Lời cảm ơn CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ THAN ĐÁ , BỤI VÀ NỒI HƠI I 1 Tổng quan về than đá I 1 1 Thành phần của than đá I 1 2 Đặc điểm và tính chất của than I 1 3 Các vấn đề liên quan về sử dụng than I 2 Tổng[.]
Lời cảm ơn CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ THAN ĐÁ , BỤI VÀ NỒI HƠI I.1 Tổng quan than đá I.1.1 Thành phần than đá I.1.2 Đặc điểm tính chất than I.1.3 Các vấn đề liên quan sử dụng than I.2 Tổng quan nồi I.2.1 Khái niệm I.2.2 Mục đích sử dụng I.2.3 Cấu tạo I.2.4 Vai trò I.2.5 Nguyên lý hoạt động I.2.6 Những tai nạn thường xảy nguyên nhân I.2.7 Cách phòng tránh tai nạn I.3 Đặc điểm khí thải nồi đốt than đá - Các thành phần có khí thải đốt than đá đặc điểm chúng I.4 Tổng quan bụi ( loại bụi + tác hại ) I.4.1 Khái niệm I.4.2 Phân loại I.4.3 Tác hại I.5 Các phương pháp xử lý bụi I.5.1 Phương pháp lắng bụi trọng lực I.5.2 Phương pháp lắng bụi quán tính I.5.3 Phương pháp ly tâm I.5.4 Phương pháp sử dụng vật liệu lọc I.5.5 Phương pháp lọc bụi điện I.5.6 Ưu nhược điểm CHƯƠNG II : GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG LỌC BỤI XYCLON CHƯƠNG III : TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LỌC BỤI - Tính tốn thơng số đầu vào III.2 Tính tốn thiết kế xyclon III.2.1 Các số liệu ban đầu - Năng suất thiết bị : 3395 m3/h - Nồng độ bụi vào xyclone : 1,7 g/m3 - Khối lượng riêng bụi : 1600 kg/m3 Bảng 3.1 Phân bố kích thước tập hợp hạt : Thành phần nhóm bụi theo phần trăm khối lượng 0-5 5-10 10-15 15-20 20-30 30-40 40-60 60-90 >90 17.5 20.3 11.8 10.3 17 9.7 10.2 2.2 Khối lượng riêng khí chứa bụi : Theo cơng thức I.3 (1-5) : ρ=ρ0 T p 273 =1,293 =1,18 kg /m T p0 25+273 Với: - 𝜌 - khối lượng riêng khơng khí điều kiện xét - 𝜌0 -khối lượng riêng khơng khí oC ρ0=1,293 [kg/m3 ] - 𝑇0=273 0K - T- nhiệt độ khí điều kiện làm việc, t = 25 oC - 𝑝 - áp suất khí diều kiện xét - 𝑝0 - áp suất khí tính bằng, p=760 [mmHg] Độ nhớt động học môi trường : Theo công thức I.20 [1-86] : /2 273+C T µ=µ0 ( ) T +C 273 Với : 𝜇0=1,72.10-5 Ns/m2 – Độ nhớt khơng khí điều kiện tiêu chuẩn C – Hệ số phụ thuộc vào loại khí, tra bảng I.113 [1] ta có C = 122 Thay số ta : µ=µ0 273+C T /2 273+122 250+ 273 /2 −5 −5 ( ) =1,720 10 ( ) =2,79 10 Ns/m T +C 273 250+273+122 273 Đường kính hạt d50 : d 50= Trong đó: √ µW π Ne V i( ρp) μ: Độ nhớt khí, [ kg m.s ] W: Chiều rộng cửa khí bụi vào, [m] Vi : Vận tốc khí vào, [m/s] (6-24 m/s, thường 18 