kl huynh nguyen trung tuyen 610152b

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 Lời nói đầu Cùng với phát triển kinh tế ô nhiễm môi trường ngày gia tăng Môi trường bị ô nhiễm có ảnh hưởng khơng nhỏ đến đời sống người động thực vật, phá vỡ mối cân sinh thái, cảnh quan đô thị Để tạo cân sinh thái, môi trường sống trước tiên phải kể đến môi trường tự nhiên mà mơi trường khơng khí đóng vai trị quan trọng Hiện nhiễm khơng khí vấn đề đáng quan tâm số lượng khu công nghiệp, khu chế xuất ngày tăng Vì việc xử lý bụi khí thải trình sản xuất bước quan trọng việc bảo vệ mơi trường khơng khí 1.2 Mục tiêu luận văn Tính tốn, thiết kế hệ thống thu gom nhà máy chế biến gỗ Mê Kông -Đồng Nai Từ có biện pháp xử lý bụi cách hợp lý 1.3 Nội dung luận văn - Xác định nguồn ô nhiễm nhà máy chế biến gỗ Mê Kông – Đồng Nai - Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý bụi cho nhà máy - Tính tốn kinh tế cho hệ thống xử lý 1.4 Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu lý thuyết: đọc sách, tham khảo tài liệu,… - Kết hợp quan sát thực tế lý thuyết: tham quan nhà máy so sánh với lý thuyết, tham khảo ý kiến thầy, … 1.5 Sơ lược tình hình nghiên cứu ngồi nước 1.5.1 Tình hình ngồi nước Ở nước phát triển giới với công nghiệp đại, khoa học kỹ thuật phát triển mạnh, vốn đầu tư lớn, sản xuất có quy mơ, có điều kiện nghiên cứu chất ô nhiễm, ngành công nghiệp khác nhau, họ đưa áp dụng nhiệu loại cơng nghệ thiết bị xử lý có hiệu cao, đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh mơi trường Ngồi phủ cịn khuyến khích áp dụng cơng nghệ sản xuất vào q trình sản xuất, tức giảm thiểu đến mức thấp chất thải khâu sản xuất, vừa tốn nguyên nhiên liệu, lượng mà suất cao, sản phẩm đạt chất lượng, gây nhiễm mơi trường 1.5.2 Tình hình nước Nước ta nước phát triển công nghệ sản xuất lạc hậu nên mức độ nhiễm mơi trường cịn cao, mặt khác vốn đầu tư thấp nên chưa thể mua trang thiết bị đắt tiền Chỉ số nhà máy lớn xây dựng trang thiết bị xử lý đại đắt tiền Riêng ngành chế biến gỗ, có số nhà máy có đầu tư cho phần xử lý, cịn phần lớn chưa trang bị đầu tư mức Các nhà máy có đầu tư đầu tư vào thiết bị tương đối đơn giản như: buồng lắng trọng lực, cyclone, túi vải… nhiên góp phần xử lý phần lượng bụi sinh từ nhà máy 1.6 Ý nghĩa khoa học – thực tiễn Thấy đầu tư mức kỹ thuật nhà máy, xí nghiệp, khu cơng nghiệp đóng góp vào tăng trưởng kinh tế xã hội, làm cho đất nước phát triển cách bền vững Bên cạnh đó, cịn làm giảm bớt nhiễm, làm cho mơi trường ngày xanh đẹp, tạo khơng khí lành không cho công nhân làm việc phân xưởng mà cho dân cư xung quanh Giúp cho cuộc sống người khỏe mạnh an toàn CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY 2.1 Mặt nhà máy 2.1.1 Tổng quan 2.1.1.1 Vị trí nhà máy Nhà máy chế biến gỗ Mêkơng Đồng Nai gồm có hai phân xưởng Vị trí xưởng cũ xưởng cách xa - Địa điểm xưởng cũ xa lộ Hà Nội, Phường Long Bình Tân, Biên Hịa, Đồng Nai, phía Bắc phía Tây giáp đường Quốc lộ, phía Đơng khu nhà dân Xưởng cũ chủ yếu gia công nguyên liệu thô như: cắt, cưa, bào, ngâm, tẩm… - Địa điểm xưởng xã An Hòa, huyện Long Thành, Đồng Nai Phía Bắc giáp đường nhà dân, phía Nam giáp ruộng lúa, phía Tây giáp nhà dân phía Đơng giáp suối nhỏ Xưởng hoạt động hổ trợ cho xưởng cũ, thực phân đoạn sơn, lắp ghép tạo thành sản phẩm Hướng kinh doanh: sản xuất kinh doanh sản phẩm đồ mộc gia dụng : tủ, bàn, ghế, kệ, giường… Nơi tiêu thụ: sản phẩm phục vụ cho nhu cầu nội địa (40%) xuất (60%) Vốn đăng ký: Tổng vốn đầu tư: 6.000.000.000 VNĐ Vốn cố định: 4.000.000.000 VNĐ Vốn lưu động: 2.000.000.000 VNĐ Số lượng công nhân xưởng: Xưởng cũ: 130 người Xưởng + Năm thứ nhất: 130 người + Năm thứ hai: 160 người + Năm thứ ba: 200 người 2.1.1.2 Mục tiêu hoạt động công ty Việc đầu