được thực hiện nhờ
lực ly tâm và lực coriolit, xuất hiện khi quay cuồng hút. Thiết bị thu hồi bụi kiểu động
tiêu thụ năng lượng nhiều hơn quạt thông thường có cùng năng suất và cột áp.
● Ưu điểm của thiết bị này so với các thiết bị thu hồi bụi ly tâm khác: gọn, lượng
kim loại nhỏ, kết hợp máy hút bụi và xiclon vào cùng một thiết bị.
● Nhược điểm: cánh quạt bị mài mòn nhanh, có khả năng tạo thành các trầm tích
trên cánh quạt, do đó làm mất căn bằng phần quay, hiệu quả thu hồi d < 10m kém và
chế tạo phức tạp.gggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggg
1.2.5 Thiết bị lọc bụi: jjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjj
SVTH: Trần Bửu Bửu
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn
14
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hệ thống xử lí khí thải Nhà máy Xi Măng FICO Bình Dương
● Nguyên lý hoạt động: Khi cho khí qua vách ngăn xốp, các hạt rắn được giữ lại
còn khí đi xuyên qua nó hoàn toàn. Trong quá trình lọc bụi, các hạt bụi khô tích tụ
trong các lỗ xốp hoặc tạo thành lớp bụi trên bề mặt vách ngăn, do đó chúng trở thành
môi trường lọc đối với các hạt bụi đến sau. Tuy nhiên bụi tích tụ càng nhiều làm cho
kích thước lỗ xốp và độ xốp chung của vách ngăn càng giảm, vì vậy sau một thời gian
làm việc nào đó cần phải phá vỡ và loại lớp bụi ra. Như vậy, quá trình lọc bụi phải kết
hợp với quá trình phục hồi vật liệu lọc. Trong quá trình làm sạch khí, các hạt bụi tiến
gần đến các sợi hoặc bề mặt vật liệu hạt, va chạm với chúng và lắng xuống do tác dụng
của lực thẩm thấu, quán tính và hút tĩnh điện.cccccccccccccccccccccccccccccccccc
● Phân loại:
Thiết bị lọc được chia làm 3 loại, phụ thuộc vào chức năng và nồng độ
bụi vào, ra: g gggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggg
- Thiết bị tinh lọc (Hiệu quả cao): dùng để thu hồi bụi cực nhỏ với hiệu quả rất
cao (>99%) với nồng độ đầu vào thấp (<1mg/m3) và vận tốc lọc <10cm/s. Thiết bị lọc
này ứng dụng để thu hồi bụi độc hại đặc biệt, cũng như để siêu lọc không khí. Vật liệu
lọc không được phục hồi.hhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh
- Thiết bị lọc không khí: được sử dụng trong hệ thống thông khí và điều hòa
không khí. Chúng được dùng để lọc khí có nồng độ bụi nhỏ hơn 50 mg/m3 với vận tốc
lọc (2,5÷3) m/s. Vật liệu lọc có thể được phục hồi hoặc không phục hồi.cccccc
- Thiết bị lọc công nghiệp (vải, hạt, sợi thô): được sử dụng để làm sạch khí công
nghiệp có nồng độ bụi đến 60 g/m3 với kích thước hạt lớn hơn 0,5 m, vật liệu lọc
thường được phục hồi.
a. Thiết bị lọc vải hay ống tay áo: zzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz
Các thiết bị này phổ biến nhất, đa số thiết bị lọc vải có vật liệu lọc dạng tay áo hình trụ
được giữ chặt trên lưới ống và được trang bị cơ cấu giũ bụi. Đường kính tay áo có thể
khác nhau, phổ biến nhất là (120-300) mm và chiều dài (2200-3000) mm. Tỉ lệ chiều
dài và đường kính tay áo thường vào khoảng (16-20):1.ccccccccccccccccccccccccccccccc
● Nguyên lý hoạt động: Quá trình lọc bụi trên vải lọc xảy ra theo 3 giai đoạn:
- Giai đoạn 1: khi vải lọc còn sạch, các hạt bụi lắng trên các lớp xơ nằm trên bề
mặt sợi và giữa các sợi. Ở giai đoạn này, hiệu suất lọc bụi còn thấp.xxxxxxxxxxxxxxxx
- Giai đoạn 2: khi đã có một lớp bụi bám trên bề mặt vải, lớp bụi này trở thành
môi trường lọc bụi thứ 2. Hiệu suất lọc bụi ở giai đoạn này rất cao.zzzzzzzzzzzzzzzz
- Giai đoạn 3: sau một thời gian làm việc, lớp bụi bám trên vải sẽ dày lên làm
tăng trở lực của thiết bị, vì vậy phải làm sạch vải lọc. Sau khi làm sạch vải lọc vẫn còn
một lượng lớn bụi nằm giữa các xơ, cho nên trong giai đoạn 3 này hiệu suất lọc vẫn
SVTH: Trần Bửu Bửu
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn
15
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hệ thống xử lí khí thải Nhà máy Xi Măng FICO Bình Dương
còn cao.hhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh
● Điều kiện lựa chọn vải lọc:hhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh
- Khả năng chứa bụi cao và ngay sau khi phục hồi bảo đảm hiệu quả lọc cao;
- Giữ được khả năng cho khí xuyên qua tối ưu;jjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjj
- Độ bền cơ học cao khi ở nhiệt độ cao và môi trường ăn mòn;jjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjj
- Có khả năng được phục hồi;jjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjj
- Giá thấp.
