awea@ââ@ä&@äáân
Đồ án
Xu ly bui va khi thai Cong ty Hoang Dic Linh
Qeaa@ỏn2wứwn"'"
@đđđââđâđâââđâđââââđâ`â`âââââ
Trang 2Mé dau:
% Đặt vấn đề:
Ngày nay ô nhiễm không khí đang là một van đề đáng quan tâm của Việt Nam
cũng như toàn thế giới Khi tốc độ đô thị hóa ngày càng nhanh, số lượng các khu công
nghiệp, khu chế xuất ngày càng tăng, ngày càng nhiều bệnh tật ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người liên quan đến vấn đề ô nhiễm không khí Các bệnh về da, mắt, đặc biệt là đường hô hấp Vì vậy việc xử lý bụi và khí thải trong quá trình sản
xuất là điều tất yếu phải có trong các khu công nghiệp, nhà máy để bảo vệ môi trường
không khí
Từ các sản phầm tự nhiên như tre, lứa, gỗ, cói Người ta có thể tạo ra các sản phẩm rất đẹp mắt và rất hữu ích, tiện lợi dùng để trang trí trong gia đình, trường học, bệnh viện tuy nhiên trong quá trình tạo ra các sản phẩm đó, đặc biệt là sử dụng các vật liệu từ gỗ Từ đó nhiều nhà máy chế biến gỗ, các xưởng mộc mọc lên Như chúng ta đã biết trong quá trình chế biến gỗ thì việc xẻ gỗ, cưa gỗ, trà nhám, đánh bóng tạo ra rất nhiều loại bụi với các kích thước khác nhau gây ảnh hưởng rất nghiêm trọng đến sức
khỏe công nhân làm việc và khu vực dân cư xung quanh Do đó việc thiết kế một hệ
thống xử lý bụi trong nhà máy chế biến gỗ trước khi thải ra môi trường không khí là hết sức cần thiết để đảm bảo sự phát triển bền vững
Với hiện trạng trên, đề tài nghiên cứu, tính toán, thiết kế hệ thống xử lý bụi cho
Nhà máy chế biến gỗ Hoàng Đức Linh, tỉnh Quảng Trị là hết sức cần thiết, nhằm tuân thủ theo những quy định của Nhà nước và góp phần không nhỏ vào công tác bảo vệ sức khỏe của con người và môi trường thiên nhiên trong giaI đoạn hiện nay
‹* Mục tiêu của đề tài
Thiết kế hệ thống xử lý bụi gỗ đạt Quy chuẩn Việt nam 19-2009 cho nhà máy chế biến gỗ Hoàng Đức Linh để giải quyết vẫn đề ô nhiễm của nhà máy
* Phương pháp thực hiện
Phương pháp khảo sát thực địa: khảo sát thực tế tại nhà máy chế biến gỗ Hoàng Đức Linh, tỉnh Quảng Trị để tìm hiểu dây chuyền chế biến gỗ nhằm xác định các công đoạn sinh ra bụi
Trang 3Nội dung đề tài
Tìm hiểu dây chuyền sản xuất, chế biến gỗ tại nhà máy chế biến gỗ Hoàng Đức Linh, tinh Quang Tri dé xác định:
- Xác định nguồn ô nhiễm trong Nhà máy chế biến gỗ - Các phương pháp xử lý bụi và khi thai
- Lựa chọn thiết bị và tính toán thiết kế hệ thống xử lý bụi cho nhà máy
Trang 4Chương 1: Giới thiệu sơ lược về công ty Hoàng Đức Linh
1.1 Vị trí địa lý:
1.1.1 Vị trí khu đất
Toàn bộ khu vực dự án rộng 10.756 m’, nằm trong CCN Đông Lễ, thuộc địa bàn
Phường Đông Lễ, Thành phố Đông Hà, Quảng Trị
Khu dự án gồm 2 lô đất cách nhau bởi đường liên thông của CCN (rộng 10.5 mể;
diện tích 2 16 lần lượt là 5.235 m” và 5.521 mí
Ranh giới khu dự án như sau:
- _ Phía Đông Bắc giáp Công ty TNHH Hoàng Thi
- _ Phía Tây Bắc giáp đường Lý Thường Kiệt nối dài
Phía Đông Nam giáp đường khu vực rộng 13.5m
- _ Các phía khác giáp đất của CCN 1.1.2 Đặc điểm khu đất
- _ Địa hình khu Dự án bằng phẳng, thốt nước tốt, khơng bị ngập úng
Trang 51.2.2 Quy trình công nghệ sản xuất đồ gỗ dân dụng và đồ gỗ mỹ nghệ:
Cây gỗ Gô súc Gỗ xẻ 5| Hâp, sây Máy mộc gia tròn cânø chế biến Vv Mộc tay lắp ran Vv y Vv Làm nguội Vv Sơn phủ |, Trám trít Thành Đóng gói |, Xử lý nhầm À A Hình 1.2 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất đồ gỗ mỹ nghệ, đô mộc dân dụng 1.2.3 Thuyết mỉnh công nghệ:
- _ Gỗ tròn và gỗ súc được xẻ trên cưa CD hoặc cưa vòng tròn
- _ Hấp áp lực : Gỗ các loại sau khi tạo phôi được cưa vào hấp tắm áp lực và say chân không đối với các loại gỗ quý
- Say : Sử dụng phương pháp sấy nhiệt bằng 6 lò sấy công suất 30 m”/lò, nhiên
liệu sử dụng là củi và các phế thải khác từ gỗ
- - Mộc máy: Sau khi gỗ được hấp tâm và sấy khô, chuyển sang khâu mộc máy
Khâu này gồm các công đoạn: tạo phôi chỉ tiết, định hình chỉ tiết sản phẩm, bào, phay, tubi, khoan, đục, cắt định hình, chà nhám sản phẩm - _ Mộc tay: Khâu mộc tay sử dụng đội ngũ công nhân có tay nghề cao để lắp ráp hoàn chỉnh sản phẩm - _ Sau khi các sản phẩm hoàn thành được xử lý, đóng gói và chuyên vào kho thành phẩm chờ tiêu thụ
1.3 Tải lượng của các nguồn phat sinh:
- _ Bụi phát sinh từ các công đoạn xử lý và chế biến gỗ (cưa, xẻ, gia công, bào, chà nhám, đánh bóng , sơn và xử lý thành phẩm)
- — Mỗi công đoạn trong sản xuất sẽ phát sinh bụi tương ứng với tải lượng phụ thuộc vào tính chất, chất lượng của các loại gỗ hay yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm Do đó, rất khó tính toán xác định được tải lượng bụi thải cụ thể cho từng công đoạn sản xuất của Nhà máy
+ Theo tính toán của tô chức Y tế Thế giới (WHO) hệ số ô nhiễm bụi phát sinh
Trang 6Bang 1.1: Bụi phát sinh trong hoạt động chế biến gỗ ^ Bụi (TSP) STT Công đoạn Đơn vị (U) kg/U 1 Béc đỡ và cưa gỗ 1 tân 0.187 2 Cắt định hình và chà nhám 1 m 0.05 Nguồn: Assessment of Sources of Air, Water, and Land Pollution Part I WHO — 1993
+ Qua bảng trên cho thấy: lượng bụi phát sinh từ quá trình bốc dỡ và cưa xẻ gỗ là chủ yếu, bụi phát sinh từ công đoạn cắt định hình và chà nhám không đáng kẻ Tổng lượng nguyên liệu gỗ cho Xưởng là 8.616 mỶ/năm Với trọng lượng riêng của các loại gỗ tươi thông thường và gỗ quy ước tính trung bình 780 kg/m”, lượng bụi phát thải trong cưa bốc dỡ và cưa xẻ gỗ là:
8616 m”/năm x 780 kg/m” x 0.187 kg bui/tan = 1.257 tan bui/nam
Khối lượng bụi phát sinh nói trên khá lớn, nếu trong các phân xưởng sản xuất không có hệ thống thu gom, xử lý bụi và áp dụng các biện pháp bảo hộ cho công nhân
thì bụi trong không khí sẽ tác động lên các cơ quan hô hấp làm ảnh hưởng lớn đến sức
khoé CBNVV
- _ Khí thải từ lò sấy dùng nhiên liệu gỗ củi:
