slide bài giảng môn công nghệ môi trường chương 3: Công nghệ xử lý ô nhiễm không khí

Xử lý bụi bằng phương pháp trọng lực • Làm bụi lắng đọng dưới tác dụng của trọng lực • Khi dòng khí chứa bụi chuyển động ngang, nếu có sự thay đổi đột ngột về tiết diện chuyển động thì

Trang 2

CHƯƠNG III: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ

Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ

Trang 3

-CHƯƠNG III: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ Ô NHIỄM

Trang 4

CHƯƠNG III: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ Ô NHIỄM KHÔNG

Trang 5

CHƯƠNG III: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ

- Các đặc trưng của bụi

+ Kích thước và mật độ phân bố theo kích thước bụi

+ Tính chất vật lý của bụi (tính dẫn điện, độ rắn)

+ Tính chất hoá học của bụi (tính mòn, khả năng cháy, khả năng phản ứng)

Trang 6

2 Chất ô nhiễm dạng khí

- Các chất ô nhiếm hữu cơ: h¬i dung m«i, H¬i c¸c HCBVTV h÷u c¬, CFC …

- Các chất ô nhiếm vô cơ: SO2, NOx, NH3, CO2,, CO, N2O….

- Hơi kim loại nặng : H¬i Hg, Pb, Cd, Zn …

Trang 7

Sử dụng các thiết bị trao đổi nhiệt: có tiếp xúc hoặc không có tiếp xúc

* Thiết bị trao đổi nhiệt khô: thiết bị ống trùm, nước đi ngoài ống trùm, khí nóng

đi trong ống

(Hinh vẽ)

Trang 8

III Xử lý bụi

1 Nguyên tắc: tách bụi khỏi dòng khí nhờ các phương pháp:

- Phương pháp khô (lắng trọng lưc, lắng li tâm, quán tính)

- Lọc bằng vật liệu, tách bụi bằng tĩnh điện

- Phương pháp ướt (rửa khí bằng tháp rỗng, tháp đệm, quay, ventury)

Trang 9

• 2 Xử lý bụi bằng phương pháp trọng lực

• Làm bụi lắng đọng dưới tác dụng của trọng lực

• Khi dòng khí chứa bụi chuyển động ngang, nếu có sự thay đổi đột ngột về tiết diện chuyển động thì tốc độ dòng khí sẽ thay đôi, dưới tác dụng của trọng lực hạt bụi lắng xuống, tách khỏi dòng khí

• - Hiệu suất: = 1 – exp( )

• - Ưu điểm: cấu tạo đơn giản, đầu tư thấp, giá thành thấp, tổn thất

• - Có buồng lắng sơ bộ, buồng lắng nhiều tầng

• - Buồng lắng có vách ngăn: hạt bụi va đạp vào vách ngăn rơi xuống

Trang 10

Một số thiết bị áp dụng PP trọng lực

A Buồng lắng đơn giản

Các phương pháp xử lý bụi (4)

Trang 11

B Buồng lắng nhiều tầng

Trang 12

C Buồng lắng có vách ngăn

Trang 13

3 Xử lý bụi bằng quán tính

- Nguyên tắc: thay đổi chiều hướng chuyển động của dòng khí, bụi có quán tính lớn sẽ giữ hướng chuyển động ban đầu của mình, va đập vào các vật cản được giữ lại trong thiết bị, rơi xuống đáy thiết bị

Thiết bị lọc bụi quán tính kiểu ventury

Thiết bị lọc bụi quán tính kiểu màng chắn uốn cong

Thiết bị lọc bụi quán tính kiểu “lá sách” cấu tạo của Stairmand

- Ưu điểm: Cấu tạo đơn giản, dễ vận hành, thiết bị gọn nhẹ, tổn thất áp suất nhỏ

- Nhược điểm: Chỉ có khả năng tách những hạt bụi lớn, lưu lượng khí không lớn

- Ứng dụng: tách bụi có kích thước lớn trước khi đi vào hệ thống tiếp theo

Trang 14

Một số thiết bị áp dụng PP quán tính

A Thiết bị lọc bụi quán tính kiểu Venturi

Nguyên lý hoạt động

Khi dòng chảy của khí bị thu hẹp tiết diện thì bụi sẽ 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

