Các phương pháp xử lý bụi pptx

Phương pháp khô Buồng lắng bụi  Thiết bị xử lý bụi kiểu quán tính  Thiết bị xử lý bụi kiểu ly tâm  Thiết bị thu hồi bụi xoáy  Thiết bị thu hồi bụi kiểu động... Điều kiện hạt bụi lắn

BÀI 2:

NỘI DUNG

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ BỤI

Chương 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BỤI

Xử lý bụi bằng phương pháp khô

Xử lý bụi bằng phương pháp ướt

Xử lý bụi bằng thiết bị lọc bụi bằng điện

Xử lý bụi bằng thiết bị lọc bụi ống vải (lưới lọc)

Chương 3: NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ XỬ LÝ BỤI

Chương 1

Tổng quan về bụi

1.1 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.

1.2 Phân loại

bụi

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 )

Phân loại bụi 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.

Ô nhiễm bụi do tiểu thủ công nghiệp

Ô nhiễm bụi do hoạt động giao thông

Ô nhiễm bụi do hoạt động giao thông

Chương 2

Các phương pháp xử

lý bụi

2.1 Phương pháp khô

 Buồng lắng bụi

 Thiết bị xử lý bụi kiểu quán tính

 Thiết bị xử lý bụi kiểu ly tâm

 Thiết bị thu hồi bụi xoáy

 Thiết bị thu hồi bụi kiểu động

2.1.1.BUỒNG LẮNG BỤI

 Áp dụng với hạt bụi có kích thước lớn, dòng khí

chuyển động với vận tốc nhỏ (< 1 ÷ 2 m/s)

BUỒNG LẮNG BỤI

 Cấu tạo của buồng lắng bụi

o Buồng lắng bụi được làm từ gạch, bê tông cốt thép,hoặc thép.

o Buồng lắng bụi là một không gian hình hộp có tiết diện ngang

lớn hơn rất nhiều lần so với tiết diện đường ống dẫn

o Trên buồng lắng có cửa để làm vệ sinh hay lấy bụi ra ngoài.

Các kiểu buồng lắng bụi

Buồng lắng bụi nhiều tầng

Buồng lắng bụi nhiều tầng

 Ưu điểm

Do chia thành nhiều tầng nên kích thước chính của buồng lắng được thu gọn, ít chiếm diện tích nhưng vẫn lọc được một lưu lượng khí lớn với hiệu suất lọc cao.

 Nhược điểm

Khó dọn dẹp vệ sinh khi có bụi bám trên các tầng.

LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN

BUỒNG LẮNG BỤI

o Vận tốc chuyển động ngang của hạt bụi

(CT 6.1 trang 59 tập 2 Trần Ngọc Chấn)

L: lưu lượng của dòng khí m3/s

o Thời gian lưu lại của dòng khí

BH

L

u =

s L

V L

lBH

, u

Vận tốc tối đa cho phép của dòng khí đi trong các buồng lắng bụi

Phương trình quỹ đạo của hạt bụi

trong buồn lắng

Vận tốc lắng của hạt bụi

(CT 6.6 trang 61 tập 2 Trần Ngọc Chấn)

ρb : Khối lượng riêng của hạt bụi, kg/m3

18

δ ρ

µ

g

L Bl

b

Chấn)

Điều kiện hạt bụi lắng trong buồng lắng

Trong buồng lắng hạt bụi chịu ảnh hưởng của trọng lực và trở lực sẽ

chuyển động xuống với vận tốc ωr và chuyển động ngang với vận tốc khí ωk

Do đó để hạt bụi có thể lắng trong buồng lắng thì thời gian lắng của hạt

phải nhỏ hơn thời gian hạt chuyển động qua buồng.

Điều kiện hạt bụi lắng trong

buồng lắng

Khi chiều cao của buồng lắng là H, các hạt nằm trên sẽ rơi với thời gian

• Lúc đó hạt bụi chuyển động theo chiều dài buồng l với vận tốc ωκ sẽ mất một khoảng

thời gian.

r r

Khả năng lắng của hạt bụi

trong buồng lắng

Gọi L là thể tích khí (m3) đi qua buồng lắng trong 1s, B là chiều rộng buồng

lắng.

 Vận tốc khí đi qua buồng lắng

Thay vào công thức trên ta có

L

B H

l H

ω

=

k r

Đặt F = l.B diên tích đáy buồng lắng, ta có:

Thể tích của buồng lắng L = F ωr

ρ

µ δ

.