+ Tải lượng các chất ô nhiễm có trong khí thải từ hoạt động của các lò sấy được tính toán dựa vào một số kết quả nghiên cứu của tác giải trong nước và trên thế giới Theo tài liệu: Perkins (1974), hệ số phát thải các tác nhân ô nhiễm từ đốt g6, củi được nêu ở bảng sau: Bang 1.2: Hệ số phát thải các chất ô nhiễm từ khí thải đốt củi, gỗ: STT Chât gây ô nhiễm Hệ sô phát thải (kg/tân) 1 CO 13 2 NO; 0.34 3 SO, 0.015 4 Bui 4.4
(Theo Báo cáo đánh giả tác động môi trường của Nhà máy (2003))
+ Lượng nhiên liệu cần cung cấp cho lò sấy là 1036,8 tân, bao gồm: củi, gỗ loại
thải, mùn cưa (tương đương 70% lượng nhiên liệu theo lý thuyết)
Trang 7Bang 1.3: 7đi lượng phát thải các chất ô nhiễm từ hoạt động của lò đốt STT Chất gây ô nhiễm Tải lượng thải (kg/năm) 1 CO 13478,4 2 NO, 352,5 3 SO, 15,6 4 Bui 4561,9
Trang 9s* Mô tả quy trình công nghệ
Các công đoạn chính trong công nghệ chế biến gỗ, có thể chia thành những phần chính như sau: - _ Công đoạn cưa, tâm và sấy - - Công đoạn định hình - - Công đoạn tạo dáng - - Công đoạn làm mộng
- _ Công đoạn chà nhám chỉ tiết hoặc sản phẩm - _ Công đoạn sơn phủ bề mặt các chỉ tiết Các công đoạn được mô tả lần lượt như sau: + Cưa tâm và sấy:
Nguyên liệu là các loại gỗ vụn, gỗ khúc hoặc gỗ dạng thân cây (cao su, tràm, bạch
đàn ) Được cưa ra với những kích thước thích hợp sau đó đem ngâm hay tâm hóa
chất Đối với các loại gỗ khúc, gỗ vụn, trước khi đem đến công đoạn cắt, định dạng
sản phẩm phải được dán keo, sau khi ghép các khúc gỗ lại, chúng sẽ được sấy bằng hơi
nhiệt từ việc đốt củi để tạo những miếng lớn hơn, thích hợp cho việc cắt xén sản phẩm
Công đoạn này phát sinh bụi do các máy cưa
+ Định hình :
Tùy loại chỉ tiết cần thực hiện mà ở giai đoạn này gỗ sẽ được cắt hay tuapi để có những kích thước thích hợp:
e_ Đối với các sản phẩm có dạng phẳng, các tâm gỗ ép sẽ được cắt xén theo từng chỉ tiết tương ứng như các loại khung ghế, tay cầm của ghế
e_ Đối với các chỉ tiết phức tạp như chân ghế, chân tủ, chân giường có các loại hoa
văn khác nhau, gỗ sẽ được phay chỉ tiết bang may tuapi Công đoạn này phát sinh bụi do các máy cưa, máy †uap1
+ Tạo dáng :
Gỗ sau khi được cắt đúng kích thước theo yêu cầu ở khâu định hình, sẽ được tạo
dáng chỉ tiết tương ứng với từng sản phẩm
Công đoạn này bao gồm: cưa lọng, phay, bào để tạo dáng chính xác cho các chỉ tiết sản phẩm Công đoạn này phát sinh bụi do các máy cưa, máy tuapi, bào
Trang 10Gỗ sau khi được tạo dáng chính xác ở khâu tạo dáng, sau đó được đưa vào khâu mộng đê làm các mộng lắp ghép Các mộng bao gôm: mộng âm, mộng dương, mộng
đơn, mộng đôi
Công đoạn này chủ yếu sử dụng các máy tuapi, cưa mâm 2 lưỡi
Công đoạn này phát sinh bui do cac may cua, may tuapi
+ Chà nhám (đánh bóng) chỉ tiết hoặc sản pham :
Ở công đoạn này, chỉ tiết (sản phẩm) trước hết sẽ được chà nhám thô các góc cạnh, bề mặt Sau đó chúng được chà tinh bằng các loại giấy nhám mịn bằng máy hoặc bằng
tay
Công đoạn này phát sinh bụi do các máy chà nhám
+ Sơn phú bề mat:
Sau khi chà nhám tinh, san phẩm được sơn phủ bề mặt bằng cách nhúng vào vecni hoặc sơn bằng máy Mục đích của sơn phủ bề mặt là để chống mối mọt và làm cho sản phẩm thêm bóng đẹp Công đoạn này phát sinh bụi sơn + Lắp ghép - thành phẩm : Ở công đoạn này, các chỉ tiết đã được gia công hoàn chỉnh, các chỉ tiết này sẽ được bộ phận lắp ghép, lắp ghép thành sản phẩm Các sản phẩm sau khi lắp ghép sẽ được kiểm tra chất lượng trước khi đóng gói — xuất xưởng 1.4.2 Bụi gỗ :
Đây là nguồn ô nhiễm nghiêm trọng nhất trong công nghiệp chế biến go, vi hién trong phân xưởng cũ nồng độ bụi quá cao so với tiêu chuẩn cho phép
Bụi phát sinh chủ yếu từ các công đoạn và qúa trình sau: - _ Cưa xẻ gỗ để tạo phôi cho các chỉ tiết mộc
- - Rọc, xẻ gỗ
- - Khoan, phay, bào
- _ Chà nhám, bào nhẫn bề mặt các chỉ tiết
Tuy nhiên, có sự khác biệt đáng kế về kích thước cỡ hạt bụi và tải lượng bụi sinh ra
ở những công đoạn khác nhau Tại các công đoạn gia công thô như cưa cắt, bào, tiện, phay phần lớn chất thải đều có kích thước lớn có khi tới hàng ngàn um Hệ số phát
Trang 11thải bụi ở các công đoạn trong công nghệ sản xuất gỗ được thể hiện trong bảng 2.5 Sau: Bang 2.1 : Hé sé 6 nhiém bui trong céng nghé san xuat go gia dung S A A Á ^ ok Cong doan Hé so 0 nhiém TT 1 Cắt và bốc xếp gỗ 0,187 ( Kg/ tân gồ) 2 Gia công chỉ tiết 0,5 (Kg/tan gỗ) 3 Cha nhám, đánh bóng 0,05 (Kg/m^) (Nguon: WHO, 1993)
Tại các công đoạn gia công tinh như chà nhám, đánh bóng, tải lượng bụi không lớn nhưng kích cỡ hạt bụi rất nhỏ, thường nằm trong khoảng từ (2+20) um, nén dé phat tán trong không khí Ngòai ra tại các công đọan khác như vận chuyên gỗ, lắp gép đều phát sinh bụi tuy nhiên mức độ không đáng kẻ
Thành phân và tính chất của bụi ở đây chủ yếu là bụi cơ học Đó là một hỗn hợp các hạt cellulose với kích thước thay đôi trong một phạm vi rất rong Cac loai bụi này, nhất thiết phải có thiết bị thu hồi và xử lý triệt để, nếu không sẽ gây ra một số tác động nhất định đến môi trường và sức khỏe con người
Bảng 2.2: Tải lượng ô nhiễm bụi và chất thải rắn
Kích thước Nguyên liệu sử Tải lượng ô nhiễm
bụi dụng trong năm (tan) trong nam (kg/nam)
Cua, tam say 4250 794,75
Trang 12CHUONG 2: CO SO LY THUYET VE PHUONG PHAP XU LY BUI 2.10 nhiém khong khí do bụi:
2.1.1 Dinh nghia:
Bui 1a tập hợp nhiều hạt, có kích thước nhỏ bé, tồn tại lâu trong không khí dưới
dang bụi bay, bụi lắng và các hệ khí dung nhiều pha gồm hơi, khoi,mu
Bụi bay có kích thước từ (0,001+10)um bao gồm tro, muội, khói và những hạt rắn được nghiền nhỏ, chuyên động theo kiểu Brao hoặc rơi xuống đất với vận tốc không đôi theo định luật stoke VỀ mặt sinh học, bụi này thường gây tôn thương nặng cho cơ
quan hô hấp, nhất là khi phổi nhiễm bụi thạch anh (Silicose) do hít thở phải không khí
có chứa bụi bloxit silic lâu ngày
Bụi lắng có khích thước lớn hơn 10m, thường rơi nhanh xuống đất theo định luật Newton với tốc độ tăng dần Về mặt sinh học, bụi này thường gây tôn hại cho da, mắt, gây nhiễm trùng, gây dị ứng
2.1.2 Phân loại bụi - _ Theo nguồn gốc:
Bụi hữu cơ như bụi tự nhiên ( bụi do động đất, núi lửa .)