m/s) ρp: Khối lượng riêng bụi, [kg/m3 ] 1600 Ne : Số vịng quay hiệu xốy Cyclon (1-10 vòng) N e= Lc [Lb + ] H Trong : H : Chiều cao cửa khí bụi vào Lb: Chiều cao thân trụ Lc : Chiều cao thân nón Hiệu suất thu hồi Ƞ i= d 50 1+( ) d PJ Độ giảm áp suất K ρg V i HW ∆ P= De2 Trong : K số thực nghiệm phụ thuộc vào cấu hình lốc xốy điều kiện vận hành (K = 12 đến 18 lốc xoáy tiếp tuyến tiêu chuẩn) Mơ hình Lapple nghiên cứu dạng cyclone: 1D2D; 1D3D 2D2D Lương lượng khí bụi vào xyclone : Q’ = 0,74 m3/s Bc=Dc/4; Hc = Dc/2 V i= D(m) 0,2 V(m/s) 148 Q' Bc H c 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 65,7 37 23,68 16,4 12,08 9,25 7,3 5,92 Chọn đường kính Cyclone D = 0,6 m III.2.2 Tính tốn Xyclone 1D2D Bảng 3.2 Kích thước Xyclone 1D2D Xyclone 1D2D Kích thước Đường kính thân Dc Tỉ lệ Giá trị Dc 0,6 cyclon Jc Dc /2 0.3 Chiều dài Sc Sc D c /8 0,375 Chiều cao cửa vào Hc Dc /2 0,3 Chiều dài thân trụ Lc Dc 0,6 Chiều dài thân nón Zc Dc 1,2 Đường kính cửa khí De D c /1,6 0,375 Bc Dc /4 0,15 Đường kính cửa bụi Chiều rộng cửa vào - - - - Vận tốc khí vào : Q' 0,74 = =16,4(m/ s) Bc H c 0,15.0,3 N e= Z 1 1,2 [ Lc + c ]= [0,6+ ]=4 Hc 0,3 ∆ t= π D c N e 3,14.0,6 = =0,46( s) Vi 16,4 Số vòng hiệu : Thời gian lưu : Đường kính hạt : d 50 = - V i= √ √ µ Bc 9.2,79 10−5 0,15 = =7,56(µm) 2.3,14 16,4 1600 π N e V i (ρ p ) Độ giảm áp suất : 2 K ρ g V i H c B c 16.1,18 16,4 0,3.0,15 ∆ P= = =812,47( Pa) 2 2 De 0,375 - Yêu cầu lượng : Wf = Q’ ∆P = 0,74.812,47 = 601,23 J/s - Vận tốc khí đầu : V e= Q' 0,74 = =6,7 m/s π r e 3,14 0,18752 III.2.3 Tính tốn Xyclone 1D3D Bảng 3.3 Kích thước Xyclone 1D3D Xyclone 1D3D Kích thước Tỉ lệ Giá trị Dc Dc 0,6 Jc Dc /4 0,15 Chiều dài Sc Sc D c /8 0,075 Chiều cao cửa vào Hc Dc /2 0,3 Chiều dài thân trụ Lc Dc 0,6 Chiều dài thân nón Zc Dc 1,8 Đường kính cửa khí De Dc /2 0,3 Bc Dc /4 0,15 Đường kính thân cyclon Đường kính cửa bụi Chiều rộng cửa vào - - - Vận tốc khí vào : V i= Q' 0,74 = =16,4(m/ s) Bc H c 0,15.0,3 N e= Z 1 1,8 [ Lc + c ]= [0,6+ ]=5 Hc 0,3 Số vòng hiệu : Thời gian lưu : ∆ t= - Đường kính hạt : d 50= - π D c N e 3,14.0,6 = =0,57 (s ) Vi 16,4 √ √ µ Bc 9.2,79 10−5 0,15 = =6,76 (µm) 2.3,14 16,4 1600 π N e V i (ρ p ) Độ giảm áp suất : K ρ g V i H c B c 16.1,18 16,42 0,3.0,15 ∆ P= = =1269,49 Pa 2 De 0,32 - Yêu cầu lượng : Wf = Q’ ∆P = 0,74.1269,49 = 939,42 J/s - Vận tốc khí đầu : V e= Q' 0,74 = =10,74 m/s 2 π r e 3,14 0,15 III.2.4 Tính tốn Xyclone 2D2D Bảng 