Hệ thống lọc bụi tĩnh điện doc

BIỆN PHÁP XỬ LÝ BỤI BẰNG PHƯƠNG PHÁP TĨNH ĐIỆN Lọc bụi tĩnh điện là hệ thống lọc bỏ các hạt bụi có kích thước nhỏ khỏi dòng không khí chảy qua buồng lọc, trên nguyên lý ion hoá và tách b

I/KHÁI NIỆM

1.Các khái niệm chung về bụi

Các phần tử chất rắn thể rời rạc (vụn) dưới tác dụng của các dòng khí hoặc không khí, chúng chuyển thành trạng thái lơ lửng và trong những điều kiện nhất định chúng tạo thành thứ vật chất mà người ta gọi là bụi

Bụi gồm hai pha: pha khí và pha rắn rời rạc

Hạt Bụi có kích thước từ nguyên tử đến nhìn thấy được bằng mắt thường, có khả năng tồn tại ở dạng lơ lửng trong thời gian dài ngắn khác nhau

2 Phân loại bụi

+ theo nguồn gốc

- Bụi tự nhiên (bụi do động đất, núi lửa )

-Bụi thực vật (như bụi gỗ, bông, bụi phấn hoa ), bụi động vật (len, lông, tóc ) -Bụi nhân tạo (nhựa hoá học, cao su, cement )

-Bụi kim loại (Sắt, đồng, chì )

-Bụi hỗn hợp (do mài, đúc )

+ theo kích thước hạt bụi

-Bụi thô, cát bụi: gồm từ các hạt bụi, chất rắn có kích thước hạt lớn hơn 75 -Bụi: các hạt chất rắn có kích thước nhỏ hơn bụi thô (5-75 ) được hình thành

từ các quá trình cơ khí như nghiền, tán, đập

-Bụi hô hấp là những hạt bụi có kích thước nhỏ hơn 10 chúng có thể thâm nhập sâu vào tận phổi trong quá trình hô hấp

II THỰC TRẠNG Ô NHIỄM BỤI Ở VIỆT NAM

Theo các chuyên gia, một trong những nguyên nhân cơ bản dẫn đến tình trạng ô nhiễm môi trường là sự bố trí công nghiệp chưa hợp lý Ngoài ra, tình trạng cơ sở hạ tầng còn nhiều bất cập, đã dẫn đến tình trạng quá tải, ùn tắc giao thông Đặc biệt, còn nhiều phương tiện cũ nát lưu hành trên đường, dẫn đến tình trạng khói, bụi gây ô nhiễm môi trường ngày một nghiêm trọng

Điều này dấy lên thực trạng đáng lo ngại rằng, người dân Hà Nội đang sống trong hiểm hoạ ô nhiễm, tỷ lệ bụi phế thải, bụi sinh hoạt trong khu vực nội thành luôn vượt ngưỡng cho phép Sự ô nhiễm này có ảnh hưởng lớn đến sức khỏe của người dân thủ

đô, đặc biệt là nguy cơ mắc các chứng bệnh mãn tính về tai, mũi họng, viêm mũi dị ứng, hen phế quản, viêm phổi…

Lâu nay, nhiều hộ dân trên khu vực Láng Hạ không dám mở cửa nhà mình chỉ vì tình trạng bụi bặm đang tràn ngập ở đây do tuyến đường này đang thi công Nhà nào không trang bị rèm che, cửa kính thì suốt ngày phải ăn, ở, sinh hoạt với bụi Có việc phải ra ngoài, để tự bảo vệ sức khỏe, ai nấy nào kính, khẩu trang che kín mặt mũi, rồi mới dám bước ra khỏi nhà

Nhiều tuyến phố ngập chìm trong bụi

Tình trạng ô nhiễm bụi cũng diễn ra phổ biến trên nhiều tuyến đường như Nguyễn Trãi, Khuất Duy Tiến, Phạm Hùng, Phạm Văn Đồng, Nam - Thăng Long, Tam Trinh, Yên Sở, Giải Phóng… Do đặc thù của những tuyến đường này vốn là những tuyến đường Vành đai, nên hàng ngày những tuyến xe liên tỉnh, những xe “công trường” chạy vào nội thành Vốn đã không được chùi rửa, che chắn cẩn thận nên nhiều xe khi lưu thông vô tư xả đất cát, vật liệu ra đường khiến thủ đô ngày một chìm sâu trong bụi