tư thành lập xưởng chế biến gỗ gia dụng Cơng ty TNHH Thương Mại Hàng Hố MêKơng nhằm vào mục đích như: - Đầu tư tiếp thu thiết bị công nghệ đại sản xuất đồ mộc gia dụng Việt Nam Sản phẩm xưởng góp phần giải nhu cầu tiêu dùng hàng trang trí nội thất ngày lớn nước đặc biệt xuất nước - Hoạt động xưởng nhằm vào việc tận dụng triệt để gỗ cao su nguồn nguyên liệu dồi nước Hoạt động xưởng nằm danh mục nhà nước khuyến khích ưu tiên kêu gọi đầu tư - Hoạt động xưởng thu hút nhiều lao động phổ thông, đội ngũ cán công nhân kỹ thuật hàng loạt lao động gián tiếp từ việc thu gom phế liệu gỗ Đào tạo huấn luyện đội ngũ cán kỹ thuật, cơng nhân đạt đến trình độ kỹ thuật chun mơn cao, làm việc điều kiện máy móc thiết bị đạt mức độ khí hố tự động hố cao - Góp phần làm tăng nguồn thu cho ngân sách nhà nước thông qua khoản thuế doanh thu, thuế lợi tức chi phí bảo hiểm xã hội khác 2.2 Quy trình cơng nghệ sản xuất phân xưởng tinh chế 2.2.1 Sơ đồ qui trình cơng nghệ Sơ đồ cơng nghệ phân xưởng tinh chế gỗ thuộc công ty TNHH Thương Mại Sản Xuất Hàng Hố Mê Kơng, Đồng Nai cho hình 2.1 sau: Nguyên liệu gỗ Cưa, tẩm, sấy Định hình: Cưa, bào Tạo dáng:Cưa, bào, tuapi Mộng: Tuapi, cưa Chà nhám Sơn phủ bề mặt Lắp ghép - Thành phẩm Hình 2.1: Sơ đồ dây chuyền cơng nghệ chế biến đồ mộc gia dụng 2.2.2 Mô tả cơng nghệ Các cơng đoạn cơng nghệ chế biến gỗ, chia thành phần sau: - Công đoạn cưa, tẩm sấy - Công đoạn định hình - Cơng đoạn tạo dáng - Cơng đoạn làm mộng - Công đoạn chà nhám chi tiết sản phẩm - Công đoạn sơn phủ bề mặt chi tiết Các công đoạn mô tả sau:  Cưa tẩm sấy Nguyên liệu loại gỗ vụn, gỗ khúc gỗ dạng thân (cao su, tràm, bạch đàn…) Được cưa với kích thước thích hợp sau đem ngâm hay tẩm hóa chất Đối với loại gỗ khúc, gỗ vụn, trước đem đến công đoạn cắt, định dạng sản phẩm phải dán keo, sau ghép khúc gỗ lại, chúng sấy nhiệt từ việc đốt củi để tạo miếng lớn hơn, thích hợp cho việc cắt xén sản phẩm Cơng đoạn phát sinh bụi máy cưa  Định hình Tùy loại chi tiết cần thực mà giai đoạn gỗ cắt hay tuapi để có kích thước thích hợp: - Đối với sản phẩm có dạng phẳng, gỗ ép cắt xén theo chi tiết tương ứng loại khung ghế, tay cầm ghế - Đối với chi tiết phức tạp chân ghế, chân tủ, chân giường có loại hoa văn khác nhau, gỗ phay chi tiết máy tuapi Công đoạn phát sinh bụi máy cưa, máy tuapi  Tạo dáng Gỗ sau cắt kích thước theo u cầu khâu định hình, tạo dáng chi tiết tương ứng với sản phẩm Công đoạn bao gồm: cưa lọng, phay, bào để tạo dáng xác cho chi tiết sản phẩm Công đoạn phát sinh bụi máy cưa, máy tuapi, bào  Mộng Gỗ sau tạo dáng xác khâu tạo dáng, sau đưa vào khâu mộng để làm mộng lắp ghép Các mộng bao gồm: mộng âm, mộng dương, mộng đơn, mộng đôi Công đoạn chủ yếu sử dụng máy tuapi, cưa mâm lưỡi Công đoạn phát sinh bụi máy cưa, máy tuapi  Chà nhám (đánh bóng) chi tiết sản phẩm Ở công đoạn này, chi tiết (sản phẩm) trước hết chà nhám thơ góc cạnh, bề mặt Sau chúng chà tinh loại giấy nhám mịn máy tay Công đoạn phát sinh bụi máy chà nhám  Sơn phủ bề mặt Sau chà nhám tinh, sản phẩm sơn phủ bề mặt cách nhúng vào vecni sơn máy Mục đích sơn phủ bề mặt để chống mối mọt làm cho sản phẩm thêm bóng đẹp Cơng đoạn phát sinh bụi sơn  Lắp ghép - thành phẩm Ở công đoạn này, chi tiết gia cơng hồn chỉnh, chi tiết phận lắp ghép, lắp ghép thành sản phẩm Các sản phẩm sau lắp ghép kiểm tra chất lượng trước đóng gói – xuất xưởng 2.3 Các nguyên vật liệu, phụ liệu phục vụ công nghệ sản suất 2.3.1 Gỗ Gỗ cao su nguồn nguyên liệu tốt dùng chế biến mặt hàng gỗ gia dụng Đông Nam Á Ở Việt Nam, đặc biệt tỉnh Đồng Nai, Tây Ninh, Sông Bé nguồn cung cấp gỗ cao su thừa phong phú Tỉ trọng đặc biệt gỗ cao su nhỏ so với nhiều loại gỗ cứng khác biến đổi tỉ trọng gỗ cao su thấp Một thuận lợi khác gỗ cao su sản suất