18

g F

Khả năng lắng của hạt bụi

trong buồng lắng

 Các hạt nằm phía dưới có khả năng lắng được tính theo công

thức

H

h g

h là khoảng cách từ đáy buồng lắng

đến hạt bụi ở thời điểm hạt bụi bắt đầu vào buồng lắng

Khả năng lắng của hạt bụi

trong buồng lắng

Chiều rộng của buồng khí

k

H

V B

ω

.

=

Thời gian lưu lại của dòng khí

Thời gian lưu lại của dòng khí

Quỹ đạo của hạt bụi trong

buồng lắng M

N

y

x O

H h

Hiệu quả lọc theo cỡ h ạt của buồng

lắng

 Hiệu quả lọc của buồng lắng đối với cỡ hạt δ

( ) δ

h : chiều cao ứng với đường kính hạt δ được tính

o Biện pháp nâng cao hiệu quả lọc của buồng lắng

2

18

1

δ µ

Cách nâng hiệu quả của quá

trình lắng

Tăng diện tích đáy của buồng lắng Vì vậy trong thực tế bên trong các

buồng lắng người ta có thể đặt nhiều sàn nằm ngang hoặc nghiêng, khoảng cách giữa chúng khoảng 100 – 300mm

Khi đó các hạt bụi có kích thước từ 32- 40 sẽ được giữa lại trong

buồng lắng, còn các hạt có kích thước 5 thì khả năng thu hồi là bằng không.

Ví dụ

1 Xác định hiệu quả của buồng lắng đối với cỡ bụi

2 Người ta có thể nâng cao hiệu quả lọc của các buồng lắng bằng cách đặt

thêm tấm ngăn nằm ngang để chia buồng lắng thành nhiều tầng đều nhau theo chiều cao Vậy cần đặt bao nhiêu tấm ngăn để nâng hiệu quả lọc đối với

cỡ bụi nêu trên lên đến

Bỏ qua độ dày của các tấm ngăn và giả thiết rằng lưu lượng khí thải và bụi phân bổ đều trên toàn tiết diện ngang ban đầu của buồng lắng

=

η

,%

555 ,

t t

C

C C

10

866 ,

23 273

150

273 150

387

387 10

17 , 17

273

273 387

387

6

2 / 3 6

150

2 / 3 0

150

0

0 0

×

=

µ

µ µ

Tính toán

 Hiệu quả lọc bụi

% 4 , 15 )

10

50

( 10

866 ,

23

1 3 81 ,

9

2000 555

η µ

ρ

δ

u gl

Tính toán

Chiều cao H buồng lắng

Khi chia nhiều tầng đều nhau và bỏ qua độ dày các tấm ngăn thì vận tốc u không đổi và bằng

s m

5 , 1 1 3600

23

3 81 , 9

2000 555

ĐAU ĐẦU QUÁ

2.1.2.Thiết bị xử lý bụi kiểu quán tính

Nguyên lý cơ bản được áp dụng để chế tạo thiết bị XL bụi kiểu quán

tính là làm thay đổi chiều hướng chuyển động của dòng khí một cách liên tục, lặp đi lặp lại bằng nhiều loại vật cản có hình dáng khác nhau

Khi dòng đổi hướng chuyển động thì bụi do có sức quán tính lớn sẽ

giữ hướng chuyển động ban đầu của mình và va đập vào các vật cản rồi bị giữ lại ở đó hoặc mất động năng và rơi xuống đáy thiết bị.

THIẾT BỊ LẮNG QUÁN TÍNH

Hiệu quả xử lý: 65 – 80%

Ứng dụng cho hạt có kích thước 25 - 30μm.

THIẾT BỊ LẮNG QUÁN TÍNH

 Khí chứa bụi chuyển động từ phía trên qua ống trụ trung

tâm.Giữa hình bao là khối trụ Dưới là ngăn chứa bụi dạng hình

cơn.

