Bài giảng quá trình thiết bị công nghệ hóa học chương 2 nguyễn minh tân

PHÂN%RIÊNG% HỆ%KHÍ%KHƠNG%ĐỒNG%NHẤT (Phân%riêng%bằng%cơ%học) Giảng&viên:&Nguyễn&Minh&Tân& Bộ&mơn&QT7TB&CN&Hóa&học&&&Thực&phẩm Trường&Đại&học&Bách&khoa&Hà&nội Làm$sạch$khí$bằng$phương$pháp$ướt$ (wet$scrubber) Ngun tắc làm - Làm khí phương pháp ướt phép sử dụng cho phép làm ẩm làm khí, bụi khơng có giá trị kinh tế, không cần phải thu hồi - Bản chất phương pháp ướt: dùng nước chất lỏng để rửa khí - Nước cho chảy thành màng bề mặt ống tấm, phun dạng bụi sương vào toàn thiết bị - Có thể tiến hành tác dụng trọng lực, lực quán tính lực ly tâm - Dưới tác dụng lực quán tính lực ly tâm, bụi tách khỏi khí, dịng khí làm lạnh, bão hòa nước - Nếu làm lạnh khí xuống thấp nhiệt độ ngưng tụ nước có khả tách hạt bụi nhỏ Vì lúc hạt bụi trở thành tâm ngưng tụ, chất lỏng bám vào bụi làm cho bụi có kích thước lớn lắng xuống Làm$sạch$khí$bằng$phương$pháp$ướt$ (wet$scrubber) Thiết bị loại tĩnh - Cấu tạo giống tháp hấp thụ: Khí từ lên, lỏng phun qua vịi phun từ xuống Do có tiếp xúc dịng khí dịng lỏng, hạt chất lỏng kéo theo hạt bụi rơi xuống đáy tháp Để tăng hiệu suất tách bụi, thường đổ đệm vào tháp - Hiệu suất tách bụi: tháp rỗng khoảng 60 – 70% - Hiệu suất tách bụi tháp đệm: 75 – 85% với hàm lượng bụi nhỏ – 2g/m3 nhiệt độ ) độ áp suất 760mmHg Làm$sạch$khí$bằng$phương$pháp$ướt$ (wet$scrubber) Thiết bị loại động học Thân hình xoắn ốc Trục nằm ngang, trục có lắp chóp phân phối đĩa, đĩa có lắp trịn nằm ngang nhau, làm thành vòng tròn đồng tâm Khi đĩa quay, chuyển động khoảng khơng gian trịn khơng chuyển động Các trịn khơng chuyển động gắn với thân chia thành vòng tròn động tâm Trên đĩa có lắp cánh giúp chất lỏng rửa bụi tốt Cánh có nhiệm vụ vận chuyển nhờ tạo áp lực khí đến 500mmH2O Bụi lắng hộp 10 gắn thân thiết bị Chất lỏng dẫn qua ống 11 vào hóp tưới vào chuyển động Hỗn hợp lỏng khí chuyển động qua cánh vào thân thiết bị dạng hạt nhỏ, qua cửa 12, bụi tách khỏi dịng khí để vào máng 13, cịn dịng khí qua cánh vào máng 14 ngồi Làm$sạch$khí$bằng$phương$pháp$ướt$ (wet$scrubber) Thiết bị loại động học - Loại thiết bị thường dùng ngành luyện kim để làm khí lị cao có hàm lượng 0,05 - 0,02g/m3 (tại nhiệt độ 0°C áp suất 760mmHg) - Khí trước vào thiết bị cần làm lạnh đến 50 – 60 °C với hàm lượng bụi khơng q 2g/m3 Vì vậy, trước vào thiết bị, khí cần làm sơ làm lạnh thiết bị loại tĩnh - Thiết bị động học có suất cao (50 – 60.103 m 3/h khí nhiệt độ 0°C áp suất 760mmHg), tiêu tốn lượng (5 đến kW/1000 m3) - Nhược điểm: cấu tạo phức tạp - Lượng lỏng cần dùng để làm 1000m3 khí đktc khoảng 0,5 – 1,5m3 Làm$sạch$khí$bằng$phương$pháp$ướt Thiết bị loại bề mặt ướt - Làm việc tác dụng lực ly tâm - Khí vào thiết bị theo phương tiếp tuyến - Bề mặt thiết bị ln có màng nước - Ngun tắc làm việc giống với xyclon - Ưu điểm: độ làm lớn, trở lực nhỏ, cấu tạo đơn giản Làm$sạch$khí$bằng$phương$pháp$ướt Thiết bị loại sủi bọt Nguyên tắc làm việc: Chất lỏng tiếp xúc với khí tạo thành bọt, bề mặt tiếp xúc pha lớn, độ làm cao Đối với bụi có kích thước lớn 5µm hiệu suất tách lên đến 99% Cấu tạo: Một thùng rỗng, bên có lưới Khí dẫn vào cửa lỗ , sục vào lớp chất lỏng bên lưới tạo thành bọt Các hạt bụi có kích thước nhỏ bám vào bề mặt bọt chất lỏng chảy qua cửa chảy tràn ngồi; cịn hạt có kích thước lớn khơng chui qua lỗ bị chất lỏng lọt xuống