màu sắc nhạt sử dụng tốt Nguồn gốc phát sinh loại gỗ thừa dẫn sau: Từ khâu sản suất ván gỗ:  Gỗ khúc cắt vụn  Gỗ bìa  Gỗ lốc  Gỗ rẻo (khi rọc cạnh chi tiết sản phẩm) Từ công đoạn cưa, cắt bào, tiện gỗ:  Gỗ bìa mỏng  Gỗ bã đầu múc  Mạt cưa 2.3.2 Keo chất phụ gia đóng rắn Nhựa Urea Formaldehyde (UF): chất kết dính quan trọng cho việc chế biến gỗ Ngày nay, khoảng 90% loại keo sử dụng ngành chế biến gỗ toàn giới tiến hành sở nhựa Urea formaldehyde Thuận lợi nhựa UF giá thấp khả xử lý nhanh so với loại nhựa nhân tạo khác Điểm bất lợi nhựa UF khả chống ẩm chịu nhiệt Nhựa Urea – melamine formaldehyde: khả chống ẩm nhựa UF cải thiện cách thay Urea phần tất Melamine Khả chống ẩm nhựa Melamine formaldehyde (MF) tinh khiết tốt giá thành cao nên việc sử dụng chúng không phổ biến Hỗn hợp nhựa UF MF gọi nhựa Urea Melamine formaldehyde (UMF) Hàm lượng MF UMF thường khoảng 45% Tốc độ xử lý nhựa UMF nói chung nhanh tốc độ xử lý nhựa UF thời gian ép yêu cầu lâu khoảng 10% Lượng keo yêu cầu cao 30% 2.3.2.1 Sáp Sáp lỏng thường dùng để làm giảm độ hút nước chỗ lồi lõm khuyết tật chi tiết sản phẩm Sáp lỏng thường đưa vào hỗn hợp keo 2.3.2.2 Các phụ gia khác Các phụ gia khác cho thêm vào q trình chế biến gỗ chất bảo quản nhằm chống lại mục nát công mối làm chậm bắt lửa Nhu cầu nguyên liệu thô phụ gia, hoá chất sử dụng trình sản suất hàng năm bảng sau: Bảng 2.1: Nhu cầu sử dụng nguyên vật liệu hàng năm STT Nguyên vật liệu Đơn vị tính Số lượng Nguyên liệu gỗ cao su m3 5000 Keo dán gỗ Sơn NC, PU 28 Dung môi (Butyl Acetate) Kg 237,5 Borate 3,8 Borite 5,7 2.3.3 Máy móc thiết bị Các máy móc thiết bị phục vụ cho sản xuất xưởng chủ yếu mua Việt Nam nhập từ Đài Loan trình bày bảng 2.2 sau: STT Bảng 2.2: Các máy móc thiết bị phân xưởng chế biến gỗ Kích thước Dàixrộngxcao Công suất (m) (Kw) C - Cưa đĩa : dùng cắt gỗ nguyên liệu thành có kích thước quy định 2,5 x 2,1 x 0,7 B - Bào mặt : bào láng mặt gỗ nguyên liệu trước cưa sau ép 2,5 x 2,0 x 0,6 22 1,7 x 1,0 x 1,2 11,5 Ký hiệu Tên máy móc mục đích sử dụng Số lượng (cái) P - Máy phay mộng :sau cắt gỗ đưa qua làm mộng nhằm ghép lại với D - Máy ghép dọc 1,4 x 1,3 x 0,7 3,5 N - Máy ghép ngang 3,5 x 3,5 x 2,0 3,5 C2 - Máy cưa đĩa lưỡi tề đầu : cắt xác ván theo kích thước quy định 2,4 x 2,0 x 0,7 CN - Máy chà nhám : chà láng mặt ván khâu chế biến cuối 3,5 x 2,5 x 1,2 12 2.4 Khả gây ô nhiễm từ nhà máy 2.4.1 Hiện trạng mơi trường khơng khí khu vực nhà máy Theo khảo sát đánh giá Trung tâm công nghệ môi trường CEFINEA trạng phông môi trường khu vực xây dựng xưởng sản xuất đồ gỗ gia dụng công ty ngày 1/11/2004 lân cận Với phương pháp lấy mẫu phân tích tiêu khơng khí dựa theo “Air Sampling and analysis" Các số liệu phân tích thể bảng 2.3 sau: Bảng 2.3 : Các thơng số vi khí hậu độ ồn xưởng sản xuất gỗ Tiếng ồn Nhiệt độ Độ ẩm Vị trí đo đạc Bụi (mg/m3) o (%) (dBA) ( C) Trong xưởng 33,9 67,6 86-89 200 Văn phòng 30,0 73,0 70-73 0,88 Khu vực bên 32,2 65,0 52-54 0,38 Máy cưa - - 86-90 - Máy cưa mâm - - 92-96 - Tiêu chuẩn cho phép - - - 100 Thời gian lấy mẫu trung bình Bảng cho thấy tiếng ồn khu vực sản xuất cao mức ồn cho phép nhà máy công nghiệp (90 dBA) Nồng độ bụi đo khu vực bên xưởng, khu sản xuất khu văn phòng cao mức độ cho phép tiêu chuẩn TCVN 5939:1995 Nồng độ chất độc hại dạng khí như: NO2, SO2, CO đo cụ thể vị trí phân xưởng (vì loại khí không đăc trưng ô nhiễm cho công nghệ chế biến gỗ) Kết đo đạc bảng 2.4 sau: Bảng 2.4: Các loại khí thải phân xưởng SO2 (mg/m3) NO2 (mg/m3) (mg/m3) Trong xưởng 0,014 0,085 3,34 Văn phịng 0,041 0,164 3,67 Khu vực bên ngồi 0,013 0,067 2,87 Tiêu chuẩn TCVN 5937-1995 0,300 0,400 40,00 Vị trí đo đạc CO Theo số liệu nêu trên, bụi yếu tố đáng quan tâm phân xưởng Ở tất khu vực phân xưởng hàm