Bài tập lớn Đề tài: phương pháp làm sạch bụi của khí thải

Đề tài phương pháp làm sạch bụi của khí thải I khái niệm 1 Bụi Bụi là tập hợp nhiều hạt có kích thước bé, tồn tại lâu trong không khí dưới dạng bụi bay, bụi lắng và các hệ khí dung nhiều pha gồm hơi, khói sương mù Bụi bay có kích thước từ 0,002 10m bao gồm tro, muội, khói và những hạt rắn được nghiền nhỏ, chuyển động với vận tốc không đổi theo định luật stoke Về mặt sinh học, bụi này thường gây tổn thương nặng cho cơ quan hô hấp, nhất là khi phổi nhiễm bụi thạch anh do hít phải không khí có chứa.

Đề tài: phương pháp làm bụi khí thải I- khái niệm 1.Bụi Bụi tập hợp nhiều hạt có kích thước bé, tồn lâu khơng khí dạng bụi bay, bụi lắng hệ khí dung nhiều pha gồm hơi, khói sương mù Bụi bay có kích thước từ 0,002-10m bao gồm tro, muội, khói hạt rắn nghiền nhỏ, chuyển động với vận tốc không đổi theo định luật stoke Về mặt sinh học, bụi thường gây tổn thương nặng cho quan hô hấp, phổi nhiễm bụi thạch anh hít phải khơng khí có chứa bụi bioxit lâu ngày Bụi lắng có kích thước lớn 10µm, thường rơi nhanh xuống đất với tốc độ tăng dần Về mặt sinh học, bụi thường gây tổn hại cho da, mắt, gây ô nhiễm trung, gây dị ứng 2.Phân loại: -Theo nguồn gốc: +Bụi tự nhiên( bụi động đất, núi lửa…) +Bụi thực vật( bụi gỗ, bông, bụi phấn hoa…) +Bụi động vật, người( lông, tóc…) + Bụi nhân tạo( nhựa hóa học, cao su…) +Bụi kim loại( sắt, đồng, chì…) -Theo tác hại: +Bụi nhiễm độc chung( chì, thủy ngân, benzen…) +Bụi gây dị ứng, viêm mũi, hen, ban…( bụi bông, gai, phân hóa học, số tinh dầu gỗ…) +Bụi gây ung thư( bụi quặng, crom, chất phóng xạ…) +Bụi xơ hóa phổi( thạch anh, quặng amiang…) Tính chất hóa lí bụi 3.1.Độ phân tán Đây trạng thái bụi khơng khí, phụ thuộc vào hàm lượng bụi sức cản khơng khí Bụi nhỏ 10µm sức nặng gần sức cản, rơi theo tốc độ khơng đổi bụi lớn 10µm, sức nặng lớn sức cản, rơi có gia tốc Bụi nhỏ 0.1µm chuyển động theo kiểu Brao Như hạt bụi có kích thước lớn rơi nhanh xuống đất cịn lại hạt bụi nhỏ bay lẫn khơng khí, bụi cỡ 2µm chiếm 40-90% Thí dụ: bụi thạch anh cỡ 10µm khơng khí chuyển động giây rơi xuống 7.87mm 100 lần tốc độ hạt bụi có kích thước 1µm Tính chất cho thấy rõ ảnh hưởng hạt bụi đến việc xâm nhập vào quan hô hấp đến phương pháp chống bụi Tùy theo mức độ phân tán hạt bụi mà có lắng đọng khác phận quan hô hấp 3.2 Điện tích bụi Có thể xác định loại điện tích hạt bụi kính siêu hiển vi Đường kính(µm) Tốc độ(cm/s) 100 885 10 88.5 8.85 0,1 0.88 Tốc độ hút bụi điện trường 3000 vơn 3.3.Tính cháy nổ bụi Bụi nhỏ điện tích tiếp xúc với oxy lớn hoạt tính hóa học mạnh dễ bốc cháy, dễ gây nổ Thí dụ: bột cacbon, bột cooban… bơng vải tự bốc cháy khơng khí có mồi lửa tia lửa điện, đèn khơng có bảo vệ 3.3.Tính lắng bụi nhiệt Cho luồng khói qua ống dẫn từ vùng nóng