 Khí chứa bụi chuyển động qua ống tâm ~ 10m/s qua tiết diện

hình bao ~1m/s, khí lại đổi chiều 1800

 Dưới tác dụng của lực quán tính các hạt bụi sẽ tách ra khỏi

dịng và rơi xuống ngăn chứa bụi

 Khi kích thước hạt >25-30, mức thu bụi ~ 65-85%, đường kính

phần trụ hình bao lớn hơn 10 m, chiều cao phần trụ hình bao

được chọn bằng đường kính của nĩ Trở lực khí chuyển động

qua thiết bị ~150-390N/m2 (15-40 mmH2O).s

Khí bụi

Khí sạch

Bụi

Khí sạchLắng bụi hình bao

Tấm chắn

Khí sạch

Tấm phản xạ

Khí bụi

Lắng bụi phản xạ

THIẾT BỊ LẮNG QUÁN TÍNH

Khi dịng khí chứa bụi chạm vào vật thể nào đĩ, khí

sẽ chuyển động bao quanh vật thể đĩ, cịn các hạt

bụi hoặc các giọt dịch thể cĩ trong dịng, do chúng

cĩ quán tính lớn nên va đập vào bề mặt vật thể, bị

giảm động năng và rơi xuống

Thiết bị gồm các thanh lượn cong (phản xạ) đặt so le

theo dãy Phía trên và dưới cĩ tấm chắn nằm trong

khối trụ tháo rời được

Khí chứa bụi chuyển động từ dưới lên qua nhiều lần

đổi chiều, dịch thể hoặc bụi bám trên bề mặt tấm

phản xạ tự chảy xuống dưới.

Thiết bị lọc bụi quán tính

Loại thiết bị lọc quán tính Venturi

Thiết bị lọc bụi quán tính

Khi dòng chảy của khí bị thu hẹp tiết diện thì bụi sẽ bị ép sát vào thành

vật cản và lọt vào các khe 2 để rơi vào bẫy bụi 3 Tại đây dòng khí sẽ bị hất ngược trở lên rồi thoát ra ngoài, còn bụi trong bẫy 3 thì rơi xuống phễu chứa bụi của thiết bị.

Dòng khí đi qua khe hở giữa các tấm chắn của dãy trước sẽ bị chặn lại

bởi các tấm chắn của dãy đứng sau và nó sẽ thay đổi hướng chuyển động theo các gờ hình vòng cung của tấm chắn để đi tiếp đến các dãy tấm chắn tiếp theo

Thiết bị lọc bụi quán tính

Thiết bị lọc bụi quán tính ki ểu màn chắn uốn cong

Thiết bị lọc bụi của quán tính

Tổn thất cột áp của dòng khí đi qua thiết bị vào khoảng 10-25 pa và các thông số

kĩ thuật khác của thiết bị như sau:

 Nồng độ bụi khi đi vào thiết bị: 20-70 g/m3

 Cỡ bụi < 10m chiếm, % khối lượng: 38%

 Nhiệt độ: 1270C

 Lưu lượng khí cần lọc: 800m3/s

 Chênh lệch áp suất: 16 Pa

 Hiệu quả lọc: 80-91 %

 Có sử dụng các tấm chắn đặt

song song nhau và chéo góc

với hướng chuyển động ban

đầu của dòng khí

Nhờ sự thay đổi hướng

chuyển động của dòng khí một

cách đột ngột, bụi sẽ được

dồn lại ở ống thoát và được xả

vào thùng chứa cùng với

khoảng 10% lưu lượng khí

Khí đi vào TB qua bộ phận cản bụi

gồm có sàn chắn bụi 3 và ghi lá sách

4

Khí sạch đi vào mương 2 và thoát

ra ngoài còn bụi thì bị giữ lại bên

dưới

Ở cuối bộ phận cản bụi, khí đậm

đặc bụi đi vào thùng lắng và tạo một

dòng tuần hoàn đi qua ghi lá sách 4

để nhập lại vào dòng khí chính

Bụi trong dòng tuần hoàn nhờ lực

quán tính và TLực rơi xuống phễu

chứa 5.

Thiết bị lọc quán tính kết hợp

thùng lắng bụi

2.1.3.Thiết bị xử lý bụi kiểu ly tâm

Phân loại

 Thiết bị lọc bụi ly tâm kiểu nằm ngang

 Thiết bị lọc bụi ly tâm kiểu đứng

 Thiết bị lọc bụi ly tâm kiểu guồng xoắn

Thiết bị lọc bụi ly tâm kiểu nằm

ngang

Sơ đồ cấu tạo thiết bị lọc bụi ly tâm kiểu nằm ngang

Thiết bị lọc bụi ly tâm kiểu nằm

ngang

 Nguyên lý làm việc

Thiết bị gồm một ống bao hình trụ bên ngoài 1, bên trong có lõi hình trụ hai đầu bịt tròn và thon 2 Không khí mang bụi đi vào thiết bị được các cánh hướng dòng 3 tạo thành chuyển động xoáy Lực ly tâm sản sinh từ dòng chuyển động xoáy tác dụng lên các hạt bụi và đẩy chúng

ra xa lõi hình trụ rồi chạm vào thành ống bao và thoát ra qua khe hình vành khăn 4 để vào nơi tập trung bụi.