Trang 15

B Thiết bị lọc bụi quán tính kiểu màn chắn uốn cong

a- Cấu tạo

b-Nguyên lý hoạt động

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 do đó 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 Trong quá trình thay đổi hướng chuyển động, bụi sẽ bị giữ lại trong lòng máng và rơi xuống phễu chứa bụi của thiết bị

Trang 16

• Ph ương pháp quán tính

Các phương pháp xử lý bụi

a Có vách ngăn, b với chỗ quay khí nhẵn,

c có chóp mở rộng, d nhập khí ngang hông

Trang 17

Phương pháp quán tính

Thiết bị lọc bụi quán tính kiểu “lá sách” cấu tạo của Stairmand

a- Cấu tạo b- Nguyên lý hoạt động

Sử dụng các tấm chắn đặt song song nhau và

chéo góc với hướng chuyển động ban đầu của dòng khí, tương tự như các tấm hướng dòng Nhờ 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 thải

c- Ưu điểm

Tổn thất áp suất rất nhỏd- Ứng dụng

Thường sử dụng như một cấp lọc thô đặt trước các cấp lọc tinh khác như xiclon, ống lọc túi vải,…

Các phương pháp xử lý bụi

Trang 18

b- Nguyên lý hoạt động Khí chứa bụi đi vào thiết bị qua bộ

phận cản bụi gồm sàng chắn bụi 3 và ghi lá sách 4 Sàng chắn bụi gồm những thanh tròn xếp kề nhau với khe

hở nhất định để khí sạch đi vào mương

2 và thoát ra ngoài, còn bụi bị giữ lại ở bên dưới Ở cuối bộ phận cản bụi, dòng khí đậm đặcc bụi đi vào thùng lắng và hình thành 1 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 trọng lực rơi xuống phễu chứa 5

Trang 19

4 Phương pháp ly tâm

- Nguyên tắc: Bụi tách ra khỏi dòng khí chứa bụi nhờ tác dụng của lực ly tâm Dưới tác dụng của lực ly tâm, khí đi vào ống theo phương tiếp tuyến, tạo thành vòng tròn xoắn ốc, bụi va đập vào thành ống lắng xuống, khi đi ra

- Ưu điểm: Giá thành đầu tư thấp, cấu tạo đơn giản dễ vận hành, chiếm ít diện tích xây dựng (có thể tận dụng các góc cạnh nơi sản xuất), không có bộ phận chuyển động, có thể cấu tạo bằng nhiều loại vật liệu khác nhau, làm việc liên tục, chi phí sửa chữa, bảo dưỡng thấp

- Nhược điểm: Dễ bị bào mòn, không thích hợp với bụi có d < 5

- Phạm vi áp dụng: để thu hồi bụi trong công nghiệp hoá chất, xi măng, gốm

sứ, luyện kim; Sử dụng để lọc bụi thô trước khi vào các thiết bị lọc bụi tinh

Trang 20

• Một số thiết bị áp dụng PP ly tâm

Thiết bị lọc bụi ly tâm kiểu đứng (xiclon)

Phương pháp xử lý bụi (12)

Trang 21

Ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng của Thiết bị lọc bụi ly tâm kiểu đứng (xiclon)

Ưu điểm:

– Giá thành đầu tư thấp

– Cấu tạo đơn giản, dễ vận hành

– Chiếm ít diện tích xây dựng

– Không có bộ phận chuyển động

– Có thể chế tạo bằng nhiều loại vật liệu khác nhau phụ thuộc

vào nhiệt độ, áp suất làm việc cũng như khả năng ăn mòn của dòng khí.

– Có thể làm việc liên tục

– Chi phí sửa chữa, bảo dưỡng thấp

– Thích hợp với bụi có d<20

Trang 22

Ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng của Thiết

bị lọc bụi ly tâm kiểu đứng (xiclon)

– Sử dụng để lọc bụi thô trước khi vào các thiết bị lọc bụi tinh

như lọc túi, lọc tĩnh điện

Trang 23

5 Phương pháp lọc

a) Nguyên tắc

Hỗn hợp khí chứa bụi đi qua 1 môi trường lọc bụi được giữ lại nhờ lắng trên bề mặt lọc hoặc trong môi trường lọc nhờ tác dụng của lực khuếch tán, lực quán tính, lực tĩnh điện và tách khỏi dòng khí

* Chú ý:

- Vật liệu lọc là yếu tố quan trọng quyết định hiệu suất xử lý (khả năng tách bụi)