lượng bụi lớn tiêu chuẩn cho phép, đặc biệt khu vực bào chà nhám chi tiết gỗ Như vậy, nói chung nguồn nhiễm quan trọng phân xưởng hàm lượng bụi Tuy nhiên, hàm lượng bụi giảm thiết bị xử lý bụi hoạt động có hiệu 2.4.2 Các yếu tố gây ô nhiễm từ nhà máy 2.4.2.1 Bụi thải Đây nguồn ô nhiễm nghiêm trọng cơng nghiệp chế biến gỗ, phân xưởng cũ nồng độ bụi cao so với tiêu chuẩn cho phép Bụi phát sinh chủ yếu từ cơng đoạn qúa trình sau: + Cưa xẻ gỗ để tạo phôi cho chi tiết mộc + Rọc, xẻ gỗ + Khoan, phay, bào + Chà nhám, bào nhẵn bề mặt chi tiết Tuy nhiên, có khác biệt đáng kể kích thước cỡ hạt bụi tải lượng bụi sinh công đoạn khác Tại công đoạn gia công thô cưa cắt, bào, tiện, phay… phần lớn chất thải có kích thước lớn có tới hàng ngàn m Hệ số phát thải bụi công đoạn công nghệ sản xuất gỗ thể bảng 2.5 sau: Bảng 2.5: Hệ số ô nhiễm bụi công nghệ sản xuất gỗ gia dụng STT Công đoạn Hệ số ô nhiễm Cắt bốc xếp gỗ 0.187 ( Kg/ gỗ) Gia công chi tiết 0.5 (Kg/tấn gỗ) Chà nhám, đánh bóng 0.05 (Kg/m2) Nguồn: WHO, 1993 Tải lượng bụi tải lượng chất thải rắn tính tốn sơ sau: Nguyên liệu gỗ sử dụng 5000 m3/năm (gỗ cao su), với tỉ trọng gỗ khoảng 0,7 – 0,85 tấn/m3, chọn tỉ trọng gỗ 0,85 tấn/m3, ta có số gỗ tiêu thụ năm : 5000 m3/năm x 0,85 tấn/m3 = 4250 tấn/năm Gia công chi tiết: 5000 m3/năm x 80% = 4000m3/năm = 3400 tấn/năm Tại công đoạn gia công tinh chà nhám, đánh bóng, tải lượng bụi khơng lớn kích cỡ hạt bụi nhỏ, thường nằm khoảng từ 2-20 m, nên dễ phát tán khơng khí Ngịai công đọan khác vận chuyển gỗ, lắp gép… phát sinh bụi nhiên mức độ khơng đáng kể Thành phần tính chất bụi chủ yếu bụi học Đó hỗn hợp hạt cellulose với kích thước thay đổi phạm vi rộng Các lọai bụi này, thiết phải có thiết bị thu hồi xử lý triệt để, không gây số tác động định đến môi trường sức khỏe người 10 Trong đó: k: khối lượng riêng khí, kg/m3 Qv: lưu lượng khí vào thiết bị lọc túi vải, m3/h Nồng độ bụi hệ khí vào thiết bị lọc túi vải (% khối lượng) Cv yv  b  156,25  10 6  100  0,014 % 1,13 Nồng độ bụi hệ khí khỏi thiết bị lọc túi vải (% khối lượng) y r  y v 1     ,014 1  ,95   ,0007 % Lượng hệ khí khỏi thiết bị lọc túi vải G r  Gv  100  y v 100  0,0,014  29263   29259(kg / h) 100  y r 100  0,0007 Lượng khí hoàn toàn G s  Gv  100  y v 100  0,014  29263   29258,9(kg / h) 100 100 Lượng bụi thu được: Gb  Gv  Gr  29263  29259  4(kg / h) Lưu lượng hệ khí thiết bị lọc túi vải Qr  Gr  k 29259  25893 ( m / h ) 1,13 Năng suất thiết bị lọc túi vải theo lượng khí hồn toàn Qs  Gs k  29258,9  25892,832(m / h) 1,13 Khối lượng bụi thu thiết bị lọc túi vải ngày: m    32(kg / ngày) Thể tích bụi thu thiết bị lọc túi vải ngày: V m b  32  0,03(m / ngày ) 1200 c) Tính tốn tổn thất áp suất thiết bị: P  A  v n , N/m2 [4.42] Trong đó: A: hệ số thực nghiệm kể đến độ ăn mịn,độ bẩn A = 0,25÷2,5 Chọn A = 0,34 n: hệ số thực nghiệm, n = 1,25÷1,3 Chọn n = 1,26 53 v: cường độ lọc, v = 90 m3/m2.h  P  0,34  901, 26  98,6( N / m )  10( KG / m ) d) Thời gian rung giũ bụi: Thời gian rung giũ bụi khôi phục bề mặt lọc: H A 100 0,34    n1 4 4 2, 26 4 2,2 10  C V 2,2 10  C V 2,2.10  0,15625 90 2,2.10  0,15625 90   1,57h  95 phút Trong  4 C: nồng độ bụi vào thiết bị lọc, g/m3 C = 0,15625 g/m3 V: cường độ lọc, V = 90 m3/m2.h H: trở lực vải bị bám bụi, H = 25-150 mmH2O Chọn H = 100 mmH2O = 1000 Pa e) Chọn máy nén khí dùng để rung rũ bụi: - Rung rũ bụi khí nén - Thời gian rũ bụi: 2s - Thời gian lần rũ: 95 phút - Lưu lượng khí nén cần để rung rũ = 0,2% Lưu lượng khí cần làm Q  0,2%  25896  51,792(m / h) 4.4.3 Tính ứng suất thiết bị 4.4.3.1 Chọn vật liệu Thiết bị làm việc t = 400C Áp suất làm việc Plv = 1at = 9,81.104 N/m2 Chọn vật liệu thép cacbon thường để chế tạo thiết bị Ký hiệu thép: CT3 Giới hạn bền: b = 380.106 (N/m2) Giới