Bụi thực vật (bụi gỗ, bông, bụi phẫn hoa ) Bụi động vật (len, lông, tóc )
Bụi nhân tạo (nhựa hóa học, cao su, cement ) Bụi kim loại (sắt, đồng, chì ) + + + + + +
Bụi hỗn hợp (do mài, đúc ) Theo kích thước hạt bụi:
Khi D > 10um: gọi là bụi;
Khi D = (0,01 + 0,1) um: goi la suong mu;
Khi D<0,1 um: gọi đó là khói
+
+
+
Với loại bụi có kích thước nhỏ hơn 0,1 wm (khói) khi hít thở phải không được g1ữ trong lại trong phế nang của phối, bụi từ (0,1 + 5) um ở lại phối chiếm (80 + 90)%, bụi tu (5 +10) im khi hít vào lại được đào thải ra khỏi phối, còn với bụi lớn hơn 10 um thường đọng lại ở mũi
- Theo tac hai:
Theo tác hại của bụi có thể phân ra:
+ Bụi nhiễm độc chung (chì, thủy ngân, benzen);
Trang 13+ Bụi gây dị ứng viêm mũi, hen, nổi ban (bụi bông, gai, phân hóa học, một số
tinh dầu gỗ );
+ Bụi gây ung thư (bụi quặng, crom, các chất phóng xạ ) + Bụi xơ hóa phối (thạch anh, quặng amiang
2.1.3 Tính chất hoá lý của bụi
Độ tin cậy và hiệu quả làm việc của hệ thông lọc bụi phụ thuộc đáng kê vào các
tính chất lý — hóa của bụi và các thông số của dòng khí mang bụi
Sau đây sẽ trình bày sơ lược các tính chất lý — hóa cơ bản của bụi ảnh hưởng đến
quá trình hoạt động của hệ thống lọc và là cơ sở để chọn thiết bị lọc
2.1.3.1 Mật độ
Mật độ đồ đồng (khác với mật độ thực) có tính đến các khe chứa không khí giữa
các hạt Mật độ đồ đống dùng để xác định thê tích bụi chiếm chỗ trong bunke chứa
bụi Khi tăng các hạt cùng kích thước mật độ đỗ đông giảm do thê tích tương đối của các lớp không khí tăng Khi nén chặt, mật độ đồ đồng tăng 1,2 + 1,5 lần (so với khí
mới đồ đồng)
Mật độ không thực là tỳ số khối lượng các hạt và thê tích mà hạt chiếm chỗ, bao gồm các lỗ nhỏ, các khe hồng và không đều Các hạt nguyên khối, phăng và các hạt
ban đầu có mật độ không thực trong thực tế trùng với mật độ thực Những hạt như thế
dễ lọc trong thiết bị lọc quán tính hơn so với thiết bị lọc lỗ rỗng do khối lượng bằng
khối lượng thực nên chúng ít bị tác dụng lôi kéo của không khí sạch thoát ra từ thiết bị
lọc Trái lại các hạt có mật độ không thực thấp dễ lọc trong các thiết bị lọc như ống vải, bằng vật liệu xốp vì chúng dễ bị nước hoặc vải lọc giữ lại
Mật độ không thực thường có trị số nhỏ hơn so với mật độ thực thường thấy ở bụi
có xu hướng đông tụ hay thiêu kết, ví đụ: mồ hóng, oxit của các kim loại màu 2.1.3.2 Tinh tan xa:
Kích thước hạt là thông số cơ bản của bụi, vì chọn thiết bị lọc chủ yếu dựa vào
thành phần tán xạ của bụi
Trang 14Thành phần tán xạ là hàm lượng tính bằng số lượng hay khối lượng các hạt thuộc nhóm kích thướng khác nhau
Kích thước hạt có thể được đặc trưng bằng vận tốc treo (vt, m/s) — là vận tốc rơi tự do của hạt trong không khí không chuyên động
2.1.3.3 Tính bám dính :
Tính bám đính của hạt xác định xu hướng kết đính của chúng Độ kết dính của hạt
tăng có thể làm cho thiết bị lọc bị nghẽn do sản phẩm lọc
Kích thước hạt càng nhỏ thì chúng cảng để bám vào bề mặt thiết bị Bụi có (60 +
70)% hạt có đường kính nhỏ hơn 10 um được coi như bụi kết đính (mặc dầu các hạt
kích thước lớn hơn 10 pm mang tính tản rời cao)
2.1.3.4 Tính mài mòn:
Tính mài mòn của bụi đặc trưng cho cường độ mài mòn kim loại ở vận tốc như
nhau cả khí và nông độ như nhau của bụi Nó phụ thuộc vào độ cứng, hình dạng, kích
thước và mật độ của hạt Tính mài mòn của bụi được tính đến khi chọn vận tốc của
khí, chiều dày của thiết bị và đường ống dẫn khí cũng như chọn vật liệu ốp của thiết
bị
2.1.3.5 Tính thắm:
Tính thấm nước có ảnh hưởng nhất định đến hiệu quả của thiết bị lọc kiểu ướt, đặc
biệt khi thiết bị làm việc có tuần hoàn Khi các hạt khó thấm tiếp xúc với bề mặt chất lỏng, chúng bị bề mặt chất lỏng bao bọc Ngược lại đối với các hạt dễ thắm chúng không bị nhúng chìm hay bao phủ bởi các hạt lỏng, mà nổi trên bề mặt nước Sau khi bề mặt chất lỏng bao bọc phần lớn các hạt, hiệu quả lọc giảm vì các hạt khi tiếp tục tới gần chất lỏng, do kết quả của sự va đập đàn hồi với các hạt được nhúng chìm trước đó,
chúng có thể bị đây trở lại dòng khí
Các hạt phẳng dễ thấm hơn so với các hạt có bề mặt không đều Sở đĩ như vậy là do các hạt có bề mặt không đều hầu hết được bao bọc bởi vỏ khí được hấp thụ cản trở
sự thắm
Theo đặc trưng thắm nước các vật liệu rắn chia thành 3 nhóm:
- _ Vật liệu lọc nước: dễ thâm nước (canxi, thạch cao, phân lớn silicat và khoáng
vật được oxi hóa, halogennua của kim loại kiềm);
- Vật liệu kị nước: khó thâm nước (grafit, than, lưu huỳnh);
- _ Vật liệu kị nước tuyệt đối (parafin, nhựa teflon, bitum)
Trang 152.1.3.6 Tính hút 4m va tính hòa tan:
Các tính chất này của bụi được xác định trước hết bởi thành phần hóa học của chúng cũng như kích thước, hình dạng và độ nhám của bề mặt các hạt bụi Nhờ tính hút âm và tính hòa tan mà bụi có thê được lọc trong các thiết bị lọc kiểu ướt
2.1.3.7 Suất điện trở của lớp bụi:
Suất điện trở của lớp bụi phụ thuộc vào tính chất của từng hạt riêng biệt (vào tính
dẫn điện bề mặt và bên trong, vào hình dạng và kích thước của hạt) cũng như cấu trúc của lớp và các thông số của dòng khí Nó ảnh hưởng đến hoạt động của thiết bị lọc bằng điện
Phụ thuộc vào suất điện trở bụi chia thành 3 nhóm như sau: 2.1.3.8 Tính mang điện:
Tính mang điện (còn gọi là tính được nạp điện) của bụi ảnh hưởng đến trạng thái của bụi trong đường ống và hiệu xuất của bụi (đối với thiết bị lọc bằng điện, thiết bị