- Vật liệu lọc phải có kích thước lỗ nhỏ, độ bền cao, rẻ tiền, dễ kiếm (thường dùng: vải, sơ sợi, hạt cứng, dầu )

Trang 24

5 Phương pháp lọc

b) Thiết bị lọc bụi bằng túi (làm việc gián đoạn)

Hốn hợp khí chứa bụi qua túi, ban đầu bụi lắng trên lớp vải tạo thành lớp bụi mỏng

có vai trò như 1 lớp lọc có hiệu suất tách bụi cao hơn Khi lớp bụi dày người ta dùng

1 cơ cấu rung rũ bụi Bụi bong ra nhưng vẫn còn 1 phần ở các sợi tạo màng lọc đảm bảo hiệu suất lọc tiếp theo

-Vật liệu làm túi: len, bông, sợi thuỷ tinh được lồng bằng các khuy thép giữ cho cố định

-Chiều dài > 5 lần chiều rộng của túi (lọc tay áo) Đây là thiết bị làm việc gián đoạn, rất phổ biến

-Ưu điểm: Tách được những hạt bụi rất nhỏ (5 m  0,5m) theo vật liệu; có thể xử

lý khí lưu lượng lớn, gọn nhẹ, vật liệu bằng vải dễ tìm

- Nhược điểm: Tiêu thụ năng lượng lớn; Khó kiểm soát khả năng thủng túi; Để làm việc ở nhiệt độ cao, đòi hỏi túi vải phải có chất lượng phù hợp  giá thành đắt

- Úng dụng: trong các nhà máy xi măng, nhiệt điện, bột giặt

Trang 25

• Thiết bị lọc tay áo

Trang 26

c Lọc dạng hạt

– Thiết bị lọc gồm các hạt hình cầu hoặc hình dạng khác nhau chất đống (cát, phoi bào…)

Ưu điểm:

- Vật liệu lọc rẻ tiền, dễ kiếm

- Có thể làm việc ở nhiệt độ cao và môi trường độc hại, chịu được ăn mòn, va đập lớn và nhiệt độ tăng đột ngột.

Nhược điểm:

- Hiệu suất lọc không cao đối với tập hợp bụi nhỏ

- Không hoàn nguyên được vật liệu lọc

Ứng dụng

- Xử lý bụi có tính ăn mòn cao, nhiệt độ cao.

Trang 27

d Lọc bằng dầu

Nguyên tắc

– Dùng những bộ lọc dạng lưới, lưới này có uốn sóng và được tẩm dầu Khí có bụi đi qua, bụi khô sẽ bám dính vào dầu và được giữ lại Khí sạch đi ra

– Khi cần lọc một lượng khí lớn có thể lắp nhiều tấm lọc lại với nhau trên khung phẳng hoặc không gian nhằm đảm bảo được bề mặt lọc lớn nhất

– Sau một thời gian sử dụng, khi bụi đã bám nhiều làm cho sức cản khí động của lưới lọc tăng quá mức cho phép, cần làm sạch lưới lọc bằng cách rửa trong nước xà phòng, phun nước áp lực cao hoặc hút bụi Sau

đó làm khô và tầm dầu mới để dùng tiếp

Trang 28

d) Thiết bị lọc bụi bằng sơ sợi

Bố trí sơ sợi trên bề mặt lọc dưới dạng tấm mỏng phẳng

Vật liệu lọc là bông, vải hoặc sợi tổng hợp, sợi bông thạch anh, sợi

benzen, sợi kim loại

Vật liệu có tính bền với hợp chất

- Ưu điểm:

Cấu tạo đơn giản, hiệu suất tách bụi cao

- Nhược điểm: tổn thất áp suất lớn, không hoàn nguyên được vật liệu lọc

- Ứng dụng: Trong các phòng làm việc, phương tiện phát bụi cá nhân

Lọc bụi có nhiệt độ cao, hàm lượng bụi nhỏ

Trang 29

Thiết bị lọc bằng xơ sợi

Trang 30

6 Phương pháp tách bụi bằng lực tĩnh điện (Là thiết bị lọc bụi điển hình)

- Nguyên tắc: dòng khí chứa bụi đưa vào dòng dẫn điện, dưới tác dụng của điện trường những hạt bụi chuyển động tới trung hoà và lắng tại đó