đến vùng lạnh thấy phần lớn khói trắng bề mặt ống lạnh Sự lắng trầm phần tử khí giảm vận tốc từ vùng nóng qua vùng lạnh Hiện tượng áp dụng việc hút bụi hệ thống lắng trầm nhiệt Ảnh hưởng khơng khí bị nhiễm bụi 4.1 Ảnh hưởng đến người Bụi vào phổi gây kích thích học phát sinh phản ứng hóa phổi gây nên bệnh hơ hấp Những hạt bụi có kích thước nhỏ 10µm giữ lại phổi nhiên hạt bụi có đường kính nhỏ 1µm chuyển khí hệ hơ hấp Khi có tác động hạt bụi khí tới mơ phổi, đa số xảy hư hại sau đây: Viêm phổi: làm tắc nghẽn phế quản, từ làm giảm khả phân phối khí Khí thủng phổi: phá hoại mô phổi , làm tắc nghẽn trao đổi máu tế bào, làm ảnh hưởng khả máu hệ thống tuần hồn Từ kéo theo số vấn dề đáng lưu ý tim, đặc biệt lớp khơng khí có nồng độ nhiễm cao -Các bệnh khác: Bệnh đường hô hấp: viêm mũi, họng, khí quản, phế quản…bụi hữu bơng sợi, gai, làm dính vào niêm mạc gây viêm phù thủng, tiết nhiều niêm dịch Bụi vô rắn, cạnh sắc nhọn, ban đầu thường gây viêm mũi, tiết nhiều niêm dịch làm hít thở khó khăn, lâu ngày teo mũi, giảm chức giữ, lọc bụi, làm bệnh phổi nhiễm bụi dễ phát sinh Bệnh da: bụi tác động tới tuyến nhờn lam cho khô da, làm phát sinh bệnh da Bệnh gây tổn thương mắt: khơng có kính phịng hộ, bụi bắn vào mắt gây kích thích màng tiếp hợp, viêm mi mắt, sinh mộng mắt, nhài mắt… bụi cịn làm giảm thị lực, bóng giác mạc chí gây mù mắt Bệnh tiêu hóa: bụi đường, bột làm sâu răng, làm hỏng men Bụi kim loại làm tổn thương niêm mạc dày, gây rối loạn tiêu hóa 4.2.Ảnh hưởng tới thực vật Nhìn chung bụi khơng có nguy hại đến thực vật trừ chúng có tính ăn mòn cao chúng lắng đọng nhiều bụi bám nhiều vỏ hoa quả, củ nguyên nhân làm giảm chất lượng sản phẩm này, đồng thời làm tăng chi phí để làm chúng Bụi lắng ảnh hưởng đến khả quang hợp Bụi xi măng lắng đọng làm lấp đầy lỗ khí khổng, bao xung quanh hạt diệp lục thu ánh sáng cần cho q trình quang hợp bụi làm tăng khả nhiễm bệnh II- Các phương pháp xử lí bụi Làm cho hàm lượng bụi khơng khí giảm xuống giới hạn cho phép cách cho khơng khí qua thiết bị lọc bụi kĩ thuật thơng gió người ta dùng nhiều thiết bị lọc bụi khác nhau, tùy theo nguyên lí làm việc người ta chia chúng thành loại sau: Buồng lắng bụi Vt h Vr l Bụi lắng đọng đáy buồng tác dụng trọng lượng thân Đây thiết bị lọc bụi đơn giản gian phịng có kích thước đủ lớn cho khơng khí qua với vận tốc khoảng 0,1-0,15 m/s với vận tốc hạt bụi có chuyển động theo dịng khí, vừa có chuyển động rơi xuống đáy buồng tác dụng trọng lượng thân.chiều dài l chiều cao h buồng lắng bụi phải tinh toán cỡ hạt bụi nhỏ cần giữ lại chuyển động theo dịng khí đến cuối gian buồng vừa rơi chạm đáy buồng ta có: 1/Vt = h/Vr Vt vận tốc chuyển động theo bụi (m/s), Vr vận tốc rơi bụi (m/s) Khi diện tích xây dựng khơng cho phép làm buồng lắng bụi với chiều