Thực tế, thành phố Hà Nội đã có quy định các xe chở vật liệu rời khi lưu thông thùng

xe phải kín, khít; lốp, gầm xe, thùng xe bên ngoài phải được rửa sạch trước khi lưu thông; không được xếp, đổ cao quá thành thùng xe đảm bảo vật liệu rời không rơi vãi, gây bụi bẩn ra đường phố Trạm rửa xe chống bụi tại các khu vực cửa khẩu là một trong những biện pháp làm giảm bụi trong lĩnh vực xây dựng song thực tế không phát huy tác dụng, việc làm sạch đất cát, bụi trên xe chỉ dừng lại ở mức qua loa, làm cho có

Trước thực trạng này, thiết nghĩ cần có sự vào cuộc một cách mạnh mẽ hơn nữa của các cơ quan chức năng để đưa Hà Nội thực sự trở thành một thủ đô “xanh, sạch, đẹp”

Bụi đang là vấn đề nhức nhối đối với xã hội

III TÁC HẠI CỦA BỤI

- Thành phần hóa học, thời gian tiếp xúc là các yếu tố ảnh hưởng đến các cơ quan nội tạng

- Mức độ bụi trong bộ máy hô hấp phụ thuộc vào kích thước, hình dạng, mật độ hạt bụi và cá nhân từng người

- Bụi vào phổi gây kích thích cơ học, xơ hóa phổi dẫn đến các bệnh về hô hấp như khó thở, ho và khạc đờm, ho ra máu, đau ngực …

- TCVN 2005 qui định bụi tổng cộng trong không khí xung quanh 0,5 mg/m3

- Bụi đất đá không gây ra các phản ứng phụ: tính trõ, không có tính gây độc Kích thước lớn (bụi thô), nặng, ít có khả năng đi vào phế nang phổi, ít ảnh hưởng đến sức khỏe

- Bụi than: thành phần chủ yếu là hydrocacbon đa vòng (VD: 3,4-benzenpyrene), có độc tính cao, có khả năng gây ung thư, phần lớn bụi than có kích thước lớn hơn 5 micromet bị các dịch nhầy ở các tuyến phế quản và các lông giữ lại Chỉ có các hạt bụi

có kích thước nhỏ hơn 5 mm vào được phế nang

IV BIỆN PHÁP XỬ LÝ BỤI BẰNG PHƯƠNG PHÁP TĨNH ĐIỆN

Lọc bụi tĩnh điện là hệ thống lọc bỏ các hạt bụi có kích thước nhỏ khỏi dòng không khí chảy qua buồng lọc, trên nguyên lý ion hoá và tách bụi ra khỏi không khí khi chúng đi qua vùng có trường điện lớn Buồng lọc bụi tĩnh điện (hay Silo lọc bụi) được cấu tạo hình tháp tròn hoặc hình hộp chữ nhật, bên trong có đặt các tấm cực song song hoặc các dây thép gai Hạt bụi với kích thước nhỏ, nhẹ bay lơ lửng trong không khí được đưa qua buồng lọc có đặt các tấm cực Trên các tấm cực, ta cấp điện cao áp một chiều cỡ từ vài chục cho đến 100kV để tạo thành một điện trường có cường độ lớn Hạt bụi khi đi qua điện trường mạnh sẽ bị ion hoá thành các phân tử ion mang điện tích âm sau đó chuyển động về phía tấm cực dương và bám vào tấm cực đó

Hiệu quả của hệ thống lọc bụi tĩnh điện phụ thuộc vào rất nhiều các yếu tố như: kích thước của hạt bụi, tính chất của điện cực, thiết bị điện điều khiển điện trường, tốc

độ chuyển động và sự phân bố đồng đều lượng không khí trong vùng điện trường Tùy theo lưu lượng bụi của buồng lọc mà hệ thống tự động điều chỉnh điện áp cao áp vào buồng lọc, sao cho đạt được hiệu suất lọc bụi cao nhất Với điều kiện hoạt động tốt hệ thống có thể đạt hiệu suất lọc bụi đạt trên 98% Bụi sẽ được tách khỏi các tấm cực bằng nước rửa hoặc bằng việc rung rũ tấm cực

Lọc bụi tĩnh điện là thành phần không thể thiếu trong dây truyền sản xuất của các nhà máy xi măng, luyện cán thép, chế biến khoáng sản, bông vải…Hệ thống gồm hai thành phần: phần cơ khí như vỏ buồng lọc, dây gai bản cực, động cơ dung rũ bụi; phần mang đặc tính điện, điện tử và điều khiển như tủ điều khiển tăng áp, cầu chỉnh lưu