theo chảy xuống đáy nón Khí lên khỏi thiết bị Làm$sạch$khí$bằng$phương$pháp$ướt Thiết bị loại sủi bọt -Khả tách bụi phụ thuộc vào vận tốc dịng khí thiết bị - Nếu vận tốc khí nhỏ, tạo thành bong bóng riêng biệt mà chưa hình thành bọt - Khi vận tốc khí đạt 0,5 -0,7 m/s bong bóng chạm vào thành lớp bọt lớn khơng linh động, suất làm việc thiết bị thấp - Khi vận tốc đủ lớn, lớp bọt chuyển động, bề mặt tiếp xúc pha tăng lên - Nhưng vận tốc dịng khí tiếp tục tăng lên tạo thành tia nước mạnh -Vận tốc làm việc thích hợp khoảng 1,3 – 3,0m/s Trong giới hạn này, lớp bọt tăng theo độ tăng vận tốc khí -Trong thực tế, thường sử dụng thiết bị sủi bọt nhiều ngăn Làm$sạch$khí$bằng$phương$pháp$lọc Ngun lý làm việc - Cho dịng khí qua lớp vách ngăn xốp - Khí chui qua lỗ mao quản xốp bụi bị giữ lại bề mặt vách ngăn -Có nhiều loại vách ngăn, việc chọn vách ngăn phải ý đến tính chất hóa học, nhiệt độ khí kích thước hạt bụi hỗn hợp khí giữ lại bề mặt vách ngăn - Năng suất thiết bị phụ thuộc vào vận tốc lọc (lượng khí) kích thước hạt bụi hỗn hợp khí giữ lại bề mặt vách ngăn - Vận tốc lọc khí định áp suất dịng khí trở lực vách ngăn Làm$sạch$khí$bằng$phương$pháp$lọc Cấu tạo: Có nhiều túi vải gắn lưới phân phối Các túi vải treo khung Bụi từ dưới, qua túi vải, bị giữ lại, khí đưa ngồi Khi bề dày lớp bụi tăng lên, trở lực tăng, phải định kỳ rũ bụi phương pháp học Cộng với thổi khí ngược chiều để vệ sinh túi vải Có thể có thiết bị lọc bụi nhiều ngăn, ln phiên tháo bụi Mỗi ngăn làm việc – phút, rũ bụi khoảng 20 đến 30giây Để vượt qua trở lực vải lọc, cần tạo áp suất dư cho dịng khí khoảng 60 – 120mmH2O Vận tốc lọc xác định thực nghiệm Vật liệu làm túi lọc giấy vải Khi phải lọc khí ẩm, không làm việc nhiệt độ thấp nhiệt độ ngưng tụ ẩm khơng khí nhiệt độ túi bị ẩm, làm tăng trở lực q trình Thiết bị lọc vải Làm$sạch$khí$bằng$phương$pháp$lọc Thiết bị lọc vải -Trở lực trình : !p = Awn , mmH 2O -A: hệ số vật liệu vải lọc, phụ thuộc vào mức độ bẩn vải lọc -w: vận tốc tính trên tồn diện tích lớp lọc, m/s -n: sỗ mũ phụ thuộc vào đặc điểm vải lọc độ bẩn -Đối với vải bơng mịn xốp có: !p = 2,4w 1, 46 , mmH 2O -Với vải thô: !p = 7,6w 1,83 , mmH 2O -Ưu điểm: cấu tạo đơn giản, độ làm cao -Nhược điểm: độ ẩm, nhiệt độ trạng thái khí vào bị hạn chế, vải dễ bị hư hỏng Làm$sạch$khí$bằng$phương$pháp$lọc Cấu tạo: thân trụ vỏ có đục lỗ đổ vật liệu cát, sỏi, đá, … tạo thành vật ngăn xốp, thay lớp sợit nhân tạo, sợi amiăng, bông, … Sau thời gian làm việc, phải làm vật liệu lọc thay Cũng dùng ống sứ xốp đặt thành dãy bên thiết bị, định kỳ tháo bụi cách thổi khơng khí theo hướng ngược lại từ ống Làm$sạch$khí$bằng$điện$trường Thiết bị lọc điện loại ống Làm$sạch$khí$bằng$điện$trường Thiết bị lọc điện Làm$sạch$khí$bằng$siêu$âm ... (wet$scrubber) Thiết bị loại động học - Loại thiết bị thường dùng ngành luyện kim để làm khí lị cao có hàm lượng 0,05 - 0,02g/m3 (tại nhiệt độ 0°C áp suất 760mmHg) - Khí trước vào thiết bị cần làm... làm lạnh đến 50 – 60 °C với hàm lượng bụi khơng q 2g/m3 Vì vậy, trước vào thiết bị, khí cần làm sơ làm lạnh thiết bị loại tĩnh - Thiết bị động học có suất cao (50 – 60.103 m 3/h khí nhiệt độ 0°C... ngưng tụ ẩm không khí nhiệt độ túi bị ẩm, làm tăng trở lực trình Thiết bị lọc vải Làm$sạch$khí$bằng$phương$pháp$lọc Thiết bị lọc vải -Trở lực trình : !p = Awn , mmH 2O -A: hệ số vật liệu vải lọc,