Các dạng miệng, rãnh hoặc khe thoát bụi

và khí sạch của thiết bị lọc bụi ly tâm kiểu

nằm ngang

Miệng thoát bụi hình vành khăn phẳng

Miệng thoát bụi hình vành khăn dạng côn

Miệng thoát bụi hình vành khăn loe rộng

Miệng thoát bụi hình vành khăn phẳng có tấm chắn

Miệng thoát bụi qua cửa thoát duy nhất

Miệng thoát bụi qua cửa thoát duy nhất có kèm theo hộp chứa bụi

Thiết bị lọc bụi ly tâm kiểu đứng

Thiết bị lọc bụi ly tâm kiểu đứng

Cấu tạo và nguyên lý làm việc:

 Thiết bị lọc bụi ly tâm kiểu đứng thường được gọi là xiclon có cấu

tạo rất đa dạng, nhưng về nguyên tắc cơ bản gồm các bộ phận sau.

 Không khí đi vào thiết bị theo ống 1 nối theo phương tiếp tuyến

với thân hình trụ đứng 2 Phần dưới thân hình trụ có phễu 3 và dưới

cùng là ống xả bụi 4 Bên trong thân hình trụ có ống thoát khí sạch 5.

Thiết bị lọc bụi ly tâm kiểu đứng

Nguyên lý làm việc(tt)

Không khí sẽ chuyển động xoáy ốc bên trong thân hình trụ của xiclon và khi chạm vào ống đáy hình phễu, dòng không khí bị dội ngược trở lên

nhưng vẫn giữ được chuyển động xoáy ốc rồi thoát ra ngoài qua ống 5.

Trong dòng chuyển động xoáy ốc, các hạt bụi chịu tác dụng bởi lực ly tâm

làm cho chúng có xu hướng tiến dần về phía thành ống của thân hình trụ rồi chạm vào đó, mất động năng và rơi xuống đáy phễu Trên ống xả 4

người ta có lắp van 6 để xả bụi

CẤU TẠO CYCLON

ỐNgăn

Thu khí

Buồng hình trụ

Buồng hình chóp

Bụi

Khí bụi

CẤU TẠO PHẦN THU BỤI CỦA

CYCLON

Cách chọn xiclon

Yêu cầu đặt ra đối với việc tính toán thiết kế hoặc chọn lựa xiclon phải

đáp ứng các thông số kỹ thuật quan trọng sau đây: lưu lượng khí cần lọc, hiệu quả lọc, tổn thất áp suất, diện tích và không gian chiếm chỗ và giá thành thiết bị

Thông thường người ta ưu tiên lựa chọn loại xiclon có lưu lượng phù

hợp đồng thời có hiệu quả lọc cao và tổn thất áp suất bé Trên cơ sở đó các nhà khoa học nghiên cứu thiết kế và chế tạo xiclon luôn tìm cách xác định tỷ lệ kích thước hợp lý của xiclon.

Các dạng tổ hợp khác nhau của xiclon

Lắp nối tiếp hai xiclon cùng loại: Khi hai xiclon cùng loại lắp nối tiếp

nhau thì hiệu quả lọc của hệ thống sẽ cao hơn từng xiclon riêng lẻ Sự tăng hiệu quả lọc của hệ thống hai xiclon lắp nối tiếp đáng xem xét là

hiệu quả lọc theo cỡ hạt chứ không phải là hiệu quả lọc tổng cộng.

Lắp song song hai hay nhiều xiclon cùng loại

Hiệu quả lọc của xiclon tăng khi lưu lượng tăng hoặc nếu lưu lượng không đổi thì hiệu quả lọc tăng khi đường kính của xiclon giảm Cả hai trường hợp tổn thất áp suất đều tăng.