dài lớn đặt chắn lớn chia bụi làm nhiều ngăn : Khơng khí bụi khơng khí Bụi Buồng nhiều ngăn Cũng chia buồng lắng bụi thành nhiều tầng: Buồng nhiều tầng Một hình thức cải tiến buồng lắng bụi buồng lắng bụi ngăn các kim loại nằm ngang đặt sát quay xung quanh lề làm việc, kim loại giữ vị trí nằm ngang nhờ dây giằng mắc qua ròng rọc cần trút bụi người ta buông dây giằng để nghiêng mạnh xuống dưới, trút bụi vào phễu Phễu chứa bụi Vận tốc rơi bụi phụ thuộc nhiều yếu tố loại bụi có kích thước hạt từ 1-250µm vận tốc rơi: Vr = 3000d2.yh cm/s (d đường kính hạt bụi(cm), yh trọng lượng hạt bụi(g/cm3)) Buồng lắng bụi thường sử dụng để lọc cỡ hạt bụi có kích thước từ 30-100µm dùng buồng lắng bụi nhiều tầng với khoảng cách tầng nhỏ, lọc hạt bụi có kích thước nhỏ Nhược điểm: hiệu lọc thấp nên sử dụng cấp lọc sơ ban đầu trước vào cấp lọc vừa lọc tinh 2.thiết bị lọc bụi kiểu li tâm( xiclon) Khơng khí chứa bụi dẫn đến xiclon theo phương tiếp tuyến, nhờ dịng khơng khí chuyển động thân hình trụ theo vịng xốy ốc hạ dần xuống đáy Lực li tâm xuất chuyển động xốy có tác dụng ép hạt bụi vào thành xiclon Nếu bụi nặng rơi vào thành động rơi xuống tập trung thùng chứa, bụi nhẹ bám vào thành, tích lũy dần thành lớp dày cuối rơi xuống thùng chứa thùng chứa bụi qua van tự động theo chu kì Khi lượng bụi đủ lớn van tự động mở hất bụi trở vị trí cũ Khơng khí sau làm qua ống dẫn trung tâm guồng xoáy để ngồi Hiệu xiclon trước hết phụ thuộc vào lực li tâm sinh chuyển động xoáy, hiệu cao khi: -Trọng lượng đơn vị bụi cang lớn - Vận tốc chuyển động xoáy lớn - Bán kính xốy dịng khí bé tốt, tức là, đường kinh xiclon bé tốt Thiết bị lọc bụi kiểu li tâm xem có hiệu hệ số hút bụi h đạt 85% hạt bụi co kích thước 5µm; 95% hạt bụi có kích thước 10µm, 99% hạt bụi có kích thước 20µm Thơng thường người ta lấy vận tốc khí ống cỡ khoảng 12-15 m/s 3.Thiết bị lọc bụi kiểu quán tính Đây loại thiết bị có cấu tạo lọc từ khâu hình chóp cụt có đường kính giảm dần xếp lồng vào giữ cố định với khoảng cách từ khâu đến khâu 6mm Khơng khí có chứa bụi dẫn vào từ đáy lớn thiết bị lọc phần lớn khơng khí theo khe hở khâu mà ngồi, qua khe hở, dịng khơng khí bị đổi chiều đột ngột nên lực quán tính đẩy hạt bụi va vào thành khâu phần lớn hạt bụi nảy trở lại, khơng Nhở phần lớn bụi giữ lại với lượng it khơng khí lịng tháp hình chóp Khơng khí đậm đặc bụi hút qua xiclon để thu vào phễu chứa Hiệu lọc bụi thiết bị qn tính cao, đạt tới 9095% Thiết bị lọc bụi chất lỏng Thiết bị gồm hai phần nối với thu tỏa, vịi phun ống sấy khơ khí Khơng khí bụi vào ống thu, nước phun vịi phun 4, khơng khí bụi nước trộn lẫn vào với vào ống côn tỏa đưa vào ống sấy khơ, sau khơng khí ngồi cịn cặn bụi rơi xuống Hệ số hút bụi thiết bị đạt 92-95% hạt bụi có kích thước - Thiết bị lọc bụi dầu nhờn Trong