Tại điện cực quầng cường độ điện lớn, ion hoá các bụi xung quanh

Tại điện cực lắng trái dấu với điện cực quầng: bụi sẽ lắng ở điện cực quầng

- Ưu điểm: Tách bụi kích thước nhỏ, bụi ẩm; làm việc với dòng khí thải nhiệt độ cao

- Nhược điểm: Thiết bị cồng kềnh, chiếm nhiều diện tích; chứa vật liệu có khả năng cháy nổ

- Ứng dụng: trong các nhà máy lưu lượng lớn, hạt bụi kích thước nhỏ, độ ẩm cao

Trang 31

6 Phương pháp tách bụi bằng lực tĩnh điện (Là thiết bị lọc bụi điển hình) Tiếp

theo

- Lưu ý:

+ Hiệu suất phụ thuộc vào nhiều yếu tố

+ Thiết bị có điện trở lớn hoặc quá nhỏ đều không thích hợp để xử lý

+ Hiệu suất tách phụ thuộc vào vận tốc hạt bụi từ điện cực quầng về điện cực lắng+ Thường sử dụng điện cực quầng là điện cực (-), điện cực lắng là điện cực (+) vì tốc độ di chuyển của các hạt bụi nhiễm điện (-) lớn hơn nhiều tốc độ di chuyển của các hạt bụi nhiễm điện (+)

Trang 32

Phương pháp lọc tĩnh điện -Thiết bị

Trang 34

C Ưu nhược điểm của PP lọc tĩnh điện

Trang 35

7 Phương pháp tách bụi ướt

- Nguyên tắc: dòng khí chứa bụi tiếp xúc với dòng chất lỏng, các hạt bụi khi va

chạm các hạt lọc tách khỏi dòng khí

- Ưu điểm: Hiệu quả xử lý bụi cao, tách được những hạt bụi rất nhỏ

Có thể làm nguội khí, tách được một số khí hào tan

Xử lý khí có độ ẩm lớn

Nguy hiểm do cháy nổ ít

Trang 36

7 Phương pháp tách bụi ướt ( tiếp)

- Nhược điểm: Xuất hiện nước thải chứa bụi  đòi hỏi chi phí cao

Trong khí chứa chất ăn mòn  thiết bị và đường ống phải được sử dụng bằng những vật liệu chống ăn mòn

- Ứng dụng: Trong những ngành công nghiệp có khí ẩm, xử lý hạt bụi có kết

hợp xử lý bụi và khí hoà tanThiết bị tách bụi ướt có thể là các xyclon màng ướt (có màng chất lỏng chảy trong thành ống) hoặc tháp rỗng có vòi phun nước, các thiết bị phun tia, các thiết bị ventury

Trang 37

D Một số thiết bị tách bụi ướt

a Xiclon màng ướt

b TB Venturi với bộ thu giọt ngoài

Trang 38

• Thiết bị veturi tách bụi ướt

Trang 39

• Lựa chọn công nghệ xử lý bụi theo kích thước hạt

10 -2 m 10 -1 m 0 10 1 m 10 2 m

Lọc ướt

Khói thuốc Mưa acid Bụi bồ hóng

Bụi lò cao Bụi than

Cyclon Lọc túi

Fòng lắng Bụi đường

Lọc tĩnh điện

Lựa chọn công nghệ

Loại bụi

Kích thước hạt

Trang 40

Giải pháp phòng ngừa ô nhiễm nhiệt

Một số giải pháp thường áp dụng để giảm ô nhiễm nhiệt

– Hồ làm mát

– Tháp làm mát

• Tháp làm mái tự nhiên

• Tháp làm mát cưỡng bức

– Cải thiện thông khí trong khu vực sản xuất

– Phát triển trồng cây xanh

Trang 41

Kiểm soát ô nhiễm tiếng ồn (1)

M ột số giải pháp được áp dụng:

– Áp dụng biện pháp giảm thiểu tại nguồn: thiết kế và chế tạo các bộ phận giảm âm và ứng dụng chúng trong động cơ máy bay, xe vận tải, xe khách, moto, máy móc cơ khí

– Cải tiến thiết kế máy và quy trình vận hành máy, kiểm soát chấn động, tăng cường bọc nguồn âm bằng vật liệu hút âm

– Hạn chế tiếng ồn do xe cộ bằng cách quy hoạch tổ chức các đường giao thông hợp lý