lọc kiểu ướt ) Ngoài ra tính mang điện còn ảnh hưởng đến an toàn cháy nô và tính
dính bám của bụi
2.1.3.9 Tính cháy nỗ:
Bụi cháy được do bề mặt tiếp xúc với oxi trong không khí phát triển mạnh (1 m”/g)
có khả năng tự bốc cháy và tạo thành hỗn hợp nỗ với không khí Cường độ nỗ của bụi
phụ thuộc vào tính chất hóa học và tính chất nhiệt của bụi, vào kích thước và hình
dạng của các hạt, nồng độ của chúng trong không khí, vào độ âm và thành phần của
khí, kích thước và nhiệt độ của nguồn cháy và vào hàm lượng tương đối của bụi trơ
2.2 Các phương pháp xử lý bụi:
2.2.1 Xử lý bụi gỗ
e« _ Thiết bị thu hồi bụi khô
Thiết bị thu hồi bụi khô hoạt động dựa trên các cơ chế lắng khác nhau: trọng lực (các buông lăng bụi), quán tính (lăng bụi nhờ thay đổi hướng chuyển động của dòng khí hoặc nhờ vào vách ngăn) và ly tâm (các xiclon đơn, nhóm và tổ hợp, các thiết bị thu hồi bụi xoáy và động)
Các thiết bị thu hồi bụi nêu trên chế tạo và vận hành đơn giản, được áp dụng phổ
biến trong công nghiệp
Tuy nhiên hiệu quả thu bụi không phải lúc nào cũng đạt yêu cầu nên chúng thường
Trang 16a) Buồng lắng bụi
Nguyên lý hoạt động của thiết bị này là 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 chuyên động của dòng khí
và lực trọng trường Nếu lực tác động ngang nhỏ, hạt bụi có thê lắng đọng trên bề mặt của thiết bị lăng bụi Để đạt được điều đó, vận tốc chuyển động ngang của hạt bụi phải
nhỏ đồng thời kích thước buông lắng bụi phải lớn để thời gian lưu bụi càng lâu càng
tốt
Buông 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 đưới 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
Buông lắng bụi hoạt động có hiệu quả đối với các hạt có kích thước > 50 um, còn các hạt bụi có kích thước < 5um thì khả năng thu hồi bằng không
s* Uu điểm:
+ Chế tạo đơn giản
+ Chi phí vận hành và bảo trì thiết bị thấp
s% Nhược điểm:
+ Buông lắng bụi có kích thước lớn, chiếm nhiều diện tích
+ Hiệu suất không cao
Trang 17
3
c, Buéng nhiéu tang
Hình 2.2: Các dạng buông lăng bụi
1, Dong khi ban chứa bụi vào buồng a, Quỹ đạo chuyên động của bụi kích lang thước lớn và nặng
2, Khí sạch ra khỏi buồng lắng b, Quỹ đạo chuyên động của bụi có
3, Bụi thu hồi kích thước nhỏ và nhẹ
c, Quỹ đạo chuyển động của dòng khí
b) Thiết bị lắng quán tính:
Nguyên lý hoạt động: Khi đột ngột thay đổi chuyên hướng chuyên 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
Vận tốc của khí trong thiết bị khoảng 1 m/s, con & ống vào khoảng 10 m/s Hiéu quả xử lý của thiết bị này dạng này tù(65+80)% đối với các hạt bụi có kích thước (25+30 )um Trở lực của chúng trong khoảng (150390) N/m’ Khi sach Khi ban Khí bẩn Khí bẩn cap 1 | _ _ Khi sach NO e/ \» v
Bui Bui Bui
a, Có vách ngăn b, Với chỗ quay khí nhẵn c, Có chóp mở rộng
Trang 18Bui Nhập khí ngang hông Hình 2.3: Thiét bi lang bui quan tinh c) Thiết bị lá xách:
Các thiết bị này có dãy lá chắn hoặc các vòng chắn Khí đi qua mạng chan, déi
hướng đột ngột, các hạt bụi do quán tính chuyên động theo hướng cũ tách ra khỏi khí hoặc va đập vào các tắm phẳng nghiêng, lăng trên đó rồi rơi xuống dòng khí bụi Kết
quả khí được chia thành hai dòng: Dòng chứa bụi nồng độ cao (10% thẻ tích) được hút
qua xiclon đề tiếp tục xử lý, rồi sau đó được trộn với dòng đi qua các tấm chăn (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/nử Thiết bị lá xách được sử dụng
đề thu hồi bụi có kích thước trên 20um
Yếu điểm của lá xách là sự mài mòn các tâm chăn 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
Trang 19d) Xiclon:
Thiết bị xiclon được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp có hiệu quả cao khi kích thước hạt bụi > 5um Thu hồi bụi trong xiclon diễn ra dưới tác dụng của lực ly tâm
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 Ông khí ban vao thường có dạng
khối chữ nhật, được bố trí theo phương tiếp tuyến với thân xiclon Khí vào xiclon thực
hiện chuyển động xoắn ốc, dịch chuyên xuống đưới và hình thành dịng xốy ngồi
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 chuyên động lên trên hình thành dòng
xoăn trong Các hạt bụi văng đến thành, dịch chuyên xuống dưới nhờ lực đây 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
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 chỉ phí lớn, còn nhóm thứ hai có trở lực nhỏ nhưng thu hồi các hạt mịn kém hơn
Trong thực tế, người ta ứng dụng rộng rãi xiclon trụ và xiclon chớp (không có thân
trụ) Xiclon trụ thuộc nhóm nang suất cao, còn xiclon chóp thuộc nhóm hiệu quả cao
Đường kính xiclon trụ không lớn hơn 2000mm và xiclon chóp nhỏ hơn 3000mm
s* Uu điểm:
Không có phần chuyển động nên tăng độ bền của thiết bị
Có thể làm việc ở nhiệt độ cao (đến 500°C) Thu hồi bụi ở dạng khô
Trở lực hầu như cỗ định và không lớn (250-1500) N/m? 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 đôi nồng độ bụi + + + + + + + + + Chế tạo đơn giản >, “~ Nhược điểm:
Hiệu quả vận hành kém khi bụi có kích thước nhỏ hơn 5 um
Không thê thu hôi bụi kết dính
- Xiclon don
+
+
Trang 20bụi và yêu câu xử lý Dạng hình trụ có năng suât lớn, còn loại hình côn có hiệu suât lớn
- _ Xiclon tổ hợp
Xiclon tô hợp là một thiết bị lọc bụi gồm một số lượng lớn các đơn nguyên xiclon
mắc song song trong một vỏ có chung đường dẫn khí vào, khí ra, thùng chứa bụi