hạn chảy: c = 240.106 (N/m2) Chiều dày thép: b = 4-20mm Độ dãn tương đối:  = 25% Hệ số dẫn nhiệt:  = 50 (W/m0C) Khối lượng riêng:  = 7850 (kg/m3) Chọn công nghệ gia công hàn tay hồ quang điện, cách hàn giáp mối bên 54 Hệ số hiệu chỉnh:  =1 Hệ số an toàn bền kéo: k = 2,6 Hệ số an toàn bền chảy: c = 1,5 4.4.3.2 Xác định ứng suất cho phép thép CT3 Theo giới hạn bền:  k    k   380  10 nk 2,6   146,15  10 ( N / m ) [4.43] Trong k: giới hạn bền kéo, k = 380.106 (N/m2) nk : hệ số bền kéo, nk = 2,6 : hệ số hiệu chỉnh,  = Theo giới hạn chảy:  c    c nc   240  10   160  10 ( N / m ) 1,5 [4.44] Trong đó: c: giới hạn bền chảy, c = 240.106 (N/m2) nc : hệ số bền kéo, nc = 1,5 : hệ số hiệu chỉnh,  = Ta lấy giới hạn bé ứng suất cho phép làm ứng suất cho phép tiêu chuẩn [] = 146,15.106 (N/m2) = 146,15 (N/mm2) 4.4.3.3 Thiết bị lọc túi vải: a) Tính bề dày thân tháp: Ta có - Hệ số bền mối hàn : thân hình trụ hàn dọc, hàn tay hồ quang điện, hàn giáp mối bên, đường kính D  700mm  hệ số bền mối hàn h = 0,95 (Bảng XIII.8 – Trang 362 - Sổ tay trình thiết bị cơng nghệ hóa chất tập 2) - Hệ số hiệu chỉnh:  = (thiết bị thuộc nhóm loại II) (Bảng XIII.2 – Trang 356 - Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất tập 2) Ta có   P h  146,15.10  0,95  1415  50 9,81.10 [4.45] 55 Bề dày tối thiểu thân S'  Dt  P 4,6  9,81  10  0,0016 ( m )  1,6( mm )  2   h  146 ,15  10  0,95 [4.46] Trong Dt: đường kính quy đổi , Dt = 4,6 m P: áp suất làm việc tháp, P = 9,81.104 N/m2 h: hệ số bền mối hàn, h = 0,95 []: ứng suất cho phép tiêu chuẩn, [] = 146,15.106 N/m2 Chọn hệ số bổ sung để quy trịn kích thước: C = C1 + C2 + C3 + C0 Với: C0: hệ số quy trịn kích thước, C0 = 0,5 mm C1: hệ số bổ sung bào mịn hóa học thời hạn sử dụng thiết bị 15 năm với tốc độ ăn mòn 0,1mm/năm, C1 = mm C2: hệ số bổ sung bào mòn học, C2 = 0,4 mm C3: hệ số bổ sung dung sai âm (Bảng XIII.9-Trang 364-Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hoá chất tập 2), C3 = 0,4 mm  C = 2,3 mm Bề dày thực thân thiết bị: S = S’ + C = 1,6 + 2,3 = 3,98 mm Chọn S = mm Kiểm tra lại ứng suất thành thiết bị theo áp suất thử tính tốn Áp suất thử Pth tính theo cơng thức (Bảng XIII-5- trang 358 - Sổ tay trình thiết bị cơng nghệ hố chất tập 2) Pth = 1,5 x Plv = 1,5 x 9,81 x 104 = 14,715 x 104 N/m2 Ứng suất theo áp suất thử tính tốn  Xét k 1,2  Dt  S  C  Pth  4,6  (4  2,3) 14,715  10  (S  C )  h 3 2(  2,3)  10  0,95  287  10 N / m [4.47] 380  10  316,67  10 N / m   1,2 Vậy thân tháp có bề dày S = (mm) thỏa điều kiện bền áp suất làm việc b) Bề dày nắp: Bề dày nắp lấy bề dày thân, S = mm c) Bề dày đáy: Bề dày đáy lấy bề dày thân, S = mm 56 d) Tính chân đỡ Để chọn chân đỡ thích hợp, trước tiên ta phải chọn tải trọng toàn tháp Chọn vật liệu làm chân đỡ thép CT3 Khối lượng riêng thép CT3 là:  = 7850kg/m3 4.4.3.4 Thiết bị xiclon Đường kính quy đổi: Dt = 1,4 mm Chiều dày thiết bị xiclon S'  Dt  P 1,4  9,81 10  0,0005(mm)  2   h  146,15  10  0,95 Bề dày thực thân thiết bị S = S’ + C = 0,0005 + 2,3 = 2,3005 mm Chọn S = mm Kiểm tra lại ứng suất thành thiết bị theo áp suất thử tính tốn Áp suất thử Pth tính theo cơng thức (Bảng XIII-5- trang 358 - Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hoá chất tập 2) Pth = 1,5 x Plv = 1,5 x 9,81 x 104 = 14,715 x 104 N/m2 Ứng suất theo áp suất thử tính tốn  Xét k 1,2  Dt  S  C  Pth  1,4  (3  2,3) 14,715  10  (S  C )   h 3 2(3  2,3)  10  0,95  232,3  10 N / m 380  10  316,67  10 N / m   1,2 Vậy thân tháp có bề dày S = (mm) thỏa điều kiện bền áp suất làm việc 4.5 Chọn quạt hút Lưu lượng để chọn quạt: L = 25893 (m3/h) Tổn thất áp suất toàn hệ thống PHT  Pod  Pxiclon  Ptv Trong Pod : tổn thất áp suất tồn hệ thống ống dẫn Pxiclon : tổn thất áp suất xiclon (2 cái) Ptv : tổn thất