Đồ án: Thiết kế hệ thống xử lý bụi nhà máy xi măng potx

Mục tiêu luận văn − Xử lý khói thải của Xí Nghiệp Liên Doanh Xi Măng Bình Điền nhằm đảm bảo vệ sinh cho môi trường không khí, bảo vệ sức khỏe cho người lao động; − Tăng cường an toàn la

CHƯƠNG 1

MỞ ĐẦU

I NHIỆM VỤ – MỤC TIÊU LUẬN VĂN

I.1 Nhiệm vụ luận văn

− Vạch tuyến đường ống thu gom bụi từ các nơi phát sinh: máy nghiền bi, gầu múc, băng tải, máy phân ly, silo thành phẩm, silo phụ gia, silo cliker, khu vực đóng bao đến thiết bị xử lý;

− Vạch ra 2 phương án đường ống thu gom, chọn phương án tối ưu (lựa chọn theo chiều dài tuyến ống và trở lực đường ống) để thiết kế;

− Tính toán thủy lực đường ống, cân bằng trở lực đường ống;

− Lựa chọn thiết bị xử lý thích hợp;

− Thiết kế thiết bị xử lý bụi xi măng;

− Khái toán giá thành: chi phí thiết bị, chi phí gia công chế tạo,

I.2 Mục tiêu luận văn

− Xử lý khói thải của Xí Nghiệp Liên Doanh Xi Măng Bình Điền nhằm đảm bảo vệ sinh cho môi trường không khí, bảo vệ sức khỏe cho người lao động;

− Tăng cường an toàn lao động, bảo đảm chất lượng sản phẩm;

− Giảm sự mài mòn máy móc, tăng hiệu suất sử dụng, giảm chi phí bảo trì máy móc;

− Bảo đảm sự làm việc chính xác và liên tục của các thiết bị công nghệ; Tùy theo dây chuyền sản xuất công nghệ, tùy loại chất thải khác nhau mà ta chọn phương án xử lý thích hợp Trong luận văn có đề xuất một số biện pháp xử lý bụi thông thường, có hiệu quả cao, lắp đặt, thi công dễ dàng, mà giá thành lại rẻ

II CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ

II.1 Pha loãng không khí

Pha loãng không khí bằng cách tính toán chiều cao và đường kính ống khói hợp lý để pha loãng khí thải Biện pháp tốt nhất để hạn chế ô nhiễm không khí là ngăn chặn ngay từ nguồn Tuy nhiên, việc sử dụng ống thải cao để phát tán chất

ô nhiễm, làm giảm nồng độ chất ô nhiễm xung quanh cũng là biện pháp thường được sử dụng Môi trường không khí có khả năng to lớn để pha loãng, phân tán và tiêu hủy một lượng chất ô nhiễm không khí

Chiều cao hiệu dụng của ống khói phải đảm bảo phát tán và pha loãng khí thải vào môi trường để không gây ô nhiễm môi trường ít nhất phải cao hơn chiều cao của tòa nhà cao nhất từ 1,2 ÷ 1,5m Tuy nhiên, không thể dùng ống khói để pha loãng với các nguồn có nồng độ bụi cao vì khí đó ống khói rất cao, khó thi công và không an toàn

II.2 Thay đổi nguyên – nhiên vật liệu và công nghệ

Sử dụng nguyên nhiên vật liệu thải ra ít chất ô nhiễm hoặc không gây ô nhiễm không khí, sử dụng công nghệ tiên tiến tiêu hao ít nguyên nhiên vật liệu Thông thường việc thay đổi công nghệ được kết hợp với các thiết bị làm sạch khí thải đạt được hiệu quả cao

Vận hành đúng quy trình kỹ thuật cũng là một phương pháp kiểm soát ô nhiễm không khí ngay tại nguồn Nếu thiết bị được lắp đặt vận hành, bảo dưỡng đúng yêu cầu kỹ thuật thì sẽ làm giảm đáng kể sự ô nhiễm

II.3 Dùng các biện pháp kỹ thuật

Đây là biện pháp tích cực để giữ các chất ô nhiễm ngay từ đầu bằng các biện pháp khác nhau

− Bố trí tại nguồn: bằng các nghiền cứu về khí tượng ảnh hưởng đến vùng không khí của cộng đồng dân cư mà bố trí tại nguồn ở một vị trí khác thỏa mãn được yêu cầu công nghiệp nhưng không gây ô nhiễm cho vùng dân cư;

− Cách ly nguồn: là một phương thức khác để kiểm soát không khí tại nguồn Nguồn có thể cách ly một thời gian (ngưng hoạt động) khi mà nồng độ ô nhiễm không khí gây ra do nguồn có hại cho sức khỏe cộng đồng;

− Các kỹ thuật và thiết bị kiểm soát ô nhiễm không khí được sử dụng như một phương pháp khác để kiểm soát ô nhiễm không khí tại nguồn Sự lắp đặt vận hành các thiết bị kiểm soát, xử lý ô nhiễm không khí nhằm mục đích thu giữ hoặc phân hủy các chất ô nhiễm không khí Những thiết bị và kỹ thuật này được sử dụng bổ sung cho các phương pháp khác được trình bày ở trên để đạt được một môi trường không khí có chất lượng tốt;

− Các thiết bị nói chung được thiết kế cho việc xử lý các chất ô nhiễm dạng khí hoặc dạng hạt Một số thiết bị được thiết kế cho việc xử lý các chất ô nhiễm không khí đặc biệt hoặc các hạt có kích thước đặc biệt Thiết bị và kỹ thuật dùng kiểm soát xử lý bụi phụ thuộc vào tính chất của lọai bụi như: kích thước, nồng độ, nhiệt độ,

CHƯƠNG 2

TỔNG QUAN VỀ XÍ NGHIỆP LIÊN DOANH

XI MĂNG BÌNH ĐIỀN

I GIỚI THIỆU VỀ XÍ NGHIỆP

Xí Nghiệp Liên Doanh Xi Măng Bình Điền trải qua các giai đoạn sau:

− Năm 1973 được xây dựng với tên Nhà Máy Phân Bón Bình Điền do Mỹ thiết kế và cung cấp toàn bộ thiết bị, dây chuyền để nghiền quặng photphorit;

− Năm 1975 lại do Công Ty Phân Bón Miền Nam tiếp quản xây dựng tiếp và hoạt động đến năm 1988;

− Năm 1991 Nhà Máy Bình Điền I của Công Ty Phân Bón Miền Nam hợp tác với Xí Nghiệp Vật Tư Kỹ Thuật Xi Măng, đã đầu tư cải tạo và nâng cấp nhằm đưa dây chuyền nghiền phân bón tại Bình Điền I sang sản xuất xi măng và ủy nhiệm cho Công Ty Phân Bón Miền Nam và Xí Nghiệp Vật Tư Kỹ Thuật Xi Măng trực tiếp thực hiện theo hình thức liên doanh đầu tư sản xuất

I.1 Vị trí địa lý

Xí Nghiệp Liên Doanh Xi Măng Bình Điền nằm trên trục Quốc lộ 1A cách trung tâm Thành Phố 17km về phía Tây Nam

Địa điểm: C1/6 Quốc lộ 1 – xã Tân Kiên – huyện Bình Chánh – TP Hồ Chí Minh, với diện tích khuôn viên là 13.200m2

− Phía Đông Bắc giáp Quốc lộ 1A;

− Phía Tây giáp khu vực nhà dân;

− Phía Đông Nam giáp rạch Bàn Gốc nhánh nhỏ sông Chợ Đêm và xưởng nước mắm;

− Phía Bắc giáp Xí Nghiệp Phân Bón Bình Điền I

Xung quanh xí nghiệp hiện tại đang có một số nhà máy khác đang hoạt động như Phân Bón Bình Điền I, Phân Bón Văn Lộc… vì thế rất thuận lợi cho việc sản xuất và phát triển công nghiệp

Về địa hình xí nghiệp xây trên vùng đất cao ráo, ít bị ngập lụt về mùa mưa, khả năng thoát nước mưa thuận lợi do ở gần sông

I.2 Cơ sở hạ tầng

I.2.1 Giao thông vận tải

Xí nghiệp nằm sát Quốc lộ 1A một bên là nhánh nhỏ của sông Chợ Đệm được thông ra sông Sài Gòn nên rất thuận tiện trong việc lưu thông vận chuyển nguyên vật liệu từ các nơi vào xí nghiệp cũng như phân phối sản phẩm từ nhà máy ra thị trường về đường bộ cũng như đường thủy

I.2.2 Hệ thống cung cấp điện

Hệ thống cung cấp điện cho xí nghiệp là hệ thống lưới điện Quốc Gia

I.2.3 Hệ thống cấp thoát nước

Xí nghiệp sử dụng nước giếng khoan, chủ yếu dùng cho sinh hoạt tắm rửa của công nhân sau hết ca làm việc

Xí nghiệp hiện nay chưa có hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt, nhưng đã có dự kiến xây dựng trong ngày gần đây để khống chế giảm thiểu ô nhiễm môi trường trước khi thải ra sông Chợ Đệm

I.3 Điều kiện về vi khí hậu

I.3.1 Nhiệt độ

Nhiệt độ trung bình trong năm đối với khu vực xí nghiệp là 270C, nhiệt độ trung bình cao nhất 35,90C (tháng 4), nhiệt độ trung bình thấp nhất 25,70C

Chế độ nhiệt độ tại khu vực Tp.HCM tương đối điều hòa Biên độ dao động nhiệt độ giữa tháng nóng nhất và tháng lạnh nhất khoảng trên 30C Tuy nhiên, biên độ dao động nhiệt trong một ngày đêm tương đối lớn khoảng từ 7 – 90C Trong trường hợp có gió Bắc mạnh biên độ nhiệt có thể tăng lên tới 10 – 120C

Bảng 2.1: Nhiệt độ không khí trung bình theo tháng tại trạm quan trắc Tân Sơn

(Nguồn số liệu: Phân viện Nghiên cứu Khí tượng - Thủy văn phía Nam)