Trong xiclon tô hợp, việc tạo nên chuyển động quay của dòng khí trong thiết bị không phải đo dòng khí được đưa vào theo phương tiếp tuyến mà do các dụng cụ định hướng dạng chong chóng hoặc dạng hóa hồng đặt trong thiết bị Do vậy kích thước của xiclon tổ hợp nhỏ hơn kích thước của xiclon đơn có cùng công suất
Nguyên lý làm việc của xiclon tô hợp: Khi bụi đi vào ống nối và sau đó di vào hộp
phân phối, từ đó đi vào các không gian giữa vỏ đơn nguyên và ống xả Trong khoảng
không gian này có đặt các dụng cụ định hướng đề tạO SỰ chuyển động xoáy Bụi sau
khi tách đi qua lỗ tháo bụi và vào thùng chứa Khí sạch Khí sạch —— |_| ~<— Khi bui Bui Bui a) xiclon don b) xIclon nhóm Hinh 2.5: Xiclon e) Thiết bị thu hồi bụi xoáy:
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
Nguyên lý hoạt động: Khí nhiễm bụi được cho vào từ dưới, được xoáy nhờ cánh
Trang 21ra 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, đây chúng vào
khoảng không gian vành khăn giữa các ông Không gian vành khăn chung quanh ống vào được trang bị vòng đệm chắn đề bụi không quay trở lại thiết bị
%* Ưu điểm của thiết bị thu hồi bụi xoáy so với xiclon là:
+ Hiệu quả thu hồi bụi phân tán cao hơn Bè mặt trong của thiết bị không bị mài mòn
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 riêng bụi bằng cách thay đổi lượng khí thứ cap , ~~ Nhược điểm: Cần có cơ cấu thôi khí phụ trợ Vận hành phức tạp
Lượng khí qua thiết bị lớn
Thiết bị thu hôi bụi kiểu động:
+
+
+
Quá trình xử lý bụi trong thiết bị này được thực hiện nhờ lực ly tâm và lực cor1olIt, 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 là: gọn, lượng
kim loại nhỏ, kết hợp máy hút bụi và xiclon vào cùng một thiết bị Tuy nhiên, chúng
có nhiều nhược điểm như: 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 < 10um kém và chế tạo phức tạp
e Thiết bị lọc bụi bằng phương pháp ướt:
Quá trình thu hồi bụi theo phương pháp ướt dựa trên sự tiếp xúc của dòng khí bụi với chất lỏng, được thực hiện bằng các biện pháp cơ bản sau:
+ Dòng khí bụi ổi vào thiết bị và được rửa bằng chất lỏng Các hạt bụi được tách
ra khỏi khí nhờ va chạm với các giọt nước
+ Chất lỏng tưới ướt bề mặt làm việc của thiết bị, còn dòng khí tiếp xúc với bề
mặt này Các hạt bụi bị hút bởi màng nước và tách ra khỏi dòng khí
+ Dòng khí bụi được sục vào nước và bị chia ra thành các bọt khí Các hạt bụi bị
dính ướt và loại ra khỏi khí
Trang 22thiệt bị thu hôi bụi ướt tôn tại các dạng bê mặt khác nhau, do đó bụi được thu hôi theo
nhiêu cơ chê khác nhau Thiết bi lọc bụi ướt có các ưu điệm và nhược điềm so với các thiết bị dạng khác như sau:
% Uu điểm:
Hiệu quả thu hồi bụi cao;
Có thể ứng dụng đề thu hồi bụi có kích thước đến 0,1m; Có thể sử dụng khi nhiệt độ và độ âm cao;
Nguy hiểm cháy, nỗ thấp nhất;
Cùng với bị có thể thu hồi hơi và khí Nhược diém: + + + + + «, s + Bụi thu được ở dạng cặn do đó phải xử lý nước thải, làm tăng giá quá trình xử lý; + Các giọt lỏng có khả năng bị cuỗn theo khí và cùng với bụi lắng trong ống dẫn và máy hút; + Trong trường hợp khí có tính ăn mòn cần phải bảo vệ thiết bị và đường ống bằng vật liệu chống ăn mòn
Chất lỏng tưới thiết bị thường là nước Khi kết hợp quá trình thu hồi bụi với xử lý
hóa học, chất lỏng được chọn theo quá trình hấp thụ
2.2.2 Xử lý khí
2.2.2.1 Buông rửa khí:
Các buông rửa khí được chế tạo bằng kim loại, bêtông và gạch đá
Trong buông bố trí các dãy mũi phun để phun nước vào dòng khí chứa bụi chuyển động qua buông Để tăng hiệu suất lọc bụi, trong buông có thê bố trí các tắm chăn, các tâm đục lỗ hoặc tưới Cuối buồng rửa có bộ phận tách nước Vận tốc chuyên động của khí trong buồng khoảng 1,5-2,5 m⁄s Thời gian lưu khí <3s Lượng nước phun 0,2-
1,041/mẺ
2.2.2.2 Thiết bị rửa khí trần:
Thiết bị rửa khí trần là tháp đứng, thường là hình trụ mà trong đó có sự tiếp xúc
giữa khí và các giọt lỏng (được tạo ra bởi các vòi phun) Theo hướng chuyền động của
khí và lỏng, tháp trần chia ra ngược chiêu, cùng chiều và tưới ngang
Tháp trần đạt hiệu quả xử lý cao đối với hạt bụi có d > 10um và kém hiệu quả khi
bụi có d< 5 um
Trang 23Vận tốc dòng khí trong thiết bị thường trong khoảng (0,6+1,2) m⁄s đối với thiết bị không có bộ tách giọt và khoảng (5+8) m⁄s đối với thiết bị có bộ tách giọt Trở lực của
tháp trần không có bộ tách giọt và lưới phân phối khí thường không quá 250N/m Chiều cao tháp (H) vào khoảng 2,5 lần đường kính (D) Lượng nước sử dụng được
chọn vào khoảng (0,5+8)l/m” khí 2.2.2.3 Thiết bị rửa khí đệm:
Tháp rửa khí đệm là tháp với lớp đệm đồ đống hoặc được sắp xếp theo trật tự xác
định Chúng được ứng dụng để thu hồi bụi dễ đính ướt, nhưng với nồng độ không cao
và khi kết hợp với quá trình hấp thụ do lớp đệm hay bị bịt kín nên loại thiết bị này ít
được sử dụng Ngoài tháp ngược chiều, trên thực tế người ta còn ứng dụng thiết bị rửa khí với sự tưới ngang
Để đảm bảo độ dính ướt của bề mặt lớp đệm, chúng thường được đề nghiêng 7+100 về hướng dòng khí, lưu lượng lỏng (0,15+0,51) l/m” Khi nồng độ bụi ban đầu đến 10-
12 g/m’, trở lực 160-100 Pa/m đệm, vận tốc khí trong thiết bị ngược chiều khoảng
(1,5+2,0)m/s, còn lưu lượng nước tưới khoảng (1,3+2,16)1/mỶ
Hiệu quả xử lý bụi phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: cường độ tưới, nồng độ bụi, độ phân tán Hiệu quả thu hồi bụi có kích thước d > 2um trên 90% Thực tế hạt có kích thước (2+5)um được thu hồi 70% còn hạt lớn hơn (80+90)%
Trở lực tháp đệm phụ thuộc dạng vật liệu đệm và điều kiện làm việc, có thê lên tới
1500N/m?