Hình
1.6 Thiết bị lọc bụi tay áo.
● Vật liệu lọc phổ biến nhất là vải bông, len, vải tổng hợp và vải thủy tinh.xxxxxxxxx
- Vải bông có tính lọc tốt và giá thấp nhưng không bền hóa học và nhiệt, dễ cháy
và chứa ẩm cao;fffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffff
- Vải len có khả năng cho khí xuyên qua lớn, bảo đảm độ sạch ổn định và dễ
phục hồi nhưng không bền hóa và nhiệt, giá cao hơn vải bông; khi làm việc lâu ở nhiệt
độ cao, sợi len trở nên giòn, chúng làm việc đến 90oC;ffffffffffffffffffffffffffffffffff
- Vải tổng hợp bền nhiệt và hóa, giá rẻ hơn vải bông và vải len. Trong môi
trường axit độ bền của chúng cao, còn trong môi trường kiềm độ bền giảm;
- Vải thủy tinh bền ở (150-350)oC. Chúng được chế tạo từ thủy tinh nhôm silicat
không kiềm hoặc thủy tinh magezit.fffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffff
● Phương pháp hoàn nguyên vải lọc cơ bản:fffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffff
- Rung vật liệu lọc (cơ học, khí động học);fffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffff
- Thổi ngược vật liệu lọc bằng khí sạch hoặc không khí.fffffffffffffffffffffffffffffffff
● Ưu điểm: hiệu suất lọc bụi cao, phù hợp với các loại bụi có đường kính
nhỏ.
SVTH: Trần Bửu Bửu
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn
16
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hệ thống xử lí khí thải Nhà máy Xi Măng FICO Bình Dương
● Nhược điểm: ffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffff
- Giá thành và chi phí quản lý cao vì cần thiết bị tái sinh vải lọc, thiết bị rũ bụi;
- Độ bền nhiệt của thiết bị lọc thấp và thường dao động theo độ ẩm.
Hình 1.7 Phương pháp hoàn nguyên vải lọc.
b. Thiết bị lọc sợi:zzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzxzzzzz fffffffffff
Thành phần lọc của thiết bị lọc dạng này gồm một hoặc nhiều lớp, trong đó có các
sợi vải được phân bố đồng nhất. Trong thiết bị lọc sợi, bụi được thu hồi và tích tụ theo
chiều dày của lớp lọc. Vật liệu lọc là các sợi tự nhiên hoặc nhân tạo có chiều dày từ
(0,01-100) m. Chiều dày của lớp lọc có thể từ vài phần ngàn mét đến 2m (lọc đệm
nhiều lớp để sử dụng lâu dài). Các thiết bị lọc này được ứng dụng khi nồng độ pha
phân tán (0,5-5) mg/m3 và được phân thành các loại sau: bbbbbbbbbbbbbbbb
● Các thiết bị loại xơ mỏng: fffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffff
Loại thiết bị này có thể làm sạch tinh những tinh thể khí lớn khỏi các hạt bụi có kích
thước khác nhau. Để thu hồi bụi có độ phân tán cao (0,1-0,5) m với hiệu suất lớn hơn
99%. Người ta sử dụng các thiết bị lọc dạng tấm phẳng hoặc các lớp mỏng vật liệu lọc
dạng xơ đường kính nhỏ hơn 5m. Vận tốc lọc từ (0,01-0,1)m/s. Nồng độ bụi ban đầu
>5mg/m3. Loại này không tái sinh được bộ lọc.ffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffff
c.Thiết bị lọc thô: zzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzfffff
Để khắc phục nhược điểm là thời gian sử dụng không dài của loại trên, trong nhiều
trường hợp người ta sử dụng các thiết bị lọc lọc gồm nhiều lớp dày và đường kính xơ
lớn hơn (1-20)m với vận tốc lọc từ (0,005-0,1)m/s thì vật liệu lọc sẽ thu hồi toàn bộ
SVTH: Trần Bửu Bửu
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn
17
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hệ thống xử lí khí thải Nhà máy Xi Măng FICO Bình Dương
các hạt lớn hơn 1m. Vật liệu lọc là sợi thô mới được ứng dụng cho nồng độ (5-50)
mg/m3, khi đó kích thước hạt bụi chủ yếu nhỏ hơn (5-10)m.
