Thiết kế hệ thống xử lý bụi gỗ và hơi xylene từ quá trình chế biến gỗ công suất 12000m3h

Thiết kế hệ thống xử lý bụi gỗ và hơi xylene từ quá trình chế biến gỗ công suất 12000m3h với nồng độ bụi ( 3000mgm Thiết kế hệ thống xử lý bụi gỗ và hơi xylene từ quá trình chế biến gỗ công suất 12000m3h với nồng độ bụi ( 3000mgm Thiết kế hệ thống xử lý bụi gỗ và hơi xylene từ quá trình chế biến gỗ công suất 12000m3h với nồng độ bụi ( 3000mgm Thiết kế hệ thống xử lý bụi gỗ và hơi xylene từ quá trình chế biến gỗ công suất 12000m3h với nồng độ bụi ( 3000mgm Thiết kế hệ thống xử lý bụi gỗ và hơi xylene từ quá trình chế biến gỗ công suất 12000m3h với nồng độ bụi ( 3000mgm Thiết kế hệ thống xử lý bụi gỗ và hơi xylene từ quá trình chế biến gỗ công suất 12000m3h với nồng độ bụi ( 3000mgm Thiết kế hệ thống xử lý bụi gỗ và hơi xylene từ quá trình chế biến gỗ công suất 12000m3h với nồng độ bụi ( 3000mgm Thiết kế hệ thống xử lý bụi gỗ và hơi xylene từ quá trình chế biến gỗ công suất 12000m3h với nồng độ bụi ( 3000mgm

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

-o0o - KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

Nguyễn Thị Kim Yến 2015139 yen.nguyen2015139@hcmut.edu.vn Nguyễn Phương Thanh Vi 2015037 vi.nguyen2211@hcmut.edu.vn

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

-o0o - KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

Nguyễn Thị Kim Yến 2015139 yen.nguyen2015139@hcmut.edu.vn Nguyễn Phương Thanh Vi 2015037 vi.nguyen2211@hcmut.edu.vn

LỜI CẢM ƠN

Chúng em ngành kĩ thuật môi trường cần lắm những đồ án như này để tự khái quát trong đầu một hệ thống xử lý khí thải, thu thập thêm nhiều kiến thức cho bản thân Từ đó cơ

sở tốt để hoàn thành tốt cho công việc sau này

Đây là lần đầu tiên chúng em làm một đồ án xử lý khí thải, do thiếu kinh nghiệm cũng như kiến thức, nên không tránh khỏi những sai sót, mong thầy chỉ dạy thêm Thời gian qua nhờ sự chỉ dạy tận tình của thầy Nguyễn Nhật Huy đã giúp em thêm nhiều kiến thức,

kỹ năng chuyên ngành, cũng như giúp em hoàn thành xong đồ án này

Sau cùng chúng em cũng xin cảm ơn các bạn trong lớp chia sẻ những hiểu biết, kinh nghiệm tính toán trong suốt quá trình học tập cũng như làm đồ án

Chúng em xin chân thành cảm ơn !