3.4 Kích thước Xyclone 2D2D Xyclone 2D2D Kích thước Tỉ lệ Giá trị Dc Dc 0,6 Jc Dc /4 0,15 Chiều dài Sc Sc D c /8 0,075 Chiều cao cửa vào Hc Dc /2 0,3 Chiều dài thân trụ Lc Dc 1,2 Chiều dài thân nón Zc Dc 1,2 Đường kính cửa khí De Dc /2 0,3 Đường kính thân cyclon Đường kính cửa bụi Bc Chiều rộng cửa vào - - - - 0,15 Vận tốc khí vào : V i= Q' 0,74 = =16,4(m/ s) Bc H c 0,15.0,3 N e= Zc 1 1,2 [ Lc + ]= [1,2+ ]=6 Hc 0,3 ∆ t= π D c N e 3,14.0,6 = =0,69(s ) Vi 16,4 Số vòng hiệu : Thời gian lưu : Đường kính hạt : d 50 = - Dc /4 √ √ −5 µ Bc 9.2,79 10 0,15 = =6,17 (µm) 2.3,14 16,4 1600 π Ne V i( ρp) Độ giảm áp suất : 2 K ρ g V i H c B c 16.1,18 16,4 0,3.0,15 ∆ P= = =1269,49 Pa 2 2 De 0,3 - Yêu cầu lượng : Wf = Q’ ∆P = 0,74.1269,49 = 939,42 J/s - Vận tốc khí đầu : V e= Q' 0,74 = =10,74 m/s 2 π r e 3,14 0,15 III.2.5 Hiệu suất Ƞ i= d 50 1+( ) d PJ Bảng 3.5 Các giá trị hiệu suất tương ứng với kích thước hạt Mơ hình dpj((𝜇 10 15 20 30 40 60 90 100 0,01 0,30 0,63 0,79 0,87 0,94 0,96 0,98 0,99 0,99 7 5 4 0,02 0,35 0,68 0,83 0,89 0,95 0,97 0,98 0,99 0,99 7 0,02 0,39 0,72 0,85 0,91 0,95 0,97 0,98 0,99 0,99 9 m) ηj (%) 1D2 7,56 D 1D3 6,76 D 2D2 D 6,17 ❖ Chọn mơ hình Cyclone 2D2D hiệu suất lớn Theo thiết kế Cyclone 2D2D với dải phân bố tập hợp hạt đề hiệu suất làm là: η = 0,396.17,5 + 0,724.20,3 + 0,855.11,8 + 0,913.10,3 + 0,959.17 + 0,976.9,7 + 0,989.10,2 + 0,995.1 + 0,996.2,2 = 80,16 % Theo cơng thức III.12 [1-517] ta có : yr= yv.(1- ηth) Trong : yv - nồng độ theo khối lượng khí vào (%) yv= x v 100 ρk Với xv = 1,7 g/m3 = 1,7.10-3 kg/ m3 nồng độ bụi khí vào: + k : khối lượng riêng khí yv = 1,7 10-3.100 = 0,17 % + ɳ hiệu suất cyclone yr = 0,17.(1-80,16%) = (%) Lượng hệ khí khỏi hệ thống cyclone: Theo công thức III.2 [1-517] : Gr =Gv 100− yv kg /s 100− yr Trong đó: Gv: suất thiết bị tính theo hệ khí vào tính theo CT III.7 [1-517] Gv = 0,943.1 = 0,943 kg/s Gr = 0,943 100−0,34 =0,940 kg /s 100−0,067 Lượng bụi thực tế thu được: Theo công thức III.5 [1-517] ta có: Gb = Gv - Gr = 0,943-0,94= 0,003 (kg/s) Lượng khí hồn tồn tính theo công thức III.4 [1-517]: Gs = Gv (100− yv )/100 =0,943.(100-0,34)/100 =0,939 kg/s Vì thể tích pha rắn chiếm nhiệt độ hệ khí gần khơng thay đổi nên coi thể tích hệ khí khơng thay đổi: V1 = 0,943 m3/s Khối lượng riêng hệ khí sau làm : ρs = Gs/ V1 = 0,939/ 0,943 = 0,996 (kg/m3 ) Hàm lượng bụi lại sau khỏi cyclone : Cv2 = ρs.yr =0,996.1000.0,067% = 0,667 (g/m3 )