I.3.2 Chế độ mưa

Vị trí xí nghiệp nằm trong vùng chịu ảnh hưởng khí hậu chung của Tp.HCM có hai mùa mưa nắng rõ rệt Mùa nắng kéo dài từ tháng 11 đến tháng 4, còn mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10

Lượng nước mưa trung bình khoảng 1.859,4mm/năm Lượng nước mưa của ngày có mưa lớn nhất là 183mm Mưa chủ yếu tập trung vào các tháng 5, 6, 7, 8,

9, 10, 11 hằøng năm, chiếm khoảng 95% lượng mưa cả năm

Độ ẩm tương đối của khu vực dao động từ 75 – 85%, cao nhất vào mùa mưa khoảng 83 – 87% và thấp vào mùa khô từ 67 – 69%

I.3.4 Bức xạ mặt trời

Thời gian có nắng trung bình trong năm là khoảng từ 2.000 – 2.200 giờ/năm Hằøng ngày có đến 10 – 13 giờ có nắng (vào mùa khô) và cường độ chiếu sáng vào giữa trưa có thể lên tới 100.000lux

Cường độ bức xạ trực tiếp vào tháng 2 và tháng 3 là 0,72 – 0,79cal/cm2.phút, tháng 6 đến tháng 12 có thể đạt 0,42 – 0,46cal/cm2.phút vào giữa trưa

Bảng 2.2: Bức xạ tổng cộng trung bình ngày tại Tp.HCM

BỨC XẠ TỔNG CỘNG TRUNG BÌNH NGÀY CỦA CÁC THÁNG TRONG NĂM (cal/cm 2 ) Trạm

TSN 343.6 401.3 449.1 428.2 354.2 371.5 368.5 84.5 344.5 337.3 324.8 334.1

(Nguồn số liệu: Phân viện Nghiên cứu Khí tượng - Thủy văn phía Nam)

I.3.5 Độ bền vững khí quyển

Tùy theo mức độ thay đổi nhiệt độ theo chiều cao có các cấp ổn định khí quyển như sau:

w A – rất không ổn định: dT/dz < - 10,4oF/1000 ft

w B – không ổn định: - 10,4 < dT/dz < - 9,3oF/1000 ft

w C – không ổn định nhẹ: - 9,3 < dT/dz < - 8,2oF/1000 ft

w D – trung tính: - 2,7 < dT/dz < 8,2oF/1000 ft

w F – ổn định: 8,2 < dT/dz

Bảng 2.3: Các cấp ổn định khí quyển

Bức xạ mặt trời ban ngày Độ mây che phủ ban đêm Vận tốc gió

(m/s) Mạnh Trung bình Nhẹ > 4/8 < 3/8

w Nhẹ: < 72cal/m2.s ( < 17,2W/m2)

I.3.6 Chế độ gió

Hướng gió chủ đạo từ tháng 5 đến tháng 9 là hướng Tây Nam, với tần suất 70%, tốc độ khoảng 1,2 – 1,3m/s Từ tháng 11 đến tháng 2 năm sau là hướng Đông Bắc có tần suất 60%, với tốc độ khoảng 1,18 – 1,44m/s Từ tháng 2 đến tháng 5 có gió Đông Nam, tốc độ gió trung bình năm là 1,36m/s

Bảng 2.4: Tốc độ gió tại trạm quan trắc Tân Sơn Nhất

TRẠM TÂN SƠN NHẤT Tháng

Hướng gió khống chế Tốc độ gió (m/s) % lặng gió

2.5 2.8 3.2 3.2 2.7 3.1 3.2 3.3 2.9 2.5 2.3 2.3

8.7 7.2 4.2 4.8 9.7 10.0 8.6 7.7 10.6 14.4 9.7 6.5

(Nguồn số liệu: Phân viện Nghiên cứu Khí tượng - Thủy văn phía Nam)

Bảng 2.5: Tần suất hướng gió (%) tại trạm quan trắc Tân Sơn Nhất

Tần suất hướng gió (%) Trạm

Bắc Đông

Bắc Đông

Đông Nam Nam

Tây Nam Tây

Tây Bắc Lặng gió TSN 7.8 4.5 4.4 16.8 13.0 15.1 11.3 6.3 20

(Nguồn số liệu: Phân viện Nghiên cứu Khí tượng - Thủy văn phía Nam)

I.4 Hoạt động sản xuất và kinh doanh của xí nghiệp

I.4.1 Sản phẩm, công suất và thị trường

Sản phẩm sản xuất của xí nghiệp chủ yếu xi măng đóng bao Với công suất bước đầu là 100.000 tấn/năm lên bước sau của dự án là 180.000 tấn/năm

Phương thức mua bán của xí nghiệp: sỉ, lẻ, đại lý ký gửi Xí nghiệp tổ chức một mạng lưới đại lý ở Tp.HCM và các tỉnh lận cận phía Nam Ngoài ra còn có một số cửa hàng ở các địa phương khác tùy theo nhu cầu của khách hàng

I.4.2 Vốn đầu tư

Bảng 2.6: Vốn đầu tư

Năng suất Vốn đầu tư

Bước I: 100.000 tấn/năm

Bước II: 180.000 tấn/năm Vốn tài sản cố định 9.905.605.000 đ 13.388.205.000 đ

Vốn lưu động 4.736.949.000 đ 6.818.894.000 đ

Tổng cộng 14.642.554.000 đ 20.207.099.000 đ

I.4.3 Nhu cầu lao động

Xí Nghiệp Liên Doanh Xi Măng Bình Điền là sự phối hợp Công Ty Phân Bón Miền Nam với Liên Hiệp các Xí Nghiệp Xi Măng đã xây dựng một tập thể lãnh đạo bền vững Với tổng số cán bộ công nhân viên của xí nghiệp là 144 người, trong đó lao động trực tiếp là 102 người, còn lại 42 người lao động gián tiếp Thời gian làm việc là 3 ca trong ngày

I.5 Quy trình công nghệ sản xuất

Căn cứ vào tình hình thực tế, xí nghiệp đã lựa chọn sản phẩm là PC – 30 theo TCVN 2682 – 87 trước mắt nhằm đáp ứng nhu cầu xây dựng phổ thông và trong tương lai khi có nhu cầu của thị trường nhà máy sẽ tổ chức sản xuất các loại xi măng có các mác khác như loại PC – 40 theo TCVN 2682 – 87

I.5.1 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất xi măng Bình Điền

I.5.2 Quy trình công nghệ

Băng tải

Băng tải

Oâ tô ben

có máy xúc gạt Két chứa

Băng tải

Két chứa

Cấp liệu rung

Gầu nâng liệu

Van lá 3 cửa

Phụ gia (ô tô ben) Thạch cao (ô tô ben)

Clinker

(sà lan)

Silo phụ gia

Băng cấp liệu Băng định lượng

Máy nghiền Bi

Gầu nâng SP

Phân ly khí động

Bơm khí nén Băng định lượng

Silo đóng bao

Máy đóng bao 3 vòi

Bồn chứa liệu

Phương tiện nhận Kho xi măng bao

Nguyên liệu chính: clinker khoảng 300 tấn/ngày (87.000 tấn/năm) được cung cấp từ các công ty sản xuất xi măng thuộc tổng Công ty Xi măng Việt Nam Nguyên liệu phụ là thạch cao khoảng 14 tấn/ngày (4.000 tấn/năm) nhập từ Thái Lan hoặc Lào, đá phụ gia hoạt tính (Puzoland) khoảng 34 tấn/ngày (10.000 tấn/năm) cùng nơi cung cấp Clinker, bao giấy Các nguồn nguyên liệu này được đưa vào sản xuất xi măng Pooclăng hỗn hợp PCB – 30 theo TCVN 6260 – 1997 Nhiên liệu là dầu DO khoảng 5.000 lit/tháng dùng để sấy nguyên liệu ướt Nhu cầu về điện là 385.000 kwh/tháng Nhu cầu về nuớc 30 m3/ngày

Bảng 2.7: Định mức nhu cầu nguyên liệu

Nhu cầu STT Nguyên vật liệu Đơn vị tính Định mức cho 1

tấn sản phẩm Ngày Năm

Bảng 2.8: Mức nguyên liệu lưu trữ và sản phẩm

TT Nguyên vật liệu Đơn vị Nhu cầu ngày dự trữ Ngày Lượng dự trữ Hình thức tồn trữ

1 Clinker Tấn 295 14 4.130 Silo thép 902B: 368 m3

4 Xi măng bột Tấn 340 2 680 Silo thép 901: 761 m 3

5 Xi măng bao Tấn 340 3 1.020 Kho xi măng bao

6 Kho bao giấy Cái 6.868 15 103.02 Kho vật tư

7 Bi nghiền Kg 50% cơ số 42.000 Kho vật tư

− Quy trình công nghệ:

Xi măng là hỗn hợp của Clinker (khoảng 80%) + đá thạch cao (khoảng 4%) + đá Pouzland (khoảng 15 – 20%) Cliker được vận chuyển đến bằng đường thủy

với sà lan không quá 300 tấn, dùng cẩu bốc lên phểu qua băng tải cao su đến phểu chứa 105 Nếu phểu đầy Clinker được chuyển vào kho nguyên liệu bằng ôtô Thạch cao và phụ gia được chuyển về kho bằng ôtô, sau đó dùng máy đập hàm (Q: 5T) đập cho ra hạt cỡ ≤ 20 moment quán tính rồi đưa về phểu 105 bằng máy xúc và băng tải cao su

Hỗn hợp Clinker, thạch cao và phụ gia từ phễu 105 đưa qua máy cấp liệu kiểu rung cho đều đến silo cân định lượng bằng gầu nâng, rồi vào máy nghiền bi bằng băng tải cao su Hỗn hợp sau khi đã phối trộn được chuyển đến máy phân

ly khí động để tách các cỡ hạt trên nguyên tắc trọng lượng động, phần sản phẩm đạt tiêu chuẩn độ mịn được chuyển về bồn chứa thành phẩm 901 hoặc silo đóng bao 904 Xi măng bột được cấp trực tiếp cho máy đóng bao loại 3 vòi cố định, khối lượng xi măng được điều chỉnh nhờ hệ thống cần treo nhằm đảm bảo trọng lượng bao đạt 50 ± 1 kg theo tiêu chuẩn Sau đó nhờ băng tải chuyển xi măng thành phẩm trực tiếp lên phương tiện khách hàng hoặc cho vào kho thành phẩm