Hồ Chí Minh, ngày……tháng……năm 2023

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

Giảng viên hướng dẫn

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN

Giảng viên phản biện

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH ẢNH i

DANH MỤC HÌNH ẢNH ii

PHẦN MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH GỖ 2

1 Khái quát về ngành chế biến gỗ 2

2 Quá trình chế biến gỗ 2

2.1 Nguồn phát sinh bụi gỗ 4

2.2 Tác hại của bụi gỗ 4

3 VOCs trong sản xuất gỗ 4

3.1 VOCs trong quá trình sản xuất gỗ 4

3.2 Ảnh hưởng của VOCs 5

a) Đối với sức khỏe con người 5

b) Đối với môi trường 5

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BỤI VÀ VOCs 6

1 Các phương pháp xử lý bụi 6

1.1 Buồng lắng bụi 6

1.2 Thiết bị lọc bụi ly tâm 6

1.3 Lưới lọc bụi 7

1.4 Thiết bị lọc túi vải 7

1.5 Thiết bị lọc bụi bằng điện 8

1.6 Thiết bị lọc bụi kiểu ướt 9

2 Các phương pháp xử lý VOCs 13

2.1 Phương pháp hấp thụ 13

2.2 Phương pháp hấp phụ 15

2.3 Ngưng tụ 17

2.4 Phương pháp thiêu đốt 17

2.5 Công nghệ lọc UV 17

CHƯƠNG III: ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ 18

1 Cơ sở lựa chọn công nghệ 18

2 Một số công trình xử lý khí thải từ chế biến gỗ đang được áp dụng 18

3 Đề xuất công nghệ 20

CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG 22

1.1 Thông số thiết kế và kích thước thiết bị lọc túi vải: 22

1.2 Nguyên tắc giũ bụi 27

2 Tháp hấp phụ than hoạt tính 30

2.1 Thiết lập đường hấp phụ đẳng nhiệt của xylene 30

2.2 Tính toán cân bằng vật chất 32

2.3 Tính đường kính tháp 34

2.4 Hệ số truyền khối 34

2.5 Thời gian hấp phụ 36

2.6 Tính chiều cao của tháp hấp phụ 37

2.7 Tính toán các thiết bị hấp phụ của tháp 38

2.8 Tính toán cơ khí 39

2.8.1 Tính chiều dày của thân tháp hấp phụ 39

2.9 Chiều dày nắp và đáy tháp 42

2.10 Mặt bích tính toán trong tháp hấp phụ 43

2.11 Quạt hút 45

KẾT LUẬN 49

TÀI LIỆU THAM KHẢO 50

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1: Sơ đồ quy trình chế biến gỗ nội thất 3

Hình 2: Buồng lắng bụi 6

Hình 3: Thiết bị lọc ly tâm kiểu đứng ( cyclone) 6

Hình 4: Thiết bị lọc bụi túi vải 7

Hình 5: Thiết bị lọc bụi bằng điện dạng ống 8

Hình 6: Thiết bị lọc bụi bằng điện kiểu tấm bản 9

Hình 7: Buồng phun - thùng rửa khí rỗng 9

Hình 8: Tháp rửa khí crubơ 10

Hình 9: Thiết bị lọc bụi có chứa nước sủi bọt 10

Hình 10: Thiết bị lọc với lớp vật liệu hạt di động 11

Hình 11: Rotoclon - N 11

Hình 12: Cyclone LIOT có màng nước 12

Hình 13: Thiết bị lọc bụi Ventury 12

Hình 14: Tháp phun rỗng 14

Hình 15: Tháp mâm 14

Hình 16: Tháp đệm 14

Hình 17: Thiết bị hấp phụ tầng tĩnh 15

Hình 18: Thiết bị hấp phụ tầng xoay 16

Hình 19: Thiết bị hấp phụ tầng xoay 16

Hình 20: Sơ đồ công nghệ xử lý bụi gỗ của công ty Công ty TNHH Amedan Furniture Manufacturing 18

Hình 21: Sơ đồ hệ thống xử lý bụi sơn và hơi dung môi sơn từ buồng phun sơn màng nước của công ty Công ty TNHH Amedan Furniture Manufacturing 18

Hình 22: Sơ đồ hệ thống xử lý bụi sơn và hơi dung môi sơn từ buồng phun khô của công ty Công ty TNHH Amedan Furniture Manufacturing 19

Hình 23: Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý bụi của công ty cổ phần Omexey home furnishing 19

Hình 24: Sơ đồ hệ thống xử lý bụi gỗ và hơi Xylene 20

Hình 25: Đường hấp phụ đẳng nhiệt của Xylene 31

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Bảng 1 : Bảng cấp phối hạt của bụi đầu vào 22

Bảng 2 : Bảng cấp phối hạt sau khi qua Cyclone 22

Bảng 3 : Thông số thiết kế và kích thước thiết bị túi vải 27

Bảng 4 : Hệ số dự trữ ứng với công suất quạt 47

Bảng 5 : Thông số tháp hấp phụ 47

Bảng 6 : Tổng hợp vật liệu 48

PHẦN MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Vấn đề ô nhiễm không khí và tác động của chúng luôn là mối quan ngại của cả nhân loại ảnh hưởng đến môi trường cũng như sức khỏe con người, động thực vật Mỗi tổ chức cần phải có trách nhiệm đối với khí thải mình phát ra Môi trường không khí sạch

sẽ sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất và chất lượng công việc Không những thế việc chủ động trong việc tránh sự ô nhiễm không khí phần nào giúp tránh được những tình huống bất ngờ trong tình hình biến đổi khí hậu ngày nay