áp suất thiết bị lọc túi vải PHT  56,708   35  10  136,708( kg / m )  1341,1( Pa ) Ta chọn quạt hút Ц 4-70NΩ (phụ lục – Kỹ thuật thông gió – Trần Ngọc Chấn) - Hiệu suất quạt q = 70% 57 - Số vòng quay quạt: n = 1300 vòng/phút - Vận tốc quay: w = 54,3m/s Công suất máy quạt Nq  L  PHT 25893  129,875   13,7( KW )  18,6( Hp) 3600  1000  3600  1000  0,70 [4.48] Trong L: lưu lượng khí thải, m3/h PHT : tổn thất áp suất toàn hệ thống, Pa  chọn quạt có cơng suất 14KW Cơng suất động điện N đc  Nq  K  tđ  14  1,1  16,2( KW ) 0,95 [4.49] Trong tđ : hệ số truyền động phụ thuộc vào cách nối quạt với động điện, chọn cách truyền động puli :  tđ = 0,9 – 0,95, chọn  tđ = 0,95 K = hệ số dự trữ công suất động điện, K = 1,1 Do nối động puli, day đai  Ta Chọn động motor điện pha có cơng suất 14KW (20HP), vận tốc 1750 vịng/phút Ta có đường kính puli quạt D2=400  Đường kính puli động cơ: D1  1,05D2 n2 1300  1,05  400   312(mm) n1 1750 [4.50] 4.6 Tính tốn chiều cao ống khói: Nồng độ bụi cịn lại khí thải ống khói C  (1  0,95 )  156 , 25  ,8125 ( mg / m ) 4.6.1 Đường kính ống khói Dok  4 L , (m)  v Trong L: Lưu lượng khí thải (m3/h) v: tốc độ dịng khí ống khói Chọn v = 16(m/s) Dok   25893  0,76(m) 3,14  16  3600 58  Chọn Dok = 0,7 (m) Nồng độ bụi cho phép thải theo TCVN 5939 – 1995 bụi gỗ là: Ccp=400mg/m3 Nhiệt độ khí thải: 400C Nhiệt độ khơng khí xung quanh: 300C Vậy ống khói cần phải có chiều cao tối thiểu: H A.M F n.m 200  56,25  10 6   1   26,3 m  26 m C max L.T 7,8125  10 6  7,2  10 [4.51] Trong : A: Hệ số kể đến độ ổn định khí Đối với phần lớn địa phương Việt Nam A = 200 – 240 Chọn A = 240 Cmax: nồng độ bụi cực đại mặt đất, Cmax = 156,25 x 10-6 x (1-0,95) = 7,8125 (mg/m3) [4.52] L: lưu lượng khí thải, L = 7,2 m3/s M: Tải lượng ô nhiễm, g/s M  L  C max  7,2  7,8125  56,25(mg / s)  56,25.10 6 (kg / s) [4.53] F: hệ số kể đến loại chất khuếch tán Đối với bụi F = 2; F = 2,5; F = ứng với trường hợp có lọc bụi với hiệu suất lọc  90%; 90 – 75%  75% khơng có thiết bị lọc bụi Với hiệu suất thiết bị lọc tay áo 95%  Chọn F = ΔT: hiệu số nhiệt độ khí thải nhiệt độ khí (0C) ΔT = 40 – 30 = 100C m, n: hệ số không thứ nguyên kể đến điều liện khí thải miệng ống khói Chọn m=1, n = Chọn xây dựng ống khói thép CT3, dày mm, cao 18 m, đường kính 700 mm 4.6.2 Trở lực ống khói vth  4L  25893   18,7(m / s ) 3,14  3600  (0,7) D Tra phụ lục – Kỹ thuật thơng gió – Trần Ngọc Chấn Ta R = 0,41 kG/m2.m Tổn thất áp suất ống khói P  R  l  0,41  18  7,38(kG / m ) Nồng độ bụi cực đại khỏi ống khói C max  0,116 (1  n ) M u H 1, (1 n ) k1 k u1 [4.54] 59 Trong M: lượng phát thải bụi M = 56,25.10-6 (kg/s) = 56,25.10-3 (g/s) H: chiều cao thực ống khói, H = 26(m) u1: vận tốc gió độ cao 1m, u1 = 3(m/s) n: 0,15 ÷ 0,2 lấy n = 0,2 k1 = 0,1 ÷ 0,2 (m/s) lấy k1 = 0,15 (m/s) ko = 0,5 ÷ 1m điều kiện khí ổn định 0,1 ÷ 1m khí ổn định Lấy ko = 1m C max  0,116  1,2  56,25  10 3  261,51, 0,15   10 6 ( g / m )  0,002 ( mg / m ) 1 Khoảng cách Xm từ nguồn đến vị trí có nồng độ lớn u1 H 1 n  261 0, Xm      692,8( m)  693( m) k1 (1  n) 0,1(1  0,2) [4.55] 4.7 Tính tốn kinh tế Ngun liệu - Thép kích thước : 1m x 2m x 0,001m 1,25m x 2,5m x 0,001m - Khối lượng vật liệu: 1m x 2m x 0,001m x 7850kg/m3 = 15,7kg 1,25m x 2,5m x 0,001m x 7850kg/m3 = 24,53kg - Que hàn: tiêu 20 kg que hàn/tấn thép - Sơn chống rỉ, sơn màu: tiêu 0,2 kg/m2 - Giá gia công 30% giá nguyên liệu - Giá thành thép 9.000 đồng/kg 4.7.1 Đường ống - Cách làm: ghép thép lại với nhau, hàn gió đá Sau sơn sơn chống rỉ sơn màu - Các chi tiết đường ống: tận dụng vật liệu làm ống thừa để chế tạo 60 Bảng 4.3: Chi phí đoạn ống Cỡ thép Đoạn L D ống (m) (mm) D Đầu cắt Chiều dài Số ống cắt Chiều dài cắt Số cần dùng 9,1 260 816,4 1,2 5 5,2 360 1130,4 1,2 3 5,2 440 