I.5.3 Thiết bị công nghệ

Bảng 2.9: Thiết bị công nghệ

Stt TÊN THIẾT BỊ ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT Số lượng

1 Cầu trục ngoạm Trọng lượng: 2,5 tấn; động cơ 125 HP 1

2 Cấn cẩu ngoạm Trọng lượng: 2 tấn; động cơ 125 HP 1

3 Phểu nhận liệu Thép – kích thước: 2,5 x 2,5 x 1,3 m 1

4 Băng trung gian Cao su B660 x L18 m; công suất 4,5 kw 1

5 Băng tải nguyên liệu Cao su B700 x L25 m; công suất 15 kw 1

6 Phễu chưa nguyên liệu Thép – kích thước: 4 x 4 x 2 m 1

7 Máy cấp liệu rung Loại Rel 20 – năng suất 136 tấn/giờ 1

8 Gầu nâng liệu Động cơ 30 HP – năng suất 136 tấn/giờ 1

12 Định lượng Cliker Kiểu băng B630 – L3; động cơ 2 HP 1

13 Định lượng phụ gia Kiểu băng B630 – L3; động cơ 2 HP 1

14 Định lượng thạch cao Kiểu băng B500 – L3; động cơ 1,5 HP 1

15 Băng tải nghiền lưu Cao su B600 – L31 m; động cơ 10 HP 1

16 Máy nghiền bi KENEDY loại 2 ngăn φ3353 x 6400; đ/cơ

1250 HP; 989 v/phút; n/suất 30 T/h

1

17 Gầu nâng thành phẩm Kiểu xích kéo đ/cơ 30 HP; n/suất 61 T/h 1

18 Phân ly khí động φ4,87 x H3,2 m; năng suất 30 tấn/giờ 1

20 Máy bơm thành phẩm Hiệu MATRAN; V = 0,6 m 3 ; n/suất 55 T/h 1

21 Máy nén khí Rollar vít xoắn, áp suất 100 PSI 1

24 Quạt hút bụi Ly tâm Q = 28.000 m 3 /h; động cơ 75 HP 1

25 Bơm chuyển bụi Cánh xoắn Q = 10.000 m 3 /h 1

28 Băng tải cao su Kt: 42 x 0,65 m; Q = 60 T/h; đ/cơ 10 HP 1

29 Phễu tiếp nhận Thép – kích thước: 2,5 x 2 x 2 m 1

30 Máy đập hàm Q = 5 tấn/giờ; công suất 1 kw 1

33 Ô tô tự đổ Trọng tải 10 tấn; 24 tấn 2

II HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG TẠI KHU VỰC XÍ NGHIỆP

II.1 Nguồn gốc – đặc trưng nguồn gây ô nhiễm không khí

Xí nghiệp nằm tại khu vực đã có sẵn một số nhà máy nên chất lượng môi trường không khí đã bị ô nhiễm

II.1.1 Từ phương tiện vận chuyển

Các phương tiện vận chuyển nguyên vật liệu và thành phẩm ra vào bằng xà lan trên sông; ô tô xe tải, các động cơ đốt dầu xăng, cẩu … vận chuyển tại nhà máy xi măng phát sinh một lượng khí thải gây ô nhiễm không khí như bụi, khí độc (SO2, CO, NOx, CO2, hydrocacbon, Pb,…), tiếng ồn

II.1.2 Trong quá trình sản xuất

Hiện tại, xí nghiệp đang sản xuất với công suất là 340 tấn/ngày (khoảng 100.000 tấn/năm) Bụi sinh ra từ băng tải nạp liệu; khu vực bốc dỡ và tiếp nhận clinker, phụ gia, thạch cao; khu vực máy đập, máy nghiền, máy sàng, máy phân

ly và hệ thống vận chuyển; khu vực nạp và tháo xi măng ra từ xyclon; máy đóng bao và khu vực rót xi măng rời Từ các xe cẩu, xúc trong quá trình nạp liệu sinh

ra khí thải chứa bụi, SO2, CO, NOx, CO2, hydrocacbon…Các loại mô tơ, quạt, máy nghiền, máy đập búa, máy nén khí… gây ồn

Bảng 2.10: Tải lượng ô nhiễm của xí nghiệp hiện nay

STT Các hoạt động sản xuất Hệ số ô nhiễm Tải lượng ô nhiễm

(kg/tấn clinker) (kg/năm)

4 Vận chuyển phụ gia, thạch cao 0,075 1.050

Tổng tải lượng bụi xi măng sinh ra sau khi xử lý 26.605

Khi xí nghiệp thực hiện bước II để đạt công suất 180.000 tấn xi măng một năm; xí nghiệp cần sử dụng 156.000 tấn clinker, 7.200 tấn thạch cao, 18.000 tấn phụ gia mỗi năm Khi đó tải lượng ô nhiễm do xí nghiệp gây ra:

Bảng2.11: Tải lượng ô nhiễm sau khi tăng năng suất

STT Các hoạt động sản xuất Hệ số ô nhiễm

(kg/tấn clinker)

Tải lượng ô nhiễm (kg/năm)

4 Vận chuyển phụ gia, thạch cao 0,075 1.890

Tổng tải lượng bụi xi măng sinh ra sau khi xử lý 65.862 II.1.3 Quá trình tiêu thụ nhiên liệu

Hàng năm xí nghiệp tiêu thụ khoảng 27 tấn dầu bôi trơn; 3,6 tấn mỡ công nghiệp; 1.500 tấn xăng dầu Lượng nhiên liệu này chủ yếu phục vụ các hoạt động giao thông vận tải và bảo dưỡng các thiệt bị của nhà máy Nguồn ô nhiễm gây ra do đốt nhiên liệu trong hoạt động giao thông vận tải là nguồn phân tán, nên trong khuôn viên xí nghiệp không đáng kể

Ngày 2/8/2001 trời nắng, nhiệt độ không khí 32,50C; phân xưởng hoạt động bình thường

Bảng 2.12: Hiện trạng môi trường không khí tại xí nghiệp vào ngày 2/8/2001

Vị trí đo đạc Nhiệt

độ ( 0 C)

Độ ẩm (%)

Độ ồn (dBA) NO2 SO2 Bụi CO Tại máy nghiền bi 37,5 77 107 0,25 0,14 14 6,8 Tại khâu đóng bao bì thành phẩm 37,3 78 95 0,23 0,25 20,2 8,4 Tại khu vực bơm thành phẩm 37,3 77 93 0,17 0,19 18 3,1 Tại máy nén khí 36 77 90 0,31 0,37 9,2 9,3 Tại băng tải cấp liệu - - 87 0,34 0,28 13 10,9 Trước khối văn phòng cuối hướng

gió so với phân xưởng 50 m 37 67 78 0,38 0,29 2,1 8,5 Tại sát bờ sông phía sau phân

xưởng đầu hướng gió giáp khu

vực dân cư

- - 75 0,27 0,12 0,21 6,7

Tại trước sân xí nghiệp nơi ảnh

hưởng quá trình vận chuyển sản

phẩm và nguyên vật liệu

- - 89 0,35 0,28 9,4 8,1

Tại cẩu trục nạp nguyên liệu sát

bờ sông nơi ra vào sà lan - - 95 0,30 0,25 6,2 8,6

Giới hạn cho phép các chất độc

hại trong không khí nơi sản

xuất (TCVS – 1992) của Bộ Y

Tế

Tiêu chuẩn không khí môi

trường xung quanh (TCVN

So sánh kết quả phân tích với tiêu chuẩn chất lượng không khí nơi sản xuất TCVS – 1992 của Bộ Y Tế ta thấy nồng độ bụi tại băng tải cấp liệu, khu vực

bơm thành phẩm, khu vực máy nghiền, khâu đóng bao bì thành phẩm cao hơn tiêu chuẩn; còn các thông số khác đều nằm trong giới hạn cho phép

So sánh với tiêu chuẩn chất lượng không khí bao quanh TCVN 5949; 5937 – 1995 của Bộ Khoa Học Công Nghệ & Môi Trường cho thấy trước nồng độ bụi khối văn phòng cuối hướng gió so với phân xưởng 50m, tại trước sân xí nghiệp nơi ảnh hưởng quá trình vận chuyển sản phẩm và nguyên vật liệu, tại cẩu trục nạp nguyên liệu sát bờ sông nơi ra vào sà lan đều cao hơn giới hạn cho phép Về tiếng ồn tại các vị trí đo đều vượt hơn giới hạn cho phép so với TCVN

II.2 Nguồn gốc – đặc trưng nguồn gây ô nhiễm nước

II.2.1 Nước thải sản xuất

Nhu cầu về cấp nuớc ước tính khoảng 30m3/ngày bao gồm nước phục vụ sx (nước làm nguội ổ đỡ, làm mát máy nghiền bi, xưởng cơ điện, phòng thí nghiệm…), nước cấp cho sinh hoạt, tưới cây, dự trữ cứu hỏa… Nước thải sản xuất chủ yếu là nước làm mát máy và nước vệ sinh công nghiệp, lượng nước thải này có nhiệt độ cao và có dầu mỡ

Toàn bộ lượng nước thải sản xuất hiện nay chưa được xử lý mà thải thẳng ra sông làm ô nhiễm nước mặt

II.2.2 Nước thải sinh hoạt

Chủ yếu là của công nhân viên tắm rửa sau giờ làm việc; có chứa các chất rắn lơ lửng (SS), các chất hữu cơ (BOD/COD), các chất dinh dưỡng (N,P) và vi sinh vật…

Nếu mỗi người một ngày sử dụng trung bình 100 lít nước (tính cho 3 ca) thì nồng độ các chất ô nhiễm có trong nuớc thải sinh hoạt là:

BOD5 450 – 540mg/l COD 720 – 1020mg/l

SS 700 – 1450mg/l Dầu mỡ 100 – 300mg/l Tổng N 60 – 12 mg/l Amoni 24 _ 48mg/l Tổng P 8 – 40mg/l Tổng Coliform 106 – 109MPN/100 ml Fecal coliform 105 – 106MPN/100 ml Trứng giun sán 103MPN/100 ml

So sáng nồng độ các chất ô nhiễm với tiêu chuẩn nước thải đổ ra sông (nguồn thải loại B) ta thấy cần phải xử lý trước khi cho thải ra môi trường

II.3 Chất thải rắn tại xí nghiệp

Chất thải rắn công nghiệp tại nhà máy chủ yếu là bao bì, giấy phế thải, xi măng đóng rắn và chất thải rắn sinh hoạt (khoảng 36 tấn/năm) chủ yếu là các chất hữu cơ

II.4 Các tác động đến con nguời và môi trường

II.4.1 Tác động của các chất ô nhiễm không khí

Ô nhiễm không khí nói chung sẽ tác động đến cơ thể con người và động vật trước hết qua đường hô hấp, tác động trực tiếp lên mặt, da của cơ thể Chúng thường gây các chứng bệnh như ngạt thở, viêm phù phổi, một số chất khác sẽ gây kích thích một số bệnh như ho, lao phổi, suyễn …Tùy thuộc vào nồng độ, mức độ độc hại của các chất gây ô nhiễm mà ảnh hưởng của nó đến sức khỏe cộng đồng khác nhau

Bụi gây nhiều tác hại khác nhau nhưng trong đó tác hại đối với sức khỏe con người là quan trọng nhất Về sức khỏe, bụi có thể gây tổn thương đối với mắt, da hoặc hệ tiêu hóa (một cách ngẫu nhiên), nhưng chủ yếu vẫn là sự xâm nhập của hạt bụi vào phổi do hít thở

Cần phân biệt tác hại của bụi tan được hoặc không tan được trong nước sau khi lắng đọng trong hệ thống hô hấp Loại bụi của vật liệu có tính ăn mòn hoặc độc tan trong nước mà lắng đọng ở mũi, mồm hay đường hô hấp trên có thể gây tổn thương như làm thủng rách các mô, vách ngăn mũi, v.v… Loại bụi này vào sâu trong phổi có thể bị hấp thu vào cơ thể và gây nhiễm độc hoặc gây dị ứng bằng sự co thắt đường hô hấp như bệnh hen suyễn Đại diện cho nhóm bụi độc hại dễ tan trong nước là muối của chì

− Tác động của bụi xi măng:

Nhìn chung, xi măng không gây bệnh bụi phổi nhưng nếu trong bụi xi măng có trên 2% silic tự do và tiếp xúc lâu trong thời gian dài thì có thể phát sinh bệnh bụi phổi Động vật thở hít bụi xi măng không gây một biến đổi bệnh lý cấp tính hoặc mãn tính nào Tuy nhiên bụi bám trên lá và thân cây làm cho thực vật không quang hợp được

− Tác động của khí thải từ các phương tiện vận tải và các động cơ:

Khí thải từ các phương tiện vận tải có chứa bụi than, SOx, NOx, COx, tổng hydrocacbon gây ô nhiễm không khí và ảnh hưởng tới sức khỏe con người và tới sự phát triển của động thực vật Nó cũng có khả năng gây nhiễm bẩn nguồn nước, làm ảnh hưởng đến con người, thú vật sử dụng trực tiếp hay gián tiếp nguồn nước bị ô nhiễm nói trên.

+ Bụi than vào phổi gây kích thích cơ học và phát sinh phản ứng xơ hóa phổi gây nên những bệnh hô hấp Bụi than tạo thành trong quá trình đốt nhiên liệu có thành phần chủ yếu là các chất hydrocacbon đa vòng, là chất ô nhiễm có

độc tính cao vì có khả năng gây ung thư

+ Tác hại của các khí axit như SOx, NOx

ü Đối với con người: SOx, NOx là các chất kích thích, khi tiếp xúc với niêm mạc ẩm ướt tạo thánh các axit Chúng đi vào cơ thể qua đường hô hấp hoặc hòa tan vào nuớc bọt rồi vào đường tiêu hóa sau đó phân tán vào máu tuần hoàn

SOx, NOx khi kết hợp với bụi tạo thành các hạt bụi axit lơ lửng, nếu kích thước nhỏ hơn 2 – 3 µm sẽ vào tới phế nang, bị đại thực bào phá hủy hoặc đưa đến hệ thống bạch huyết SO2 có thể nhiễm độc qua da gây sự chuyển hóa làm giảm lượng kiềm dự trữ trong máu, đào thải amoniac ra nước tiểu và kiềm ra nước bọt Độc tính chung của SO2 thể hiện ở rối loạn chuyển hóa protein và đường, thiếu vitamin B và C, ức chế enzym oxydaza Sự hấp thụ lượng lớn SO2 có khả năng gây bệnh cho hệ tạo huyết và tạo ra methemoglobin tăng cường quá trình oxy hóa Fe (II) thành Fe (III)

ü Đối với thực vật: các khí SOx, NOx khi bị oxy hóa trong không khí và kết hợp với nước mưa tạo nên mưa axit gây ảnh hưởng tới sự phát triển của cây trồng và thảm thực vật Khi nồng độ SO2 trong không khí khoảng 1 – 2ppm có thể gây chấn thương đối với lá cây sau vài giờ tiếp xúc Đối với các loại thực vật nhậy cảm giới hạn gây độc kinh niên khoảng 0,15 – 0,3ppm Nhậy cảm nhất đối với SO2 là động vật bậc thấp như rêu, địa y

ü Đối với vật liệu: sự có mặt của SOx, NOx trong không khí nóng ẩm làm tăng cường quá trình ăn mòn kim loại, phá hủy vật liệu bê tông và các công trình xây dựng, nhà cửa

+ Oxyt cacbon (CO) và khí cacbonic (CO2):

CO dễ gây độc do kết hợp khá bền vững với hemoglobin thành cacbonhemoglobin dẫn đến giảm khả năng vận chuyển oxy của máu đến các tổ chức, tế bào

CO gây rối loạn hô hấp phổi và tế bào do chiếm mất chỗ của oxy Một số

Nồng độ CO2, ppm (%) Biểu hiện độc tính 50.000ppm (5%) Khó thở, nhức đầu 100.000ppm (10%) Ngất, ngạt thở Nồng độ CO2 trong không khí sạch chiếm 0,03 – 0,06%; nồng độ tối đa cho phép của CO2 là 0,1%

+ Hidrocacbons:

Hidrocacbons thường ít gây nhiễm độc mãn tính mà chỉ gây nhiễm độc cấp tính Các triệu chứng nhiễm độc cấp tính là: suy nhược, chóng mặt, say, co giật, ngạt, viêm phổi… Khi hít phải hơi hidrocacbon ở nồng độ 40.000mg/mm3 có thể

bị nhiễm độc cấp tính với các triệu chứng như tức ngực, chóng mặt, rối loạn giác quan, tâm thần, nhức đầu, buồn nôn… Còn với nồng độ 60.000mg/m3 sẽ xuất hiện các cơn co giật, rối loạn tim và hô hấp, thậm chí có thể tử vong

− Tác động của tiếng ồn:

Nhà máy sử dụng thiết bị như máy nghiền bi, máy đập, sàng, nén khí gây nên tiếng ồn lớn Tiếng ồn cao hơn tiêu chuẩn cho phép sẽ ảnh hưởng đến công nhân và dân cư vùng xung quanh gây mệt mỏi, mất ngủ… làm giảm năng xuất lao động, mất tập trung tư tưởng dẫn đến tai nạn lao động Ngoài ra, tiếng ồn còn phát sinh từ các loại quạt gắn với các hệ thống lọc bụi và đường vận chuyển xi măng

II.4.2 Tác động của các chất ô nhiễm nước

− Các chất hữu cơ:

Các chất hữu cơ chủ yếu trong nuớc thải sinh hoạt là carbohydrate, là hợp chất dể dàng bị vi sinh vật phân hủy bằng cách sử dụng oxy hòa tan trong nuớc để oxy hóa chất hữu cơ

Hàm lượng các chất hữu cơ dễ bị vi sinh phân hủy được xác định gián tiếp qua thông số nhu cầu oxy sinh hóa (BOD5) BOD5 thể hiện nồng độ oxy hòa tan cần thiết để vi sinh vật trong nước phân hủy hoàn toàn chất hữu cơ Như vậy, nồng độ BOD5 (mgO2/l) tỉ lệ với nồng độ chất ô nhiễm hựu cơ trong nuớc BOD5

là thông số hiện được sử dụng để đánh giá mức độ ô nhiễm hữu cơ, đồng thời đánh giá tải lượng đơn vị sinh học của một hệ thống xử lý nước thải

Nước bị ô nhiễm hữu cơ sẽ suy giảm nồng độ oxy hòa tan trong nước do vi sinh vật sử dụng oxy hòa tan để phân hủy các chất hữu cơ Oxy hòa tan giảm sẽ gây tác hại nghiêm trọng đến tài nguyên thủy sinh

Theo chuẩn chất lượng nước nuôi cá của FAO quy định nồng độ oxy hòa tan (DO) trong nước phải cao hơn 50% giá trị bão hòa (tức cao hơn 4mg/l ơ 250C)

Tiêu chuẩn chất lượng nuớc bề mặt của nhiều Quốc gia cho thấy nguồn nước có giá trị BOD5 > 5mg/l được xem là đã bị ô nhiễm và trên 10mg/l được xem là ô nhiễm nặng

− Chất rắn lơ lửng:

Chất rắn lơ lửng cũng là tác nhân gây ảnh hưởng tiêu cực đến tài nguyên thủy sinh đồng thời gây tác hại về mặt cảm quan (tăng độ đục nguồn nuớc) và gây bồi lắng dòng sông

