Bài giảng Môi trường không khí: Chương 4 - ThS. Nguyễn Thị Kim Anh

Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh Đại học Khoa học tự nhiên Khoa Môi trường Bài giảng mơn học: Kỹ thuật xử lý khí thải Chương IV KỸ THUẬT XỬ LÝ BỤI Giảng dạy: ThS Nguyễn Thị Kim Anh Khoa Môi trường – ĐH Khoa học tự nhiên Tp HCM Tel: 0939162669/ Email: ntkanh@hcmus.edu.vn Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 4.1 Tổng quan bụi 4.2 Phương pháp xử lý ô nhiễm bụi khô 4.2.1Thiết bị thu bụi theo nguyên lý trọng lực quán tính - Buồng lắng bụi - Thiết bị lắng quán tính - Cyclone Giải lao (10 – 15 phút) 4.2.2 Thiết bị lọc bụi - Thiết bị lọc tay áo - Thiết bị lọc sợi - Thiết bị lọc hạt Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh TỔNG QUAN VỀ BỤI Bụi Aerosol • Gồm hai pha: pha khí • Gồm hạt thể rắn và pha rắn rời rạc thể lỏng • Có khả tồn • Ở dạng lơ lửng dạng lơ lửng thời gian dài không hạn thời gian dài ngắn khác định Nghiền Kỹ thuật xử lý khí thải Ngưng kết Nguyễn Thị Kim Anh Các phản ứng hóa học PHÂN LOẠI Khói mịn (fume): Hạt chất rắn mịn, kích thước hạt dp < m Khói (smoke): Hạt vật chất thể rắn thể lỏng tạo thành từ trình đốt cháy nhiên liệu ngưng tụ dp = - m Sương (mist): hạt chất lỏng dp < 10 m Bụi (dust): hạt chất rắn có kích thước dp = - 75 m Bụi thô, cát bụi (grit): kích thước hạt dp > 75 m Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh Bảng phân bố kích thước số loại bụi thường gặp Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh Đường kính hạt bụi Trong đó: dp : Aerodynamic particle diameter (m) Đường kính khí động (có xét đến trạng thái khí động) d : Stock (physical) diameter (m) Đường kính Stock (xác định theo định luật Stock) p : partical density (g/cm3) Khối lượng riêng hạt bụi Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh Hình dạng hạt bụi Solid sphere p = 2.0 g/cm3 d = 1.4 m Hollow sphere (dạng rỗng/ dạng vành khăn) p = 0.5 g/cm3 d = 2.8 m dp = 2.0 m Irregular shape p = 2.3 g/cm3 (dạng không đều) d = 1.3 m Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh Phân cấp cỡ hạt bụi Thành phần cỡ hạt khối bụi theo kích thước vận tốc lắng chìm biểu diễn phần trăm khối lượng, thể tích, bề mặt số lượng hạt bụi khoảng định kích thước vận tốc lắng chìm VD: Bảng phân cấp cỡ hạt bụi Kích thước hạt dp, m < 1.6 1.6 – 2.5 2.5 – 4 – 6.3 6.3 – 10 10 – 16 16 – 25 25 – 40 > 40 Phần trăm khối lượng (%) 2.08 3.61 8.32 17.56 20.60 18.74 15.57 12.5 2.02  = 100% Phương pháp thống kê Đường kính hạt trung bình Nồng độ Sự phân phối Khối lượng riêng Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh Các phương pháp xác định phân cấp cỡ hạt bụi Phân tích máy tự ghi q trình lắng chất lỏng Phương pháp rây Phươn g pháp lắng chìm Kỹ thuật xử lý khí thải Phương pháp va đập qn tính Dựa kích thước hình học bụi Nguyễn Thị Kim Anh Phương pháp quang học Phương pháp điện trở  Sự phân bố thành phần bụi dịng khí thải chủ yếu phụ thuộc vào chế hình thành bụi  Bụi dạng hạt đồng (Homogenuos nucleation) dạng hạt không đồng (Heterogenous nucleation) chủ yếu có đường kính hạt trung bình nhỏ m  Bụi dạng tro từ trình đốt (char burnout) bụi dạng hạt từ trình hóa (droplet evaporation) phân phối khoảng đường kính hạt rộng  Kích thước hạt bụi (particle