Trang 42

– Thiết lập khu công nghiệp tập trung, tăng cường vành đai ngăn tiếng ồn ở xung quanh khu vực, trường học

và bệnh viện

– Thiết kế cách âm để làm cho tiếng ồn không xuyên qua kết cấu bao che trong phòng

– Giảm cường độ giao thông trong vùng được yên tĩnh

– Khuyến khích công nhân sử dụng dụng cụ chống ồn như nút tai, bao tai

– Giáo dục nhân nhân bằng phương pháp truyền thông, phim ảnh về chống ô nhiễm tiếng ồn

Trang 43

• Kiểm soát tiếng ồn trong nhà

– Bố trí công trình xa nguồn ồn trong điều kiện

có thể

– Bố trí cây xanh xung quanh nhà để hút âm

– Bố trí các phòng phụ như hành lang, bếp… ở phía gần tiếng ồn, các phòng ngủ, phòng làm việc ở phía yên tĩnh

– Tường, sàn và trần phòng tắm dùng kết cấu cách âm tốt

Trang 44

IV Xử lý ô nhiễm dạng khí

1 Xử lý trong quá trình sản xuất

- Thay nhiên nguyên liệu ít gây ô nhiễm

- Tách chất gây ô nhiễm khỏi nguyên liệu

Tách S khỏi thanTách Cd khỏi quặng Zn-Cd

- Sử dụng tài nguyên sạch (công nghệ sạch: công nghệ ít, không chất thải)

- Thay thế, cải tiến thiết bị, làm kín quá trình sản xuất

- Thu gom khí thải  xử lý

- Kiểm soát quy trình sản xuất, phòng sự có rủi ro

Trang 45

Trang 46

* Yêu cầu lựa chọn dung dịch hấp thụ:

- Có tính hoà tan chọn lọc, chỉ hấp thụ tốt nhất chất ô nhiễm cần xử lý, độ nhớt nhỏ, nhiệt dung bé, nhiệt độ sôi khác xa với nhiệt độ hỗn hợp khí vào

- Không tạo kết tủa, ít bay hơi, có thể hoàn nguyên, rẻ tiền, dễ kiếm

- Không độc, không ăn mòn

Trang 47

Phương pháp xử lý khí

- PP hấp

Trang 48

thụ-Phương pháp xử lý khí

- TB hấp

Trang 49

thụ-Phương phỏp xử lý khớ

- PP hấp

thụ-ứng dụng ph ơng pháp hấp thụ để tách hợp chất l u huỳnh khỏi khói thải và chế tạo thạch cao

Trang 50

Ph ¬ng ph¸p tæng hîp t¸ch c¸c hîp chÊt cña l u huúnh

vµ nit¬ khái khÝ th¶i

Phương pháp xử lý khí

- PP hấp

Trang 51

thụ-CHƯƠNG III: CÔNG NGHỆ XỬ LÝ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ

Trang 52

-* Ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng của phương pháp hấp thụ ( tiếp)

Trang 53

c Phương pháp hấp Phụ

* Nguyên tắc: chất ô nhiễm được tách khỏi dòng khí do bi giữ lại ở bề mặt rắn (chất hấp phụ)

*Yêu cầu: chất hấp phụ có bề mặt riêng lớn, có khả năng hấp phụ chọn lọc chất

ô nhiễm dạng khí cần xử lý, có khả năng hoàn nguyên, rẻ tiền, dễ kiếm, có độ bền nhiệt, bền cơ, ít độc, dễ xử lý nếu không hoàn nguyên được

- Thiết bị hấp phụ tĩnh: chất hấp phụ được bố trí ở giữa tháp, 2 tháp hấp thụ: tháp A làm việc (hấp phụ), tháp B hoàn nguyên (nhả hấp phụ)

Dòng khí đi vào A  B: đuổi khí ra

- Thiết bị hấp phụ động: hấp phụ tầng sôi

Bố trí đường ống có các lỗ rỗng, khí vào phân bố vào các khe rỗng, tốc độ khí lớn  lớp hấp phụ rắn “sôi” lên, lớp sôi này chỉ đủ dao động nhất định, khí ô nhiễm bị giữ lại, làm việc liên tục, không cần 2 tháp

(Hình vẽ)

Định dạng
Số trang	73
Dung lượng	4,86 MB

slide bài giảng môn công nghệ môi trường chương 3: Công nghệ xử lý ô nhiễm không khí

Xử lý ụ nhiễm dạng khớ

oxisilic, đỏ bọt, zeolớt, silicagen