Tuy nhiên, các ngành công nghiệp vẫn còn lơ là trong khâu xử lý khí thải trong quá trình sản xuất của chính ngành đó, ngành chế biến gỗ cũng nằm trong số đó Khí thải chưa qua xử lý trong ngành chế biến gỗ gây ảnh hưởng nhiều đến môi trường, gây các bệnh về đường hô hấp, da cho con người Vì vậy với đề tài này, bằng những kiến thức

đã học sẽ xây dựng một phương án hợp lý xử lý khí thải trong ngành chế biến gỗ

2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: Bụi gỗ và hơi Xylene

Phạm vi nghiên cứu: Hệ thống xử lý bụi gỗ và hơi Xylene trong quá trình chế biến

gỗ với công suất 12000 m3/h

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH GỖ

1 Khái quát về ngành chế biến gỗ

Ngành chế biến gỗ là một ngành công nghiệp quan trọng, đóng góp đáng kể vào nền kinh tế của nhiều quốc gia

Quá trình chế biến gỗ bắt đầu từ việc khai thác gỗ rồi đến quá trình xử lý gỗ Quá trình này có thể bao gồm cắt, đánh bóng, chà nhám, sơn, ghép nối để tạo ra các sản phẩm như đồ nội thất, sản phẩm gỗ cho công nghiệp hay nhiều sản phẩm khác Tuy nhiên từ những quá trình chế biến có thể sản sinh ra nhiều chất thải có thể có hại cho sức khỏe Chất thải rắn có thể phát sinh trong quá trình sản xuất như: vỏ cây, cành ngọn, phoi bào, mùn cưa, phần gỗ hư hỏng, bao bì, bìa carton, thùng đựng, nhãn dán… tùy vào sản phẩm cuối cùng là gì mà cho nhiều loại chất thải rắn khác nhau Bên cạnh đó còn có rác sinh hoạt do công nhân thải ra

Nước thải của ngành chế biến gỗ có thể phát sinh từ nhiều nguồn sau:

+ Nước mưa chảy tràn qua bãi chứa gỗ;

+ Nước thải sinh hoạt;

+ Nước thải từ quá trình xử lý khí thải và nước xả cặn nồi hơi;

+ Nước thải từ quá trình phun sơn;

+ Nước thải sinh hoạt từ hoạt động ăn uống, từ khu vực văn phòng,

hoạt động tắm, giặt của công nhân từ nhà vệ sinh

Khí thải và mùi có thể phát sinh:

+ Bụi gỗ từ các quá trình cưa xẻ, chà nhám,…;

+ Mùi từ các hóa chất sửa dụng cho việc tẩm hóa sấy hóa chất cho gỗ;

+ Bụi sơn, VOCs phát ra từ hoạt động phun sơn

Chất thải nguy hại: bóng đèn, ắc quy, can phuy đựng sơn, thùng chứa nhớt dầu, giẻ lau dính dầu, dính hóa chất

2 Quá trình chế biến gỗ

Quy trình sản xuất gỗ của Nhà máy chế biến gỗ nội thất phân kỳ giai đoạn I, công suất 22550 m3/năm – Công ty TNHH MTV Gỗ Phú Tài Bình Định

Hình 1: Sơ đồ quy trình chế biến gỗ nội thất

Nguyên liệu (gỗ tròn, đặt chi tiết): Là thân gỗ có kích thước theo quy định hay gỗ đã

được xẻ theo kích thước sản phẩm

Xẻ theo quy cách sản xuất: Dùng hệ thống máy cắt ngang, xẻ dọc gỗ tròn

Công đoạn Sấy khô, lưu kho: Các tấm ván thô được xếp trong các buồng kín và được

gia nhiệt ở nhiệt độ phù hợp

Công đoạn ra phôi: Sử dụng các máy cắt ngang, máy xẻ dọc, máy bào tự động để làm

ra các thành chi tiết sạch 4 mặt theo kích thước, biến dạng yêu cầu của sản phẩm

Công đoạn tinh chế, định hình: Sử dụng các hệ thống máy bào (2+ 4 mặt), máy cắt,

máy khoan, máy đục, máy Router, máy chà nhám … để gia công chi tiết, định hình, định

vị theo yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm

Công đoạn lắp ráp, ghép hoàn thiện: Các thanh chi tiết tinh chế sẽ được lắp ghép lại

với nhau thành các mảng sản phẩm và sản phẩm hoàn chỉnh thông qua các dụng cụ cầm tay