Sơ đồ nguyên lý của hệ thống lọc bụi tĩnh điện

Hình ảnh hệ thống silo lọc bụi và tủ lọc bụi

V MỘT SỐ LOẠI LỌC BỤI TĨNH ĐIỆN PHỔ BIẾN

1 lọc bụi tĩnh điện loại UG

Là loại lọc bụi tĩnh điện kiểu ngang được thống nhất hóa thay cho các loại lọc bụi được sử dụng trước đây như DGPN, PGD, AP, AGDC… dùng để khử bụi cho các loại khí với 250 độ

Chúng được chia làm 3 loại UG1, UG2, UG3 với chiều cao tích cực của trường 4.2 ; 7.5 ; 12m và chiều dài tích cực của trường 2.5 và 4m chúng có thể có 1 2 3 Hoặc 4 trường

-điện cực lắng của lọc bụi tĩnh điện loại UG được cấu thành từ các tấm mỏng rộng định hình (chiều rộng mỗi tấm 350mm) được rung gõ búa ở bên dưới cùng

-điện cực phóng dạng khung từ các thanh gai treo bên sườn, các điện thạch anh dung

để đỡ xiêng và rung gõ búa

-riêng với loại UG-3 điện cực phóng được rung ở 2 độ cao

-khoảng cách giữa 2 điện cực cùng tên : 275mm

2 lọc bụi tĩnh điện loại EGA

-Là lọc bụi tĩnh điện kiểu ngang được cải tiến hoàn thiện hơn so với UG : khối lượng giảm hơn, độ tin cậy cao hơn và các đạc tính tốt hơn

-EGA được sử dụng với khí bụi có nhiệt độ tới 330 độ

-chiều rộng mỗi tấm điện cực láng 640mm

-khoảng cách giữa các điện cực cùng tên 300mm

-Theo chiều rộng EGA thường có từ 10 – 88 đường khí và đường cao tiêu chuẩn 6, 7.5, 9, 12m

-điện cực lắng cấu thành từ 4-8 tấm nên chiều dài trường 2.56 ; 3.2 ; 3.84 ; 4.98 và 5.12m

-số lượng trường từ 2 -4

3 lọc bụi tĩnh điện loại UGT

-kiểu UGT dung để khử bụi của khí công ngiệp với khí 425 độ

-điện cực phóng dạng dây treo tự do, rung gõ búa ở phía trên

-điện cực lắng dạng thanh rung gõ búa ở giữa

Ngoài ra Nga và Liên Xô (cũ) còn sản xuất các loại lọc bụi tĩnh điên khác dung trong công nghiệp để chịu nhiệt độ cao, như loại UGP dung cho các khí thải lò nung trong công nghiệp hóa chất, SG dùng cho các loại khí có thể gây nổ, TS dung cho các loại khí có bụi mịn trong tuyển khoáng, UB và UBB lọc bụi tĩnh điện dạng đứng dung cho loại khí chứa bụi công nghiệp và bụi thancos những điều kiện thuận lợi cho khử bụi

VI NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA LỌC BỤI TĨNH ĐIỆN

Sơ đồ nguyên lý của hệ thống lọc bụi tĩnh điện

Dòng khí có bụi đi qua khe giữa các điện cực lắng(dạng hình tấm) và giữa các cực phóng có dạng hình tròn, chữ nhậy, vuông và có thể có gainhonj, được đỡ bằng sứ cách điện cao áp

Cực phóng được nối với điện cực aamcoiws điện áp khoảng 30-120kV

Cực lắng được nối với điện cực dương và nối đất

Dưới tác dụng của lực điện trường, xung quanh cực phóng xuất hiện vầng quang(carona) làm xuất hiện hiện tượng ion hóa chất khí và làm cho các hạt bụi bị nhiễm điện các hạt bụi này sẽ bị hút về các điện cực trái dấu hầu hết các hạt bụi bị nhiễm điện âm nên nó sẽ bị hút về cực lắng chừng nào số lượng hạt bụi bám đủ dày trên cực lắng hệ thống búa gõ sẽ gõ vào cực lắng tạo ra rung động manhjvaf làm cho các hạt bụi rơi vào trong boongke

VII CẤU TẠO

1 Hệ thống điện cực lắng

Kết cấu của điện cực ảnh hưởng đến hiệu suất thu của lọc bụi tĩnh điện hệ thống điện cực lắng thường có 2 dạng: dạng tấm và dạng ống

Dạng tấm được sử dụng trong lọc bụi tĩnh điện đứng và lọc bụi tĩnh điện ngang

cò dạng ống chỉ sử dụng trong lọc bụi tĩnh điện đứng

Yêu cầu chung cho các điện cực lắng là bề mặt hướng về điện cực phóng phải bằng phẳng không có lồi , nhô nhọn ảnh hưởng đến điện áp làm viecj của lọc bụi tĩnh điện