1381,6 1,2 5,2 500 1570,0 1,2 5 15,0 550 1727,0 1,2 1a 10,1 260 816,4 1,2 5 2a 6,2 360 1130,4 1,2 3 3a 6,2 440 1381,6 1,2 4a 6,6 500 1570,0 1,2 6 5,0 730 2292,2 1,2 2 1,2 2’ 3,9 260 816,4 1,2 1,2 3’ 3,9 260 816,4 1,2 2 4’ 3,9 240 753,6 1,2 1,2 5’ 3,9 240 753,6 1,2 1,2 2’a 3,9 260 816,4 1,2 2 3’a 3,9 260 816,4 1,2 2 4’a 3,9 240 753,6 1,2 1,2 Ghi Số lấy chẵn Số thép làm đường ống 58 Số thép làm chạc 3: tấm/chạc x chạc = 24 Số thép làm chụp hút: tấm/chụp x chụp = 36 Số thép làm ngoặt tiết diện tròn nhiều đốt loại: 12 Số thép làm van điều chỉnh lưu lượng: 10 Tổng khối lượng thép cần dùng (58+24+36+12+10) x 1,2 x x 0,001 x 7850 = 2637,6 kg 61 Khối lượng sơn cần dùng 140 x x 1,2 x x mặt x 0,2 kg/m2 = 134,4 (kg) Tính lượng que hàn cần dùng Tổng khối lượng thép: 140 x 1,2 x x 0,001 x 7850 = 2637,6 kg = 2,6376 Khối lượng que hàn: 2,6376 x 20 kg/tấn = 52,752 kg  53 kg Bảng 4.4: Tính tốn giá thành đường ống Vật liệu Kích thước, m Số lượng Khối lượng, kg Đơn giá, đồng/kg 1,2 x x 0,001 140 2637,6 9.000 23.738.400 Sơn chống rỉ 672 m2 134,4 15.000 2.016.000 Sơn màu 672 m2 134,4 30.000 4.032.000 Que hàn 2,6376 53 15.000 795.000 Thép CT3 Tổng cộng Thành tiền (đồng) 30.581.400 4.7.2 Xiclon a)Tính tốn nguyên liệu làm xiclon Dùng thép cỡ 1,25 x 2,5 x 0,003m + Tính phần hình trụ Đường kính D = 1400 mm   D = 4396 mm Chiều cao H = 3164 mm Số thép dùng: + Tính ống tâm khí Đường kính D = 840 mm   D = 2637,6 mm Chiều cao H = 2436 mm Số thép dùng: + Tính phần hình nón Chiều cao H = 2800 mm Số thép dùng: + Tính cửa vào Chiều dài 840 mm Chiều rộng 364 mm  Chu vi 2408mm 62 Chiều cao H = 924 mm Số thép dùng: Tổng số làm xiclon là: 28 thép x 1,25 x 2,5 x 0,003m Khối lượng thép 28 x 1,25 x 2,5 x 0,003 x 7850 = 2061(kg) Tổng diện tích cần sơn 28 x 1,25 x 2,5 x mặt = 175 (m2) Vậy lượng sơn cần dùng: 175m2 x 0,2 kg/m2 = 35 (kg) Tính thép làm chân đỡ Chọn thép góc cạnh 50 x 50 x mm Trọng lượng 2,32 kg/1m dài Chiều dài 40 m Tổng khối lượng thép góc: 40 x 2,32 = 92,8 kg Tính lượng que hàn cần dùng Tổng khối lượng thép: 2061 + 92,8 = 2153,8 kg = 2,1538 Khối lượng que hàn: 2,1538 x 20 kg/tấn = 43,076 kg  41 kg b)Tính tốn giá thành làm xiclon Bảng 4.5: Bảng thống kê vật liệu làm xiclon Vật liệu Kích thước Số Đơn (m) lượng vị 1,25x2,5x0,003 2061 Kg 9.000 18.549.000 92,8 Kg 9.000 8.352.000 Sơn chống rỉ 35 Kg 15.000 525.000 Sơn màu 35 Kg 30.000 1.050.000 Que hàn 41 Kg 15.000 615.000 Thép Thép góc cạnh Đơn giá (đồng) Tổng cộng Thành tiền (đồng) 29.091.000 4.7.3 Thiết bị lọc túi vải a) Tính tốn nguyên liệu Dùng thép 1,25 x 2,5 x 0,004m + Thân thiết bị + chiều cao phần thu khí + nắp Chiều dài x chiều rộng x chiều cao = 4,260 x 3,880 x 4,927 Dùng 35 63 + Chiều cao đáy Chọn H = 1,5 m Dùng Tổng số thép cần dùng 39 Khối lượng thép: 39 x 1,25 x 2,5 x 0,004 x 7850 = 3826,9 (kg) Lượng sơn cần dùng để sơn 39 thép: 39 x 1,25 x 2,5 x mặt x 0,2kg/m2 = 48,75 (kg) Tính lượng thép làm dàn đỡ Chọn thép góc cạnh 50 x 50 mm Trọng lượng 2,32 kg/1m dài Chiều dài 42m Khối lượng thép góc: 42 x 2,32 kg/1m dài = 97,44 (kg) Tính lượng que hàn cần dùng Tổng khối lượng thép: 3826,9 + 97,44 = 3924,34 kg = 3,92434 Khối lượng que hàn: 3,92434 x 20kg/tấn = 79 kg Tính lượng túi vải cần dùng Chiều cao ống tay áo H = 3m Đường kính ống tay áo: D = 0,3m   D = 0,942 m Chọn loại vải kaki Việt Nam khổ 0,8m; giá 30.000 đồng Dùng 450m vải b)Tính tốn giá thành làm thiết bị lọc túi vải: Bảng 4.6: Bảng thống kê vật liệu làm thiết bị lọc túi vải Vật liệu Số lượng Đơn Đơn giá Thành tiền vị (đồng) (đồng) 3826,9 Kg 9.000 34.442.100 Thép góc cạnh 97,44 Kg 9.000 876.960 Sơn chống rỉ 48,75 Kg 15.000 731.250 Sơn màu 48,75 Kg 30.000 1.462.500 Que hàn 79 Kg 15.000 1.185.000 Thép Kích thước 1,25x2,5x0,004 Hệ thống ống thổi khí