● Quá trình lọc trong thiết bị lọc sợi bao gồm 2 giai đoạn:
- Giai đoạn 1 (lọc ổn định): các hạt bụi không làm thay đổi cấu trúc của lớp lọc.
- Giai đoạn 2 (lọc không ổn định): trong vật liệu lọc xảy ra sự biến đổi cấu trúc
liên tục do lượng bụi tích tụ lớn. Do đó hiệu quả xử lý và trở lực lớp lọc luôn thay đổi.
Lý thuyết lọc trong các lớp lọc này chưa được nghiên cứu đầy đủ.
d. Thiết bị lọc hạt: a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a âfffffffffffffff
Được ứng dụng ít hơn thiết bị lọc sợi.
Người ta chia ra làm 2 dạng thiết bị lọc hạt: đệm và lọc hạt cứng.
● Thiết bị lọc đệm: trong thiết bị này, thành phần lọc không liên kết với nhau. Đó là
lớp đệm tĩnh; lớp đệm chuyển động với sự dịch chuyển của vật liệu rời trong trường
trọng lực; lớp giả lỏng. Vật liệu đệm thường là cát, sỏi, đá cuội, xỉ than, than cốc,
grafit, nhựa, cao su…. Việc chọn vật liệu phụ thuộc nhiệt độ, tính ăn mòn của khí.
● Thiết bị lọc hạt cứng: Trong thiết bị lọc dạng này cac hạt liên kết với nhau nhờ
thiêu kết, dập hoặc dán và tạo thành hệ thống xúng không chuyển động. Đó là sứ xốp,
kim loại xốp, nhựa xốp. Lớp lọc loại này bền chặt, chống ăn mòn và chịu tải lớn.
Chúng được ứng dụng để lọc khí nén. Nhược điểm của thiết bị này là: giá cao, trở lực
lớn, khó hồi phục. Có thể phục hồi theo phương pháp sau:ggggggggggggggggggggggg
- Thổi khí theo chiều ngược lại;yyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyy
- Cho dung dịch lỏng qua theo hướng ngược lại;yyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyy
- Cho hơi nóng qua;yyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyy
- Gõ hoặc nung lưới với thành phần lọc.yyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyy
● Ưu điểm: vật liệu dễ kiếm, có thể làm việc ở nhiệt độ cao và trong môi trường ăn
mòn,chịu tải lực lớn và giảm áp lớnkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkk.
e. Thiết bị lọc bụi tĩnh điện:
● Nguyên lý hoạt động:
Thiết bị lọc bụi tĩnh điện sử dụng một hiệu điện thế cực cao để tách bụi, hơi, sương, khói
khỏi dòng khí. Có 4 bước cơ bản để được thực hiên là:
- Dòng điện làm các hạt bụi bị ion hóa
- Chuyển các ion bụi từ các bề mặt thu bụi bằng lực điện trường.
- Trung hòa điện tích của các bụi lắng trên bề mặt thu.
SVTH: Trần Bửu Bửu
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn
18
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hệ thống xử lí khí thải Nhà máy Xi Măng FICO Bình Dương
- Tách bụi lắng ra khỏi bề mặt thu. Các hạt bụi có thể được tách ra bởi một áp lực hay
nhờ rửa sạch.
●Phạm vi áp dụng: Thiết bị lắng tĩnh điện được ứng dụng trong các trường hợp thu bụi tại
khâu tán than đá thanh bột dùng trong nhà máy nhiệt điện, nhà máy luyện thép, nghiền xi
măng, sản xuất giấy.
_
4
kh«ng khÝ
s¹ch ra
2
1
kh«ng khÝ
+
3
bôi vµo
5
Hình 1.8 Thiết bị lọc bụi tĩnh điện.
●Ưu điểm:
-
Hiệu suất thu hồi bụi cao, có thể lên đến hơn 99 %.
-
Có thể thu hồi bụi kích thước nhỏ, d ≤ 0,1 μm với nồng độ lớn 5.107mg/m3
-
Có thể tự động hóa hoàn toàn khâu vận hành.
-
Chịu nhiệt độ cao đến 500˚C.
-
Có thể làm việc với áp suất cao hay áp suất chân không.