Công đoạn nhúng dầu, phun sơn: Công ty áp dụng chủ yếu công nghệ phun sơn UV

tĩnh điện và phun sơn màng nước Sử dụng các hóa chất Sơn, Mờ, Bóng, Cứng, Dung môi để hoàn thiện phun phủ bề mặt và bảo quản gỗ

Công đoạn Kiểm tra chất lượng sản phẩm : Nhân viên kiểm tra chất lượng sản phẩm

kiểm tra phân loại chất lượng sản phẩm

Công đoạn đóng kiện, lưu kho: Các sản phẩm đạt chất lượng sẽ được đóng gói theo

yêu cầu riêng cho từng sản phẩm

Công đoạn tiêu thụ: Sản phẩm lưu kho sẽ được bốc lên container xuất khẩu cho khách

hàng

2.1 Nguồn phát sinh bụi gỗ

Bụi phát sinh chủ yếu từ các công đoạn và quá trình sau:

+ Bụi phát sinh từ cắt khúc: do cần thiết kế đồng bộ, nguồn nguyên liệu đầu vào cần cắt khúc Tại gia đoạn này thì chủ yếu là hạt bụi có kích thước lớn

+ Gỗ sau khi khô tiến hành các giai đoạn tiếp theo như xẻ, khoan phay, bào, chà nhám sẽ tạo ra bụi nhiều hình dạng kích thước khác nhau bao gồm cả bụi thô và bụi mịn

2.2 Tác hại của bụi gỗ

Ảnh hưởng đến phổi: hạt bụi có kích thước lớn/ nhỏ khác nhau dễ tác động đến mũi

và đường hô hấp Bụi mang vi khuẩn, nấm mốc gây ra nhiều kích ứng, hóa chất đọc hại được sử dụng cũng có khả năng gây hen suyễn, viêm mũi

Dị ứng: bụi gỗ gây ra các biểu hiện như hắt hơi, kích ứng mũi, ngứa da

Mắc các bệnh ung thư phổi: Bụi có khả năng gây tổn thương ADN đối với người hít phải nó tỏng thời gian dài

3 VOCs trong sản xuất gỗ

3.1 VOCs trong quá trình sản xuất gỗ

VOCs có thể được phát thải trong các quá trình sản xuất gỗ như:

- Sơn, chất phủ và keo: Trong quá trình hoàn thiện gỗ, sử dụng sơn, chất phủ và keo

có thể tạo ra VOCs Các hợp chất này có thể bay hơi trong quá trình sơn, phủ hoặc kết dính gây ô nhiễm không khí bên trong và môi trường

- Xử lý chống mục nát và bảo quản gỗ: Từ việc sử dụng các chất hóa học chống mục nát và bảo quản như thuốc trừ mối, thuốc trừ sâu, thuốc chống nấm mốc và chất chống

cháy

3.2 Ảnh hưởng của VOCs

a) Đối với sức khỏe con người

- Tổn thương hệ thính giác có thể bao gồm điếc tạm thời và/hoặc ù tai

- Các triệu chứng rõ rệt của hệ hô hấp có thể không xuất hiện trong những giờ đầu

tiên hít phải hóa chất

b) Đối với môi trường

Ô nhiễm không khí: VOCs là một trong những nguyên nhân gây ra ô nhiễm không khí đô thị

Gây hại tầng ozone: Làm suy yếu tầng ozone trên tầng khí quyển

Ô nhiễm nước: Một số VOCs có khả năng thấm qua lớp đất và gây ô nhiễm nguồn nước ngầm và nước mặt

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BỤI VÀ VOCs

1 Các phương pháp xử lý bụi

1.1 Buồng lắng bụi

Phương pháp lọc bụi đơn giản nhất là lắng bụi dưới tác dụng của trọng lực

Cấu tạo của buồng lắng bụi rất đơn giản – đó là một không gian hình hộp có tiết diện ngang lớn hơn nhiều so với tiết diện đường ống dẫn khí vào để cho vận tốc dòng khí giảm xuống rất nhỏ, nhờ thế hạt bụi đủ thời gian rơi xuống chạm đáy dưới tác dụng của trọng lực và bị giữ lại ở đó mà không bị dòng khí mang theo