size) thông số quan trọng ảnh hưởng đến việc lựa chọn phương pháp xử lý hiệu suất xử lý Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 10 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu lọc bụi Kích thước hạt bụi • Hạt bụi có đường kính < 3m chế lọc bụi chủ yếu khuyếch tán • Khi tính tốn cần lưu ý đến cỡ bụi có hệ số lọt lưới cực đại Vận tốc lọc • Tồn vận tốc lọc mà hệ số lọt lưới (K) đạt cực đại • Vận tốc lọc ảnh hưởng trái ngược thu bụi va đập quán tính khuyếch tán Đường kính sợi vật liệu lọc • Chọn đường kính sợi bé nhất, hiệu lọc cao, độ bền phù hợp Độ rỗng lưới lọc • Khi độ lèn chặt lưới lọc tăng, hiệu thu bụi va đập quán tính va chạm tiếp xúc tăng đáng kể • Độ lèn chặt tăng (độ rỗng giảm) -> Hệ số lọt lưới giảm Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 63 Phân loại lưới lọc bụi Lưới lọc tẩm dầu tự rửa Túi lọc kiểu ruler tự cuộn Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 64 Các thành phần thiết bị lọc bụi túi vải Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 65 Túi vải: Vải bông, len, dạ, sợi tổng hợp, sợi thủy tinh Vải lọc Len vải sợi Vải sợi tổng hợp Vải sợi thủy tinh Năng suất lọc đơn vị (q, m3/m2.ph) 0.6 – 1.2 0.5 – 0.3 – 0.9 Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 66 Đường kính: 120 – 300 mm (không vượt 600 mm) Chiều dài 2200 – 3500 mm  Khả chứa bụi cao sau phục hồi đảm Tỷ lệ chiều dài đường kính tay áo: (16 – 20):1 bảo hiệu lọc cao  Giữ khả cho khí xuyên qua tối ưu Số đơn nguyên < 10 - 12  Có độ bền học cao nhiệt độ cao mơi trường ăn mịn  Có khả phục hồi cao  Giá thành thấp Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 67 Cơ chế giũ bụi Rung học Thơi khí ngược Thổi khí xung Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 68 Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 69 Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 70 Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 71 Tỷ số A/C Lưu lượng khí (m3/s) Diện tích túi vải (m2) Tỷ số A/C vận tốc lọc vf Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 72 Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 73 THU HỒI BỤI TỪ THIẾT BỊ LỌC BỤI TÚI VẢI Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 74 TÍNH TỐN THIẾT KẾ Tính tổng diện tích bề mặt túi vải lọc vf: Tốc độ lọc (m/s) = Năng suất lọc (m3/m2/s) : Hiệu lọc (%) Diện tích túi vải lọc d: Đường kính h: Chiều cao túi vải lọc Số túi vải lọc Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 75 TÍNH TỐN THIẾT KẾ Diện tích túi vải lọc cần thiết A1: Diện tích túi vải lọc hoạt động A2: Diện tích túi vải lọc hoàn nguyên L1: Lưu lượng lọc L2: Lưu lượng khí để giũ bụi q: Năng suất lọc đơn vị Chiều cao thiết bị H1: Chiều cao túi vải H2: Chiều cao phận giũ bụi (tùy chế giũ bụi, 150 mm) H3: Chiều cao phận thu bụi (0 – 1.5 m) Kỹ thuật xử lý khí thải Nguyễn Thị Kim Anh 76 TÍNH TỐN THIẾT KẾ Phương pháp làm bụi Tỷ số A/C 0.01 – 0.03 m3/m2/s Rung học Thổi khí ngược 0.005 – 0.015 m3/m2/s Phun khí theo xung 0.025 – 0.075 m3/m2/s BT2 Xác định kích thước thiết bị lọc bụi túi vải với thông số sau: t T g ρp ρg μ qh qs Cv 25 298.15 9.8 2720 1.2 0.0000196 10,000 2.78 0.0262 Kỹ thuật xử lý khí thải oC K m/s2 kg/m3 kg/m3 kg/m.s m3/h m3/s Kg/m3 Nguyễn Thị Kim Anh 77