-
Có khả năng hoạt động linh hoạt với bụi cả ở dạng lỏng và rắn.
●Khuyết điểm:
-
Vì tính chất nhạy cảm nên chúng khó xử lý bụi có nồng độ bụi thay đổi lớn. Khi thay
đổi nhỏ các thông số vận hành của thiết bị cũng có thể dẫn đến thay đổi hiệu suất
thiết bị.
-
Chi phí chế tạo cao, phức tạp hơn các thiết bị khác.
SVTH: Trần Bửu Bửu
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn
19
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hệ thống xử lí khí thải Nhà máy Xi Măng FICO Bình Dương
-
Chi phí vận hành và bảo dưỡng thiết bị cao.
-
Thiết bị dễ bị ăn mòn, hư hỏng trong điều kiện khí thải có chứa hơi axit hay các chất
ăn mòn.
-
Cần có không gian đặt thiết bị lớn.
-
Vì thiết bị hoạt động trong điều kiện điện thế và nhiệt độ cao nên trong quá trình
hoạt động có thể xảy ra các phản ứng giữa các chất khí có trong khí thải, tạo ra những
sản phẩm khó kiểm soát và gây ô nhiễm môi trường, ví dụ sự tạo thành NOx hay O3.
Bảng 1.1 So sánh tổng hợp ưu nhược điểm của các phương pháp xử lí bụi khô
Thiết bị
Lắng trọng lực
(Buồng lắng)
Ưu điểm
Nhược điểm
- Có thể thu gom các hạt bụi có - Buồng có kích thước lớn,
thiết bị cồng kềnh
kích thước lớn hơn 10𝜇𝑚.
- Khó dọn vệ sinh
- Thiết bị đơn giản, dễ chế tạo
- Vận tốc dòng khí nhỏ 1- Chi phí vận hành, bảo trì thấp 2m/s
- Thường được sử dụng để làm - Không xử lý được bụi có
kích thước nhỏ
sạch sơ bộ
- Hiệu quả xử lý chỉ đạt <
70%
Lắng quán tính
Hiệu quả chỉ đạt 65-80%
- Khả năng lắng cao hơn buồng khi bụi có kích thước 25 −
30𝜇𝑚
lắng
- Trở lực nhỏ
Khi nồng độ bụi cao các
tấm chắn dễ bị mài mòn và
tạo thành trầm tích bịt kín
mặt sàng
Lá xách
Cyclone
- Vốn thấp, ít phải bảo trì
- Sụt áp nhỏ(5 - 15 mmH2O)
- Hiệu suất thấp với bụi nhỏ
hơn 10𝜇𝑚.
- Thu bụi khô
SVTH: Trần Bửu Bửu
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn
20
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hệ thống xử lí khí thải Nhà máy Xi Măng FICO Bình Dương
- Ít chiếm diện tích
Thiết bị thu hồi bụi
xoáy
- Không thu được bụi có
tính kết dính.
- Hiệu quả thu hồi bụi phân tán - Cần có cơ cấu thổi khí phụ
cao hơn xyclon
trợ
- Bề mặt trong của thiết bị không - Vận hành phức tạp
bị mài mòn
- Lượng khí qua thiết bị lớn
- Có thể xử lý khí có nhiệt độ cao
do có dòng khí thứ cấp lạnh
- Có thể điều chỉnh quá trình
phân riêng bụi bằng cách thay
đổi lượng khí thứ cấp
Thiết bị thu hồi bụi
kiểu động
- Gọn, lượng kim loại nhỏ
- Cánh quạt bị mài mòn
- Kết hợp máy hút bụi và xyclon nhanh
vào cùng một thiết bị
- Có khả năng tạo ra trầm
tích trên cánh quạt
- Hiệu quả thu hồi kém bụi
nhỏ hơn 10 𝜇𝑚
- Chế tạo phức tạp
Lọc bụi tay áo
- 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
- 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.
SVTH: Trần Bửu Bửu
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn
21
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế hệ thống xử lí khí thải Nhà máy Xi Măng FICO Bình Dương
Lọc tĩnh điện
- Hiệu suất lọc cao,tiết kiệm
năng lượng
- Thu hồi được cả bụi khô và
bụi ướt
- Sụt áp nhỏ
- Ít phải bảo trì
- Xử lí lưu lượng lớn
SVTH: Trần Bửu Bửu
GVHD: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn
- Vốn lớn
- Nhạy với thay đổi dòng
khí
- Khó thu bụi với những
điện trở khá lớn.
- Chiếm diện tích lớn,dễ gây
cháy nổ nếu khí chứa khí và
bụi cháy được
22