2.2.2.4 Thiét bi sui bot:
Phô biến nhất là thiết bị sủi bọt với đãi chảy sụt và đĩa chảy qua Đĩa chảy sụt có
thể là đĩa lỗ, đĩa rãnh Bụi được thu hồi bởi lớp bọt được hình thành do tương tác của
khí và lỏng Quá trình thu hồi bụi trong thiết bị sủi bọt diễn ra trong các giai đoạn sau:
+ Thu hồi bụi trong không gian đưới lưới do lực quán tính, được hình thành do
dòng khí thay đôi hướng chuyên động khi đi qua đĩa Hiệu quả của giai đoạn này chỉ
lớn đối với bụi thô đường kính > 10um
+ Lắng bụi từ tia khí, hình thành bởi các lỗ hoặc khe hở của đĩa với vận tốc cao
đập vào lớp chất lỏng trên đĩa (cơ chế va đập)
+ Lắng bụi trên bề mặt trong của các bợt khí theo cơ chế quán tính rối
Trang 24Thiết bị sủi bợt có ưu điểm là hiệu quả thu hồi bụi cao đối với hạt có kích thước lớn hơn 2um và trở lực không lớn hơn (300~1000)N/m? Tuy nhiên, nó còn tồn tại các yếu diém sau: + Hạt có kích thước nhỏ hon 2um không được thu hồi hoàn toàn; + Cần có bộ phận tách giọt lỏng: + Không cho phép lưu lượng khí dao động lớn vì như vậy sẽ phá vỡ chế độ tạo bọt;
+ Không cho phép nông độ bụi trong khí dao động lớn vì có thể làm bắn đĩa 2.2.2.5 Thiết bị rửa khí va đập quán tính:
Trong các thiết bị nay, su tiép xúc của khí với nước được thực hiện do sự va đập
của dòng khí lên bề mặt chất lỏng và do sự thay đôi hướng đột ngột của dòng khí Kết quả của sự va đập là các giọt lỏng đường kính (300-400)um được tạo thành, làm gia tăng quá trình lắng bụi
Đối với thiết bị dạng này, mực nước cô định đóng vai trò quan trọng Sự thay đôi
nhỏ của mực nước cũng cơ thể làm giảm hiệu quả thu hồi bụi hoặc làm tăng trở lực
của thiết bị Hiệu quả của thiết bị thu hồi va đập quán tính đến 99,5% đối với các hạt bụi có kích thước lớn hơn 3um
2.2.2.6 Thiết bị rửa khí ly tâm:
Thu hồi bụi trong thiết bị rửa khí ly tâm diễn ra dưới tác dụng của hai lực: lực ly
tâm và lực quán tính Hiệu quả thu hồi bụi có kích thước (2+5)um đạt 90%
Các thiết bị rửa khí ly tâm được ứng dụng trong thực tế, theo kết cấu có thể chia làm hai dạng:
+ Thiết bị, trong đó dòng xoáy được thực hiện nhờ cánh quạt quay đặt ở trung tâm
+ Thiết bị với ống khí vào theo phương tiếp tuyến Nước rửa khí chảy qua vời
phun ở trung tâm và chảy thành màng trên thành thiết bị
Đặc điểm của thiết bị này là chất lỏng ít bị cuốn theo khí vì lực ly tâm làm lắng các
giọt lỏng trên thành thiết bị
2.2.2.7 Thiết bị rửa khí vận tốc cao (thiết bị rửa khí Venturi):
Đề làm sạch khí khỏi bụi có kích thước (1+2) um và nhỏ hơn, người ta ứng dụng
chủ yêu các thiệt bị rửa khí có vận tôc lớn
Trang 25Nguyên lý hoạt động: dòng khí bụi chuyển động với vận tốc (70+150)m/s đập vỡ nước thành các giọt cực nhỏ Độ xoáy rỗi cao của dòng khí và vận tốc tương đối giữa bụi và giọt lỏng lớn thúc đây quá trình lắng bụi trên các giọt lỏng
Loại thiết bị này dễ bị tắc khi bụi bám dày các khâu đệm Nó được sử dụng nhiều
khi dùng lọc bụi thấm ướt tốt và đặc biệt trong các trường hợp lọc bụi kèm theo làm nguội và hấp thụ khí
Trang 26CHUONG 3: TINH TOAN THIET KE THET BI XU LY 0 NHIEM KHONG KHI TRONG NHA MAY CHE BIEN GO
3.1 Lựa chọn và thuyết minh công nghệ:
3.1.1 Lựa chọn phương án xử lý:
- _ Việc lựa chọn phương pháp tối ưu là một vấn đề hết sức quan trọng trong việc giải quyết ô nhiễm môi trường không khí nói chung và bụi nói riêng Làm thế nào vừa giảm được nồng độ bụi xuống mức thấp nhất đưới mức tiêu chuẩn cho phép, mà lại
vừa có hiệu qủa kinh tế cao, phù hợp với điều kiện của nhà máy
- _ Phương pháp lựa chọn sẽ dựa trên những nguyên tắc cơ bản sau:
Thiết bị phù hợp với thành phần, nồng độ và tính chất của hạt bụi
Hiệu quả đạt yêu cầu Dễ dàng lắp đặt, thi công
+
+
+
Đạt yêu cầu về mặt kinh tế trong giai đoạn hiện nay Phù hợp với các yêu câu khách quan khác
Qua khảo sát về tính chất của hạt bụi, cũng như các yếu tố như mặt bằng nhà
máy ta đưa ra phương án xử lý bụi gỗ của nhà máy chê biên gỗ như sau :
Do bụi cần xử lý ở đây là bụi gỗ và ta cần thu hồi bụi gỗ này để làm nguyên nhiên liệu cho các công đoạn sản xuất khác như sản xuất ván ép, làm chất đốt cho các lò sấy Mặt khác, do có lẫn cả bụi tỉnh và bụi thô Chính vì vậy ta chọn phương pháp xử lý bụi ở đây là phương pháp khô, và sơ đồ công nghệ được chọn như hình 3.1: BUI > CHUP HUT à Á XICLON < ONG DAN Vv
THAP HAP THU > QUAT HUT
Trang 273.1.2 Thuyết mỉnh qui trình công nghệ
Bụi được thu gom ngay tại vị trí phát sinh thông qua các chụp hút bố trí trên các
máy công cụ Các chụp hút được nối vào hệ thống ống dẫn, dưới tác dụng của lực hút
ly tâm bụi được dẫn theo hệ thống đường ống vào xIclon Tại xiclon dưới tác dụng của
lực ly tâm các hạt bụi có kích thước lớn sẽ tách khỏi dòng khí và lắng xuống vào phếu
chứa, lượng bụi tỉnh và khí thải còn lại sẽ theo dòng khí qua thiết bị tháp hấp thụ Ở
thiết bị tháp hấp thụ , khí thải được hấp thụ với hiệu suất khá cao, khí sau khi qua thiết