Ngày nay hệ thống dạng tấm được sử dụng rộng rãi vì có những ưu điểm:

- Đảm bảo độ cứng vững lớn nhất với chi phí vật lieuj nhỏ nhất

- Giảm tối đa lượng bụi cuốn theo khí lần 2 vì có phần che thủy khí động lực học

- Có thể sử dụng với vận tốc dòng khí lớn 1.7 m/s và chiều dày trong tấm chỉ cần trong khoảng 0.8 – 1.5 mm và vì thế nó có tính kinh tế nhất

Hiện nay trong công nghiệp sản xuất xi măng lò quay các bộ lọc bụi tĩnh diện thường sử dung các điện cực lắng dạng tấm

Hình dáng bên ngoài của hệ thống điện cực lắng dạng tấm

2 Hệ thống điện cực phóng (vầng quang)

Các điện cực phóng được ghép dưới dạng khung tổ hợp và chúng tạo thành các khối cho từng trường và treo trên các bộ sứ cách điện cao áp

- Hệ thống điện cực phóng ghép khung

- Hệ thống điện cực phóng treo tự do

- Hệ thống với các điện cực phóng cứng vững

- Điện cực phóng có điểm phóng không cố định

- Điện cực phóng có điểm phóng cố định

Hình dáng bên ngoài của hệ thống điện cực phóng ghép khung

3 Hệ thống rung gõ điện cực lắng và phóng

a Rung đập điện cực

Hệ thống rung thực hiện bằng cách đẩy các điện cực được treo lệch tâm bằng 1 cơ cấu cam theo hướng nằm ngang và tiếp theo là thả đột ngột cho điện cực về vị trí ban đầu các điện cực sẽ va chạm vào nhau và rũ bụi bám vào bề mặt của mình

Với 1 hành trình rung rũ bụi như vậy sẽ tạo ra 1 ứng suất đáng kể và kết quả là sự mài mòn

b Rung rũ bằng búa gõ

Đây là biện pháp phổ biến nhất hiện nay cho cả hệ thống phóng và lắng Cần có khối lượng búa gõ nhỏ nhất vì va đạp làm mài mòn thiết bị

c Rung đập xung

Cũng tương tự như hệ thống búa gõ nhưng chuyển động bằng thủy lực hay nam châm diện hệ thống này có thuận tiện là điều khiển được lực đập và khoảng thời gian giữa các lần trong khoảng rộng nhưng vì sự phức tạp của

hệ thống xung nên hiện tại chưa tìm được ứng dụng rộng rãi

d Rung rũ bụi dạng rung

Hệ thống rung sử dụng nam châm điện hoặc cơ cấu rung điện – cơ nhằm tạo

ra các dao động định hướng hoặc không định hướng để rung rũ bụi tích tụ trong các điện cực nhưng vì kết cấu phức tạp và kém tin cậy khi làm việc

lâu dài với những dao động gây mỏi và phá hủy các chi tiết nên trong thực

tế ít ứng dụng

Hệ thống búa gõ các điện cực lắng và điện cực phóng

4 Hệ thống cách điện lọc bụi tĩnh điện

Các bộ cách điện trong lọc bụi tĩnh điện phải làm việc trong môi trường nhiệt ẩm của khí với nồng độ bụi cao Vì vậy chúng thường đặt trong hộp bên ngoài dòng khí với các biện pháp nhằm giữ cho chúng không bị bụi bẩn đăt biệt phải giữ cho nhiệt độ bề mặt các bộ phận cách điện phải cao hơn điểm đọng sương

Trong các lọc bụi tĩnh điện khô thường sử dung các bộ cách điện có bộ sấy khi khởi động lọc bụi tĩnh điện và trong 1 số trường hợp khác có yêu cầu trong trường hợp các hạt bụi là các hạt dẫn điện thường phải sử dụng hệ thống thổi khí sạch hoặc không khí vào các hộp cách điện

Các bộ cách điện của điện cực phóng và cơ cấu rung gõ của chúng là đạt biệt quan trọng với các lọc bụi tĩnh điện các bộ cách điện thường được làm bằng sứ hoặc thạch anh