Vải kaki 3.000.000 Khổ 0,8m Tổng cộng 450 m 30.000 13.500.000 55.197.810 64 4.7.4 Ống khói a)Tính tốn ngun liệu Dùng thép 1,25 x 2,5 x 0,004m Đường kính: D = 700mm   D = 2198mm Chiều cao: H = 26m Số cần dùng: 20 Khối lượng thép: 20 x 1,25 x 2,5 x 0,004 x 7850 = 1962,5 kg = 1,9625 Lượng sơn cần dùng để sơn 20 thép 1,25 x 2,5 x 0,004m 20 x 1,25 x 2,5 x 2mặt x 0,2 kg/m2 = 25 kg Khối lượng que hàn cần dùng là: 1,9625 x 20 kg/tấn = 39,25 kg b) Tính giá thành làm ống khói Bảng 4.7: Bảng thống kê vật liệu làm ống khói Vật liệu Kích thước Số lượng Đơn vị 1926,5 Kg 9.000 17.338.500 Sơn chống rỉ 25 Kg 15.000 375.000 Sơn màu 25 Kg 30.000 750.000 Que hàn 39,25 Kg 15.000 588.750 Dây neo cáp Ø8 30 m 5.000 150.000 Tăng Bộ 150.000 450.000 Thép 1,25x2,5x0,004 Đơn giá Thành tiền (đồng) (đồng) Vật liệu phụ 2.000.000 Tổng cộng 21.652.250 4.7.5 Các thiết bị khác Bảng 4.8: Bảng thống kê thiết bị khác Tên hạng mục thiết bị Số lượng Giá (đồng) Quạt hút 14 KW 30.000.000 Máy nén khí 60.000.000 Hàng rào, sàn công tác, giá đỡ 10.000.000 Bu long, mặt bích loại 10.000.000 Tổng cộng 110.000.000 65 4.7.6 Tổng chi phí xây dựng tồn hệ thống xử lý Bảng 4.9: Bảng thống kê tổng chi phí tồn hệ thống Thiết bị - cơng trình Giá thành (đồng) Giá gia cơng (đồng) Tiền ( đồng) Hệ thống ống dẫn – chụp hút 30.581.400 9.174.420 39.755.820 Xiclon 29.091.000 8.727.300 37.818.300 Lọc túi vải 55.197.810 16.559.343 71.757.153 Ống khói 21.652.250 6.495.675 28.147.925 110.000.000 110.000.000 Các thiết bị khác Tổng cộng 287.479.198 * Tổng chi phí tồn hệ thống xử lý (làm trịn): 287.500.000 (đồng) 4.7.7 Chi phí vận hành năm Bảng 4.10: Bảng thống kê chi phí vận hành hàng năm STT Chi phí (đồng) Thành tiền (đồng) Công tác giám sát 30.000.000 Điện tiêu thụ 100.000.000 Nhân công 60.000.000 Chi phí bảo trì 10.000.000 Tổng cộng: 200.000.000 * Chi phí khấu hao vịng 20 năm 10.000.000 (đồng) * Tổng chi phí vận hành: 200.000.000 + 10.000.000 = 210.000.000 (đồng) Chi phí xử lý m3 khí thải S 210000000  3.4(đong )  25920  300 66 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ Kết luận - Xử lý ô nhiễm bụi từ công đoạn chế biến gỗ vấn đề cần thiết nhằm giải ô nhiễm bụi gây - Trên sở lý thuyết kết hợp thực nghiệm, luận văn tính toán thiết kế hệ thống xử lý bụi gỗ thiết bị xiclon thiết bị lọc túi vải Nồng độ bụi sau xử lý đảm bảo nhỏ tiêu chuẩn cho phép trước thải vào môi trường - Để xử lý bụi nhằm giảm thiểu ô nhiễm cho mơi trường, ngồi biện pháp kỹ thuật tính tốn, việc thường xun giáo dục ý thức bảo vệ mơi trường cho cơng nhân nhà máy địi hỏi phải thực thường xuyên thông qua vận động, tuyên truyền giáo dục, chế độ khen thưởng hợp lý công tác bảo vệ môi trường chung cho nhà máy Kiến nghị - Trong trình vận hành, yêu cầu người vận hành phải thực quy trình, thường xun vệ sinh thiết bị, máy móc để hệ thống làm việc có hiệu cao tăng tuổi thọ cơng trình - Nhà máy cần có cán chuyên trách đào tạo vận hành hệ thống theo quy trình định - Khi có cố cần liên hệ với quan chuyên mơn để giải Mặt khác, nhà máy cần có liên hệ thường xuyên với quan chức để hướng dẫn cụ thể sách bảo vệ mơi trường vấn đề có lên quan tới môi trường 67 ... + Thiết bị, dịng xoáy thực nhờ cánh quạt quay đặt trung tâm + Thiết bị với ống khí vào theo phương tiếp tuyến Nước rửa khí chảy qua vịi phun trung tâm chảy thành màng thành thiết bị Đặc điểm... 0,38 Máy cưa - - 86-90 - Máy cưa mâm - - 92-96 - Tiêu chuẩn cho phép - - - 100 Thời gian lấy mẫu trung bình Bảng cho thấy tiếng ồn khu vực sản xuất cao mức ồn cho phép nhà máy công nghiệp (90 dBA)... khơng khí chia thành cấp: Làm thơ: giữ hạt bụi có kích thước > 100 m, cấp lọc thường để lọc sơ Làm trung bình: khơng giữ hạt to mà giữ hạt nhỏ, nồng độ bụi sau lọc khoảng 30-50 mg/m3 Làm tinh: lọc