bị tháp hấp thụ được dẫn ra ống thải và được thải ra ngồi khơng khí 3.2 Yêu cầu:
a) Khí thải sau khi đi qua hệ thống xử lý phải đạt tiêu chuẩn về xả thải, nồng độ
bụi và khí ra phải nhỏ hơn nồng độ cho phép dựa vào Quy chuẩn Việt nam 19-2009 về
Bụi và các chất vô cơ để làm mốc so sánh
b) Thiết kế hệ thống phải đảm bảo tiết kiệm tối ưu về kinh tế, đảm bảo thích hợp
với môi trường và khí hậu Việt nam
3.3 Các thông số cần thiết cho Tính toán & Thiết kế: - Lưu lượng khí vào xiclon L= 650 m’/h =0.18 m’/s
Trang 283.4 Sơ đồ nguyên lý của các thiết bị: 3.4.1 Sơ đồ nguyên lý của xiclon: ầ + 43 > dl XS Ong dan khi thai ra FT ) = hình trụ AX a On g dan khi thai lần bụi vảo H, H, Thần hình nôn Cửa ra bụi
Hình 3.2: Cau tao thiết bi xiclon
- Cyclon 1a thiết bị hình trụ tròn có miệng dẫn khí vào ở phía trên Không khí vào
cyclon sẽ chảy xoáy theo đường xoắn ốc dọc bề mặt trong của vỏ hình trụ Xuống tới phân phễu, dòng khí sẽ chuyên động ngược lên trên theo đường xoắn ốc và qua ống tâm thốt ra ngồi
Trang 29- _ Nguyên lý hấp thụ của tháp hấp thụ: cho không khí lẫn khí thải đi vào tháp hấp
thụ từ đưới lên, chất lỏng được phun từ trên xuống Tại đây, khí thải được va đập với
chất lỏng và chất lỏng sẽ hấp thụ chất ô nhiễm trong khí thải Thường người ta thêm
vật liệu đệm vào trong tháp hấp thụ (tháp đệm) để tăng diện tích tiếp xúc giữa pha lỏng
và pha khí Hiệu quả xử lý sẽ cao hơn Chất lỏng có thể là nước, dung dịch chất hoá
học
3.5 Tính toán thiết bị xử lý: 3.5.1 Tinh toán xiclon:
- _ Khối lượng riêng của hạt bụi là: ø = 1200 kg⁄m” oA „ 4 " > ` L 2 - _ Diện tích tiêt diện ngang của xiclon: F= ww [m* ] 'q Trong đó: F: diện tích tiết diện ngang của xiclon [ mm] L: lưu lượng dòng khí (m”/⁄s) Wp: tốc độ quy ước, thường chọn wạ = 2,2 + 2,5 m/s Chọn wạ = 2,5 m/s 0,18 = 0,07 m° 2,5 F= - Duong kinh xiclon L 650 Taco D= J 0,785 w, ~ 4/0,785 *2.5x3600 — 0,3 m - Tôc độ thực tê của khí trong xiclon Tốc độ thực tê L U,18 1? - = = : 0,785 xN x D2 0.785 x 1 x0,32 = 2.55 m/s
Với N là số xiclon đơn nguyên — chọn N=7 - _ Độ sai biệt so với tốc độ tối ưu
dv (wpr— vy) x 100% _— (2,55- 2,5 }x 100%
=2%~= 15%
Pry Pry 2,5
Vi, = 2,55 m/s dat yéu cau
3.5.1.1 Các kích thước chỉ tiết của xiclon:
Trang 30T 2:D L 650 03 : = %[|——~_ c= ————-_ m aco 0,785 x Wa 0,785 * 2.5 x 3600 ?
L: lưu lượng dòng khí [m”/s]
“ tốc độ quy ước, thường chọn wạ = 2,2 + 2,5 m/s Chon wy = 2,5 m/s
* Đường kính của ống thoát khí ra:
dị =2? =2X% 7
650
d,=2x |——~— -012m 3,14 x #4 x 3600
Trong đó: - L: lượng khí đi vào xiclon zm”⁄
- w, =4+8 m/s : toc dO khira khdi xiclon, chon w, =4 m/s
* Ong dan khi vao dat tiép tuyén voi thành thiết bị và mặt cắt có dạng hình chữ
nhật chiều cao h và chiều rộng b tỉ số thường lấy là & k=hib=(2+4) Do đó * Chiều cao cửa vào L 650 k.wy (m) = 2x18 3600 h = - 0,07 m=0.1 m w, (mm/s) : Van téc khi vao xiclon, thong lay w, =18+20 m/s Chon w,= 18 m/s Chon k = 2 Từ đó ta có VÀ CA › ` h 0,2
* Chiêu rộng cửa vào: b=_~ 7= —=0,05m Š k 2
- Tính toán xiclon theo phương pháp chọn, dựa vào đường kính thân xIclon ta có:
e Chiều dài ống dan khi vao: 1 =0,6D =0,6 x 500 = 300mm se Chiều cao ống tâm có mặt bích: A, =1,74D =1,74x500 =870 mm
Trang 31e - Chiều cao phan hinh tru: „ =2,2672 =2,26x500=1130 mưn
e _ Chiều cao phân thân hình nón: #4 = 2D = 2x 500 = 1000 mưn
e - Chiều cao phần bên ngoài éng tam: h, = 0,3D = 0,3 500 =150 mm
e Chiéu cao thiét bi xiclon: H =4,56D = 4,56 500 = 2280 mm
e Duong kinh trong cua cua thdéo bu: d, =0,3+0,4D =150+200 mm e Chon d, = 200 (mm) e Khoảng cách tử tận cùng xiclon đến mặt bích: h, =0,24+0,32D =120+160 mm Chon hs = 150 mm Góc nghiêng giữa nắp và ống vào: œ =15” se Hệ số trở lực c=105
3.5.1.2 Xác định đường kính giới hạn của hạt bụi:
- Duong kính giới hạn của hạt bụi được tính theo công thức 4,5 XE, do ~~ T3 x py (rg? -— ry?) 8 2 2 x n? xl 2 Trong đó Šo: đường kính giới hạn của hạt bụi [m] u: hệ số nhớt động học của bụi 1 =H (chiéu cao thiết bị) 3 387 (273+ t\2 H = Hoe % 387+ ( 273 ) 387 (2 +35 y" 387435 \ 273 = 17,17.10-* x = 18,87.10-°Pa.s TY: bán kính thân xIclon, r¿ = D/2 = 0,25 m r¡: bán kính ống thoát khí sạch, r¡ = dị/2 = 0,175 m
pp: khối lượng riêng của bụi, pụ = 1200 &kg⁄n”
Vg: van tôc của khí ở ông dân vào xIclon
L 2000
Trang 32n: sô vòng quay của dòng khí bên trong xIclon 0,7 XUg 0,7 x13.8 ` n= mryt+r.) = 3,14 (0,175 +0,25) = 7,3 vong/s Thay các sô liệu vào ta có: 4,5 x HE 15 Ổn = 3 2 = ln (2) mn? * pp (T22 T— 7,2) K n? xl Tt | 4,5 x 18,87 10-© x 2000 ( oe ) n 3,143 x 1200(0,252 — 0,1752) x 7.32 x 2.28 x 3600 0,175 = 1410°° (m)=14um 3.5.1.3 Hiéu qua loc theo cỡ hạt của xiclon: 1 — exp (a5* xp tab") x 100% Tự) — 1— exp(œõạ” ) VớI: ea Pb „2 Tế ~ TL” 9 pu L 4 3 1200 2 (0,25ˆ — 0,1752)3600 Œ—= —-—>3,l4” x———————— x j.3" X 2.2D % 18,87.10~%® 2000 = —6.1 x10" Trong do
l: chiều cao làm việc của xiclon, l = H = 2.28 m
L: lưu lượng làm việc của xIclon, 2000 m/h