Thích hợp để xử lý bụi thô có kích thước 60-70µm trở lên

Hình 2: Buồng lắng bụi

1.2 Thiết bị lọc bụi ly tâm

Cấu tạo và nguyên lý làm việc

Thiết bị lọc ly tâm kiểu đứng hay còn gọi là cylone có cấu tạo rất đa dạng nhưng nguyên tắc gồm các bộ phận sau:

Hình 3: Thiết bị lọc ly tâm kiểu đứng ( cyclone)

Nhờ ống dẫn 1 lắp theo phương tiếp tuyến, không khí sẽ có chuyển động xoáy ốc bên trong hình trụ của cyclone và khi chạm vào ống đáy hình phễu, dòng khí bị dội ngược trở lên nhưng vẫn giữ được chuyển động xoáy ốc để rồi cuối cúng theo ống số 5 thoát ra ngoài

Trong dòng chuyển động xoáy ốc, các hạt bụi chịu tác dụng bởi lực ly tâm làm cho chúng có xu hướng tiến dần về phía thành ống của thân trụ rồi chạm vào đó, mất động năng và rơi xuống đáy phễu Trên ống xả 4 người ta có lắp van 6 để xả bụi vào thùng chứa

1.3 Lưới lọc bụi

Lưới lọc kiểu tấm: cấu tạo gồm một khung hình vuông hoặc hình chữ nhật, hai mặt

là các tấm tôn đục lỗ và ở giữa xếp nhiều tấm lưới thép chồng lên nhau để tạo thành

Hình 4: Thiết bị lọc bụi túi vải Nguyên lý làm việc:

Trong quá trình luồng khí đi vào, bụi trong luồng khí sẽ được giữ lại trên bề mặt của túi lọc

Khi lớp bụi trên bề mặt túi vải trở nên dày hơn, áp lực cản trở không khí của túi lọc tăng lên, lúc này cần được giũ bỏ bụi Bụi cần được giũ bỏ bằng cơ học hoặc khí nén, bụi sau khi giũ sẽ được chứa trong thùng chứa bụi

1.5 Thiết bị lọc bụi bằng điện

a) Cấu tạo và nguyên lý làm việc của thiết bị lọc bụi kiểu ống

Thiết bị lọc bụi bằng điện gồm một dây kim loại nhẵn tiết diện bé 1 được căng theo trục của ống kim loại 2 nhờ có đối trọng 3 Dây kim loại được cách điện hoàn toàn với các bộ phận xung quanh tại vị trí 4 và được nạp điện một chiều với điện thế cao, khoảng 50000V trở lên Đó là cực âm của thiết bị Cực dương là ống kim loại bao bọc xung quanh cực âm và được nối đất Dưới điện thế cao mà dây kim loại ( cực âm) được nạp,

nó sẽ tạo ra bên trong ống cực dương một điện trường mạnh và dòng khí mang bụi đi qua, những phân tử khí trong dòng khí sẽ bị ion hóa rồi truyền điện tích âm (electron) cho hạt bụi dưới các tác động va đạp quán tính ( bắn phá) và/hoặc khuếch tán ion Nhờ thế các hạt bụi bị hút về phía cực dương, đọng lại trên bề mặt ống hình trụ, mất tích điện

và rơi xuống phễu chứa bụi 5

Hình 5: Thiết bị lọc bụi bằng điện dạng ống

b) Cấu tạo và nguyên lý làm việc của thiết bị lọc bụi bằng điện kiểu tấm bản

Ngoài loại thiết bị lọc bụi bằng điện kiểu ống, người ta còn có thể tạo cực dương hút bụi bằng các tấm bản song song hai bên các dây cực âm và lúc đó ta có thiết bị lọc điện kiểu tấm bản

Hình 6: Thiết bị lọc bụi bằng điện kiểu tấm bản

Các hạt bụi được tích điện và dưới tác dụng của điện trường chúng chuyển động đến gần và lắng trên các bản điện cực

Sự tích điện diễn ra trong trường phóng điện quầng sáng, theo hai cơ chế: dưới tác dụng của điện trường ( các hạt bị bắn phá bởi các ion chuyển động theo hướng điện trường) và bởi sự khuếch tán của các ion

Cơ chế thứ nhất chiếm ưu thế khi kích thước hạt lớn hơn 0,5µm, cơ chế thứ hai chiếm ưu thế hơn đối với các hạt có kích thước nhỏ hơn 0,2µm