Theo tiêu chuẩn môi trường Việt Nam đối với nguồn nước bề mặt loại A chỉ cho phép nhận nước thải có nồng độ chất rắn lơ lửng 50mg/l, với nguồn nước bề mặt loại B chỉ cho phép nhận nước thải có nồng độ chất rắn lơ lửng 100mg/l

− Các chất dinh dưỡng: (N, P)

Các chất dinh duỡng có khả năng gây ra hiện tượng phú dưỡng nguồn nước dẫn đến ảnh hưởng xấu đến chất lượng nước

− Dầu mỡ:

Dầu mỡ có nguồn gốc dầu mỏ không những là những hợp chất hydrocacbon khó phân hủy sinh học mà còn chứa các chất phụ gia độc hại như các dẫn xuất của phenol, gây ô nhiễm môi trường nuớc, có tác động tiêu cực đến đời sống thủy sinh và ảnh hưởng tới mục đích cấp nuớc cho sinh hoạt, nuôi trồng thủy sản Khi hàm lượng dầu trong nước cao hơn 0,2mg/l nước có mùi hôi không dùng để ăn uống được mà chỉ dùng cho mục đích sinh hoạt Hàm lượng dầu trong nuớc từ 0,1 – 0,5mg/l sẽ gây giảm năng suất và chất lượng của cá Tiêu chuẩn dầu trong các nguồn nuớc nuôi cá không vượt quá 0,05mg/l, tiêu chuẩn oxy hòa tan phải lớn hơn 4mg/l

Ô nhiễm dầu dẫn đến giảm khả năng tự làm sạch của nguồn nước do giết chết các sinh vật phiêu sinh, sinh vật đáy tham gia vào quá trình tự làm sạch Nước thải nhiễm dầu còn gây cạn kiệt oxy của nguồn nước do che mất mặt thoáng không cho oxy hòa tan từ không khí vào nguồn nước

Ngoài ra, dầu trong nuớc sẽ bị chuyển hóa thành các hợp chất độc hại khác đối với con nguời và thủy sinh như phenol, các dẫn xuất Clo của phenol Hàm lượng phenol trong nguồn nước cấp cho sinh hoạt không được vượt quá 0,001mg/l, ngưỡng chịu đựng của cá là 10 – 15mg/l Ô nhiễm nguồn nước do dầu và các sản phẩm phân hủy của nó có thể gây tổn thất rất lớn cho ngành cấp nuớc, thủy sản, du lịch và các ngành kinh tế quốc dân khác

II.4.3 Tác động của chất thải rắn

Trong quá trình hoạt động sản xuất, xí nghiệp có sinh ra một lượng chất thải rắn như các loại bao bì nguyên liệu sau khi sử dụng xong, các loại rác thải sinh hoạt, một lượng ít xi măng bị vón cục do bị ẩm ướt

Nếu không được thu gom sẽ gây tác động xấu cho môi trường đất, nước và đồng thời cũng là môi trường thuận lợi cho vi sinh vật phát triển Điều này rất nguy hiểm vì trong đó có thể có các vi trùng gây dịch bệnh

II.4.4 Tác động đến các điều kiện kinh tế – xã hội khác

Sự hình thành và hoạt động của xí nghiệp có ý nghĩa kinh tế – xã hội rất quan trọng cho khu vực và thành phố Hồ Chí Minh Nó tạo ra công ăn việc làm cho người lao động, tạo ra sản phẩm có chất lượng phục vụ trong công trình xây dựng Sự ra đời của xí nghiệp kích thích sự phát triển mạnh mẽ các ngành công nghiệp, nông nghiệp và các dịch vụ khác trong vùng thúc đẩy sự đầu tư vốn của nước ngoài vào Việt Nam

Hoạt động của nhà máy nhìn chung không gây ảnh hưởng xấu đến cảnh quan kiến trúc và nhu cầu giải trí, văn hoá của khu vực Nếu xí nghiệp không quan tâm đúng mức đến việc phòng chống và có biện pháp bảo vệ môi trường thì sẽ có nhiều tác động tiêu cực xảy ra:

− Gây ô nhiễm đến môi trường không khí trong và ngoài xí nghiệp;

− Gây ảnh hưởng đến sức khoẻ của công nhân trực tiếp sản xuất và dân cư lân can;

− Gây ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của động và thực trong khu vực

CHƯƠNG 3

ĐỀ XUẤT CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ

I CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA BỤI VÀ HIỆU QUẢ TÁCH BỤI I.1 Độ phân tán các phân tử

Kích thước hạt là một thông số cơ bản của nó Việc lựa chọn thiết bị tách bụi tùy thuộc vào thành phần phân tán của các hạt bụi tách được Trong các thiết

bị tách bụi đặc trưng cho kích thước hạt bụi là đại lượng vận tốc lắng của chúng như đại lượng đường kính lắng Do các hạt bụi công nghiệp có hình dáng rất khác nhau (dạng cầu, que, sợi, ); nên nếu cùng một khối lượng thì sẽ lắng với các vận tốc khác nhau, hạt càng gần với dạng hình cầu thì nó lắng càng nhanh

Các kích thước lớn nhất và nhỏ nhất của một khối hạt bụi đặc trưng cho khoảng phân bố độ phân tán của chúng

I.2 Tính kết dính của bụi:

Các hạt bụi có xu hướng kết dính vào nhau, với độ kết dính cao thì bụi có thể dẫn đến tình trạng bết nghẹt một phần hay toàn bộ thiết bị tách bụi

Hạt bụi càng mịn thì chúng càng dễ bám vào bề mặt thiết bị Với những bụi có 60 ÷ 70% số hạt bé hơn 10 µm thì rất dễ dẫn đến dính bết, còn bụi có nhiều hạt trên 10µm thì dễ trở thành tơi xốp

Tùy theo độ kết dính mà chia bụi làm 4 nhóm như sau:

Bảng 3.1: Các loại bụi

Đặc tính bụi Dạng bụi

w Không kết dính

w Kết dính yếu

w Kết dính

w Kết dính mạnh

− Xỉ khô, thạch anh, đất khô

− Hạt cốc, manhêzit, apatit khô, bụi lò cao, tro bụi có chứa nhiều chất chưa cháy, bụi đá

− Than bùn, manhezit ẩm, bụi kim loại, bụi pirit, oxyt chì, thiếc, xi măng khô, tro bay không chứa chất chưa cháy, tro than bùn,

− Bụi xi măng, bụi tách ra từ không khí ẩm, bụi thạch cao và amiang, cliker, muối natri,

I.3 Độ mài mòn của bụi

Độ mài mòn của bụi được đặc trưng bằng cường độ mài mòn kim loại khi cùng vận tốc dòng khí và cùng nồng độ bụi Nó phụ thuộc vào độ cứng, hình dáng, kích thước, khối lượng hạt bụi Khi tính toán thiết kế thiết bị thì phải tính đến độ mài mòn của bụi

I.4 Độ thấm ướt của bụi

Độ thấm ướt bằng nước của các hạt bụi có ảnh hưởng đến hiệu quả làm việc của các thiết bị tách bụi kiểu ướt, đặc biệt làm việc ở chế độ tuần hoàn Các hạt

phẳng dễ thấm ướt hơn các hạt có bề mặt gồ ghề bởi vì bề mặt gồ ghề có thể bị bao phủ bởi một lớp vỏ khí hấp phụ làm trở ngại sự thấm ướt

Theo tính chất thấm ướt các vật thể rắn được chia làm 3 nhóm như sau:

− Vật liệu háo nước: dễ thấm ướt như canxi, thạch anh, đa số các silicat, các khoáng oxyt hóa, halogenua các kim loại kiềm,

− Vật liệu kỵ nước: khó thấm ướt như graphit, than, lưu huỳnh,

− Vật liệu hoàn toàn không thấm ướt: paraffin, tephlon, bitum,

I.5 Độ hút ẩm của bụi

Khả năng hút ẩm của bụi phụ thuộc thành phần hóa học, kích thước, hình dạng, độ nhám bề mặt của các hạt bụi Độ hút ẩm của bụi tạo điều kiện tách chúng trong các thiết bị tách bụi kiểu ướt

I.6 Độ dẫn điện của lớp bụi

Chỉ số này được dánh giá theo chỉ số điện trở suất của lớp bụi ρb và phụ thuộc vào tính chất của từng hạt bụi riêng lẽ (độ dẫn điện bề mặt và độ dẫn điện trong, kích thước, hình dạng ), cấu trúc lớp hạt và các thông số của dòng khí Chỉ số này ảnh hưởng rất lớn đến khả năng làm việc của các bộ lọc điện

I.7 Sự tích điện của lớp bụi

Dấu của các hạt bụi tích điện phụ thuộc vào phương pháp tạo thành, thành phần hóa học, cả những tính chất của vật chất mà chúng tiếp xúc Chỉ tiêu này có ảnh hưởng đến hiệu quả tách chúng trong các thiết bị lọc khí (bộ tách bụi ướt, lọc ), đến tính nổ và tính bết dính của các hạt

I.8 Tính tự bốc nóng và tạo hỗn hợp dễ nổ với không khí

Các bụi cháy được dễ tạo với O2 của không khí thành hỗn hợp tự bốc cháy và hỗn hợp dễ nổ do bể mặt tiếp xúc rất lớn của các hạt (∼ 1m2/g) Cường độ nổ phụ thuộc vào các tính chất hóa học, tính chất nhiệt, kích thước, hình dáng các hạt, nồng độ của chúng trong không khí, độ ẩm và thành phần các khí, kích thước và nhiệt độ nguồn lửa và hàm lượng tương đối của các loại bụi trơ (không cháy) Các loại bụi có khả năng bắt lửa như bụi các chất hữu cơ (sơn, plastic, sợi) và cả một số bụi vô cơ như manhê, nhôm, kẽm

I.9 Hiệu quả thu hồi bụi

Mức độ làm sạch (hệ số hiệu quả) được biểu thị bằng tỉ số lượng bụi thu hồi được trong tổng số vật chất theo dòng khí đi vào thiết bị trong một đơn vị thời gian

Hiệu quả làm sạch η được tính theo công thức sau:

' ' ''

' '

'' ''

' '

'' '' ' '

'

'' '

1

C V

G C V

C V C

V

C V C V G

G G

G’, G’’: khối lượng bụi chứa trong dòng khí và ra

G’’’: lượng bụi thu hồi trong thiết bị

V’,V’’: lưu lượng thể tích dòng khí vào và ra (ở điều kiện tiêu chuẩn 00C, 1atm)

C’,C’’: nồng độ hạt bụi trong dòng khí vào và ra

II CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BỤI

II.1 Phương pháp khô

Có nhiều loại thiết bị cơ khí kiểu khô để làm sạch bụi nhờ lợi dụng các cơ chế lắng khác nhau như: lắng trọng trường (buồng lắng bụi), lắng quán tính (phòng lắng có vật cản), lắng ly tâm (xyclon đơn, kép, nhóm, xoáy và động học )

Đó là những thiết bị có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo Tuy nhiên hiệu quả xử lý của chúng không cao lắm nên chỉ dùng làm thiết bị lắng sơ bộ

Bảng 3.2: Các thông số đặc trưng của thiết bị thu hồi bụi khô

Năng suất tối đa

Hiệu quả xử lý

Trở lực Giới hạn

nhiệt độ Stt Dạng thiết bị

3 Thiết bị gió xoáy 30.000 (2µm), 90% đến 2000 Đến 250

4 Xiclon tổ hợp 170.000 (5µm), 90% 750 ÷ 1.500 350 ÷ 450

5 Thiết bị lắng quán tính 127.500 (2µm), 90% 750 ÷ 1.500 Đến 400

6 Thiết bị thu hồi bụi động 42.500 (2µm), 90% Đến 400

II.1.1 Buồng lắng bụi

Đây là loại thiết bị lọc đơn giản nhất Phương pháp thu gom bụi hoạt động theo nguyên lý sử dụng lực hấp dẫn, trọng lực để lắng đọng những phần tử bụi ra khỏi không khí Cấu tạo là một không gian hình hộp có tiết diện ngang lớn hơn

giảm xuống rất nhỏ, nhờ thế hạt bụi đủ thời gian rơi xuống chạm đáy dưới tác dụng trọng lực và bị giữ lại ở đó mà không bị dòng khí mang theo

Buồng lắng bụi được áp dụng để lắng bụi thô có kích thước hạt từ 60 – 70µm trở lên Tuy vậy, các hạt bụi có kích thước nhỏ hơn vẫn có thể bị giữ lại trong buồng lắng

Có nhiều loại buồng lắng bụi như: buồng lắng bụi có nhiều ngăn, buồng lắng “động năng”…

Hình 3.1: Buồng lắng bụi

a − kiểu buồng đơn giản nhất, b − kiểu buồng có vách ngăn, c − kiểu buồng có nhiều tầng

II.1.2 Thiết bị tách bụi kiểu quán tính

Nguyên lý cơ bản được áp dụng để chế tạo thiết bị lọc 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 khí đổi hướng chuyển động thì bụi do có 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 đi động năng và rơi xuống đáy thiết bị

Vận tốc của khí trong thiết bị khoảng 1m/s, còn ở ống vào khoảng 10m/s Hiệu quả lọc của thiệt bị này đạt từ 65 – 80% đối với các hạt bụi có kích thước

20 – 30µm Trở lực của chúng trong khoảng 150 – 390N/m2

Có nhiều loại: thiết bị lọc quán tính Venturi, thiết bị lọc quán tính kiểu màn chắn uốn cong, thiết bị lọc quán tính kiếu “lá xách”, …

a/ b/ c/

Hình 3.2: Thiết bị lắng bụi quán tính

a − có tấm ngăn, b − có phần côn mở rộng, c − bằng cách dẫn nhập dòng khí vào từ phía hông

II.1.3 Thiết bị lá xách:

Thiết bị kiểu này có các dãy lá chắn là những tấm bản phẳng hay trục Khí

đi qua mạng chắn, đổi hướng đột ngột, các hạt bụi do quán tính chuyển động theo hướng cũ tách ra khỏi khí hoặc va đập vào các tấm phẳng nghiêng, lắng trên đó rồi rơi xuống dòng khí bụi Kết quả khí được chia thành hai dòng Dòng chứa bụi nồng độ cao (10%) thể tích được hút qua xiclon để tiếp tục xử lý, rồi sau đó được trộn với dòng đi qua các tấm chắn (chiếm 80%) thể tích Vận tốc khí trước mạng chóp phải đủ cao (15m/s) để đạt hiệu quả tác bụi quán tính Trở lực của lưới khoảng 100 – 500N/m2 Thiết bị lá xách thường được xử dụng để thu hồi bụi có kích thước trên 20µm

Hình 3.3: Thiết bị lá xách Yếu điểm của lá xách là sự mài mòn các tấm chắn 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 vật liệu làm lá chắn, thường không quá 450 – 600oC

Là thiết bị lọc ly tâm kiểu đứng, thiết bị lọc bụi này hình thành lực ly tâm để tách bụi ra khỏi không khí Nó được ứng dụng rất rộng rãi trong công nghiệp Thân xiclon thường hình trụ có đáy là chóp cụt Ống khí vào được bố trí theo phương tiếp tuyến với thân xiclon, khí nhiễm bụi đi vào phần trên của xiclon thực hiện chuyển động xoắn ốc, dịch chuyển xuống phía dưới và hình thành dòng xoáy ngoài Lúc đó, các hạt bụi, dưới tác dụng của lực ly tâm, văng vào thành xiclon Tiến gần đến đáy chóp, dòng khí bắt đầu quay ngược trở lại và chuyển động lên trên hình thành dòng xoắn trong Các hạt bụi văng đến thành, dịch chuyển xuống dưới nhờ lực đẩy của dòng xoáy và trọng lực rồi từ đó ra khỏi xiclon qua ống xả bụi

Ưu điểm:

− Không có phần chuyển động;

− Có thể làm việc ở nhiệt độ cao;

− Có khả năng thu hồi vật liệu mài mòn mà không cần bảo vệ bề mặt xiclon;

− 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;

− Năng suất cao;

− Rẻ;

− Hiệu quả không phụ thuộc sự thay đổi nồng độ bụi

Nhược điểm:

− Hiệu quả vận hành kém khi bụi có kích thước nhỏ hơn 5µm;

− Không thể thu hồi bụi kết dính;

− Thu hồi bụi trong xiclon diễn ra dưới tác dụng của lực li tâm

Hình 3.4: Các dạng xyclon chủ yếu

a − kiểu xoắn ốc, b − kiểu tiếp tuyến, c − kiểu xoắn vít, d – kiểu dọc trục có cánh nơ

Trong công nghiệp xiclon được chia làm hai nhóm: hiệu quả cao và năng suất cao Nhóm thứ nhất đạt hiệu quả cao nhưng yêu cầu chi phí lớn, 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 chóp (không có thân trụ) Xiclon trụ thuộc nhóm năng suất cao, còn xiclon chóp thuộc nhóm hiệu quả cao Đường kính xiclon trụ không lớn hơn 2000 mm và xiclon chóp nhỏ hơn 3000 mm Vận tốc khí qua xiclon khoảng từ 2,2 đến 5,0 m/s

Bảng 3.2: Nồng độ bụi cho phép ứng dụng xiclon phụ thuộc đường kính

xiclon

Đường kính Xiclon (mm) 800 600 500 400 300 200 100 Nồng độ bụi cho phép 2,5 2,0 1,5 1,2 1,0 0,8 0,6 Nhóm xiclon: khi lưu lượng lớn người ta ứng dụng nhóm phối hợp các xiclon Điều đó cho phép không tăng đường kính xiclon và do đó ảnh hưởng tốt đến hiệu quả xử lý Khí nhiễm bụi đi vào chung một ống, rồi sau đó được phân phối cho các xiclon thành phần

II.1.5 Thiết bị lọc bụi ly tâm kiểu ngang

Thiết bị lọc bụi ly tâm kiểu nằm ngang có cấu tạo khá đơn giản Nó còn được gọi là thiết bị lọc ly tâm một chiều do dòng khí chỉ đi từ đầu này ra đầu kia của thiết bị trên cùng một chiều

II.1.6 Thiết bị lọc bụi ly tâm kiểu gió xoáy

Thiết bị này được tạo ra nhằm khai thác triệt để lực ly tâm trong chuyển động xoắn ốc của dòng khí để tách lọc bụi Có 2 loại: thiết bị lọc bụi ly tâm kiểu guồng xoắn đơn giản và kiểu guồng xoắn có kèm theo xiclon

Điểm khác cơ bản so với xiclon là trong thiết bị này có dòng khí xoáy phụ trợ Khí nhiễm bụi được cho vào từ dưới, được xoáy nhờ cánh quạt, chuyển động lên trên và chịu tác động của tia khí thứ cấp Dòng khí thứ cấp chạy ra từ vòi phun tiếp tuyến để tạo sự xoáy hỗ trợ cho khí

Hình 3.5: Thiết bị thu bụi kiểu gió xoáy

a – kiểu vòi phun - b- kiểu cánh quạt Dưới tác dụng của lực li tâm bụi văng ra phía ngoài, gặp dòng khí xoáy thứ cấp hướng xuống dưới, đẩy chúng vào khoảng không gian vành khăn giữa các ống Không gian vành khăn chung quanh ống vào được trang bị vòng đệm chắn để bụi không quay trở lại thiết bị

Dòng khí thứ cấp có thể là không khí sạch hoặc là phần khí đã xử lý hoặc khí nhiễm bụi Thuận lợi nhất là dùng khí nhiễm bụi để làm khí thứ cấp vì điều đó cho phép tăng năng suất thiết bị lên 40-60% mà không ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý

Ưu điểm: so với các xiclon là:

− Hiệu quả thu hồi bụi phân tán cao hơn;

− Bề mặt trong của thiết bị không bị mài mòn;

− Có thể xử lý khí có nhiệt độ cao hơn;