Két quả tính toán hiệu quả lọc theo cỡ hạt TỊa; thể hiện trong bảng sau
Trang 33
Bang 3.2: Hiệu quả lọc theo cổ hạt Tịcs Đường kính hạt bụi 5 10 15 20 > 5, m 10° | 10° | 10° | 10” | 20.107 ' (a8?) 0, 0,7 0,9 0,9 mẽ 3 5 6 96 1-exp(a57) 0,94 % 3 80 0 0 100 đa» 2 1.9 0 0
3.5.1.4 Hiệu quả lọc theo khối lượng của hệ thống:
Bang 3.3: Bảng phân cấp cỡ hạt ban đầu của hạt bụi Đường kính cỡ 5- 10— 15- Tổn <5 >20 hat 6, wm 10 15 20 g Phân trăm khôi 3,1 10,5 15,1 19,6 51,7 100 lượng % Lượng bụi trong 1 mỶ khí 18.6 63 90.6 117.6 310.2 600 thải,mg/m” Hiệu quả lọc theo cỡ hạt H% ‹ 31.9 58.1 94.5 100 100 - lây trung bình theo cỡ hạt Luong bui con
Trang 34hối lượng riêng của khí thải ở 35°C: 0, = 1.108 x 273 + 35 = 0.98 kg/m* hối lượng riêng của hỗn hợp khí thai 6 35°C: Dnn = Poi + (1 — yy) py Với: i= a [%] Pak -C, = 600 mg/m? -0, = 0.98 kg /m°
Ta lap duoc phuong trinh sau: Din — py X Pun — Cy X (p, — p,) = 0 Thay vào ta được Ø„„ = 1.47g /nÌ
e© Lượng hệ khí vao xiclonG, = p;;, X Lụ„, = 1.47 x 650 = 955.5 kø/h [1]
Trong đó:
Dạ: khối lượng riêng của hỗn hợp khí thải, [ kg/m”)
Lạn: lưu lượng khí vào xiclon, [ zm”⁄% ]
Trang 35= 0.8 kq/h - - Lưu lượng hệ khí đi ra xiclon — Œy 955.1 — 3 Q, = 5 = Tay = 649.7 1m /h - _ Năng suất xiclon theo lượng khí sạch hoàn toàn — Œ — 9847 — 3 Q; = = Tịg = 974 mÌ/h - Khối lượng bụi thu được ở xiclon trong 1 ngày ( làm vệc 16 giờ/ngày đêm) m = 0.8 x 16 = 12.8 kq ngay
- _ Thể tích bụi thu được ở xiclon trong 1 ngày
Tổn thất áp suất trong xiclon:
- Trở lực của xiclon được xác định theo công thúc: w - , z AP = ex “2 = 105 x ==" = 482 N/m? © 49.3 Kg/m? 3.6 TINH THAP DEM: Poco = 1.25 ở 0C, 1 atm Pco = 1.108 & 35°C, 1 atm Py, = 808 kg/m”
Lưu lượng khí thai : Q = 650 m*/h = 10.83 m”/min
Trang 362 Hés6 Henry (tra bang): H = 40000 mmHg = 52.6 zr g xmol
Theo định luật Hemry : 1 ¥,=H x X, => X, =F = sag 7 0.00004 3 Ty 1é tối thiểu pha lỏng — khí là : ¥, -¥ == x (X, —% ) tr —— Gm ÄX¿—Xạ — 000004 = 27.5
4 Tính toán yêu cầu tốc độ tôi thiểu của dòng chay V2 long :
Chuyên đổi từ mỶ -> gmol 0°C, 101.3 Pa có 0.0224 m”/gmol 308 35°C = 0.0224 X — = 0.025 m’/gmol Œ„, =10.83 ( m”/min )/0.025 = 433.2 gmol/min “m 975 Gm, =>> Lự = G„, < 27.5 = 433.2 x 27.5 = 11913 gmol/min = 11.913 kgmol/min
Khối lượng Nitơ long :
Lự = 11.913 kgmol/min x 28 kg/kgmol = 333.6 kg/min
5 Độ dốc làm việc gấp 1.5 lần ( thông số kinh nghiệm)
"= 97.5 x 1.5 =41.25
- _ Tính kích thước tháp hấp thụ :
Chuyên đổi lưu lượng khí :
G = 0.4332 kgmol/min x 29 kg/kgmol = 12.6 kg/min
Điều chỉnh dòng Nitơ lỏng tối thiểu 1.5 lần
L = 1.5 x 333.6 = 500.4 kg/mmn
Khối lượng riêng của Nitơ và không khí ở 35C
Trang 37
p¡ = 808 kg/m” 0„ = 1.108 kg/m” - - Tính toán dòng ngang : L Pe 0.5 _ 500.4 1.108 05 _ (2)XŒ) =2 ,)XŒ ng) =147
2 Tiến hành đến điểm ngập lụt từ 1.47 Tra bảng biểu đồ quan hệ giữa độ giảm áp
Trang 380.5 -_ Pressure drop, m H,O/m packing (in H,O/ft packing) 0.2 ~ "5m 9808/1 0) + — p——0.0416(0.5) ch 0.05 a ` Py — | 2, 9.0208(0.25) 0.02 — —- ACRES — `Ã 0.01 = = 0.005 f= 9.00416(0 05) at 0.002 Ƒ— 0.001 ] [ | j L 001 0.02 0.05 01 02 0.5 1 2 5 10 L ( Qs ” Liượn — | —= (dimensionless) G \@, Bảng tra E
Po: Khối lượng riêng CO, kg/m*
ø, : Khối lượng riêng Nitơ lỏng, kg/mÏ øg=09.81 m⁄sf
F : Hệ số nhồi vật liệu
Đối với vật liệu hình yên ngựa có đường kính 2in : F = 40 ft”/fẺ = 131 m'/m” tu, : Độ nhớt chất lỏng ( = 0.00002 Pas đối với Nitơ lỏng )
Trang 403.7 Chọn quạt hút:
Ta chọn quạt hút TOMECO - IPFE - 060
- _ Hiệu suất của quạt Nq = /0%
- _ SỐ vòng quay của quạt: n = 960 vòng/phúi - _ Công suất của máy quạt G, x APyr X 9,81 x 10* 955.5 x 49.3 x 9.81 x 10! Nạ = 3600 x 1000 x n = 3600 x 1000 x 0.9315 = 14KW = 1.03 Hp Trong do
G,: luu luong khf thai, m’/s
3.8 Tinh toan cac thiét bi phụ trợ:
3.8.1 Ong dan khi vao thap:
>_ Vận tốc khí vào tháp nằm trong khoảng 4 — 15 m⁄s (theo bảng II.2 trang 370 số tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất tập ]) >_ Chọn ống dẫn khí vào tháp có đường kính dị = 300 mm >_ Vận tôc khí vào tháp: 4x0 4x650 v= = mxd? 3,14x3600x0,3?
3.8.2 Ong dan khi ra thap:
>_ Lấy đường kính ống dẫn khí ra tháp bằng với ống dẫn khí vào tháp: đ; = d; = 300 mm
3.8.3 Óng dẫn dung môi vào tháp:
> Vận tốc chất lỏng chảy vào tháp trong khoảng 0,1 + 0,5 m/s (theo bang II.2
trang 370 số tay quá trình và thiết bi công nghệ hóa chất tập 1)
= 2.56 (m/s)
> Chon 6ng dẫn dung môi vào tháp có đường kinh d; = 300 mm
aia pb 20016 kg/h _ 3
> Lưu lượng Nio lỏng : bự, 2 — 808kpg/mề 24.8mˆ/h > Vận tôc dung môi vào tháp
4 xL 4x24.8
v= mxd2 = 3,14x3600x0,3% = 0,1 (m/s) ` (m/s)
> Ong dẫn dung môi từ bể chứa lên bổn cao vị trong khoảng 1,5 + 2,5 m/s (theo
bảng II.2 trang 370 số tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất tập1),với lưu lượng
nước bằng với lưu lượng nước từ bồn cao vị vào tháp, L = 24.8 m”h > Chọn dường ống dẫn nước có đường kính:
da = 75 mm