Đối với các hạt đường kính 0,2 - 0,5µm cả hai cơ chế đều hiệu quả

1.6 Thiết bị lọc bụi kiểu ướt

a) Buồng phun - thùng rửa khí rỗng

Được sử dụng rất phổ biến để lọc bụi thô trong khí thải đồng thời để làm nguội khí như là cấp lọc chuẩn bị và “gia công” bụi trước thiết bị lọc bằng điện nhằm giảm nồng

độ bụi ban đầu và điều chỉnh điện trở suất của bụi Thiết bị gồm các bộ phận như hình dưới đây:

Hình 7: Buồng phun - thùng rửa khí rỗng

Nước phun từ trên xuống, dòng khí dẫn từ dưới lên Cũng có thể phun nước ở bốn phía và dẫn khí đi ngang Khi có tiếp xúc giữa dòng khí thải mang bụi và các giọt nước, hạt bụi sẽ bị giữ lại và bị thải ra khỏi thiết bị ở dạng cặn bùn

b) Thiết bị lọc có lớp đệm bằng vật liệu rỗng và được tưới nước

Cấu tạo gồm một thùng tiết diện tròn hoặc hình chữ nhật bên trong có chứa một lớp vật liệu rỗng và được tưới nước

Hình 8: Tháp rửa khí crubơ

Khí đi từ dưới lên trên xuyên qua lớp vật liệu rỗng, khi tiếp xúc với bề mặt ướt của lớp vật liệu rỗng bụi sẽ bị bám lại ở đó còn khí sạch thoát ra ngoài Một phần bụi bị nước cuốn trôi xuống thùng chứa và được xả dưới dạng cặn bùn Định kì người ta thay rửa lớp vật liệu rỗng

c) Thiết bị lọc có đĩa sục khí hoặc đĩa sủi bọt

Hình 9: Thiết bị lọc bụi có chứa nước sủi bọt

Nguyên lý làm việc của thiết bị lọc đĩa sủi bọt là cấp nước vào đĩa vừa đủ để tạo lớp nước có bề cao thích hợp; dòng khí đi từ dưới lên trên qua đĩa đục lỗ, làm cho lớp nước sủi bọt Bụi trong khí tiếp xúc với bề mặt của những bong bóng nước và bị giữ lại rồi theo nước chảy xuống thùng chứa

d) Thiết bị lọc với lớp vật liệu hạt di động

Hình 10: Thiết bị lọc với lớp vật liệu hạt di động

e) Thiết bị lọc theo nguyên lý va đập quán tính

Sự tiếp xúc của khí với nước chịu tác động của sự va đập dòng khí lên bề mặt chất lỏng Và do sự thay đổi đột ngột của dòng khí Kết quả của sự va đập này là các giọt lỏng đường kính 300-400mm được tạo thành và gia tăng quá trình lắng bụi Đối với thiết

bị dạng này, mực nước cần được cố định Sự thay đổi nhỏ của mực nước cũng làm cho hiệu quả thu hồi bụi bị giảm xuống hoặc tăng trở lực của thiết bị

Hiệu quả của thiết bị rửa khí va đập quán tính lên đến 99.5% đối với các hạt bụi có kích thước lớn hơn 3μm

f) Thiết bị lọc theo nguyên tắc ly tâm

Nước được phun ra theo chiều thuận với chuyển động xoắn ốc của dòng khí bên trong cyclone và phải tạo ra được màng nước chảy từ trên xuống dưới và láng khắp mặt trong của thân cyclone Khí đi vào từ dưới lên trên bằng ống dẫn vào nối theo phương tiếp tuyến với vỏ trụ của cyclone để tạo cho dòng khí có chuyển động xoắn ốc, bụi phân

ly trong dòng khí đã chạm vào thành không có khả năng bắn ngược trở lại vào dòng khí Ống thoát khí ra cũng nối theo phương tiếp tuyến với vỏ trụ thuận chiều quay xoắn ốc của dòng khí bên trong cyclone

Hình 12: Cyclone LIOT có màng nước

Dòng khí đi vào từ cửa (1) dẫn qua ống thắt (2) Tại vị trí này đặt cửa cấp nước, tốc độ dòng khí tăng lên cao khoảng 70 - 150m/s