− Có thể điều chỉnh quá trình phân riêng bụi bằng cách thay đổi lượng khí thứ cấp

Nhược điểm:

− Cần có cơ cấu thổi khí phụ trợ;

− Vận hành phức tạp;

− Lượng khí qua thiết bị lớn

Bảng 3.3: Đánh giá hiệu quả xử lý

Kích thước hạt, µm Hiệu quả xử lý, %

2,5 92 5,0 95 10,0 98,5

II.1.7 Thiết bị thu hồi bụi kiểu động

Quá trình xử lý bụi trong thiết bị này được thực hiện nhờ lực li tâm và lực coriolit, xuất hiện khi quay guồng 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 thu hồi bụi động so với các thiết bị thu hồi bụi li tâm là gọn, lượng kim loại nhỏ, kết hợp máy hút bụi và xiclon vào cùng một thiết bị Bên cạnh đó 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 cân bằng phần quay, hiệu quả thu hồi bụi d < 10µm kém và chế tạo phức tạp

II.2 Thiết bị lọc bụi

Các đặc tính quan trọng nhất của lưới lọc bụi là hiệu quả lọc, sức cản khí động và thời gian của chu kỳ hoạt động trước khi thay đổi mới hoặc hoàn nguyên

Quá trình lọc bụi bằng các loại vật liệu lọc như vải, sợi xoắn rối, cáctông làm bằng hỗn hơp sợi xenlulozơ – amiăng gồm các sợi có đường kính khác nhau,

…

Khi cho khí chứa bụi đi qua lưới lọc bụi, các hạt bụi tiếp cận với các sợi của vật liệu lọc và tại đó xảy ra các tác động tương hỗ (va đập quán tính, thu bắt do tiếp xúc và khuếch tán) giữa hạt bụi và vật liệu lọc Trong quá trình lọc bụi, các hạt bụi khô tích tụ trong các lỗ của vật liệu lọc làm môi trường lọc đối với các hạt bụi đến sau Tuy nhiên, bụi tích tụ càng nhiều làm cho kích thước lỗ ngày càng giảm vì vậy sau một thời gian làm việc nào đó cần phải phá vỡ và loại lớp bụi ra Thiết bị lọc được chia làm 3 loại, phụ thuộc vào chức năng và nồng độ bụi vào ra:

− Thiết bị tinh lọc (hiệu quả cao): dùng để thu hồi bụi cực nhỏ với hiệu quả rất cao (> 99 %) với nồng độ đầu vào thấp (< 1 mg/m3) và vận tốc lọc < 10

cm/s Thiết bị lọc này ứng dụng để thu hồi bụi độc hại đặc biệt, cũng như để siêu lọc không khí Vật liệu lọc không được thu hồi;

− Thiết bị lọc không khí được sử dụng trong hệ thống thông khí và điều hòa không khí Chúng được dùng để lọc khí có nồng độ bụi nhỏ hơn 50 mg/m3, với vận tốc lọc 2,5 – 3 m/s Vật liệu có thể được phục hồi hoặc không phục hồi;

− Thiết bị lọc công nghiệp (vải, hạt, sợi thô): được sử dụng để làm sạch khí công nghiệp có nồng độ bụi đến 60 g/m3 với kích thước hạt lớn hơn 0,5µm, vật liệu lọc thường được phục hồi

II.2.1 Thiết bị lọc tay áo

Đây là thiết bị phổ biến nhất Thiết bị gồm nhiều ống tay áo đường kính từ

125 – 300mm, chiều cao từ 2,5 – 3,5m (hoặc hơn) đầu liên kết vào bản đáy đục lỗ tròn bằng đường kính của ống tay áo hoặc lồng vào khung và cố định một đầu vào bản đục lỗ

Khí cần lọc được đưa vào phểu chứa bụi rồi theo các túi vải đi từ trong ra ngoài hoặc từ ngoài vào trong để đi vào ống góp khí sạch thoát ra ngoài Khi bụi đã bám nhiều trên mặt trong (hoặc mặt ngoài) của ống tay áo làm cho sức cản của chúng tăng cao làm lưu lượng khí qua chúng giảm ảnh hưởng tới năng suất lọc Theo số liệu thực nghiệm, nồng độ bụi còn lại sau khi lọc vải là 10 – 50mg/m3

Người ta tiến hành hoàn nguyên bằng cách rung để rũ bụi kết hợp với thổi khí ngược từ ngoài vào trong ống tay áo, hoặc phụt không khí nén kiểu xung lực để không khí từ trong ra ngoài ống tay áo

Vải lọc phải thoả mãn các điều kiện sau đây:

− Khả năng chứa bụi cao và ngay sau khi phục hồi bảo đảm hiệu quả lọc cao;

− Giữ được khả năng cho khí xuyên qua tối ưu;

− Độ bền cơ học cao khi nhiệt độ cao và môi trường ăn mòn;

− Có khả năng được phục hồi;

− Giá thấp

Các vật liệu học hiện có không thỏa mãn tất cả các tính chất nêu trên, nên trong từng điều kiện cụ thể phải tiến hành lựa chọn chúng Vật liệu học phổ biến nhất là vải bông, len, vải tổng hợp và vải thủy tinh

Vải bông có tính lọc tốt, giá thấp nhưng không bền hoá học và nhiệt, dễ cháy và chứa ẩm cao Vải len có khả năng cho khí xuyên qua lớn, bảo đảm độ sạch ổn định và dễ phục hồi nhưng không bền hoá học và nhiệt, giá cao hơn vải

bông Khi làm việc lâu ở nhiệt độ cao sợi len trở nên giòn Chúng làm việc đến

900C Vải tổng hợp bền nhiệt và hóa, giá rẻ hơn vải bông và vải len Trong môi trường axít độ bền của chúng cao, còn trong môi trường kiềm độ bền giảm Vải thủy tinh bền ở 150-350oC

II.2.2 Thiết bị lọc sợi

Thành phần lọc của thiết bị lọc dạng này gồm một hoặc nhiều lớp, trong đó các sợi vải được phân bố đồng nhất Trong thiết bị lọc sợi bụi được thu hồi và tích tụ theo chiều dày của lớp lọc Vật liệu lọc là các sợi tự nhiên hoặc nhân tạo có chiều dày từ 0,01 đến 100µm Chiều dày của lớp lọc có thể từ vài phần ngàn mét cho đến hai mét (lọc đệm nhiều lớp để sử dụng lâu dài) Các thiết bị lọc này được ứng dụng khi nồng độ pha phân tán 0,5 − 5mg/m3 và chỉ vật liệu lọc là sợi thô mới được ứng dụng cho nồng độ 5 − 50mg/m3, khi đó kích thước hạt bụi chủ yếu nhỏ hơn 5 − 10µm

Tùy theo đường kính của sợi, lưới lọc được phân biệt thành lưới lọc vừa và lưới lọc tinh

II.2.3 Thiết bị lọc hạt

Được ứng dụng ít hơn thiết bị lọc sợi Tuy nhiên vật liệu lọc loại này dễ kiếm, có thể làm việc ở nhiệt độ cao và trong môi trường ăn mòn, chịu tải lực lớn và độ giảm áp lớn Có 2 dạng: thiết bị lọc đệm, thiết bị lọc lớp hạt cứng

Quá trình lọc trong thiết bị lọc sợi bao gồm hai giai đoạn Ở giai đoạn một (lọc ổn định) các hạt bụi không làm thay đổi cấu trúc của lớp lọc, trong giai đoạn hai (lọc ổn định) trong vật liệu lọc xảy ra sự biến đổi cấu trúc liên tục do lượng bụi tích tụ lớn Do đó hiệu quả xử lý và trở lực của lớp lọc luôn thay đổi

II.3 Phương pháp ướt

Quá trình lọc bụi trong thiết bị lọc ướt được dựa trên nguyên lý sự tiếp xúc giữa dòng khí mang bụi với chất lỏng, bụi trong dòng khí bị chất lỏng giữ lại và thải ra ngoài dưới dạng cắn bùn Phương pháp lọc bụi bằng thiết bị lọc bụi kiểu ướt có thể xem là đơn giản nhưng hiệu quả rất cao

Do tiếp xúc dòng khí nhiễm bụi với chất lỏng hình thành bề mặt tiếp xúc pha Bề mặt này bao gồm các bọt khí, tia khí, tia lỏng, giọt lỏng và màng lỏng Trong đa số thiết bị thu hồi bụi ướt tồn tại các dạng bề mặt khác nhau, do đó bụi được thu hồi theo nhiều cơ chế khác nhau

− Có thể sử dụng khi độ ẩm và nhiệt độ cao;

− Nguy hiểm cháy, nổ thấp nhất;

− Cùng với bụi có thể thu hồi hơi và khí

II.3.1 Thiết bị rửa khí rỗng

Thiết bị rửa khí rỗng là tháp đứng có tiết diện hình trụ hay ngũ giác mà trong đó có sự tiếp xúc giữa khí và các hạt lỏng (hạt được tạo ra bởi vòi phun) Theo hướng chuyển động của khí và lòng tháp rỗng chia ra ngược chiều, cùng chiều và tưới ngang

Hình 3.7: Thiết bị rửa khí trần rỗng có vòi phun Vận tốc dòng khí trong thiết bị thường khoảng 0,6 − 1,2m/s đối với thiết bị không có bộ tách giọt và khoảng 5 − 8m/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/m2

Tháp trần đạt hiệu quả xử lý cao đối với hạt bụi có kích thước d ≥ 10µm và kém hiệu quả khi bụi có kích thước d < 5µm

Chiều cao tháp vào khoảng 2,5 lần đường kính Đường kính tháp được xác định theo phương trình lưu lượng Chi phí nước được chọn vào khoảng 0,5 − 8l/m3

khí

II.3.2 Thiết bị rửa khí đệm

Tháp rửa khí đệm là tháp với lớp đệm đổ đống hoặc được xắp xếp theo trật tự xác định Chúng được ứng dụng để thu hồi bụi dễ dính 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