Các dạng tổ hợp khác nhau của xiclon

Theo tài liệu của Jackson thì đối với bụi và xiclon nhất định thì có

sự biến thiên giữa hiệu quả lọc và tổn thất áp suất Khi cần xử lý

bụi cho một lượng khí thải lớn thì tốt nhất là nên dùng nhiều xiclon cùng loại có đường kính thích hợp lắp song song để mỗi xiclon đều làm việc với lưu lượng tối ưu của nó Hiệu quả lọc chung của hệ

thống tương đối cao mà tổn thất áp suất không tăng

Xiclon chùm

 Đây là tổ hợp của nhiều xiclon kiểu đứng – tức kiểu chuyển động ngược chiều

có đường kính bé lắp song song trong một thiết bị hoàn chỉnh, gọi là xiclon chùm

 Số lượng các xiclon con trong xiclon chùm có thể lên đến hàng trăm chiếc tùy

theo năng suất của thiết bị.

 Hiệu quả lọc của xiclon chùm bằng hiệu quả lọc của từng xiclon riêng biệt,

 Tổn thất áp suất chung của cả hệ thống bằng tổn thất áp suất của một xiclon con

 Lưu lương của hệ thống bằng tổng lưu lượng của tất cả các xiclon con.

CÁC DẠNG CYCLONE ĐƠN

Khí bẩn

Khí sạch

Bụi

Khí sạch

Khí bẩn

Bụi

DÃY CYCLONE

Khí bẩn

Khí sạch

CYCLONE THU HỒI BỤI GỖ

ƯU ĐIỂM CỦA CYCLONE

 Không có phần chuyển động

 Có thể làm việc ở nhiệt độ cao (đến 5000C)

 Có khả năng thu hồi vật liệu mài mòn mà không cần bảo vệ bề mặt cyclon

 Thu hồi bụi ở dạng khô

 Trở lực hầu như cố định và không lớn (250 – 1500N/m2)

 Làm việc tốt ở áp suất cao

 Chế tạo đơn giản, rẻ;

 Năng suất cao

 Hiệu quả không phụ thuộc vào sự thay đổi nồng độ bụi

NHƯỢC ĐIỂM CỦA CYCLONE

 Hiệu quả xử lý kém khi bụi có kích thước < 5μm.

 Không thể thu hồi bụi kết dính.

NGHỈ XÍ

ĐÃ,

MỆT

QUÁ

Thiết bị lọc bụi ly tâm kiểu guồng xoắn

Để khai thác triệt để lực ly tâm trong chuyển động xoắn ốc của dòng khí để

tách bụi, nguời ta chế tạo một dạng đặc biệt của thiết bị lọc bụi ly tâm gọi là thiết bị lọc bụi ly tâm kiểu xoắn ốc hay kiểu guồng xoắn.

Loại thiết bị lọc bụi ly tâm kiểu guồng xoắn có kèm theo xiclon: một phần nhỏ lượng khí đậm đặc bụi tập trung ở sát vỏ xoắn ốc được dẫn vào các xiclon con, tại đó bụi được tách khỏi dòng khí và rơi xuống phễu chứa, khí được nhập trở lại vào dòng khí chính để tuần hoàn qua vỏ xoắn ốc

Thiết bị lọc bụi ly tâm kiểu guồng xoắn

 Ở thiết bị lọc bụi ly tâm kiểu

guồng xoắn đơn giản, dưới tác

dụng của lực ly tâm, bụi được

2.1.4.THIẾT BỊ THU HỒI BỤI XOÁY

2.1.5.THIẾT BỊ THU HỒI BỤI KIỂU

ĐỘNG

Bụi

Khí nhiễm bụi

Khí sạch

2.2 Xử lý bụi bằng phương

pháp ướt

Thiết bị rửa khí trần

Thiết bị rửa khí đệm

Thiết bị rửa khí với hai lớp đệm chuyển động

Tháp rửa khí với lớp đệm dao động

Thiết bị sủi bọt

Thiết bị rửa khí va đập – quán tính

Thiết bị rửa khí ly tâm

Thiết bị rửa khí vận tốc cao

Bộ phận phun sương

THIẾT BỊ RỬA KHÍ ĐỆM

THIẾT BỊ RỬA KHÍ VỚI HAI LỚP

ĐỆM CHUYỂN ĐỘNG

Các quả cầu đệm luôn ở trạng thái dao động, cọ sát lẫn nhau Khí nhiễm

bụi trước tiên đi qua các tia nước, rồi sau đó qua lớp đệm bằng quả cầu thủy tinh.

Có hai vùng tiếp xúc trong thiết bị:

 Vùng 1: ở dạng giọt lỏng tạo thành trước lớp đệm.

 Vùng 2: hình thành dưới dạng bọt trực tiếp ở trong và

ở trên lớp đệm.