Khi vượt qua đầu cấp chất lỏng ở vị trí số (3) để đi vào buồng lọc (4) Ở đây có

hệ thống tách sol là những tấm lượt đặt xiên với thành buồng Các hạt chất lỏng sẽ làm ướt các hạt bụi và làm cuốn theo chúng ngưng tụ thành dạng bùn và đi ra ở cửa

số (6) Dòng khí sạch được thoát ra ở cửa số (5)

2- Thâm nhập và hòa tan chất khí vào bề mặt của chất hấp thụ

3- Khuếch tán chất khí đã hòa tan trên bề mặt ngăn cách vào sâu tỏng lòng khối chất lỏng hấp thụ

Áp dụng:

• Thu hồi cấu tử có giá trị trong hỗn hợp khí

• Xử lý các chất khí độc hại bằng cách chuyển vào pha lỏng

Thiết bị hấp thụ công nghiệp sử dụng trên thực tế rất đa dạng về hình dáng, cấu tạo:

• Tiết diện tròn, vuông, chữ nhật

• Đứng, ngang

• Chảy xuôi dòng, ngược dòng

• Đệm, mâm, rỗng

• Phổ biến nhất: tháp trụ đứng, ngược dòng

Nguyên lý hoạt động chung của tháp hấp thụ

Dòng khí chứa chất ô nhiễm đi từ dưới lên trên, dung dịch hấp thụ được phun từ trên xuống

Khi khí thải tiếp xúc với dung dịch hấp thụ Các thành phần ô nhiễm sẽ bị giữ lại ở

2.2 Phương pháp hấp phụ

Hấp phụ: là sự lôi cuốn các phân tử khí, hơi bởi bề mặt chất rắn Người ta ứng dụng phương pháp hấp phụ để làm sạch khí có hàm lượng tạp chất khí và hơi nhỏ, vật liệu dùng làm chất hấp phụ là các vật liệu xốp với bề mặt bên trong lớn, được tạo thành do tổng hợp nhân tạo hoặc do tự nhiên

Các chất hấp phụ công nghiệp cơ bản là than hoạt tính, silicagen, keo nhôm (oxit nhôm hoạt hóa), zeolit và ionit (chất trao đổi ion)

Tha hoạt tính được đặc trung bởi tính kị nước, ứng dụng rỗng rãi để xử lý khí có các dạng ẩm khác nhau Tuy nhiên tha hoạt tính kém bền cơ học và dễ cháy

Silicagen (SiO2.nH2O) ứng dụng rỗng rãi để sấy khô các môi trường khí khác nhau Silicagen không cháy, có nhiệt độ tái sinh thấp (110-120℃) và đủ bền cơ học Tuy nhiên

dễ bị phá hủy bởi các giọt ẩm

Keo nhôm bền dưới tác dụng của các giọt ẩm Chúng được ứng dụng để thu hồi các hợp chất hữu cơ phân cực và sấy khí

Zeolit là các nhóm silic, chứa các oxit kim loại kiềm và kiềm thổ Zeolit có khả năng hấp phụ hơi của các hợp chất phân cực và các chất có nối đôi trong phân tử Zeolit giữ được hoạt tính ở nhiệt độ tương đối lớn (150 - 250℃)

Ionit là các hợp chất cao phân tử, hiện nay chưa được ứng dụng để xử lý khí thải công nghiệp

Một số thiết bị hấp phụ:

a) Theo nguyên lý:

Tầng tĩnh: Thiết bị hấp phụ tĩnh thì lớp vật liệu được cố định trong thiết bị

Tầng xoay: Dòng khí thổi qua lớp vật liệu hấp phụ chuyển động và sau đó rơi xuống làm quá trình hấp phụ xảy ra đồng đều

c) Theo hoàn nguyên:

- Không hoàn nguyên

- Có hoàn nguyên

Khi đã xuất hiện điểm ngừng, thì vật liệu hấp phụ cần hoàn nguyên để giải phóng chất ô nhiễm, nhằm tăng hiệu suất quá trình hấp phụ Các phương pháp sau đây để hoàn nguyên vật liệu hấp phụ như sau: gia tăng nhiệt độ, hút cấu tử bị hấp phụ bằng chất hấp phụ khác mạnh hơn; giảm áp suất (bao gồm tạo chân không) hoặc tổ hợp của hai phương pháp này