Hình 3.8: Tháp đệm phun tưới nước ngang và có vật đệm

Để đảm bảo độ dính ướt của bề mặt lớp đệm chúng thường được để nghiêng

7 − 10oC về hướng dòng khí, lưu lượng lỏng 0,15 − 0,5l/m3 Hiệu quả thu hồi bụi kích thước d ≥ 2µm trên 90% Khi nồng độ bụi ban đầu đến 10 − 12g/m3, trở lực

160 − 100Pa/m đệm, vật tốc khí trong thiết bị ngược chiều vào khoảng 1,5 − 2,0m/s, còn lưu lượng nước tưới 1,3 − 2,6l/m3 Hiệu quả xử lí bụi phụ thuộc nhiều yếu tố khác nhau như: cường độ tưới, nồng độ bụi, độ phân tán Thực tế hạt có kích thước 2 − 5µm 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 thể lên đến 1500N/m2

II.3.3 Thiết bị rửa khí với lớp đệm chuyển động

Vật liệu đệm là các quả cầu làm bằng polime, thủy tinh hoặc nhựa xốp Khối lượng riêng của quả đệm không được lớn hơn khối lượng riêng của chất lỏng

Tháp với lớp đệm chuyển động có thể làm việc theo các chế độ khác nhau, nhưng chế độ tối ưu để thu hồi bụi là chế độ giả lỏng hoàn toàn Để đảm bảo hiệu quả thu hồi bụi cao cần theo các thông số sau: vận tốc khí 5 − 6m/s, nước tưới 0,5 − 0,7l/s, tiết diện tự do của mâm So = 0,4m2/m2, chiều rộng khe b = 4 − 6mm

a b c Hình 3.9: Thiết bị rửa khí với lớp đệm chuyển động

a – có lớp đệm hình xilanh, b và c – bộ rửa khí kiểu phun có lớp đêm hình côn

Khi chọn đường kính quả cầu cần theo tỷ lệ ≥ 10

II.3.4 Tháp rửa khí với lớp đệm dao động

Trong thiết bị kiểu này các quả cầu đệm dưới tác động của dòng khí không

ở trạng thái giả lỏng mà chỉ 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 cao 155mm Vận tốc khí qua mặt cắt tự do của thiết bị 2,4 − 3,0m/s Trở lực của thiết bị từ

1000 − 1500Pa với lưu lượng nước tưới từ 0,25 – 0,55l/m3 khí Tháp rửa kiểu này có hiệu quả xử lí đến 99% đối với các hạt có kích thước 2µm và lớn hơn Thực tế trong thiết bị có hai vùng tiếp xúc với khí lỏng Vùng thứ nhất ở dạng giọt lỏng tạo thành tạo thành lớp trước đệm, vùng thứ hai hình thành dưới dạng bọt trực tiếp ở trong và ở trên lớp đệm

II.3.5 Thiết bị sủi bọt

Phổ biến nhất là thiết bị sủi bọt với đĩa chảy sụt và đĩa chảy qua Đĩa chảy sụt có thể là đĩa lỗ, đĩa rãnh Chiều dày tối ưu của đĩa trong khoảng 4 − 6mm, đường kính lỗ thường từ 4 − 8mm Chiều rộng của rãnh 4 − 5mm, còn diện tích tự

do dao động trong khoảng 0,2 – 0,25m2/m2 Bụi được thu hồi bởi lớp bọt được hình thành do tương tác của khí và lỏng

Hình 3.10: Bộ lọc bụi có bọt

a – có mâm chảy tràn, b – có mâm chảy nhỏ giọt Quá trình thu hồi bụi trong thiết bị sủi bọt diễn ra trong các giai đoạn sau:

1 Thu hồi bụi trong không gian dưới lưới do lực quán tính, được hình thành

do dòng khí thay đổi hướng chuyển động khi đi qua đĩa Hiệu quả giai đoạn này chỉ lớn với bụi thô đường kính ≥ 10µm

2 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)

3 Lắng bụi trên bề mặt trong của các bọt khí theo cơ chế quán tính – rối Hiệu quả của giai đoạn 2 và 3 lớn hơn giai đoạn 1 nhiều và đạt đến 60% đối với hạt bụi 2 − 5µm

Thiết bị sủi bọt có ưu điểm là hiệu quả thu hồi bụi cao với hạt có kích thước lớn hơn 2 µm và trở lực không lớn hơn 300 – 1000N/m2

Tuy nhiên nó cũng có một số nhược điểm sau:

− Hạt có kích thước nhỏ hơn 2µm không được thu hồi hoàn toàn;

− Cần có bộ phận để tách giọt lỏng;

− Không cho phép lưu lượng khí dao động lớn vì vậy sẽ phá vỡ chế độ tạo bọt

II.3.6 Thiết bị rửa khí va đập quán tính

Trong thiết bị này sự tiếp xúc của khí với nước được thực hiện do sự va đập của dòng khí lên bề mặt của dòng chất lỏng và do sự thay đổi hướng của dòng khí Kết quả của sự va đập là các giọt lỏng đường kính từ 300 − 400µm được tạo thành làm gia tăng quá trình lắng bụi

a b Hình 3.11: Thiết bị thu hồi bụi va đập quán tính

a – kiểu tác dụng va đập quán tính, b – kiểu Doyl

II.3.7 Thiết bị rửa khí li tâm

Thu hồi bụi trong thiết bị rửa khí li tâm diễn ra dưới tác dụng của hai lực: lực li tâm và lực quán tính

Hình 3.12: Thiết bị tách bụi kiểu xyclon màng ướt Có 2 kiểu:

− Kiểu dòng xoáy nhờ các cách của cơ cấu xoáy;

− Kiểu dòng khí được đưa dẫn nhập theo phương tiếp tuyến vào hông thiết

bị (kiểu xyclon màng nước) Loại này không dùng tách bụi có xi măng

II.3.8 Thiết bị rửa khí với vận tốc cao (thùng ventury)

Để làm sạch khí khỏi bụi với kích thước 1 − 2µm và nhỏ hơn ngưới ta ứng dụng chủ yếu các thiết bị rửa khí với vận tốc lớn

Nguyên lý hoạt động: dòng khí bụi chuyển động vận tốc 70 − 150m/s đập vỡ nước thành các giọt nhỏ Độ xoáy rối cao của dòng khí và vận tốc tương đối giữ bụi và giọt lỏng lớn hơn thúc đẩy quá trình lắng bụi trên các giọt lỏng

Hình 3.13: Thiết bị ventury với bộ thu giọt bên ngoài

II.4 Thiết bị lọc điện

Những thiết bị lọc bụi tĩnh điện là những thiết bị tổng hợp để làm sạch không khí khỏi những phần tử bụi rắn và lỏng

Nguyên lý hoạt động: điện trường mạnh được tạo ra dưới điện thế cao sẽ ion hóa những phần tử khí trong dòng khí và truyền điện tích âm (electron) cho hạt bụi dưới các tác động va đập quán tính (bắn phá) hoặc khuếch tán ion Nhờ thế các hạt bụi bị hút về phía cực dương, đọng lại Thiết bị lọc tĩnh điện có những ưu điểm sau: mức độ làm sạch cao tới 99%, chi phí năng lượng thấp cho việc thu gom bụi khoảng 0,1-0,5kW/h cho 1000m3 khí, có thể thu gom các hạt bụi có kích thước 0,1-100µm (và nhỏ hơn) khi nồng độ trong không khí đạt 50g/m3 (và lớn hơn ) còn nhiệt độ khí có thể cao hơn 500oC, những thiết bị lọc tĩnh điện có thể làm việc khi có áp cũng như khi giảm áp

Hình 3.14: Thiết bị lọc bụi tĩnh điện dạng ống

III LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ

Việc lựa chọn phương án tối ưu là một vấn đề hết sức quan trọng trong việc xử lý ô nhiễm môi trường không khí Làm thế nào vừa giảm được nồng độ bụi xuống mức cho phép mà lại vừa có hiệu quả kinh tế nhất Phương pháp được lựa chọn dựa trên những nguyên tắc:

− Thiết bị phù hợp với tính chất, kích thước của hạt bụi;

− Hiệu quả đạt yêu cầu, giá thành thấp;

− Dễ dàng thi công, lắp đặt

Dựa vào các nguyên tắc trên và các yêu cầu khác ta đưa ra 2 phương án và qua việc so sánh 2 phương án này sẽ lựa chọn phương án tối ưu để thi công

III.1 Lựa chọn mạng lưới đường ống dẫn bụi

Lựa chọn đường ống dẫn bụi theo phương án có chiều dài đường ống tổng cộng ít và tổn thất áp lực nhỏ

III.2 Lựa chọn thiết bị xử lý

Phạm vi sử dụng hợp lý của thiết bị lọc bụi phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: kích thước hạt bụi, nhiệt độ khí thải, nồng độ ban đầu, điều kiện vận hành v.v…

do đó việc lựa chọn thiết bị lọc bụi chủ yếu có thể được tiến hành theo các chỉ dẫn sơ bộ sau:

− Buồng lắng bụi: cần sử dụng chắc chắn trường hợp bụi thô, thành phần cỡ hạt trên 50µm là chiếm tỷ lệ cao nếu không nói là hầu hết Ngoài ra buồng lắng bụi cần được sử dụng như cấp lọc thô trước các loại thiết bị lọc tinh đắt tiền khác

− Xiclon thường được sử dụng trong các tường hợp:

w Bụi thô;

w Nồng độ bụi ban đầu cao > 20 mg/m3;

w Không đòi hỏi hiệu quả lọc cao Khi cần đạt hiệu quả cao hơn nên dùng xiclon ướt hoặc xiclon chùm

− Thiết bị lọc ướt được sử dụng khi:

w Cần lọc bụi mịn với hiệu quả tương đối cao;

w Kết hợp giữa lọc bụi và khử khí độc hại trong phạm vi có thể, nhất là loại khí, hơi cháy được có mặt trong khí thải;

w Kết hợp làm nguội khí thải;

w Độ ẩm trong khí thải đi ra khỏi thiết bị lọc không gây ảnh hưởng gì đáng kể đối với thiết bị cũng như các quá trình công nghệ liên quan