Bộ phận sứ cách điện

Thạch anh kém bền lực hơn sứ nên thường có độ tin cậy thấp hơn đặc biệt khi có tải trong lớn nhưng thạch anh có tính cách điện ở nhiệt độ cao tốt hơn

sứ nên thường được sử dụng ở nhiệt độ cao 250-350 độ

5 Hệ thống phân phối khí của lọc bụi tĩnh điện

Hệ thống phân phối khí là các kết cấu và thiết bị phân phối dòng khí đi vào lọc bụi tĩnh điện , mục đích làm cho dòng khí phân phối đều trong mọi mặt cắt của lọc bụi tĩnh điện để các bề mặt thu bụi để chúng có thể làm việc trong môi trương đồng nhất và cản trở không cho dòng khí đi qua phần không tích cực của lọc bụi tĩnh điện

a Hệ thống lưới phân phối khí

Sự phân bố của dòng khí trong các trường

Hệ thống lưới phân phối khí thường có két cấu: 2 tấm mặt sàng khoang lỗ với tiết diện sống bằng khoảng 32% đặt cách nhau, hoặc cửa phân phối dạng chớp hình lăng tru có tiết diện sống bằng 50% kết hợp với mặt sàng như trên

- Dạng thứ nhất chỉ cho khả năng đồng đều của dòng khí tới 80%

- Cửa phân phối dạng chớp, hình lăng trụ, tiết diện sống bằng 50% kết hợp với 1 mặt sàng, đảm bảo đồng đều dòng khí đến 96% và nếu kết hợp 2 mặt sàng sẽ đảm bảo tới 98%

Hệ thống lưới phân phối khí

b Các tấm chắn dòng khí của phễu thu bụi

Để đảm bảo hiệu suất cao của lọc bụi tĩnh điện cần có giải pháp để ngăn chặn dòng khí đi qua các vùng không tích cực của trường điện trong lọc bụi ngang đó là các vùng phía trên và dưới các tấm điện cực , các vùng không gian cả các phễu thu bụi, các vùng nằm giữa các tấm điện cực lắng ở dãy ngoài cùng và vỏ thành của lọc bụi tĩnh điện

Ngoài ra, sau khi rung gõ các điện cực, bụi đã tích tụ sẽ rơi xuống phễu thu bụi và lại tung ra thành đàm mây bụi đám mây bụi này có thể bị cuốn đi và làm giảm hiệu suất của lọc bụi tĩnh điện bởi vậy trong lọc bụi tĩnh điện cần phải bố trí các tấm chắn dòng khí trên các phễu thu bụi

6 Hệ thống phễu chứa bụi và thiết bị thải bụi

Hệ thống phễu chứa bụi của lọc bụi tĩnh điện là bộ phận thu gom bụi sau khi bụi được rung gõ và rơi xuống từ các điện cực các phễu có đọ dóc hợp lý đảm bảo bụi được thu xuống đáy phễu bụi thu gom ở đáy phễu được thải ra ngoài bằng vít tải thong qua van quay kín khí tháo bụi nhằm mục đích ngăn chặn dòng khí thâm nhập từ bên ngoài vào lọc bụi tĩnh điện để tránh hiện tượng bết dính các phễu thu chứa bụi còn được bố trí các bộ sấy và các bbooj rung tháo bụi

7 Số trường tĩnh điện trong lọc bụi

Số trường tĩnh điện trong lọc bụi có ý ngĩa to lớn với hiệu suất thu lọc bụi nó quyết định bề mặt lắng bụi khi đã tính toán và chọn vận tốc dòng khí nhất định và thời gian lưu của dòng khí trong lọc bụi tĩnh điện

VIII LỰA CHỌN CÁC BỘ PHẬN CỦA LỌC BỤI TĨNH ĐIỆN

Các thông số : điện áp trên các điên cực và cường độ dòng điện của trường sẽ quyết định tính chất điện trường của lọc bụi tĩnh điện và từ đó quyết định hiệu suất của thiết bị vì thế, điều kiện tốt nhất cho lọc bụi là giữ cho điện áp giữa các điện cực

ở giá tri cực đại

Tuy nhiên, điện áp giữa các điện cực lại lien quan đến:

• Chất lượng cơ khí của lọc bụi tĩnh điện – sự định tâm chính xác và chất lượng

bề mặt của các điện cực

• Đặc tính của dòng khí chứa bụi – quyết định điện áp phóng của điện trường

• Chất lượng của hệ thống thiết bị điều khiển – khả năng duy trì điện áp tối đa giữa các điện cực, gần với gía trị của điện áp phóng

• Điện cực lắng dạng tấm, biên dạng profil có các ưu điểm:

 Khả năng chế tạo đơn giản

 Kết cấu gọn nhẹ mà vẫn đảm bảo độ cứng vững

 Khả năng lưu giũ bụi cao