thiết bị đơn nguyên ghép kim loại có số lượng lỗ lớn tưới dầu nhờn khơng khí qua lỗ ngăn thay đổi hướng làm bụi giữ chặt vào bề mặt ngăn giữ Tấm ngăn theo thời hạn rửa dung dịch xút Thiết bị lọc bụi tĩnh điện Khí Khí bụi lắng Bụi Điện Điện cực cực quầng sáng Khung Bộ phận giũ bụi Cách điện Cấu tạo: gồm buồng với ống để dẫn khơng khí bụi , ống để khơng khí Trong buồng có lắp lưới kim loại nằm cách 300-400 đóng vai trị cực dương Giữa cực dương có lắp cực âm cực âm kéo căng khối nặng Dòng điện chiều với hiệu điện lớn(60-80V) qua cực tạo trường điện từ để hút bụi Khi lượng bụi cực dương đủ lớn, cực dương rung động nhờ cấu chuyên dùng, bụi rơi nhiều qua phễu để qua van Ưu điểm: làm bụi với hiệu cao Nhược điểm: giá thành cao vận hành phức tạp Thiết bị lọc bụi siêu âm Các hạt bụi nhỏ tác dụng siêu âm tích tụ lại , tức dính lại với thành cục nhỏ sau chúng lắng đọng xiclon thiết bị lọc bụi khác Lưới lọc bụi Đây thiết bị lọc bụi có hiệu cao, thường dùng cấp lọc tinh để gạn cỡ bụi có kích thước nhỏ Tùy theo vật liệu lưới lọc, lưới lọc bui thể có cấu tạo khác Thông thường vật liệu lọc giấy , sợi, vật liệu vụn kẹp hai lớp lưới thép căng khung thép, khoảng cách hai lớp lưới thép chiều dài lớp lưới lọc chiều dài khác tùy loại vật liệu lọc Nếu vật liệu lọc vải ta có thiết bị loc bụi kiểu túi vải Nguyên lý lọc bụi vải sau: cho khơng khí lẫn bụi qua vải lọc, ban đầu hạt bụi lớn khe sợi vải bị giữ lại bề mặt vải theo nguyên lý rây, hạt nhỏ bám dính bề mặt sợi vải lọc va chạm, lực hấp dẫn lực hút tĩnh điện, lớp bụi thu dày lên tạo thành lớp màng trợ lọc, lớp màng giữ hạt bụi có kích thước nhỏ Hiệu lọc đạt tới 99,8% lọc hạt nhỏ nhờ có lớp trợ lọc Sau khoảng thời gian lớp bụi dày làm sức cản màng lọc lớn, ta phải ngưng cho khí thải qua tiến hành loại bỏ lớp bụi bám mặt vải III-So sánh hiệu lọc bụi phương pháp   Xuất phát từ mối quan hệ hiệu lọc kích thước hạt bụi, phạm vi sử dụng thích hợp loại thiết bị lọc bụi khác theo quãng giá trị đường kính hạt bụi tính theo µm Ngịai kích thước hạt bụi, phạm vi sử dụng hợp lí lọai thiết bị lọc bụi cịn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhiệt độ khí thải, nồng độ ban đầu, điều kiện vận hành… ... xây dựng khơng cho phép làm buồng lắng bụi với chiều dài lớn đặt chắn lớn chia bụi làm nhiều ngăn : Khơng khí bụi khơng khí Bụi Buồng nhiều ngăn Cũng chia buồng lắng bụi thành nhiều tầng: Buồng... II- Các phương pháp xử lí bụi Làm cho hàm lượng bụi khơng khí giảm xuống giới hạn cho phép cách cho khơng khí qua thiết bị lọc bụi kĩ thuật thơng gió người ta dùng nhiều thiết bị lọc bụi khác... không khí Bụi nhỏ 10µm sức nặng gần sức cản, rơi theo tốc độ không đổi bụi lớn 10µm, sức nặng lớn sức cản, rơi có gia tốc Bụi nhỏ 0.1µm chuyển động theo kiểu Brao Như hạt bụi có kích thước lớn