Nhả hấp bằng nhiệt được thực hiện bằng cách nung chất hấp phụ bão hòa đến nhiệt

độ xác định bằng tiếp xúc trực tiếp với hơi nước, không khí, khí trơ nòng, hoặc làm nóng qua thành với dòng khí trơ thổi qua

Nhả hấp bằng cách giảm áp suất được thực hiện theo hai phương án: giảm áp suất nếu quá trình hấp phụ diễn ra ở áp suất dư và tạo chân không nếu giai đoạn hấp phụ được thực hiện ở áp suất thường

2.3 Ngưng tụ

Dưới áp suất nhất định mọi chất khí đều có nhiệt độ ngưng tụ (cũng tức là nhiệt độ sôi) tương ứng của chúng Nếu làm lạnh khí thải đến dưới nhiệt độ ấy thì chất khí, hơi cần khử sẽ ngưng tụ thành dung dịch tách ra khỏi khí thải và được thu hồi lại bằng phương pháp phân ly trọng lực

ra O2 Lúc đó, oxy tự do kết hợp với các phân tử oxy khác và tạo ra khí ozone

Và khi tia UV kết hợp với O2 tạo ra quá trình oxy hóa sản sinh ra H2O và CO2 và sau đó thải ra ngoài nhờ ống xả

CHƯƠNG III: ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ

1 Cơ sở lựa chọn công nghệ

Thiết kế hệ thống xử lý khí thải từ chế biến gỗ công suất 12000 m3/h, với nồng độ bụi thô, bụi mịn (3000 mg/m3), xylene (1500 mg/m3)

Phương pháp lựa chọn dựa trên những nguyên tắc cơ bản sau:

- Thiết bị phù hợp với thành phần, nồng độ và tính chất của hạt bụi

- Hiệu quả đạt yêu cầu Dễ dàng lắp đặt, thi công

2 Một số công trình xử lý khí thải từ chế biến gỗ đang được áp dụng

Hình 20: Sơ đồ công nghệ xử lý bụi gỗ của công ty Công ty TNHH Amedan Furniture

Manufacturing

Hình 21: Sơ đồ hệ thống xử lý bụi sơn và hơi dung môi sơn từ buồng phun sơn màng

nước của công ty Công ty TNHH Amedan Furniture Manufacturing

Hình 22: Sơ đồ hệ thống xử lý bụi sơn và hơi dung môi sơn từ buồng phun khô của

công ty Công ty TNHH Amedan Furniture Manufacturing

Hình 23: Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý bụi của công ty cổ phần Omexey home

furnishing

3 Đề xuất công nghệ

Hình 24: Sơ đồ hệ thống xử lý bụi gỗ và hơi Xylene

Thuyết minh sơ đồ công nghệ:

Bụi gỗ và bụi sơn thừa phát sinh trong quá trình sản xuất được thu gom ngay tại vị trí phát sinh thông qua chụp hút bố trí tại đó Các chụp hút được nối với hệ thống ống dẫn, dưới tác dụng của lực hút ly tâm bụi theo hệ thống đường ống dẫn vào thiết bị Cyclone Không khí mang bụi đi vào Cyclone theo phương tiếp tuyến với ống trung tâm, bụi chuyển động xoáy tròn quanh ống trung tâm và di chuyển dần xuống đáy thiết bị Các hạt bụi dưới tác dụng của lực ly tâm va vào thành Cyclone làm mất quán tính và rơi xuống đáy Ở giai đoạn này các hạt bụi có kích thước lớn được xử lý Sau đó dòng khí sạch đi vào ống trung tâm và thoát ra khỏi Cyclone tiếp tục sang thiết bị lọc túi vải Trong thiết bị lọc bụi túi vải, không khí mang bụi đi từ ngoài vào trong qua lớp vải lọc, ban đầu các hạt bụi lớn hơn sau khi đã qua Cyclone khe giữa các sợi vải sẽ được giữ lại trên bề mặt vải theo nguyên lý rây Các hạt nhỏ hơn bám dính trên bề mặt sợi vải

do va chạm dần dần lớp bụi thu được dày lên tạo thành lớp màng trợ lọc, lớp màng này giữ được tất cả các hạt bụi có kích thước rất nhỏ Sau một khoảng thời gian lớp bụi sẽ dày lên làm tăng tổn thất, ta phải tiến hành làm sạch túi – dùng phương pháp giũ bụi bằng khí nén